Bài giảng Sinh thái học công nghiệp - Chương 1: Các khái niệm chung

Tr−ờng đại học xây dựng Viện Khoa học & kỹ thuật môi tr−ờng ---------------------------------- Bμi giảng Sinh thái học Công nghiệp Ng−ời soạn : PGS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái Năm 2010 Bài giảng Sinh thái công nghiệp Ch−ơng 1: Các khái niệm chung --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Ng−ời soạn : PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Thái – Viện Khoa học và KTMT- Đại học Xây dựng 1 Bμi giảng sinh thái học công nghiệp 1 ĐVHT - Lớp 52 CLC -------------------------- Mục đích môn học: Cung cấp các kiến thức cơ bản về : 1) Sinh thái học nói chung và sinh thái công nghiệp nói riêng và các ứng dụng của sinh thái học trong lĩnh vực bảo vệ môi tr−ờng; 2) Sự t−ơng thích sinh thái và phát triển bền vững 3) Bản chất của ô nhiễm môi tr−ờng, các nguyên nhân gây ô nhiễm; các tác động của ô nhiễm tới chất l−ợng môi tr−ờng và sức khoẻ cộng đồng và các biện pháp kỹ thuật và quản lý để giảm thiểu ô nhiễm- 4) Các khái niệm cơ bản về hệ thống quản lý môi tr−ờng doanh nghiệp. Nội dung bμi giảng Ch−ơng 1. Các khái niệm chung 1.1. Sinh thái học , sinh thái công nghiệp 1. 2. Các hệ sinh thái 1. 3. Môi tr−ờng và năng l−ợng 1. 4. Các khái niệm về ô nhiễm 1. 5. Độc học và độc học sinh thái 1.6. Rủi ro, sự cố môi tr−ờng và đánh giá các tác động Ch−ơng 2 : Các chu trình sinh địa hoá học 2.1. Khái niệm về vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên 2. 2. Chu trình cacbon và các rối loạn vận hành 2. 3. Chu trình ni tơ và các rối loạn vận hành 2.4. Các chu trình khác Ch−ơng 3 . ô nhiễm môi tr−ờng – Tác động của ô nhiễm 3.1. Bản chất của ô nhiễm 3.2. Các nguồn và các chất gây ô nhiễm 3.3. Độc học sinh thái và các tác động, rủi ro và nguy cơ 3.4. Các tác động của ô nhiễm 3.5. Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm Ch−ơng 4 . Hệ thống quản lý môi tr−ờng công nghiệp 4. 1. Khái niệm về hệ thống quản lý môi tr−ờng doanh nghiệp 4.2. Các loại chất thải 4.3. Các đặc tính của môi tr−ờng trong hoạt động sản xuất 4.4. Các hoạt động thu hồi, tái chế và giảm thiểu chất thải 4.5 Những lĩnh vực hoạt động quan trọng về môi tr−ờng trong công nghiệp Bài giảng Sinh thái công nghiệp Ch−ơng 1: Các khái niệm chung --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Ng−ời soạn : PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Thái – Viện Khoa học và KTMT- Đại học Xây dựng 2 Ch−ơng 1 Các khái niệm chung 1.1. Sinh thái học , sinh thái công nghiệp Sinh thái học là khoa học tổng hợp về quan hệ t−ơng hỗ gi−ã sinh vật và môi tr−ờng và giữa các sinh vật với nhau . Vào những năm thứ 40 của thế kỷ XX, các nhà sinh thái học bắt đầu nhận thức rằng quần xã sinh vật và môi tr−ờng không chỉ quan hệ t−ơng hỗ với nhau mà tạo thành một đơn vị