Bài giảng Khoa học môi trường và sức khỏe môi trường - Nguyễn Hữu Nghị

Nội dung text: Bài giảng Khoa học môi trường và sức khỏe môi trường - Nguyễn Hữu Nghị

1. BỘ GIÁO D ỤC & ĐÀO T ẠO ĐẠI H ỌC HU Ế KHOA Y T Ế CÔNG C ỘNG B môn: S c kh e môi tr ưng &*& BÀI GI NG KHOA H C MÔI TR NG VÀ S C KH E MÔI TR NG (Có b sung s a ch a) Ch biên: Th.S. GVC. Nguy n H u Ngh Hu , 2008
2. 1 1 MÔI TR NG VÀ S C KHO CON NG I Mc tiêu h c t p 1. Di n gi i c nh ngh a môi tr ng s ng và các ph ơ ng pháp nghiên c u 2. Hi u c tác ng qua l i gi a c ơ th và Môi tr ng 3. Phân tích c kh n ng t iu ch nh c a môi tr ng và s ô nhi m I. Kháí ni m chung v Môi tr ng s ng 1. nh ngh a Môi tr ng Theo ngh a r ng nh t thì “ Môi tr ng” là t p h p các iu ki n và hi n t ng bên ngoài có nh h ng t i m t v t th ho c s ki n. B t c v t th , s ki n nào c ng tn t i và di n bi n trong môi tr ng nh môi tr ng v t lý, môi tr ng pháp lý , môi tr ng kinh t , vv Th c ra, các thành ph n nh khí quy n ,thu quy n, th ch quy n, tn t i trên Trái t ã t r t lâu, nh ng ch khi có m t các c ơ th s ng thì chúng m i tr thành các thành ph n c a môi tr ng s ng. Môi tr ng s ng là t ng các iu ki n bên ngoài có nh h ng t i s s ng và s phát tri n c a các c ơ th s ng . ôi khi ng i ta còn g i khái ni m môi tr ng s ng bng thu t ng môi sinh ( living environment). Môi tr ng s ng c a con ng i là t ng h p các iu ki n v t lý, hoá h c, sinh hc, xã h i bao quanh con ng i và có nh h ng t i s s ng, s phát tri n c a t ng cá nhân và toàn b c ng ng ng i. Thu t ng “Môi tr ng” th ng dùng v i ngh a này. Môi tr ng s ng c a con ng i là v tr bao la, trong ó có h M t tr i và Trái t. Các thành ph n c a môi tr ng s ng có nh h ng tr c ti p t i con ng i trên Trái t gm 4 quy n: sinh quy n, thu quy n, khí quy n, th ch quy n . Có th nêu ra m t nh ngh a chung v môi tr ng nh sau : Môi tr ng là t p h p các yu t t nhiên và xã h i bao quanh con ng i có nh h ng t i con ng i và tác ng qua l i v i các ho t ng s ng c a con ng i nh : không khí, n c, t, sinh v t, xã h i loài ng i, vv -Môi tr ng s ng c a con ng i theo ch c n ng c chia thành các lo i : -Môi tr ng t nhiên: bao g m các y u t t nhiên nh các y u t v t lí, hoá h c và sinh h c, t n t i khách quan ngoài ý mu n con ng i. -Môi tr ng xã h i: là t ng th các quan h gi a ng i và ng ơ i t o nên s thu n lơii ho c tr ng i cho s t n t i và phát tri n c a các cá nhân và c ng ng loài ng i. -Môi tr ng nhân t o: là t t c các y u t t nhiên, xã h i do con ng i t o nên và ch u s chi ph i c a con ng i . Môi tr ng theo ngh a r ng là t ng các nhân t nh không khí, n c , t, ánh sáng ,âm thanh,c nh quan,xã h i ,vv có nh h ng t i ch t l ng cu c s ng con ng i và các tài nguyên thiên nhiên c n thi t cho sinh s ng và s n xu t c a con ngi. Môi tr ng theo ngh a hp là t ng các nhân t nh không khí, n c, t, ánh sáng vv liên quan t i ch t l ng cu c s ng con ng i, không xét t i tài nguyên . T các nh ngh a trên có th sinh ra nhi u quan ni m khác nhau v khoa h c môi tr ng : Môi tr ng là i t ng nghiên c u c a nhi u ngành khoa h c ang có hi n nay ( sinh hc, a h c, hoá h c vv ).Tuy nhiên, các ngành khoa h c nói trên ch quan tâm n m t ph n ho c m t thành ph n theo ngh a h p. Môi tr ng là i t ng nghiên c u c a m t ngành khoa h c liên ngành có m c ích ch y u là b o v môi tr ng s ng lâu dài c a con ng i trên Trái t. Trong giai on hi n nay, ho t ng phát tri n kinh t và khoa h c k thu t c a con ng i có nh h ng m nh m ti ch t l ng môi tr ng s ng (khai thác tài nguyên thiên nhiên, gia t ng dân s , s n xu t
