Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - Ch−¬ng ô nhiễm môi trờng tác động ô nhiễm 3.1 Bản chất ô nhiễm Trớc loài ngời xuất hiện, môi trờng đất hoàn toàn môi trờng nguyên thuỷ, có biển xanh, tuyết trắng, rừng nguyên thuỷ xanh tơi mà đô thị, nhà máy, hầm mỏ, ô tô Từ ngời xuất hiện, trình sinh hoạt sản xuất ngời đà gây nên ô nhiễm môi trờng Nh đà trình bày chơng trớc, chất ô nhiễm rối loạn vận hành mang tính tiêu cực chu trình tự nhiên, mà ngời ta nhận đo lờng đợc đà quan sát thấy mức độ khác Chất thải ( Theo Luật BVMT) loại vật chất đợc loại sinh hoạt, từ trình sản xuất, từ hoạt động khác Chất thải dạng rắn, dạng lỏng dạng khác Đặc điểm vấn đề chất thải đợc đặt vào điểm giao quan tâm lớn x· héi cđa chóng ta: - Sù nhËn biÕt vỊ hành tinh đất với tài nguyên khoáng sản lợng không tái tạo đợc, có sẵn với số lợng có hạn - Sự xuất bất trắc xẩy cho môi trờng tự nhiên có cho sức khỏe ngời phân tán không kiểm soát đợc chất độc hại đòi hỏi phải gia tăng làm chủ chất thải - Sự chuyển biến quy luật kinh tế điều khiển hoạt động chúng ta, đặt vấn đề tế nhị tính đến chi phí quản lý chất thải - Gánh nặng gia tăng quy chế dẫn đến ràng buộc mâu thuẫn nhiều gây khó khăn cho việc quản lý - Cuối phơng diện kỹ thuật dễ hiểu tất ngành khoa học (hóa, sinh, nhiệt động, địa chất, học, sinh thái, vật lý) chuyên ngành cần thiết để giải vấn đề đó, điều giải thích khó khăn để đa đợc cách tiếp cận đơn giản nhiều triệt để công cụ để quản lý chất thải Nhìn chung, ô nhiễm môi trờng phần lớn hoạt động kinh tế không hợp lý ngời gây nên nhng có ô nhiễm hoạt động tự nhiên tạo thành Hởu ô nhiễm chí nghiêm trọng hơn, phạm vi ảnh hởng to lớn so với ô nhiễm hoạt động ngời tránh khỏi Thí dụ điển hình núi lửa phun nhũng dòng phún thạch nóng chảy cao hàng trăm mét với hàm lợng khí sunfuarơ nhiều gây nên ô nhiễm vành đai rộng lớn , chí làm biến đổi khí hậu cục Ô nhiễm môi trờng có nhiều dạng, bao gồm ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nớc, ô nhiễm đất, ô nhiễm tiếng ồn với nguồn gây ô nhiễm mang tính đa dạng luôn biến đổi - 35 Ng−êi soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - Nguồn nớc đợc coi ô nhiễm thành phần tính chất lý hoá sinh học nớc bị thay đổi, không bảo đảm chất lợng nguồn cung cấp yêu cầu khác Môi trờng không khí bị coi ô nhiễm thành phần bị biến đổi khác với trạng thái bình thờng Chất gây ô nhiễm chất có khí nồng độ cao nồng độ bình thờng không khí chất thờng không khí Sự ô nhiễm không khí kết việc thải khí, hơi, giọt lợng khí khác có nồng độ vợt thành phần bình thờng không khí gây nên tác động có hại gây khó chịu (do mùi, bụi, ) Đất bị coi ô nhiễm tăng nồng độ chất đạt tới nồng độ có khả làm xuất tác động bất lợi đến chức đà định đất đẫn đến huỷ hoại hệ sinh thái đất Tiếng ồn nói chung âm gây khó chịu, quấy rầy làm việc nghỉ ngơi ngời Tiếng ồn yếu tố tự nhiên nhng sản phẩm văn minh kỹ thuật Khi tiếng ồn lan truyền không khí, chuyển động âm phân tử khí gây biến đổi nhỏ áp suất không khí mà ngời ta biểu áp suất âm, cờng độ âm Hiện nay, ngời ta coi tiếng ồn nh số ô nhiễm môi trờng thành phố 3.2 Cấc nguồn gây ô nhiễm chất gây ô nhiễm Các nguồn gây ô nhiễm chủ yếu bao gồm: - Từ hoạt động sinh hoạt; - Từ hoạt động sản xuất công nghiệp; - Từ hoạt động thơng mại; - Từ hoạt động giao thông lại; - Từ tợng tự nhiên Trong phạm vi giáo trình tập trung vào ô nhiễm gây rối loạn vận hành chu trình sinh địa hóa mà điển hình chu trình carbon ni tơ Ô nhiễm gây từ hoạt động công nghiệp hoá dầu : Hóa dầu đà trải qua trình phát triển nhanh từ năm 1960 đà cho phép ngành hóa học đa đợc loạt sản phẩm (chất dẻo, dung môi, chất màu, thuốc trừ sâu, keo dính, vecni ) Sản xuất, sử dụng, thải bỏ tất hợp chất gây ô nhiễm cho đất, cho môi trờng nớc, không khí nh cho động, thực vật Những hợp chất hữu bay chất gây ô nhiễm thu hút ý nhà lập pháp Các chất đợc dùng chủ yếu làm nhiên liệu, dung môi hòa tan sản phẩm để khuyếch tán môi trờng (nh công viƯc in) nh÷ng chÊt dÉn xt cacbua hydro - 36 Ng−êi so¹n : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - Nh÷ng chÊt cacbua hydro gây hậu môi trờng, thuộc hợp chất cacbua hydro thơm cacbua hydro thơm nhiều vòng, bao gồm tất hợp chất bay chứa vòng phân tử (benzen, phenol, naphtalin ) Cùng với hợp chất hữu bay hơi, sản phẩm dầu mỏ khác có tác động quan trọng lên môi trờng Đó loại chất dẻo, PCB, chất tẩy rửa, loại thuốc trừ sâu, loại phenol Ta hÃy xem xét trờng hợp loại thuốc trừ sâu làm ví dụ Thuốc trừ sâu chiếm vị trí độc đáo số chất gây ô nhiễm môi trờng Ngợc lại với chất gây ô nhiễm khác, thuốc trừ sâu đợc ngời ta tự nguyện phân tán môi trờng tự nhiên để diệt số loài sâu hại Ngời ta phân loại sau đây: a) Các loại thuốc trừ sâu Bao gồm chủ yếu: - Các hợp chất clor hữu đợc điều chế cách clor hoá phân tử vòng thơm phân tử dị vòng (DDT, lindan) Những chất không tan nớc bền tới 10 năm - Các hợp chất photpho hữu este rợu axit ortho photphoric (paration, malation) nhanh chóng bị phân giải sinh vật nớc - Những cacbonat este axit N-metyl cacbamic Những loại độc hại động vật máu nóng b) Những loại thuốc trừ nấm: Thông dụng loại thuốc trừ nấm thuỷ ngân hữu Chúng đợc dùng phối hợp với thuốc trừ sâu clor hữu để bảo quản hạt giống