thống nhất - hệ sinh thái. Hệ sinh thái là đơn vị cơ sở của tự nhiên, đ−ợc mô tả nh− một thực thể, xác định chính xác trong không gian và thời gian. Nó bao gồm không chỉ các sinh vật sống trong đó mà cả các điều kiện tự nhiên: khí hậu, đất, n−ớc cũng nh− tất cả các mối t−ơng tác gi−ã các sinh vật với nhau và gi−ã sinh vật với điều kiện môi tr−ờng. Các hệ sinh thái trên bề mặt trái đất tập hợp lại thành sinh quyển. Những năm gần đây sinh thái học đã trở thành khoa học toàn cầu. Rất nhiều ng−ời cho rằng con ng−ời cũng nh− các sinh vật khác không thể sống tách khỏi môi tr−ờng cụ thể của mình. Tuy nhiên, con ng−ời khác với các sinh vật khác là có khả năng thay đổi điều kiện môi tr−ờng cho phù hợp với mục đích riêng. Sinh thái học là khoa học cơ sở cho công tác bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi tr−ờng. Thuật ngữ Sinh thái học: Ecology (bắt nguồn từ chữ Hy Lạp Oikos là nhà, nơi ở) đ−ợc Ernst Heckel, nhà bác học ng−ời Đức đề x−ớng năm 1866 và dùng nó để xác định khoa học về mối quan hệ t−ơng hỗ gi−ã sinh vật và môi tr−ờng, là tập hợp tất cả những hiểu biết về kinh tế tự nhiên. Nói cách khác, sinh thái học nghiên cứu mối quan hệ tổng hợp phức tạp mà Dac- uyn gọi là các điều kiện sinh ra đấu tranh sinh tồn. Học thuyết tiến hoá của Dac-uyn đ−ợc hình thành trên cơ sở nhận thức về mối quan hệ chặt chẽ gi−ã sinh vật và môi tr−ờng. Sinh thái học công nghiệp nghiên cứu về quan hệ t−ơng hỗ giã các quá trình sản xuất và các hoạt động dịch vụ mang lại hiệu quả kinh tế và cải thiện môi tr−ờng thông qua việc giảm chất thải và làm tăng khả năng khai thác các nguồn tài nguyên. ý t−ởng mô hình hóa công nghiệp theo hệ sinh thái là ý t−ởng cơ bản của sinh thái công nghiệp. Đây là khái niệm về một ph−ơng thức sản xuất mới sử dụng ít năng l−ợng, và sản phẩm phụ của công đoạn sản xuất này lại là nguyên liệu thô cho công đoạn sản xuất tiếp theo. Trên lý thuyết, hệ thống này hoạt động theo vòng tuần hoàn sao cho chỉ sử dụng nguyên liệu đủ bù cho l−ợng vật chất bị tiêu hao. Ng−ời ta th−ờng áp dụng chu trình tuần hoàn nhiều cấp để năng l−ợng và vật chất sử dụng đều đ−ợc ít nhiều quay vòng. Mức độ thứ nhất là quay vòng có sự tham gia của nhiều ngành. Mức độ thứ ba là kéo ng−ời tiêu thụ tham gia vào sự hoạt động của các chu trình tuần hoàn vật chất. Một công ty hoặc một nhà máy sẽ tiết kiệm đ−ợc kinh phí, khi chuyển chất thải của bộ phận này sang bộ phận khác hoặc dùng chất thải đó tạo ra năng l−ợng cho một công đoạn khác. T−ơng tự nh− vậy, các công ty và nhà máy trong một ngành công nghiệp có thể trao đổi và tái sử dụng chất thải của nhau. Cũng nh− vậy, các ngành khác nhau sẽ trao đổi vật Bài giảng Sinh thái công nghiệp Ch−ơng 1: Các khái niệm chung --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Ng−ời soạn : PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Thái – Viện Khoa học và KTMT- Đại học Xây dựng 3 liệu và năng l−ợng cho nhau, hình thành các khu công nghiệp sinh thái. Nhờ vậy, tất cả các bên và môi tr−ờng đều có lợi. Quá trình quay vòng vật liệu và năng l−ợng cũng mở rộng đối với khách hàng. Các loại bao bì và sản phẩm đã qua sử dụng có thể quay vòng trở lại nơi sản xuất ban đầu để tái sử dụng hoặc trở thành nguyên liệu cho một ngành kinh tế khác. Thí dụ về một số mẫu hình khu công nghiệp sinh thái: Thí dụ 1: ở một cảng Tây Bắc n−ớc Mỹ có một nhà máy đ−ợc quyền sử dụng một l−ợng n−ớc từ các giếng khoan trong địa giới quản lý của mình. Quy trình sản xuất của nhà máy tạo ra hai dòng n−ớc thải không chứa các chất hòa tan và độc hại. Cách đó 3 km, có một nhà máy nhiệt điện cần n−ớc để làm lạnh nh−ng không đ−ợc phép khai thác thêm n−ớc từ các nguồn hiện có. Cả hai nhà máy đều phải chịu chi phí khai thác n−ớc và chi phí xử lý n−ớc thải. L−ợng nhiệt thừa của nhà máy nhiệt điện và l−ợng n−ớc thừa của nhà máy n−ớc tạo ra những tiềm năng cho các nhà máy khác có nhu cầu sử dụng. Bằng cách lắp đặt hệ thống đ−ờng ống có thể tạo ra khả năng chuyển n−ớc thải của nhà máy n−ớc sang làm lạnh cho nhà máy điện và nhiệt l−ợng thừa từ nhà máy điện đi các nơi khác. Các công việc trên làm giảm l−ợng n−ớc sạch tiêu thụ, đồng thời tăng mức độ sử dụng nhiệt l−ợng thừa mà tr−ớc đó th−ờng bị lãng phí, Thí dụ 2: Đĩa xanh (Green Disks) là một công ty do Davi Beschen ở Seattle (Mỹ) thành lập, có chức năng chuyên tái sử dụng các đĩa mềm đã qua sử dụng và các bộ phận tin học. Mục tiêu của công ty là tái sử dụng tất cả các loại vật liệu trong các phần mềm bỏ đi. Công ty tái sản xuất đ−ợc 99,5 kg vật liệu từ 100 kg các vật liệu thải ra. Trong 0,5 kg chất thải còn lại có cả phần chất thải của bản thân công ty. Mỗi ngày công ty tái chế đ−ợc từ 10-60 tấn phế liệu, năm 1994 tái chế đ−ợc 8000 tấn, năm 1995 gần 20.000 tấn. Các vật liệu đ−ợc gửi tới công ty, đ−ợc tháo rỡ, phân loại và gửi đi các cơ sở tiêu thụ. Các đĩa mềm đ−ợc chia ra làm hai loại: Các đĩa mềm còn mới hoặc mới chỉ ghi một lần, đ−ợc xoá đi các thôngtin và bán lại nh− những đĩa mới, các đĩa khác thì phân loại. Phần kim loại chuyển vào nhà máy luyện kim, phần nhựa thì đ−ợc gửi tới nhà máy nhựa để tái sản xuất lại nhựa. Bản thân đĩa mềm không tái chế đ−ợc thì đ−ợc cắt ra để sản xuất các thẻ từ. Công ty đang tiếp tục tìm kiếm nguồn đĩa cũ và thị tr−ờng tiêu thụ các sản phẩm tái chế của họ. 1.2. Các hệ sinh thái Hệ sinh thái là một hệ thống bao gồm các quần xã (cơ thể sống) và môi trờng sống của chúng (các thành phần vô sinh). Hệ sinh thái tự nhiên : Hệ sinh thái phát triển không có sự can thiệp của con ng−ời. Thí dụ hệ sinh thái ao hồ, hệ sinh thái rừng nguyên sinh, hệ sinh thái đồng cỏ.. Hệ sinh thái nhân tạo: Hệ sinh thái phát triển trong