3. 1 2 công nghi p). Không có m t ngành khoa h c ang có hi n nay iu ki n nghiên c u và gi i quy t m i nhi m v c a công tác bo v môi tr ng là qu n lí và b o v ch t l ng các thành ph n môi tr ng s ng c a con ng i và các sinh v t trên Trái t. 2. Các phơ ng pháp nghiên c u Khoa h c môi tr ng s d ng m t lo t các ph ơ ng pháp nghiên c u lí thuy t và th c nghi m c a các ngành khoa h c c ơ b n khác : -Các ph ơ ng pháp thu th p và x lý s li u th c t , các th c nghi m . -Các ph ơ ng pháp phân tích thành ph n môi tr ng . -Các ph ơ ng pháp phân tích, ánh giá xã h i, qu n lý xã h i, kinh t . -Các ph ơ ng pháp tính toán , d báo, mô hình hoá. -Các gi i pháp k thu t, ti n b k thu t . -Các ph ơ ng pháp phân tích h th ng. 3. Các n i dung nghiên c u Các nghiên c u môi tr ng r t a d ng c phân chia theo nhi u cách khác nhau. ây có th chia ra làm 4 b n lo i ch y u : -Nghiên c u c im c a các thành ph n môi tr ng ( t nhiên ho c nhân t o ) có nh h ng ho c ch u nh h ng c a con ng i, ó là n c, không khí, t ,sinh v t, h sinh thái, khu công nghi p, ô th , nông thôn vv ây, khoa h c môi tr ng t p trung nghiên cu m i quan h và tác ng qua l i gi a con ng i v i các thành ph n c a môi tr ng s ng. -Nghiên c u công ngh , k thu t x lý ô nhi m, b o v ch t l ng môi tr ng s ng ca con ng i. -Nghiên c u t ng h p các bi n pháp qu n lý v khoa h c kinh t , lu t pháp, xã h i nh m b o v môi tr ng và phát tri n b n v ng Trái t, qu c gia, vùng lãnh th , ngành công nghi p. -Nghiên c u v ph ơ ng pháp mô hình hoá, ph ơ ng pháp phân tích hoá h c ,v t lý, sinh v t ph c v cho ba nôi dung trên. II. M i quan h gi a c ơ th và Môi tr ng s ng Khoa h c môi tr ng là ngành khoa h c nghiên c u m i quan h và t ơ ng tác qua l i gi a con ng i và môi tr ng xung quanh. Con ng i và môi tr ng luôn th ng nh t v i nhau. Ng i x a t ng phát hi n quy lu t “ Thiên – Nhân h p nh t” Cơ th áp ng tr c các tác ng c a môi tr ng s ng b ng các bi u hi n khác nhau: Ph n x , thích ng, không thích ng, gi thích ng, r i lo n thích ng Mt khác con ng i can thi p vào môi tr ng có m c ích tr c h t c i t o môi tr ng. Ví d các ho t ng s n xu t, khai thác tài nguyên thiên nhiên, các ho t ng y t , iu tr gây nên s thay i m i t ơ ng tác gi a c ơ th và môi tr ng s ng. Tóm l i, Môi tr ng và c ơ th ph i th ng nh t v i nhau, s thay i c a môi tr ng trong m t gi i h n nh t nh kéo theo s thay i thích nghi c a c ơ th s ng, do ó càng cng c c ơ ch thích nghi v n ã linh ho t, càng linh ho t h ơn. S thay i t ng t ho c vt quá gi i h n thích nghi s d n n nh ng h u qu x u, th m chí tiêu di t m t vài gi ng loài sinh v t. Thích ng là quá trình iu ch nh, òi h i có m t th i gian nh t nh c ơ th thích nghi c vi các y u t môi tr ng. N u không th i gian thì s d n n r i lo n thích ng hay Gi thích ng, v n này gi i thích m t s b nh c a n n v n minh : B nh cao huy t áp, b nh tâm th n kinh u th p k 70, nhà a hoá ng i Anh Hamilton ã a ra k ho ch th c nghi m là xác nh hàm l ng nguyên t hoá h c trong á, b i, t, gi y, cá, l ơ ng th c, máu và não xem hàm l ng các nguyên t hoá h c trong c ơ th con ng i và v t ch t trong môi tr ng có