c) Những loại thuốc trừ cỏ Những loại là: - Các dẫn xuất axit phenoxy axetic - Các triazin - Các loại urê đà bị thế,v.v - Các loại thuốc trừ sâu thể tác động khác lên môi trờng: - Những tác dụng độc hại trực tiếp loài động vật thực vật - Đầu độc gián tiếp dây truyền dinh dỡng, đặc biệt loài chim ăn sâu thuỷ sản - Làm giảm tiềm sinh vật loại bị nhiễm thuốc - Làm biến nhiều loài nh làm cân quần thể đồng thời làm tăng nhanh chóng nhiều loài kẻ săn chúng làm mồi Một cố gắng quan trọng đợc thực bớc để sửa lại hậu đó: - Đa loại độc hại - Phát triển đấu tranh sinh học - Làm tăng sức đề kháng trồng - Tối u hoá việc ứng dụng loại thuèc,v.v - 37 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - Mét việc cần phải đợc thực kế hoạch quản lý chất thải việc huỷ bỏ kho dự trữ lớn thuốc trừ sâu thu hồi từ thị trờngvà nhng bao bì bẩn thuốc đặt vấn đề nghiêm trọng cha nói tới sản phẩm phụ công nghiệp sản xuất thuốc trừ sâu Chúng ta nhấn mạnh đến loại thuốc trừ sâu tổng hợp Còn nguồn thuốckhác đợc sử dụng: vô (lu huỳnh, sunphat đồng, sắt, arsenic) hay chất hữu tự nhiên (nicotin, rotenon ) Tỉng céng, kho¶ng 31 triƯu trång trọt đà nhận hàng năm: - 100.000 chất hữu tổng hợp - 60.000 lu huỳnh - 7500 đồng; thông qua 500 chế phẩm thơng mại Khả gây ô nhiễm loại thuốc trừ sâu đợc thể Hình 3.1 Ô nhiễm gây từ hoạt động khai thác mỏ sản xuất vËt liƯu x©y dùng :Theo C Guillemin, Futurible, no20, feirier 1979), đầu ngời hành tinh, năm khai thác vật liệu từ đất, đó: - 2,5 tÊn b·i th¶i má than - 3,3 tÊn vËt liệu xây dựng - 1,7 nhiên liệu mỏ - 150kg kim loại - 150kg quặng phi kim Trong trình hoạt động, chất ô nhiễm không khí phát bao gồm loại bụi ; loại khí thải từ trình đốt cháy SO2, NO2, CO, CO2 chất thải hữu Các nhà máy điện, nhà máy hóa chất, nhà máy điện nguyên tử phát chất phóng xạ Nguồn chủ yếu đốt than Các hạt bụi từ trình đốt than bao gồm số lợng lớn bon, silicat (SiO2) nhôm (Al2O3) Fe2O3 Fe3O2 đợc phát dới dạng tro bay Các chất khí đồng thời đợc bốc từ trình đốt than Các yếu tố (thành phần khí xả) đợc trình bày Bảng 3.1 Bảng 3.1 Các thành phần khí xả Nguồn xả Chất ô nhiễm HCHO CO CH4 NO2 SO2 Từ nhà máy điện (kg/tấn than đốt) 0,023 0,23 0,1 9,1 34,5 Từ ngành CN khác (kg/tấn than đốt) 0,023 1,38 0,46 9,1 34,5 - 38 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - PhÕ liƯu s¶n xt Thc b¶o vƯ thùc vËt Sự ô nhiễm qua dây chuyền thực phẩm Bao bì bị nhiễm bẩn Bay Tồn d thực vật đợc tiêu thụ Sự nhiễm bẩn qua chuỗi thức ăn Trôi theo dòng nớc Sự cân Quần thể côn trùng - Sự hấp phụ hấp thụ đất Sự phân huỷ sinh học/hoá học Lan truyền dới tác dụng nớc ô nhiễm nguồn nớc ngầm Hình 3.1 Khả gây ô nhiễm loại thuốc trõ s©u - 39 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - Ô nhiễm gây từ hoạt động giao thông: Không khí bị hoạt động động ô tô, Oxyt cácbon hợp chất chì có khí khác nh Hydrocacbon Oxinitơ Các chất khí dới tác dụng lợng mặt trời, tạo nên chất gây thành sơng mù, kích thích mắt, làm tổn hại cối Động ô tô sinh chất gây ung th thực nghiệm động vật Lợng khí xả phơng tiện ô tô nh sau: Loại khí thải HCHO CO CO2 NO2 SO2 Hạt Lợng chất thải (kg/ngày chạy xe) 0,698 x 10-3 58 x 10-3 x x 10-3 2.9 x x 10-3 0.2 x x 10-3 0.3 x x 10-3 Ô nhiễm gây từ hoạt động đun nấu sởi: Sự nhiễm bẩn không khí từ lò đốt nhà hình thức sớm gây nhiễm bẩn tác động hại không nhiều Các chất khí thải xả từ đun nấu sởi bao gồm : Aldehyt (HCHO) CO CH4 NO2 SO2 0,005 lb/tÊn than ®èt 50 1b/tÊn 10 76 = 0,002 kg/tÊn than ®èt = 22,7 kg/tÊn than ®èt = 4,54 kg/tÊn than ®èt = 3,63 kg/tÊn than ®èt = 34,5 kg/tÊn than đốt Các chất khí gây ô nhiễm : Những phát thải khí khác góp phần vào việc làm ô nhiễm khí quy mô địa phơng (sơng mù oxy hóa, ma axit ) nh toàn cầu (hiệu ứng nhà kính, lỗ thủng tầng ozôn ) Những loại khí chủ yếu gây rối loạn chức chu trình cacbon chu trình ni tơ Chu trình cacbon bị liên lụy phát thải hợp chất hữu bay , cña CFC, oxyt cacbon (CO), dioxyt cacbon (CO2), metan (CH4) dioxyt lu huỳnh (SO2) (sản phẩm trình cháy cacbua hydro) Khí monoxyt cacbon (CO): Khí CO đợc sinh cách tự nhiên nguồn kh¸c sinh vËt hay phi sinh vËt: nói lưa, trình oxy hóa cácpecten thực vật, tảo biển Sản sinh CO hoạt động ngời chủ yếu cháy rừng sử dụng nhiên liệu mỏ CO, không khí với nồng độ nhỏ (từ 0,1 đến 0,2 ppm), tăng lên vùng đô thị có lợng xe ô tô lớn lu hành (tíi 20-100 ppm) Ng−êi ta kh«ng nhËn thÊy cã sù gia tăng hàm lợng CO toàn cầu theo thời gian, chủ yếu chế sinh-địa-hóa làm chuyển hóa thành hợp chất khác: - 40 Ng−êi so¹n : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác ®éng cđa « nhiƠm - - CH4 vµ CO2 d−íi tác dụng số vi khuẩn - CO2 H2 tầng bình lu khí phản øng cđa c¸c gèc tù do: CO + OH-  CO2 + 1/2 H2 CO có tác dụng độc hại động vật máu nóng ngời Oxyt cacbon kết hợp với hồng huyết cầu tạo thành cacboxyhemoglobin, chất cố định oxy ngời, 6400 ppm CO gây chết 1/4 Một nguyên nhân gây chết ngời cực mạnh lại xảy đốt cháy không hoàn toàn đời sống hàng ngày Cũng may mắn việc ngời gây không dẫn tíi sù tÝch tơ CO khÝ qun Dioxyt cacbon (CO2) : Sự phát thải CO2, nói cách công bằng, không đa lại hậu làm rối loạn vận hành chu trình cacbon Ngợc lại với monoxyt cacbon, phân tử CO2 không độc hại vấn đề chất đặt có nguồn