đó có sự can thiệp của con ng−ời. Thí dụ hệ sinh thái đô thị, hệ sinh thái nhà ở, hệ sinh thái các công trình xử lý n−ớc, hệ sinh thái nhân văn.. Trong sinh quyển tồn tại các loại hệ sinh thái chủ yếu sau: Bài giảng Sinh thái công nghiệp Ch−ơng 1: Các khái niệm chung --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Ng−ời soạn : PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Thái – Viện Khoa học và KTMT- Đại học Xây dựng 4 - Hệ sinh thái tự nhiên :nh rừng, sông, hồ, đồng cỏ, biển.. - Hệ sinh thái đô thị: các thành phố lớn, các khu công nghiệp... - Hệ sinh thái nông nghiệp: cây lâu năm, cây ngắn ngày, đồng cỏ chăn nuôi, ao cá... Hình 1.1. Sơ đồ của một hệ sinh thái tự nhiên Cấu trúc của hệ sinh thái gồm 4 thành phần cơ bản: Môi tr−ờng (E): Môi tr−ờng là tập hợp tất cả các điều kiện và hiện tợng bên ngoài tác động lên cá thể. Khí quyển, thuỷ quyển, thạch quyển tồn tại trớc khi sự sống xuất hiện trên hành tinh chúng ta, nhng chỉ khi các cơ thể sống xuất hiện mới gọi chung là môi trờng. Có nghĩa chỉ có cơ thể sống mới có môi tr−ờng. Môi tr−ờng tự nhiên là tổng thể các nhân tố tự nhiên xung quanh các quần thể sống (thành phần hữu sinh). Thí dụ bầu khí quyển, n−ớc, thực vật, thổ nh−ỡng, bức xạ mặt trời.. Môi tr−ờng nhân tạo là hệ thống môi tr−ờng đ−ợc tạo ra do con ng−ời lợi dụng và cải tạo tự nhiên; Động vật ăn thực vật P Cây xanh Nguồn dinh d−ỡng Hệ vi sinh vật phân huỷ D Động vật ăn thịt Xói mòn Phân bónChất thải sau khi đã xử lý Toả nhiệt Toả nhiệt Toả nhiệt Nhiệt Thông qua hoạt động trao đổi chất C Mặt trời Bài giảng Sinh thái công nghiệp Ch−ơng 1: Các khái niệm chung --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Ng−ời soạn : PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Thái – Viện Khoa học và KTMT- Đại học Xây dựng 5 Đối với sinh vật trên trái đất tồn tại 4 kiểu môi tr−ờng: - Môi tr−ờng đất; - Môi tr−ờng nớc; - Môi tr−ờng không khí và - Môi tr−ờng các sinh vật khác (đối với các sinh vật ký sinh). Vật sản xuất (P): Vật sản xuất bao gồm các vi khuẩn hoá tổng hợp và cây xanh tức là bao gồm các sinh vật có khả năng tổng hợp đ−ợc chất hữu cơ nhờ năng l−ợng mặt trời để tự xây dựng lấy cơ sở của mình. Vật sản xuất là các sinh vật tự d−ỡng Vật tiêu thụ (C): Vật tiêu thụ bao gồm các động vật sử dụng các chất hữu cơ lấy trực tiếp hay gián tiếp từ vật sản xuất. Vật tiêu thụ là các sinh vật dị dỡng. Vật tiêu thụ đợc chia thành: - Vật tiêu thụ sơ cấp : các loại động vật ăn thực vật - Vật tiêu thụ thứ cấp: các loại động vật ăn động vật và thực vật Vật phân huỷ (D): Vật phân huỷ bao gồm các vi khuẩn và nấm. Chúng phân huỷ các sản phẩm bài tiết (chất thải ) và xác chết của các vật sản xuất & vật tiêu thụ. Các nhân tố sinh thái : Các nhân tố môi trờng tác động lên cơ thể sống là không nh− nhau. Một số nhân tố không thể