4. 1 3 quan h gì v i nhau không. K t qu giám nh 60 lo i nguyên t hoá h c cho th y t l hàm lng các nguyên t hoá h c t ơ ng ng trong v Trái t. Thí d hàm l ng 4 nguyên t ch yu C.H.O.N chi m 99,4% kh i l ng con ng i và 50,5% v Trái t .Các nghiên c u a hoá sinh thái cho th y có m t s b nh t t có liên quan t i s thi u h t hay d th a nguyên t hoá h c trong t á khu v c. Thí d thi u Se -viêm kh p x ơ ng , thi u k m - ng i lùn, thi u iot-bu c , th a Cd-au x ơ ng, t g y x ơ ng. N m 1955, huy n Phusan Nh t B n phát hi n lo i b nh g y x ơ ng do th a Cd. B nh hoành hành trong th i gian h ơn 20 n m, riêng 1963-1967 làm ch t 207 ng i. Nguyên nhân c a lo i b nh trên là do n ng Cd cao, có trong n c th i c a ho t ng khai thác m t s m Pb, Zn n m u ngu n m t con sông cung c p n c ti cho các cánh ng lúa c a huy n Phusan . Khi ph ơi nhi m v i các y u t môi tr ng, s áp ng c a c ơ th còn ph thu c vào các c tr ng c a c ơ th mang tính ch t cá nhân, nh y u t di truy n, tình tr ng dinh d ng, tu i, gi i, ch ng t c, iu ki n vt ch t, s rèn luy n Chính vì các c tr ng ó mà c ơ th có các áp ng khác nhau tr c các tác ng c a môi tr ng và k t qu là tình tr ng s c kho s khác nhau. Nh v y, trong gian on hi n nay, có th xem khoa h c môi tr ng là m t ngành khoa h c c l p, c xây d ng trên c ơ s tích h p các ki n th c c a các ngành khoa h c ã có cho m t i t ng chung là môi tr ng s ng bao quanh con ng i v i ph ơ ng pháp và n i dung nghiên c u c th . III. ng d ng nguyên lý sinh thái h c trong vic b o v Môi tr ng s ng 1. Sinh thái h c (Ecologie) Là khoa h c nghiên c u v m i quan h gi a sinh v t ( ng v t, th c v t, con ng i) vi ng ai c nh. Sinh thái h c là m t khoa h c có ph m vi nghiên c u r t r ng, ph m vi nghiên c u ch y u c a nó thu c khoa sinh h c, và m t ph n thu c các khoa khác nh a lý, a ch t, kh o c , nhân h c và c khoa h c xã h i. Sinh thái h c c ng c coi là m t khoa hc trung gian, h c bao trùm lên các khoa h c trên. i t ng nghiên c u c a sinh thái h c có 4 m c t chc khác nhau t th p lên cao: C ơ th , Ch ng qu n (Qu n th ), Qu n xã và H sinh thái. Ch ng qu n c nh ngh a là m t t p h p các cá th c a cùng m t lòai hay nh ng lòai r t g n nhau, cùng s ng trong m t không gian nh t nh hay còn g i là sinh c nh. Ví d : Ch ng qu n nai s ng o Các bà, ch ng qu n chu t s ng s ng thành ph Hu , ch ng qu n cây V t s ng ven bi n Ba tri (B n tre) Qu n xã bao g m t p h p t t c các ch ng qu n ( ng v t, th c v t, vi sinh v t) cùng sng trong m t sinh c nh, Ví d : Qu n xã sinh v t H Tây: bao g m t t c các ch ng qu n, t các lòai vi sinh v t, t o, ng v t không x ơ ng s ng n cá H tây; hay qu n xã sinh v t rng Cúc ph ơ ng H sinh thái c nh ngh a g m Qu n xã, và Môi tr ng bao quanh Qu n xã. Có th nói, H sinh thái là m t h th ng g m các Ch ng qu n sinh v t và Môi tr ng, ó th c hi n m i quan h kh ng khít gi a sinh v