gốc việc khơi dậy nguồn cacbon hóa thạch, khai thác bừa bÃi nhiên liệu mỏ, Thêm vào việc phá rừng đốt cháy sinh khối Sự tăng gấp đôi hàm lợng CO2 khí đợc coi nh bất khả kháng kỷ 21 so với hồi đầu kỷ (300 ppm) Khí CO2, mặt khác, tiêu đặc trng mức sống cộng đồng c dân, biện pháp làm phát thải khí CO2 toàn cầu phải tế nhị, tình phận lớn giới nớc phát triển chậm phát triển Sự phát triển khí thải CO2, đợc biểu thị cacbon đầu ngời năm, Hoa Kỳ 5,2 nớc cộng đồng Châu Âu 2,3 (riêng Pháp 1,8) Con số trung bình cho nớc phát triển 0,4 Cho thấy khác biệt mặt kinh tế nớc Sự tăng lên CO2 khí hầu nh thực tế có lên xuống liên tục tiến trình biến đổi Vai trò điều tiết đại dơng tăng trởng thực vật phải đợc khẳng định Vấn đề không cần quan tâm tới bảo tồn nguồn tài nguyên mỏ cách khôn ngoan mà không áp dụng biện pháp quản lý tiết kiệm hệ thống lợng Những đánh giá thờng xuyên cho thấy thời đại tiền công nghiệp có dòng trao đổi hàng năm bầu khí sinh khối lục địa 60 GT (1 gigatôn tơng ứng với 109 tấn) Dòng trao đổi giữ cân trình quang hợp để làm giàu thêm sinh khối trình nhả oxy để làm giàubầu khí Do hoạt động lợng công nghiệp, ngời ta ớc lợng dòng trao ®ỉi víi l−ỵng 60 Gt vỊ phÝa khÝ qun ®−ỵc bổ sung hàng năm khoảng Gt (6 Gt tiêu dùn hiên liệu mỏ Gt rừng), trình quang hợp mức độ tiêu thụ 60 Gt Tác dụng nhân tố điều hoà đại dơng nắm giữ vai trò phát huy đợc mức năm, điều dẫn tới khoảng Gt đợc phát thải vào khí Nh bầu khÝ qun sÏ chøa 735 Gt CO2 Con sè nµy phải đợc xem xét cách cẩn thận, đặc biệt - 41 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - lµ vỊ khả điều hoà đại dơng, đà công nghiên cứu nhiều hiểu biết Khí Mêtan: Khí đợc sinh cách tự nhiên lên men kỵ khí đất, cánh đồng lấy nớc nớc mặn Khi dòng khí thoát khỏi mỏ cacbua hydro Trong thời đại chúng ta, nguyên nhân nhân tác đặc biệt nhiều, là: - Sự phát triển trồng nông nghiệp chăn nuôi (sự lên men chuồng phân động vật nhai lại tạo lại tạo mét nguån quan träng khÝ metan) - Sù thÊt tho¸t khÝ metan c¸c má cacbua hydro (30 triƯu tấn/năm) - Khí metan đợc sản sinh rác thải sinh hoạt (và từ phế liệu lên men đợc) đợc chứa nơi thiếu không khí - Những số liên quan đến khí metan dao động Ta ghi nhận làm số giá trị sau bình diện toàn cầu - Ruộng lúa (70 triệu tấn/năm) - Gia súc (75 triệu tấn/năm) - Thất thoát trình khai thác nhiên liệu (50 triệu tấn/năm) - Do sinh khối thực vật (10 triệu tấn/năm) Khí giống nh CO2, không độc hại, chúng tham gia cách tích cực vào việc gây hiệu ứng nhà kính Các hợp chất oxyt nitơ: Tên gọi oxyt nitơ đợc dùng cho hợp chất Oxyt nitơ (NO); Dioxyt nitơ (NO2 ) Oxyt nitric (N2O ) Các NOx đợc sản sinh điều kiện nhiệt độ cao (sởi, công nghiệp, sản xuất lợng ) hầu hết độngc nổ (diesel, xăng) Ngời ta thấy khí thải động nổ giàu khí NO, nhng khí chuyển hóa thành NO2 trình bị hòa loÃng không khí: 2NO + O2 2NO2 Oxyt nitric (N2O) loại khí có nitơ nhiều khí không bị ô nhiễm (0,25ppm) Khí dóng vai trò yếu việc làm ô nhiễm bầu khí trái với dạng khí khác Hiện tợng có ý nghĩa dạng phát thải phát thải có liên quan đến hoạt động ngời, số lợng lớn nh phát thải tự nhiên (hoạt động sinh vật, núi lửa, xói mòn gió) Các chất gây ô nhiễm môi trờng nớc : Nguồn nớc đợc coi ô nhiễm thành phần tính chất lý hoá sinh học nớc bị thay đổi, không bảo đảm chất lợng nguồn cung cấp yêu cầu sử dụng khác - 42 Ng−êi so¹n : PGS.TS Ngun Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động « nhiÔm - Các chất gây ô nhiễm môi trờng nớc bao gồm: Các chất thải hữu cơ: nguồn chất gây ô nhiễm chủ yếu nguồn nớc mặt Có thể chất hữu khó bị ô xy hoá, chất hữu dễ bị oxy hoá Các chất đợc biểu thị tiêu BOD, Nitơ tổng số, phốt pho, COD Trong nớc thải sinh hoạt, hàm lợng chất bẩn hữu nh sau : BOD5 = 80 - 120 gam/ngời-ngày đêm Nitơ tổng số = - 15 g/ng.ng.đ Trung bình 10g/ng Phốt = - g/ ng.ng.đ COD = 250 mg/l - 1000 mg/l Thành phần chất thải hữu khác tuỳ thuộc vào tính chất loại công nghiệp khác nhau, nớc thải xí nghiệp chế biến thực phẩm (đờng, sữa, thịt, tôm, cá, nớc ngọt, bia ) chứa nhiều chất hữu có kim loại nặng, sulfua; nớc thải xí nghiệp ắc quy có nồng độ axit, chì cao, nớc thải nhà máy bột giấy chứa nhiều chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, màu, lignin, phenol với hàm lợng lớn Các chất hữu bị o xy hóa thành CO2 , H2O dới tác dụng vi sinh vật hiếu khí Sau tác dụng với NO3 để tạo thành N2 , CO2 , H2O thực trình khử Nitrat dới tác dụng vi khuẩn khử Nitơ Sau trình phân huỷ yếm khí tạo CH4 , H2S gây nên ô nhiễm Các chất thải chứa vi sinh vËt: C¸c vi sinh vËt bao gåm vi khuÈn, vi rút dạng vi khuẩn gây bệnh cho ngời Nguồn chủ yếu ô nhiễm nớc thải thành phố, nớc ma Một số xí nghiệp công nghiệp tuỳ vào loại sản phẩm chứa chất ô nhiễm vi sinh vật nớc thải Các chất độc hại: Chất phóng xạ từ nhà máy hạt nhân nguyên tử chứa số lợng lớn chất độc đồng thời chứa loại nớc làm nguội -> ảnh hởng tới trình tự làm nguồn Những chất khó bị oxy hoá thờng đợc tích luỹ từ nguồn tăng dần xuống phía hạ nguồn có ảnh hởng trực tiếp tới sức khoẻ, tích tụ sinh học xảy theo đờng: Vật chứa chất phóng xạ chuỗi thức ăn ngời tiêu thụ Các chất gây ô nhiễm môi trờng ®Êt: C¸c chÊt ho¸ häc: C¸c chÊt hãa häc th−êng thấy môi trờng đất bao gồm loại phân bón hoá