hiện ảnh hởng rõ rệt lên đời sống của các sinh vật. Ví dụ : một số khí trơ chứa trong vũ trụ. Nhân tố ảnh h−ởng quyết định tới cơ thể sinh vật gọi là nhân tố sinh thái. Ví dụ : ánh sáng, nhiệt độ, n−ớc, các chất khoáng, chuyển động của không khí, phóng xạ là những nhân tố sinh thái. Hệ sinh thái có hai chức năng cơ bản là vòng tuần hoàn vật chất và dòng chuyển hoá năng l−ợng giữa 4 thành phần trong hệ. Hai chức năng này biểu thị hai đặc trng cơ bản của hệ sinh thái là: Cân bằng giữa cá thể - môi tr−ờng và tính thích nghi sinh thái. 1.3.Môi tr−ờng và năng l−ợng Dòng năng l−ợng xảy ra đồng thời với vòng tuần hoàn vật chất ở hệ sinh thái. Năng l−ợng cung cấp cho hoạt động của tất cả các hệ sinh thái trên trái đất là nguồn năng l−ợng mặt trời. Năng l−ợng mặt trời chiếu lên một đơn vị diện tích bề mặt trái đất trong một đơn vị thời gian gọi là thông l−ợng mặt trời = 1cal/cm2/phút. Có rất nhiều hệ đơn vị đo năng l−ợng, nh−ng cho tới nay ng−ời ta vẫn dùng Calorie là đơn vị chính để đo. Calorie đ−ợc định nghiã là tổng năng l−ợng cần thiết (yêu cầu) để nâng 1g n−ớc tăng lên 1oC. Bài giảng Sinh thái công nghiệp Ch−ơng 1: Các khái niệm chung --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Ng−ời soạn : PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Thái – Viện Khoa học và KTMT- Đại học Xây dựng 6 Mặt trời nhận đ−ợc nguồn năng l−ợng của nó thông qua quá trình nóng chảy của các hạt nhân và ở đây sinh khối đ−ợc chuyển hoá thành năng l−ợng t−ơng ứng với định luật Anhstanh (Einsteins): E = m.C2 Trong đó: C là vận tốc ánh sáng = 300 000 km/s Các nguồn năng l−ợng: Một sự hiểu biết đầy đủ tất cả các vấn đề này đòi hỏi một kiến thức tổng thể về những nguồn năng l−ợng khác nhau, đặc biệt là về mặt tính chất tái tạo đ−ợc hay không và về tác động lên môi tr−ờng về việc thực hiện các vấn đề đó. Khía cạnh đầu tiên liên quan trực tiếp với quản lý lâu dài các tài nguyên, nh− đối với nguyên liệu, và bao gồm chủ yếu các loại nhiên liệu mỏ. Khía cạnh thứ hai, gắn với tính chất riêng của mỗi loại năng l−ợng, trở thành một tiêu chí chính của việc lựa chọn loại năng l−ợng này khác. Những nguồn năng l−ợng chính bao gồm: - Các nguồn năng l−ợng mỏ: than, dầu hỏa, khí thiên nhiên. - Năng l−ợng hạt nhân. - Các loại năng l−ợng tái tạo đ−ợc có nguồn gốc: + từ đất: địa nhiệt + từ mặt trời: trực tiếp (chuyển thành nhiệt năng và quang năng) hay gián tiếp (sinh khối, phế liệu, năng l−ợng gió...) + từ biển: năng l−ợng thủy triều, năng l−ợng của các dòng chảy... Các dạng năng l−ợng: - Năng l−ợng bức xạ: là năng l−ợng mặt trời, dạng năng l−ợng quan trọng nhất đối với chúng ta. Năng l−ợng mặt trời truyền trong chân không với tốc độ gần 300.000 Km/s. Năng l−ợng ánh sáng đ−ợc sắp xếp thành phổ rộng lớn bởi các b−ớc sóng điện từ phát ra từ mặt trời - Năng l−ợng liên kết hóa