t và ng ai c nh. 2. C u trúc c a h sinh thái Các H sinh thái nói chung, v c u trúc u g m có 4 thành ph n c ơ b n: Môi tr ng, Vt s n xu t, V t tiêu thu, và V t phân h y: (hình 1). - Môi tr ng (E): bao g m các nhân t v t lý, hóa h c (vô sinh) bao quanh sinh v t. Ví d: H sinh thái h , môi tr ng g m n c, nhi t , ánh sáng, các khí hòa tan, O 2 , CO 2 , các mu i hòa tan, các v t l ơ l ng Môi tr ng cung c p t t c các y u t c n thi t cho V t s n xu t t n t i, và phát tri n. - V t s n xu t (P): bao g m cây xanh và m t s vi khu n, là các sinh v t có kh n ng t t ng h p c các ch t h u c ơ c n cho s xây d ng c ơ th c a mình, các sinh v t n y còn
5. 1 4 c g i là các sinh v t T d ng. Cây xanh nh có di p l c nên chúng th c hi n c quang hp, t ng h p ch t h u c ơ xây d ng c ơ th chúng theo ph n ng sau ây: 6 CO 2 + 6 H 2O + n ng l ng m t tr i + Enzym di p → C 6 H12 O6 + 6 O 2. Mt s vi khu n c coi là V t s n xu t do chúng có kh n ng quang h p hay hóa t ng h p. ơ ng nhiên, t t c các ho t ng ng s ng có c là nh vào kh n ng s n xu t c a V t sn xu t. - V t tiêu th (C): bao g m các ng v t, chúng s d ng ch t h u c ơ tr c ti p hay gián ti p t V t s n xu t, chúng không có kh n ng t s n xu t c ch t h u c ơ, và c g i là các sinh v t D d ng. V t tiêu th c p 1 hay v t n c là các ng v t ch n các th c v t. Vt tiêu th c p 2 là ng v t n t p hay n th t. Theo chu i th c n, ta còn có v t tiêu th c p 3, v t tiêu th c p 4 Ví d : Trong H sinh thái h , t o là V t s n xu t; giáp xác th p là V t tiêu th c p 1; tôm, tép, cá nh là V t tiêu th c p 2; cá rô, cá chu i là v t tiêu th c p 3; Rn n c, rái cá , chim bói cá là v t tiêu th c p 4. - V t phân h y (T): là m t s vi khu n và n m, chúng phân h y các ch t h u c ơ. Tính ch t dinh d ng ó g i là Ho i sinh; chúng s ng nh vào các sinh v t ch t và các ch t th i ca ng v t , chúng phá v các h p ch t h u ph c t p t o ra các ch t h u c ơ ơ n gi n và các ch t vô c ơ; các s n ph m này, cây xanh có th s d ng c. Hu h t các h sinh thái t nhiên bao g m 4 thành ph n c ơ b n nêu trên. Tuy nhiên, trong m t s tr ng h p, H sinh thái không 4 thành ph n. Ví d : H sinh thái áy bi n sâu thi u V t s n xu t (do thi u ánh sáng), do ó chúng không th t n t i c n u không c H sinh thái t ng m t cung c p ch t h u c ơ. T t c các h sinh thái t nhiên u có cách phát tri n riêng - ó là h qu c a m i quan h qua l i gi a 4 thành ph n c a h sinh thái. Nh ng bi n i này có th x y ra nhanh hay ch m tùy theo t ngh sinh thái. Ví d : h sinh thái hô, lúc u khi h còn sâu, chúng ta g p y các ch ng qu n giáp xác, thân m m, côn trùng n c, cá và c các cây th y sinh s ng ven h . H sinh thái h d n d n c l ng ng các ch t tr m tích t các vùng xung quanh ch y t i. H nông d n, cho n khi ta không th g i là h c n a. H sinh thái h ã chuy n sang h sinh thái m l y. N u nh con ng i không can thi p vào các h sinh thái t nhiên, thì xu th phát tri n chung c a chúng là ti n t i m t ki u H sinh thái n nh, v i m t sinh kh i t i a và s phân hóa cao các ch ng qu n. Qu n xã thu c các ki u h sinh thái này c g i là qu n xã nh c c (Climax). Quá trình bi n i qu n xã này n i ti p qu n xã khác g i là s Di n th , các Qu n xã trong quá trình di n th th ng có s c s n xu t sinh h c cao, phân hóa các lòai th p và kém b n vng so v i các qu n xã nh c c (hay thành th c). Các h sinh thái nông nghi p là các h sinh thái tr có n ng xu t sinh h c cao nh ng r t d b h y h ai n u các nhân t sinh thái b thay i b t ng . 