học chất diệt côn trùng, diệt cỏ, đặc biệt chất diệt cỏ chứa sản phẩm clo phenol vào đất, chất làm cho số lợng trực khuẩn tích tụ phênol phát triển mạnh Ngoài hợp chất chì, thuỷ ngân hợp thành đất chất cặn lắng bền vững truyền vào trồng - 43 Ng−êi so¹n : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - Đa số loại hoá chất trừ sâu, diệt cỏ làm ô nhiễm trồng, làm rễ bị cằn cỗi đất không phát triển đợc Thí dụ thuốc bảo vệ thực vật DDT sau năm sử dụng đợc tìm thấy - 5% sót lại đất khó bị hấp thụ vào cấu tư cđa ®Êt DDT ë nång ®é thÊp (24 mg/l) gây nên thay đổi sinh lý ngợc cá, làm chết loài chim DDT dễ dịch chuyển vào nớc DDT vào thể tích tụ thành khối u ác tính DDT thờng tích tụ đất, nớc, không khí, sau rơi vào biển đợc thuỷ sinh vật hấp thụ gây ô nhiễm thực phẩm Các chất hóa học mang tính độc hại cao môi trờng đất Asen, Flo chì Sau đợc hấp thụ, chất qua đờng thực vật, sữa bò vào đến ngời Hàm lợng chất đất khu vực nhà máy thờng cao gấp 5-6 lần so với vùng đất xa ách 500m Các chất thải công nghiệp mang tính nguy hại: Các phế thải công nghiệp rắn tạo nên nguồn quan trọng chất gây ô nhiễm đất sản phẩm hoá học độc hại gây Theo ớc tính, số 50% phế thải công nghiệp có tới 15% có khả gây độc hại nguy hiểm Mỹ, gần 106 chất thải bỏ không cháy, axit ăn mòn gây độc hại đợc xả bừa bÃi môi trờng xung quanh Nếu tính theo đầu ngời 20 kg chất thải công nghiệp/năm Những chất hoá học độc hại thờng gặp đất asen, flo, chì Các chất phóng xạ: Các chất phóng xạ từ vụ nổ bom hạt nhân chất thải phóng xạ phát từ trung tâm công nghiệp tung tâm nghiên cứu khoa học lắng xuống mặt đất đợc tích tụ lại đất nh C14, Sr90, Cs Ngoài có yếu tố vi lợng nh Be, Bo, Se Các chất phóng xạ xuất phát từ vụ nổ bom hạt nhân chất thải phóng xạ lỏng hay rắn từ trung tâm công nghiệp hay nghiên cứu khoa học lắng xuống mặt đất tích tụ Các chất phóng xạ ví dụ C14 xâm nhập vào thể ®éng vËt vµ vµo ®Êt C14 tham gia vµo chun hóa cácbon cỏ Một số thực vật đất nh nấm, địa y tích tụ C3 gây nguy hại cho động vật ăn phải thực vật Các loại vi sinh vật gây bệnh: Gồm trực khuẩn nguyên sinh động vật đờng ruột, loại làm ô nhiễm đất việc sử dụng phân bón lấy từ hố xí bùn hay xả chất thải sinh hoạt bừa bÃi Ngoài có loại ký sinh trùng nh giun, sán, loại nấm Các loại vi khuẩn gây bệnh tồn phát triển đất bị nhiễm bẩn phế thải hữu nh phân, rác, phế thải công nghiệp thực phẩm v.v Đất bị ô nhiễm loại trực khuẩn lị, thơng hàn, phẩy khuẩn tả amíp Các bệnh vi khuẩn gây theo đờng tiếp xúc trực tiếp ngời với đất bẩn, với nớc bẩn ruồi, bọ Ngoài vi khuẩn gây bệnh, đất phát triển lại côn trùng gây bệnh, nơi chứa trứng giun, sán Điều kiện phát triển loại vi khuẩn gây bệnh phụ thuộc vào lợng ma, nhiệt độ không khí, thực vật, ánh sáng mặt trời, độ ẩm đất Hiện ngời ta thờng dùng loại vi khuẩn Coli Aerogenes Bact perfrigens, phát triển môi trờng phân tơi, làm vi sinh vật thị cho độ nhiễm bẩn phân cđa ®Êt - 44 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - Các chất khác: Các chất rắn vô kích thớc lớn nh vật liệu xây dựng, phế liệu sắt thép chất nhựa tổng hợp, Polyetilen bền vững đất Chúng khó bị phân hủy thải vào đất ngăn cản phát triển thảm thực vật, thay đổi cấu trúc đất địa hình Vì ngời ta thờng tận dụng loại để san sử dụng lại 3.3 Độc học sinh thái tác động, rủi ro, nguy Nh đà trình bày Chơng 1, độc chất học theo định nghĩa chất gây độc hại rõ sản phẩm nguy hiểm đôí với ngời Phạm vi áp dụng môn khoa học thập niên gần đà đợc mở rộng khuôn khổ rộng chen ngang chuyên ngành mới: sinh - thái - độc - chất - học mà Jouany đà định nghĩa năm 1978 nh môn nghiên cứu tất tác dụng chất độc hại loài sống tổ chức chúng, mối tơng quan chúng với vật chất vô sinh, mối tơng quan chúng với đốivới ngời Ngời ta thờng phân biệt hai kiểu tơng tác chất có độc tính mục đích tiềm tàng tùy theo tác động trực tiếp hay gián tiếp Trờng hợp tác động gián tiếp thờng tơng ứng với nhiễm độc gắn với ô nhiễm môi trờng gây nhiễm bẩn dây chuyền thức ăn Những biểu độc tính : Những biểu khác độc tính tìm hiểu đợc phép thử sinh học bao gồm việc quan s¸t diƠn biÕn cđa mét c¸c thĨ (hay mét nhóm thể) tiếp xúc với môi trờng đợc nghiên cứu điều kiện thực nghiệm định Ngời ta phân biệt chủ yếu hai loại tính độc độc cấp tính độc mÃn tính Độc cấp tính: Là độc tính gây cá thể hay môi trờng với liều lợng hay nång ®é rÊt cao cđa mét chÊt ®éc, mét thời gian ngắn (một vài ngày tối đa, thờng 24g) Đối với nồng độ sản phẩm độc đà đợc xác định (x), nồng độ/liều lợng gây chết (y) tử vong chủ thể biểu thị đờng cong tử vong phụ thuộc vào nồng độ (thờng có dạng "sygmoide" nh− h×nh vÏ 3.2) Tû lƯ tư vong (%) 100 50 Nồng độ (x) Hình 3.2 Đờng cong tử vong phụ thuộc vào nồng độ - 45 Ng−êi so¹n : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác ®éng cđa « nhiƠm - Độc cấp tính đợc biểu thị bằng: - Liều lợng gây chết 50 (DL50): trị số liều lợng đợc đa vào cá thể đợc thử nghiệm (loài gậm nhấm (chuột) chẳng hạn) gây chết 50% số cá thể đợc thử - Nồng độ gây chết 50 (CL50): nồng độ loại hóa chất đợc đa vào môi trờng sống (thờng môi trờng thủy sinh) gây chết 50% số cá thể đợc thử (cá chẳng hạn) - Thời gian dùng cho phép thử biến đồng tử vài phút đến 96 Độc dài hạn: Là độ độc gây cá thể hay