học: dạng năng l−ợng này t−ơng ứng với liên kết hóa học đ−ợc hình thành giữa các nguyên tử cấu thành các phân tử. Đây là năng l−ợng tích luỹ trong các hợp chất hoá học. Trong thời gian quang hợp, ánh sáng đ−ợc sử dụng để sản xuất hydratcacbon, lipit trong thực vật. Trong quá trình phát triển qua các bậc dinh d−ỡng của hệ sinh thái các nguyên liệu thực vật đ−ợc chuyển thành các cơ chất tổng hợp xây dựng nên cơ thể động vật. Sự biến đổi sinh học này phải sử dụng năng l−ợng. Khi tất cả các cơ chất này đ−ợc phá vỡ lần nữa, nh− hô hấp chẳng hạn thì năng l−ợng đ−ợc giải phóng. Các hợp chất này vì thế có thể xem nh− kho dự trữ năng l−ợng. - Năng l−ợng điện: Năng l−ợng xuất hiện khi các hạt tích điện (điện tử) đ−ợc gom lại trong một vùng không gian (tr−ờng hợp của dòng điện). - Năng l−ợng cơ: Năng l−ợng này đ−ợc gắn với khái niệm vị trí (thế năng của n−ớc bị giữ bởi một con đập) và sự chuyển động (sự đổ xuống của n−ớc và tuốcbin) của một khối l−ợng vật chất. Năng l−ợng gió và thủy triều minh họa dạng năng l−ợng này. - Năng l−ợng nhiệt: Năng l−ợng nhiệt là kết quả từ sự biến đổi ngẫu nhiên đến sự chuyển động có h−ớng của các phân tử. Năng l−ợng này đ−ợc gọi là sức nóng. Đó Bài giảng Sinh thái công nghiệp Ch−ơng 1: Các khái niệm chung --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Ng−ời soạn : PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Thái – Viện Khoa học và KTMT- Đại học Xây dựng 7 là một dạng cơ bản của việc sử dụng năng l−ợng. Dạng năng l−ợng này đ−ợc giải phóng bất cứ lúc nào sinh ra công. - Năng l−ợng của vật chất: dạng năng l−ợng này đ−ợc biết đến nhiều d−ới cái tên năng l−ợng hạt nhân. Đó là liên kết giữa các hạt tạo thành nhân của một nguyên tử. Năng l−ợng này thu đ−ợc bằng sự phân hạch (phân hạt nhân thành nhiều hạt) hoặc bằng sự hợp nguyên tử (hợp hai nhân nghèo thành hạt). Trong hai tr−ờng hợp đó năng l−ợng đ−ợc giải phóng d−ới dạng của một tia phóng xạ hoặc theo một l−ợng nhiệt. Trong hệ sinh thái năng l−ợng đ−ợc tích luỹ trong các nguyên liệu thực vật. Nó có thể biểu thị bằng nhiều cách, nh−ng chủ yếu là sinh khối chất khô trên một đơn vị diện tích. Số năng l−ợng giảm dần từ mức độ đinh d−ỡng này sang mức độ dinh d−ỡng kế tiếp. Điều đó xảy ra do hai nguyên nhân: - Năng l−ợng mất đi gi−ã các bậc dinh d−ỡng. Nh− chúng ta đã biết, sự biến đổi năng l−ợng từ dạng này sang dạng khác không đ−ợc bảo toàn 100%. Bất cứ lúc nào dòng năng l−ợng từ mức độ dinh d−ỡng này sang mức độ dinh d−ỡng khác và nguyên liệu của một cơ thể này, biến đổi để xây dựng nguyên liệu cho cơ thể khác đều tiêu hao năng l−ợng. - Năng l−ợng mất đi trong mức độ dinh d−ỡng. Tất cả các sinh vật đều phải hô hấp để sống. Hô hấp làm oxy hoá hydratcacbon và giải phóng năng l−ợng. Quá trình đó có thể tóm tắt nh− sau: Hydratcacbon + O2 ----- CO2 + H2O + năng