3. Vòng tu n hòan v t ch t c a h sinh thái Trong các h sinh thái, th ng xuyên có s v n chuy n các ch t hóa h c t Môi tr ng vào V t s n xu t, r i t V t s n xu t sang V t tiêu th , sau ó các ch t hóa h c này t V t s n xu t và V t tiêu th sang V t phân h y, và cu i cùng chúng l i tr v Môi tr ng.S v n chuy n v t ch t này c g i là vòng tu n hòan v t ch t c a h sinh thái, hay còn c g i là : Chu trình Sinh - a - Hóa. Ví d : m t vài vòng tu n hòan v t ch t ch y u c a h sinh thái: Vòng tu n hòan C, N, P, và S,,, 4. Dòng n ng l ng c a H sinh thái Song song v i vòng tu n hòan v t ch t, trong h sinh thái còn t n t i dòng n ng l ng. i v i V t s n su t (P), n ng l ng c cung c p t ngu n n ng l ng m t tr i; ch có m t ph n r t nh c a b c x t ng c ng (LT) c a n ng l ng b c x m t tr i c di p l c ca cây xanh s d ng, ph n còn l i không c s d ng (NU I). Ph n n ng l ng mà cây xanh hp th (LA), m t ph n l n phân tán d i d ng nhi t (CH) và ch m t ph n r t nh c dùng
6. 1 5 quang h p, s n xu t ra các ch t h u c ơ. Ph n n ng l ng n y còn c g i là s c s n xu t sơ c p thô (PB); s c s n xu t s ơ c p nguyên (PN) t ơ ng ng v i s c s n xu t thô tr i n ng lng m t i do hô h p (Ri) c a v t s n xu t. c g i là dòng n ng l ng i qua v t dinh d ng cho tr c là t ng s n ng l ng mà v t dinh d ng ó h p th , ây là PB = PN + R I . Mt ph n n ng l ng c a s c s n xu t s ơ c p nguyên (PN) c s d ng làm th c n cho v t tiêu th c p 1, t c là nhóm ng v t n th c v t ( g i ph n n ng l ng này là L I ). m t ph n n ng l ng c a s c s n xu t nguyên không c s d ng (NU 2) b i v t tiêu th , ph n th c v t t ơ ng ng này c dùng làm m i n c a các vi khu n và các v t phân h y khác. Ph n n ng l ng L I tuy c v t tiêu th c p I s d ng, nh ng chúng ch dùng c ph n nng l ng A I thôi, còn ph n n ng l ng NA I th i i d i d ng phân và n c ti u c a v t tiêu th c p 1. Ph n n ng l ng A I bao g m m t ph n là s c s n xu t th c p PS I và m t ph n n ng lng m t i do hô h p R 2 : A I = PS I + R 2 ; C ng l p lu n t ơ ng t nh v y i v i b c dinh d ng là V t tiêu th c p 2, ta có: A 2 = PS 2 + R 3 Dòng n ng l ng v a c mô t trên c minh h a theo hình Hai ch c n ng: Vòng tu n hòan v t ch t và dòng n ng l ng là 2 ch c n ng c ơ b n ca h sinh thái, nó bi u th c tr ng riêng c a t ng h sinh thái, và m c tiêu hóa c a nó. Các h sinh thái óng vai trò quan tr ng trong i s ng c a con ng i. Con ng i là m t thành ph n c a h sinh thái. Mu n iu khi n các h sinh thái sao cho có l i nh t i v i con ng i, chúng ta ph i hi u th t y cu trúc và ch c n ng c a các H sinh thái. 5. S t iu ch nh (Homéostasie) c a các h sinh thái Các h sinh thái t nhiên nói chung u có kh n ng t iu ch nh riêng c a mình; Nói theo ngh a r ng, ó là kh n ng t l p l i cân b ng, cân b ng gi a các ch ng qu n trong h sinh thái (v t n th t - con m i, v t ký sinh - v t ch ), cân b ng các vòng tu n hòan v t ch t và dòng n ng l