môi trờng với liều lợng hay nồng độ yếu thời gian dài (từ tháng đến thời gian sống nhiều hệ súc vật) Loại độc tính giữ vai trò ô nhiễm môi trờng (thí dụ: tác động đơn vị công nghiệp hay trạm xử lý rác, ô nhiễm ôtô, hậu chất phụ gia thực phẩm ) trờng hợp ngời ta dùng khái niệm vi thể gây ô nhiễm (micropolluant) Trong tất tác dụng gắn với độc tính dài hạn, có hai tác dụng đặc biệt quan trọng, là: - Những tác dụng lên tái sản xuất: làm khô cằn, làm giảm độ phì, tạo quái thai (dị dạng thể nh đầu to, thiếu chân tay ); - Gây ung th, biến đổi gen: ngời ta đà thấy phần lớn chất biến đổi gen (sự khác thờng số lợng hay chất lợng nhiễm sắc thể ADN) gây ung th, điều giải thích xu hớng thay mẫu thử ung th (lâu đắt) mẫu thử biến đổi gen nhanh nhiều tơng đối dại diện cho nguy gây ung th chất cần nghiên cứu Những nguy gắn với vi trùng gây bệnh Cách tiếp cận độc chất học sinh-thái-độc-chất-học đợc chủ yếu trì rủi ro gắn liền với phổ cập môi trờng phân tử hữu tổng hợp kim loại muối kim loại Các loại phế thải dạng rắn mầm gây bệnh đa lại mối nguy hại cho sức khỏe Đặc biệt trờng hợp chất thải thải bệnh viện, chăn nuôi gia súc, rác thải đô thị Đó nớc thẩm thấu qua lớp chất thải mà có động vật sống vùng đất (các loài gặm nhấm, chim ) phân tán mầm bệnh lòng quần thể mầm gây bƯnh: c¸c vi khn nh− Mycobacterium Tuberculosis (bƯnh lao), Pseudomonas (tiêu chảy), Salmonella (bệnh thơng hàn), Vilrio (dịch tả) loại nấm Những nguy gắn với rác thải Gerard Keck (Trờng thú y Lyon, giáo trình độc chất học rác thải, DEAINSA Lyon) phân tách nguy rác thải thành nguy cấp tính nguy mạn tính Nguy cấp tính: Những nguy cấp tính đợc gây bởi: - Nơi chứa bao bì bẩn, chí thuốc trừ sâu hạn (hoặc không đợc phép dùng): gây độc cho loài vật nu«i; - 46 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - - Đổ tháo trái phép vào sông ngòi, hồ ao chất dùng để bảo quản gỗ (linđan, penta clorphenol ) gây chết cá; Các vụ đốt rác nguy hại, giải phóng axit xyanhydric ( đốt vật liệu xốp b»ng polyurethan) clor hay axit chlohydric ( tõ ®èt PVC) Những nguy mạn tính: Nguy tập trung vào loại có khả tích tụ sinh häc nh− : - Mét sè kim lo¹i (thđy ngân, cadmi, chì) - Những hợp chất hữu (PCB, clordioxin, chúng bị tung vào môi trờng tự nhiên) Trong trờng hợp này, loài gia súc sống gần nơi phát thải, ăn cỏ uống nớc bị nhiễm độc nói chung chất độc tập trung dần đờng thức ăn: - - Những tËp trung quan träng ammoniac, nitrat, nitrit m«i tr−êng thủy sinh, gây d thừa chất hữu không bị phân giải sinh vật (những rác thải bếp gia đình, trạm lọc nớc, nớc cống từ chuồng gia súc ) Tác động mạn tính đa lại cho môi trờng làm biến đổi môi trờng sinh thái c trú dòng nớc; Những ô nhiễm vi sinh vật bắt nguồn từ nớc cống ngầm, nơi chăn nuôi gia súc, vật phế thải bị ném không thận trọng, để súc vật ăn phải làm ô nhiễm nguồn nớc sinh hoạt Những đặc trng tính độc sinh thái Những cá thể mặt môi trờng thờng xuyên biểu với trạng thái khác lớn vi thể gây ô nhiễm, thờng với nồng độ nhỏ, điều đặt vấn đề phải tính đến hai tợng quan trọng: cộng lực đối kháng Cộng lực: Tác dụng hợp chất biến đổi mạnh (thờng tăng lên) cần có kết hợp với chất khác Đối kháng: Ngợc lại, chất biểu lộ phần tử đối kháng theo định nghĩa có mặt phần tử ngăn cản tác động phần tử khác Hiện tợng không định tích cực Thí dụ trờng hợp thuốc chữa bệnh, bên cạnh tác dụng mong muốn, thuốc bị hấp thụ chế đồng hoá phần tử khác thể Liều lợng tối đa chấp nhận đợc bỏ qua đợc Triển khai nghiên cứu hàng loạt tác dụng độc hại đà bớc dẫn chuyên gia tới xác định đợc ngỡng, liều lợng tối đa chấp nhận đợc, cho chất gây ô nhiễm nớc, không khí thực phẩm Những ngỡng đó, hợp lý phù hợp với bảo vệ hoàn toàn cho cá thể, nhng đảm bảo hoàn toàn không thải sản xuất tiªu thơ - 47 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - Những nguy hiểm sức khoẻ ngời lợi ích thể có việc sử dụng chất đáng quan tâm Đó cách tiếp cận kinh tế xà hội làm nội dung để thực hội thảo độ chặt chẽ tiêu chuẩn, giác độ sản xuất công nghiệp nh cho việc lắp đặt thiết bị xử lý rác thải Khả chấp nhận nguy cơ: Đờng biểu diễn khả chấp nhận nguy đợc biểu diễn hình 3.3 Mức độ thiệt hại Không chấp nhận đợc Chấp nhận đợc Khả xảy nguy hiểm Hình 3.3 Đờng biểu diễn khả chấp nhận nguy Đờng biểu diễn thể kiện đợc chấp nhận mức độ trầm trọng thiệt hại đợc bù lại gây nguy hiểm (trờng hợp hạt nhân lấy làm thí dụ, khả xảy nguy hiểm lớn nhng mức độ thiệt hại nhỏ khả chấp nhận có) Cần ghi nhận sơ đồ đờng cong biĨu diƠn khã thµnh hiƯn thùc, nãi chung cịng khó đợc xà hội chấp nhận dựa sở yếu tố khoa học mà bỏ qua giá trị văn hoá hay xà hội Khả chấp nhận rđi ro Kh¸i niƯm vỊ rđi ro, tõ mét rối loạn chức có nhân tác xen vào: chất phế thải đợc tách cách bất bình thờng từ vật thể (sự cố tràn dầu dòng nớc) hay dự xuất vật thể không vận hành bình thờng (dioxin gắn với việc cháy biến điện) Khả chấp nhận rủi ro thích hợp với chất thải bỏ đà đợc chấp nhận hay có liên hệ với hoạt động ngời vận hành bình thờng Căn vào hợp lý việc xảy kiện, đờng biểu diễn thể kiện ngờ vực đợc chấp nhận mức độ thiệt hại đợc bù lại khả xảy nguy hiểm, mà khả lại đợc bù lại rối loạn vận hành hệ thống, khả rối loạn vận hành lớn nhng đợc bù lại khả xảy nguy hiểm hơn, mà khả