l−ợng Bằng cách đó năng l−ợng đ−ợc sử dụng trong mỗi một mức độ dinh d−ỡng. Tác động tổng hợp của hai nguyên nhân trên có nghĩa là dòng năng l−ợng giảm dần theo các mức độ kế tiếp. Nh− vậy mỗi dạng trong các dạng năng l−ợng có thể chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác và ng−ợc lại. Đây chính là một đặc tr−ng nhất của năng l−ợng trong đời sống và hoạt động kinh tế. Việc quản lý và xử lý phế liệu có mối quan hệ đặc biệt với năng l−ợng ở nhiều mặt: - Sản xuất phế liệu ở công tr−ờng khai thác tài nguyên, vận chuyển và sử dụng: phế thải của mỏ, bùn khoan, l−u huỳnh của khí thiên nhiên... - Tiêu thụ năng l−ợng đòi hỏi các công đoạn thu thập, tuyển chọn, xử lý phế liệu, sửa chữa cơ khí... - Khả năng sử dụng năng l−ợng (tr−ờng hợp vật liệu chất dẻo và sinh khối). 1.4. Các khái niệm về ô nhiễm Khái niệm ô nhiễm đ−ợc hiểu là sự rối loạn vận hành bình th−ờng của chu trình sinh địa hoá mà ng−ời ta có thể nhận biết và đo l−ờng, quan sát đ−ợc ở mức độ khác nhau trong các môi tr−ờng liên đới. Bài giảng Sinh thái công nghiệp Ch−ơng 1: Các khái niệm chung --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Ng−ời soạn : PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Thái – Viện Khoa học và KTMT- Đại học Xây dựng 8 Những ô nhiễm có thể đánh giá theo định tính hoặc định l−ợng của một tham số (sự thay đổi nồng độ một yếu tố hoá học trong n−ớc hay không khí...) Thí dụ 1: Nguồn n−ớc bị coi là ô nhiễm khi thành phần và tính chất lý hoá sinh học của n−ớc bị thay đổi, không bảo đảm chất l−ợng của nguồn cung cấp và các yêu cầu khác. Thí dụ 2: Môi tr−ờng không khí bị coi là ô nhiễm khi các thành phần bị biến đổi khác với trạng thái bình th−ờng. Chất gây ô nhiễm là chất có trong khí quyển ở nồng độ cao hơn nồng độ bình th−ờng của nó trong không khí hoặc chất đó th−ờng không có trong không khí. Sự ô nhiễm không khí là kết quả của việc thải ra các khí, hơi, giọt và các l−ợng khí khác có nồng độ v−ợt quá thành phần bình th−ờng trong không khí gây nên các tác động có hại hoặc gây sự khó chịu (do mùi, do bụi, ...). Ô nhiễm l−u niên toàn cục: Là sự nhiễu loạn dài hạn sự hoạt động của bộ máy của hành tinh gây ra bởi tác động của nhiều sự ô nhiễm khác nhau mà hậu quả của chúng lại phải có thời gian dài mới có thể thấy tr−ớc đ−ợc. Thí dụ m−a axít. Ô nhiễm bất th−ờng: Là những ô nhiễm không thể l−ờng tr−ớc đ−ợc. Thí dụ ô nhiễm gây ra bởi động đất, núi lửa..Ô nhiễm gây ra do sự cố công nghiệp.. 