ng gi a các thành ph n c a h sinh thái S cân b ng này c ng có ngh a là s cân b ng gi a các v t s n xu t, v t tiêu th và v t phân h y. S cân b ng này còn c g i là cân b ng sinh thái. Nh có s t iu ch nh này mà các h sinh thái t nhiên gi uc s n nh m i khi ch u tác ng c a nhân t ng ai c nh. Nh ng s t iu ch nh c a h sinh thái có gi i h n nh t nh , n u s thay i c a các nhân t ngo i c nh v t quá gi i h n này thì h sinh thái m t kh n ng t iu ch nh, và h u qu là chúng b phá h y. - C ng l u ý ây là, con ng i không ph i lúc nào c ng mu n các h sinh thái có kh n ng t iu ch nh. Ví d : n n nông nghi p thâm canh d a vào s s n xu t d th a ch t hu c ơ, cung c p l ơ ng th c và th c ph m cho con ng i. Các h sinh thái này là các h sinh thái không có s t iu ch nh v i m c ích con ng i s d ng h u hi u ph n d th a ó. - Ngày nay, nhi u n c nhi t i ã phá i hàng l at r ng nhi t i phát tri n nông nghi p. Trên th c t , s phá h y này không nh ng phá i nh ng h sinh thái giàu có và giá trj cao không ph i d dàng gì mà có c hi u qu cao v s n xu t nông nghi p. Do t ng t mng, c ng trao i ch t c a các r ng nhi t i cao nên th ng em l i s nghèo nàn trong s n xu t nông nghi p. H ơn n a m t khi r ng b phá h y th ng kéo theo s xói mòn, hn hán, và l l t. - M t ví d khác, tr ng h p các ch t h u c ơ do ch t th i sinh ho t c a các khu dân c vào h sinh thái n c. Các ch t dinh d ng này ã làm cho các lòai t o (V t s n xu t) phát tri n cao . V t s n xu t do phát tri n quá nhi u mà không c các v t tiêu th s dng k p, m t khi chúng ch t i chúng b phân h y và gi i phóng ra các ch t c. ng th i, quá trình này l i gây nên hi n t ng O 2 trong n c gi m xu ng quá th p, và có th làm ch t hàng l at cá và các loài ng v t khác có trong n c. ây là tr ng h p ô nhi m h u c ơ v c nc , r t hay x y ra các vùng ang ô th hóa, nh t là các n c ang phát tri n.
7. 1 6 - S m t cân b ng trong h sinh thái, lúc u th ng x y ra cho vài thành ph n, sau ó m r ng sang các thành ph n khác; và có th t h sinh thái này m r ng sang h sinh thái khác. - S t iu ch nh c a h sinh thái là k t qu c a s t iu ch nh c a t ng c ơ th , c a tng ch ng qu n, c a qu n xã, m i khi m t nhân t sinh thái nào ó thay i. Chúng ta chia các nhân t sinh thái ra làm 2 nhóm: Nhân t sinh thái Gi i h n, và nhân t sinh thái Không gi i h n. Nhi t , n ng các lo i mu i, th c n là nhân t sinh thái gi i h n; Có ngh a là, ví d nh i v i nhi t , n u chúng ta cho nhi t thay i t th p lên cao, chúng ta s tìm c m t kho ng gi i h n nhi t thích h p c a C ơ th , hay c a c Ch ng qu n; ngòai kho ng gi i h n ó, C ơ th hay Ch ng qu n không t n t i c. Kho ng gi i h n này còn c g i là “Kho ng gi i h n sinh thái “ hay kho ng gi i h n cho phép c a cơ th , c a ch ng qu n. Hai y u t : ánh sáng, a hình: không c coi là nhân t sinh thái gi i h n i v i ng v t. Nh v y, m i c ơ th , m i ch ng qu n có m t Kho ng gi i h n sinh thái nh t nh i vi t ng nhân t sinh thái; Kho ng gi i h n này ph thu c vào kh n ng thích nghi ( hay còn gi là v trí tiêu hóa) c a c ơ th , c a ch ng qu n, và c ng ph thu c vào các nhân t sinh thái khác. Ô nhi m là hi n t ng do các ho t ng c a con ng i, d n n s thay i các nhân t