lại đợc bù lại nghiêm trọng thiệt hại - 48 Ng−êi soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - 3.4 C¸c t¸c động ô nhiễm Đà có nhiều khung phân loại đà đợc đề xuất để liệt kê tác động có khuôn khổ hoạt động nhân tác Những tác động khác chủ yếu chủ điểm tác giả: bảo vệ động vật thực vật, sức khỏe ngời, cân thiên nhiên Đối với chúng ta, chủ yếu để hiểu rõ mối quan hệ quản lý chất phế thải môi trờng, phải tự giới hạn loại tác động sau đây: - Những tác động gắn với thẩm mỹ tiện nghi - Những tác động sinh thái - Những tác động độc hại độc hại sinh thái Những tác động gắn với thẩm mỹ tiện nghi Các tác động loại bao gồm mùi, tiếng động, màu sắc, quang cảnh, bố cục phong cảnh, khói Quản lý phế thải thờng bao hàm tác động Những thí dụ điển hình nh sau : - Trờng hợp kiểu vứt rác, rác không đợc giữ gìn cẩn thận, để giấy hay màng chất dẻo bay lung tung, thu hút nhiều chim chóc, mùi hôi hám - Trờng hợp lò thiêu rác, phát thải khói nhiều gây hại cho khu vực lân cận - Trờng hợp đơn vị ủ rác làm phân bón, không khống chế để mùi hôi thối rác hoại mục bốc - Trờng hợp tiếng ồn phát sinh thu thập thùng rác, hoạt động các máy nghiền - Trờng hợp hoạt động công trờng trời Kiểu tác động gây nhiều điều đáng ý: - Tiếng ồn, mùi, mầu sắc thờng thờng đợc thấy tăng lên mạnh bờ bao , tợng cha có công nghệ xử lý Giải pháp phải đẩy mạnh việc giữ nghiêm quy chế chống ô nhiễm chất lợng công nghệ dụng cụ không thỏa mÃn Ngoài từ nhiều năm nay, ngời ta áp dụng biện pháp khử yếu tố tác động, chuyên gia qu¶n lý chÊt phÕ th¶i tham gia thùc hiƯn - Sự việc thuộc loại đụng chạm đến chất thẩm mỹ ngày nhiều, tác động đến tâm thần thân thể (tâm thể) biểu triệu chứng lâm sàng (ngứa da, nhức đầu, hoang mang lo sợ, suy sụp ) Về mặt đó, nghiên cứu tâm lý dịch tễ học phải trở nên ngành tích cực khoa học môi trờng - Sau cùng, cần ghi nhận, khó khăn thực sự, không phản đối điều cho tác động thẩm mỹ (mùi, mầu, tiếng ồn) gây độc hại hay độc hại sinh thái - 49 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - Những tác động sinh thái Đó tác động biểu không đo đếm đợc, thông qua trình làm biến đổi hệ thực vật, hệ động vật nớc, không khí đất nh: - Thay đổi quần thể hệ động thực vật sông - Sự biến hay ngợc lại sinh sôi mức loài cỏ - Sự giảm sút đa dạng sinh học - Xói mòn nhiễm mặn đất - Sự biến đổi số cân bằng: hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ôzôn Cũng nên nhận xét từ biên giới tác động sinh thái tác động gây độc hại hay độc hại sinh thái khó vạch quan điểm cho tác động thờng không phân biệt rõ đợc đâu nguyên nhân, đâu hậu quả: cố độc hại thực vật nguồn gốc biến loài thực vật trình tăng bất thờng nhiệt độ gắn với hiệu ứng nhà kính đợc coi nh khả đa đến rối loạn quan trọng đời sống loài động, thực vật ngời Thí dụ hiệu ứng nhà kính đợc thể hình 3.4 Khuyếch tán mây khí Bức xạ mặt trời thấy đợc hấp thụ trực tiếp Hấp thụ khí gây hiệu ứng nhà kính CO2, CH4, H2O, N2O, CFC Trái đất Hình 3.4 Hiệu ứng nhà kính - 50 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - HiÖu øng nhà kính: Khí hậu Trái Đất phụ thuộc vào cân trình xạ toàn thể đất, đại dơng, khí Nhng khí đóng vai trò nh lọc nhiệt lợng cách "đánh bẫy" tia xạ, thông qua vai trò trung gian chất khí, gây hiệu ứng nhà kính, bao gồm: CO2, CH4, CFC Những loại khí xuất cách tự nhiên khí có khả hấp phụ xạ hồng ngoại phản xạ trở lại bề mặt trái đất gây hiệu ứng ấm đợc gọi khí nhà kính Các khí nhà kính có tính hấp thụ xạ nhiƯt sãng dµi (b−íc sãng > 4m) Nh− vËy hiƯu ứng nhà kính tợng gây tăng nhiệt độ bề mặt trái đất hấp phụ xạ nhiệt từ mặt đất vào khí khí nhà kính làm cho nhiệt độ khí bao quanh trái đất bị tăng lên Sở dĩ gäi lµ hiƯu øng nhµ kÝnh cđa khÝ qun lµ tác dụng khí nhà kính khí tơng tự nh lớp kính nhà kính trồng rau xanh mùa đông, xạ Mặt trời sóng ngắn nên dễ dàng xuyên qua lớp kính truyền vào nhà kính trồng rau, xạ nhiệt bên nhà kính với nhiệt độ thấp, thuộc loại xạ sóng dài, xuyên qua lớp kính truyền đợc kết môi trờng vi khí hậu nhà kính ấm nhà Nếu nh Trái đất tác động khí nhà kính nhiệt độ bề mặt đà đợc ớc tính 255oK, tơng đơng -18oC hay 0oF Khi có tợng hiệu ứng nhà kính xảy nhiệt độ thực tế bề mặt trái đất bị tăng thêm Có thể nói tính chất nguy hại hiệu ứng nhà kính làm tăng nồng độ khí nhà kính khí dẫn tới làm tăng mức nhiệt độ từ ấm tới nóng gây vấn đề môi trờng Bảng 3.2 thể đặc tính nhũng khí gây hiệu ứng nhà kính chủ yếu ( bảng 3.2 ) Bảng 3.2 Đặc tính khí gây hiệu ứng nhà kính chủ yếu CO2 CH4 Nång ®é hiƯn 354 ppm 1,7 ppm Møc tăng hàng 0,5 năm (%) Thời gian tồn 50-200 10 (năm) Khả hấp thụ 21 Bởi phân tư Ghi chó : (ppm: 10-6, ppb: 10-9, ppt: 10-12) N2O 310 ppb 0,25 O3 20-40 ppb 0,5-1 CFC 11 280ppt CFC 12 484 ppt 150 0,1 60 120 206 2000 12400 15800 - 51 Ng−êi so¹n : PGS.TS Ngun Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động « nhiÔm - Thí dụ gây độc hại ammoniac: Ammoniac cân nớc theo phản ứng sau: NH4+ + OHNH3 + H2O Nång ®é NH3, chÊt gây độc, tăng lên tăng độ pH nhiệt ®é; kÐo theo sù chÕt c¸.; kÐo theo sù chÕt cá Thí dụ tác động gây độc hại nitơ rát nitơ rít nớc sinh hoạt: Nh đà trình bày chơng 2, nớc bị nhiễm nitrat bị nhiễm nitrit trình khử nitrat Những ion nitrat nitrit có tính chất khác có sù