1.5. Độc học và độc học sinh thái Độc chất học theo định nghĩa là những chất gây độc hại hoặc rõ hơn là những sản phẩm nguy hiểm đôí với con ng−ời. Thời cổ đại, trong thời Paracelse, nhà luyện đan (alchimiste) thế kỷ XVI, Sola dosis fecit venerum (chỉ có liều l−ợng tạo ra chất độc) l−u hành hai khái niệm cơ bản sau đây: Không có sự khác nhau về bản chất giữa một chất đ−ợc cho là độc và tất cả chất hoá học khác: oxy là duy trì sự sống nh−ng cho thở quá nhiều oxy (hyperoxy genation) có thể giết chết những loài thú. Khái niệm về liều l−ợng: trọng l−ợng của chất có thể gây độc cho một đối t−ợng cụ thể. Liều l−ợng đ−ợc biểu thị bằng mg/kg trọng l−ợng. Khái niệm về nồng độ: l−ợng chất có trong một đơn vị mang nó (n−ớc, không khí, đất...). Độc học sinh thái học từ tiếng Hy Lạp oikos (cái nhà) và toxicon (mũi tên) là sự nghiên cứu những chất độc trong môi tr−ờng. Môn khoa học này cho phép xác định vị trí cái cung tính đ−ợc đ−ờng bay của mũi tên và cuối cùng biết đ−ợc mục tiêu. Độc học sinh thái quan tâm tới các tác động có hại của các tác nhân hóa học và vật lý lên các cơ thể sống, đặc biệt là các quần thể và cộng đồng nằm trong hệ sinh thái, nó bao gồm các Bài giảng Sinh thái công nghiệp Ch−ơng 1: Các khái niệm chung --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Ng−ời soạn : PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Thái – Viện Khoa học và KTMT- Đại học Xây dựng 9 con đ−ờng vận chuyển của các tác nhân này và tác động của chúng với môi tr−ờng (Butler, 1978). Mục tiêu chính của độc học sinh thái là tạo ra những cộng cụ phù hợp dùng cho thiết lập các tiêu chuẩn chất l−ợng môi tr−ờng, đánh giá và dự đoán nồng độ trong môi tr−ờng, để đánh giá nguy cơ cho các quần thể tự nhiên (có cả con ng−ời) bị tác động nặng nề của sự ô nhiễm môi tr−ờng. 1.6. Rủi ro, sự cố môi tr−ờng và đánh giá các tác động Rủi ro là xác xuất của sự kiện hoặc hành động sẽ gây hại cho sức khỏe hoặc môi tr−ờng. Rủi ro là một khái niệm gắn một nguy hiểm với xác suất xuất hiện của nó. Một trong những ứng dụng đầu tiên của độc tố sinh thái học là sự phân tích những rủi ro về môi tr−ờng gắn liền với những chất độc nguy hiểm. Trong tr−ờng hợp ấy, tai hoạ là một tác hại độc lên một hệ sinh thái. Rủi ro về sức khỏe con ng−ời đ−ợc định nghĩa là một hoạt động khoa học để đánh giá các đặc tính độc hại của hóa chất và các điều kiện khi con ng−ời tiếp xúc với hóa chất nhằm: (1) xác định xác suất bị ảnh h−ởng nghiêm trọng khi con ng−ời tiếp xúc với hóa chất, và (2) phân loại đặc tính các ảnh h−ởng có khả năng bị khi tiếp xúc. Đánh giá rủi ro là một ph−ơng thức hữu hiệu để tổ chức và giới thiệu thông tin liên quan đến các vấn đề tiềm tàng của sức khoẻ con ng−ời khi tiếp xúc với hóa chất trong môi tr−ờng. Các mục tiêu đánh giá rủi ro nhằm: - Làm việc và sống một cách an toàn với các hóa chất - Thiết lập các mức tiếp xúc an toàn. - So sánh qui định hoặc các lựa chọn riêng về địa điểm. Việc đánh giá rủi ro sức khỏe bao gồm cả phép phân tích các tiếp xúc môi tr−ờng xảy ra trong quá khứ, các ảnh h−ởng nghiêm trọng có thể xảy ra hoặc ch−a xảy ra. Nó còn bao gồm cả việc dự tính các hậu quả có thể của tiếp xúc mà vẫn ch−a xảy ra.