sinh thái, a các nhân t này ra ngòai Kho ng gi i h n sinh thái c a c ơ th , c a ch ng qu n, c a qu n xã. Con ng i ã gây nên r t nhi u l ai ô nhi m (hóa h c, v t lý, sinh h c) cho các lòai sinh v t (vi sinh v t, ng v t, th c v t, và c cho ng i). Mu n ki m sóat c ô nhi m môi tr ng c n ph i bi t c các Kho ng gi i h n sinh thái c a c ơ th , c a ch ng qu n, c a qu n xã i v i t ng nhân t sinh thái. D phòng ô nhi m là làm sao cho các nhân t sinh thái nêu trên không v t ra kh i kho ng gi i h n thích ng c a nó. X lý ô nhi m có ngh a là a các nhân t sinh thái ó tr v trong kho ng gi i hn sinh thái c a c ơ th , c a ch ng qu n, c a qu n xã. Mu n x lý c ô nhi m c n ph i bi t c c u trúc và ch c n ng c a t ng h sinh thái và nguyên nhân làm cho các nhân t sinh thái v t ra ngòai kho ng gi i h n thích ng - ây là nguyên lý sinh thái c ơ b n c vn d ng vào vi c s d ng h p lý tài nguyên thiên nhiên và b o v môi tr ng. Câu h i l ng giá cu i bài 1. nh ngh a môi tr ng s ng. Hãy phân tích nh ngh a ? 2. Phân tích m i quan h gi a c ơ th và môi tr ng s ng. Nêu m t vài ví d ? 3. Hãy gi i thích Nguyên lý sinh thái h c ng d ng b o v môi tr ng s ng nh th nào ? Tài li u tham kh o chính 1. Lu c H i, (2001), Cơ s khoa h c Môi tr ng , Nhà xu t b n i h c Qu c gia Hà ni. 2. ào Ng c Phong,(1986), Môi tr ng và S c kho con ng i, B i h c và Trung h c chuyên nghi p, Ch ơ ng trình 5202. Hà n i 3. ào Ng c Phong, Lê Quang Hoành (1998), V sinh môi tr ng và nguy c ơ t i s c kh e, tp I, Nxb Y h c, Hà N i . 4. Võ Quý, (1993), Sinh th ái h c, Tr ng i h c T ng h p Hà n i, Hà n i. 5. Aron J.L. , Patz J. A. , (2001), Ecosystem Change and Globan Health : A Global Perpective , Baltimore , Md , Johns Hopkins University Press. 6. Bassett. W.H., (1995), Clay's handbook of Environmental Health , 7th edition, Chapman & Hall
8. 1 7 SINH V T VÀ MÔI TR NG I. Nh ng khái ni m và nguyên lý 1. Nguyên lý c ơ b n Nguyên lý c ơ b n c a sinh thái h c hi n i chính là nh ng khái ni m v s th ng nh t và i l p m t cách bi n ch ng gi a c ơ th và môi tr ng. - Mi c ơ th , qu n th , loài sinh v t b t k (bao g m c con ng i) u s ng d a vào môi tr ng c tr ng c a mình, ngoài m i t ơ ng tác ó ra sinh v t không th t n t i c. - Môi tr ng n nh, sinh v t s ng n nh và phát tri n h ng th nh. - Môi tr ng suy thoái, sinh v t c ng b suy gi m c v ch t l ng và s l ng. - Môi tr ng b h y ho i thì sinh v t c ng ch u chung s ph n. Trong tr ng h p, môi tr ng b phá h y n u c ph c h i thì nh ng qu n th , loài tr c ó ã t ng sinh s ng dù có c trú tr l i c ng gi m tính a d ng và khó có th phát tri n hng th nh nh tr c ó. Trong m i t ơ ng tác gi a c ơ th và môi tr ng, sinh v t u ph n ng v i s bi n i ca các y u t môi tr ng b ng nh ng ph n ng thích nghi v sinh lý, sinh thái và t p tính thông qua ho t ng c a h th n kinh - th d ch, ng th i ch ng làm cho môi tr ng bi n i nh m gi m th p h u qu tác ng b t l i c a các y u t và ng hóa, c i t o chúng theo hng có l i cho s t n t i c a chính mình. Sinh v t s ng trong các t ch c càng cao (qu n th , qu n xã, ) thì s thích nghi và s c c i t o i v i môi tr ng càng có hi u qu . S thích nghi này c a sinh v t c hình thành trong quá trình ti n hóa và mang tính ch t t ơ ng i. Nu tác ng c a các y u t môi tr ng v t kh i ng ng thích nghi c a sinh v t, bu c sinh vt ph i r ơi vào tình tr ng di t vong n u nh chúng không tìm c nh ng iu ki n t n t i thích ng m t môi tr ng s ng khác ho c bu c ph i bi n i v m t hình thái, c tính sinh lý, sinh thái và t p tính i vào con ng chuy n hóa, ti n hóa c a các loài và ph i tr i qua mt ch ng ng dài và c ki m soát b i quy lu t ch n l c t nhiên. 