gièng vỊ cÊu tróc Ion nitrat (NO3-) bỊn vững hoạt động, độc hại, trừ hấp thụ nhiều Thậm chí đợc dùng thuốc chữa bệnh Ion nitrit (NO2-) không bền vững hoạt động, gây độc hại Tuy nhiên có mặt nitrat điều không mong muốn khả chuyển hoá thành Nitrit Những nitrat bị nuốt vào phần lớn bị hấp thụ màng ruột phần sau bị quay vòng qua tuyến mật trớc bị thải đờng tiểu Phần lại nitrat bị chuyển hóa thành nitrit miệng, dới tác dụng cđa enzym (enzym khư nitrat) Nitrit cã hai t¸c dơng gây độc chủ yếu tạo thành methemoglobin nitrosamin ( Hình 3.5.) Nitrat Hồng cầu Amin hay Amit Khử Methemoglobin Ngạt, thiếu oxy (Cyanose) Nitrit Nitrosamin Tác dụng gây ung th Hình 3.5 Tác dụng gây độc sinh thái nitơrit - 52 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - Trong máu, nitrit gây chuyển hóa hồng cầu thành methemoglobin, phân tử không đảm bảo chuyển giao oxy dẫn tới đầu độc máu Đó thiếu oxy/tím ngời Những nitrosamin phân tử hình thành từ phản ứng hóa học nitrit amin (có quan sống hay thức ăn) Chất đơn giản dimetylnitrosamin Ngày ngời ta đà phân định đợc 120 hợp chất thuộc dòng nitrosamin, số dòng có tác dụng gây ung th (gan, phổi, dầy, thực quản ) Tất điều kiện hợp lại thực quản để nitrit chuyển hóa thành nitrosamin (pH axit, nitrit tù do, amin thø cÊp cã nguån gèc thùc phÈm hay thuốc chữa bệnh) Ngời ta tìm thấy vết nitrosamin số loại thức ăn: thức ăn muối, cá, fomat, bia Ngoài đồ uống nhiều loại rau chứa đựng nitrat nitrit ( bảng 3.3 ) Bảng 3.3 Sự tích tụ nitrat nitrit rau Lo¹i rau NO3- (mg/kg) NO2- (mg/kg) Cđ cải đỏ Cà rốt Cần tây 2100 180 1300 3,3 1,5 0,7 Rau diÕp 1360 8,7 Nitrat vµ nitrit, ngoµi đợc dùng để bảo quản nhuộm màu thịt ớp thịt (chống trực khuẩn) Việc sử dụng chất ngày bị kiểm soát chặt chẽ Ví dụ tác động ma axit Sự tạo thành axit trình oxy hóa không khí SO2 NOx Ngời ta ớc lợng khoảng 30% tham gia NOx vào trận ma axit (60% SO2) Những khu vực bị ma axit rơi rộng thờng xa nơi phát thải (Trung Âu, phía Đông nớc Pháp) Những vụ ma axit rơi gây nhiều hậu khác nhau: - Axit hóa làm nghèo đất, kéo theo làm h hại lớn rừng thí dụ nh Vosges; - Những cố sức khỏe ngời làm giàu nguồn nớc với kim loại gây độc (chì, nhôm ) - Làm h hại công trình xi măng kết cấu kim loại Cũng nên ghi nhận rằng, NOx, chuyển hóa thành axit, chủ yếu xảy tr×nh oxy hãa pha khÝ: NO + O2  NO2 NO+ H2O  HNO3 + HNO2 axit nitric axit nitr¬ - 53 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiÔm - Ví dụ tác động ô nhiễm quang hóa học Dạng ô nhiễm bao trùm từ đến 10 km cách mặt đất Chất gây ô nhiễm bị liên quan ôzôn, chất bình thờng có mặt không khí với nồng độ thấp tầng đối lu, phản ứng hóa học trờng hợp chất (oxyt nitơ, hợp chất hữu cơ, CO ) dới tác dụng tia mặt trời dẫn tới sản sinh loạt chất gây ô nhiễm mà chất ôzôn, với nhiều loại axit hay chất gây ôxy hóa (aldehyt, nitơ hữu cơ, nớc oxy già ) Cơ chế tác hại phức tạp đợc biết Các oxyt nitơ đóng vai trò quan trọng phản ứng dới đây, dùng để minh họa, chế thờng đợc đa ra: - tầng đối lu, NO2 bị phân ly xạ mặt trời NO2 + h V NO + O (< 430 nhà máy) (1) - Từ ôzôn đợc sinh ra: O2 + O O3 (2) - Sự sản sinh ôzon,tuy nhiên, bị hạn chÕ ph¶n øng cđa nã víi NO cung cÊp bëi (1) NO + O3  NO2 + O2 (3) Lợng ôzon đợc tạo thành phụ thuộc chủ yếu vào tỷ lệ NO2/NO Những hậu ô nhiễm quang hóa: Ô nhiễm quang hóa đẩy nhanh tốc độ h hỏng số vật liệu (đặc biệt chất dẻo) nh gây ma axit (tham gia vào trình oxy hóa SO2 NO2) Ngời ta ớc lợng độ tăng hàm lợng ôzon tầng khí thấp thuộc bán cầu Bắc khoảng 0,5 - 1% Chất ôzon, hoạt động, tác dụng lên chức hô hấp, hợp đồng với NOx peroxy-axetyl-nitrat (PAN) Chất PAN tác dụng lên mắt Ôzôn làm biến đổi hoạt động quang hợp cây: làm giảm suất Vấn đề tầng ôzon: Liên quan đến phá hoại CFC vai trò phá huỷ oxyt nitơ Clo bị mang lên tầng cao khí chất CFC nhng tác động oxyt nitơ loại trừ Vì oxyt nitơ nguồn gốc sinh ôzon tầng khí thấp, chúng tham gia vào việc phá hoại khí tầng cao chu trình xúc tác có dạng: O + NO2 NO + O2 NO + O3  NO2 + O2 O + O3  2O2 Tỉng quan chung vỊ nh÷ng nguồn ô nhiễm gắn với rối loạn chức chu trình ni tơ carbon đợc thể hiƯn ë H×nh 3.6 - 54 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiÔm - Tầng bình lu 50 km Lớp ô zôn NOx, N2O, H2O, Clx 10 – 15 km HiÖu øng nhà kính, CO2, N2O, CH4 km ô nhiễm quang hoá, sơng mù, NOx,COV, CO, CH4 Ma a xít SO2, NO2, HCl chăn nuôi nông nghiệp đời sống đô thị NH4+, NO3-, NO2- Nớc uống thực phẩm Gây độc cho ngời gia súc Môi trờng thuỷ sinh Gây tợng phú dỡng Gây độc cho cá Hình 3.6 Tổng quan chung tác động ô nhiễm gắn với rối loạn chức chu trình ni tơ carbon - 55 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - 3.5 Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm Có hai cách để đối phó với chất thải rắn chất thải nguy hiểm tạo nên: Quản lý chất thải ngăn chặn ô nhiễm (chất thải) Quản lý chất thải tiếp cận chất thải mức độ cao quan sát sản phẩm chất thải nh sản phẩm tránh khỏi phát triển kinh tế cố gắng quản lý chất thải theo cách làm giảm ảnh hởng có hại chúng tới môi trờng - chủ yếu trình chôn hay đốt chúng Sự ngăn chặn ô nhiễm chất thải tiếp cận chất thải mức thấp quan sát hầu hết chất thải rắn chất thải độc hại nh nguồn tiềm mà quay vòng, làm phân bón, sử dụng lại, không sử dụng vị trí hàng đầu Với hớng tiếp cận này, hệ thống kinh tế đợc sử dụng để làm suy yếu việc tạo chất thải cổ vũ việc ngăn chặn chất thải Theo tổ chức quốc gia Mỹ giáo dục khoa học, hớng tiếp cận chất thải mức thấp nên có mục đích theo bớc nh sau: (1) Giảm chất thải ô nhiễm; (2) Sử dụng lại số thứ đợc; (3) Quay vòng làm phân bón chất thải ë møc nhiỊu nhÊt cã thĨ; (4) Xư lý sinh học, hóa học hay thiêu đốt chất thải mà không giảm đợc, không sử dụng lại đợc, hay quay vòng chế biến phân đợc; (5) Chôn chất thải mà cạn kiệt dới đất hay hầm mặt đất sau đà xét tới mục đích Tại việc tạo chất thải ô nhiễm cách lựa chọn tốt nhất: (1) Tiết kiệm lợng nguồn lợng gốc; (2) Giảm khai thác, xử lý, sử dụng nguồn mà tác động tới môi trờng; (3) Tăng cờng sức khoẻ công nhân an toàn việc giảm xuất vật liệu có độc hay nguy hiểm; (4) Giảm chi phí điều khiển ô nhiễm quản lý chất thải (chi phí tăng nhanh tỷ lệ tăng sản phẩm công nghiệp) khả mắc phải tơng lai chất thải độc hại nguy hiểm; (5) Trong vấn đề sống có chi phí thấp cố gắng loại bỏ ô nhiễm quản lý chất thải mà tạo - 56 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiÔm - áp dụng công nghệ sản xuất hơn: Theo định nghĩa UNEP: Sản xuất việc áp dụng liên tục chiến lợc phòng ngừa tổng hợp môi trờng vào trình sản xuất, sản phẩm dịch vụ nhằm nâng cao hiệu suất giảm thiểu rủi ro cho ngời môi trờng Trong thực tế, thay đổi không đơn thiết bị mà thay đổi vận hành quản lý doanh nghiệp Các thay đổi đợc gọi giải pháp sản xuất hơn, chia làm loại: - Giảm chất thải nguồn: Quản lý nội vi loại giải pháp đơn giản sản xuất hơn; Kiểm soát trình tốt để đảm bảo điều kiện sản xuất đợc tối u hoá mặt tiêu thụ nguyên liệu, sản xuất phát sinh chất thải; Thay đổi nguyên liệu việc thay nguyên liệu sử dụng nguyên liệu khác thân thiện với môi trờng hơn; Cải tiến thiết bị việc thay đổi thiết bị đà nguyện liệu tổn thất hơn; Công nghệ sản xuất việc lắp đặt thiết bị đại có hiệu - Tuần hoàn: Tận thu tái sử dụng chỗ việc thu thập chất thải sử dụng lại cho trình sản xuất; Tạo sản phẩm phụ việc thu thập (và xử lý) dòng thải để trở thành sản phẩm hặc bán cho sở sản xuất khác - Cải tiến sản phẩm: Xem xét lại sản phẩm yêu cầu sản phẩm đó; Thay đổi bao bì yếu tố quan trọng Cách để giảm chất thải: Tăng mức tiêu thụ Thiết kế lại qui trình sản xuất sản phẩm để sử dụng nguyên liệu Thiết kế sản phẩm tạo ô nhiễm nguồn chất thải sử dụng Loại bỏ đóng gói không cần thiết áp dụng công nghệ sản xuất không chất thải sản xuất Mục tiêu công nghệ hạn chế sử dụng tài nguyên giảm thiểu chất thải, tơng lai góp phần tạo công nghệ hiệu hơn, tạo trình sản xuất mới, nh bảo vệ tái sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên kể việc chuyển hoá chất thải thành lợng Sử dụng lại: Sử dụng lại dạng việc làm giảm chất thải - mở rộng nguồn cung cấp nguyên liệu giảm lợng dụng giảm ô nhiễm chí tái chế - 57 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - Ngời tiêu dùng Ngnh A Ngnh B Hình 3.7 Giải pháp sản xuất không chất thải Công nghệ/ngành sản xuất không chất thải Công nghệ/ ngành tái chế Tái chế: Chai kiểu trình tái chế vật liệu nh kim loại, thủy tinh, giấy chất dẻo: chđ u vµ thø cÊp KiĨu mong mn nhÊt lµ kiểu chủ yếu hay gọi vòng lặp kín chất thải ngời tiêu thụ thải đợc tái chế để tạo sản phẩm với dạng tơng tự (giấy báo chuyển thành giấy báo, hộp nhôm chuyển thành hộp nhôm ) Vẫn sử dụng nhng có phần kiểu thứ cấp hay gọi vòng lặp mở chất thải đợc chuyển hóa thành số sản phẩm khác Quá trình tái chế chủ yếu giảm tổng số vật liệu nguyên chất để tạo thành sản phẩm 20-90%, trình tái chế thứ cấp làm giảm lợng vật liệu nguyên chất sử dụng khoảng 25% - 58 Ngời soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm - C¸c ch−íng ngại vấn đề tái sử dụng tái chế: Quá trình tái chế trở thành ngành kinh doanh có nhiều mạo hiểm tác động chút vốn đầu t Có yếu tố cần lu tâm: (1) Không bao gồm chi phí môi trờng sức khỏe vào giá vật liệu thô giá thị trờng ngời tiêu thụ; (2) loại bỏ nhiều loại thuế thêm tiền trợ cấp với ngành công nghiệp khai thác ngành công nghiệp tái chế; (3) thiếu thị trờng lớn cho vật liệu tái chế Xuất chất thải: Một số thành phố Mỹ thiếu vùng bÃi rác lấp đất cần thiết đà vận chuyển phần chất thải rắn họ sang bang khác quốc gia khác Tuy nhiên số quốc gia từ chối chuyển nhợng Tạo chế sách hợp lý cho qu¶n lý chÊt th¶i: o KhuyÕn khÝch cho nhà đầu t bỏ vốn để xây dựng nhà máy xử lý chất thải o Đầu t máy móc, công nghệ đại cho nhà máy hoạt động để nhằm giảm thiều chất thải o Nghiêm cấm, xử phạt sở sản xuất đổ thải rác thải không nơi qui định, đổ thải chất thải độc hại mà cha qua xử lý gây ô nhiễm môi trờng đất, nớc, không khí xung quanh khu vực o Tạo điều kiện thuận lợi nh khuyến khích sở sản xuất tự xử lý chất thải độc hại trớng thải môi trờng - 59 Ng−êi soạn : PGS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng ... - 43 Ngời soạn : PGS. TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm... 3. 6 - 54 Ng−êi so¹n : PGS. TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ... - 40 Ng−êi soạn : PGS. TS Nguyễn Thị Kim Thái Viện Khoa học & KTMT - Đại học Xây dựng Bài giảng Sinh thái học Công nghiệp Chơng 3- ô nhiễm môi trờng- Tác động ô nhiễm