2. Nh ng khái ni m c ơ b n 2.1. Ngo i c nh ó là nh ng th c th c a t nhiên, con ng i và nh ng k t qu c a con ng i. Ngo i cnh t n t i m t cách khách quan. 2.2. Môi tr ng Là m t ph n c a ngo i c nh, bao g m nh ng th c th và hi n t ng c a t nhiên mà c ơ th , qu n th , loài có liên quan m t cách tr c ti p b ng các m i quan h thích nghi. Ví d : n n áy là môi tr ng c a các sinh v t s ng áy, song không phi là môi tr ng i v i các sinh vt s ng màng n c và ng c l i. 2.3. C nh s ng Là m t ph n c a môi tr ng mà ó có s th ng nh t c a các y u t tác ng tr c ti p lên i s ng c a sinh v t. 2.4. Y u t c a môi tr ng ó là nh ng th c th và nh ng hin t ng riêng l c a t nhiên, c a th gi i s ng, bao gm c con ng i và ho t ng c a nó, mà sinh v t ch u nh h ng m t cách tr c ti p hay gián ti p nh nhi t , ánh sáng, th c n, b nh t t,
9. 1 8 - Mi y u t có ngu n g c, b n s c riêng khi tác ng lên sinh v t t o nên nh ng h u qu và s thích nghi riêng c a sinh v t. Tuy nhiên các sinh v t không ch ph n ng v i t ng yu t mà còn ch u s tác ng t ng h p c a nhi u y u t cùng m t lúc. - nh h ng tác ng c a các y u t lên i s ng sinh v t còn ph thu c vào li u l ng, tc và th i gian tác ng c a các y u t . Quá th a ho c thi u các y u t nh nhi t , m, ánh sáng u nh h ng tác ng lên i s ng sinh v t. Do ó sinh v t còn c tr ng b i nh ng giá tr sinh thái t i thi u và t i a c a các y u t môi tr ng. Biên gi a 2 giá tr ó chính là gi i h n ch u ng c a sinh vt hay “gi i h n sinh thái”, “tr sinh thái” c a ng, th c v t. Nh ó ta hi u c s phân b c a sinh v t trong thiên nhiên. - Sinh v t có th có tr sinh thái r ng i v i m t y u t này nh ng l i h p i v i m t y u t khác. Nh ng sinh v t có tr sinh thái r ng i v i nhiêu y u t thì th ng có vùng phân b r ng. - Nu iu ki n không c c thu n theo m t y u t sinh thái i v i loài thì s c ch u ng ca loài i v i mt y u t khác c ng gi m. - Trong thiên nhiên c ng g p sinh v t th ng hay r ơi vào hoàn c nh không phù h p v i iu ki n c c thu n i v i m t y u t nào ó thì trong tr ng h p nh th m t y u t khác tr nên quan tr ng. - bi u di n m c t ơ ng i c a s c ch u ng trong sinh thái h c ng i ta dùng các thu t ng nh cury (r ng), steno (h p), oligo (ít), poly (nhi u), meso (v a) làm ti p u ng cho các t ch các y u t . Ví d i v i nhi t: eurytherm (r ng nhi t), stenotherm (h p nhi t) - Trong iu ki n t nhiên tác ng c a các y u t môi tr ng th ng làm sinh v t b l ch kh i vùng c c thu n. Do v y sinh v t luôn ph i thích nghi, t iu ch nh duy trì tính toàn v n v c u trúc và s n nh trong các ch c n ng c a mình. 2.5. N ơi s ng ó là không gian mà ó sinh v t s ng ho c th ng g p chúng. 2.6. sinh thái Sinh v t, ngoài n ơi s ng c a mình, còn có sinh thái (ecological), t c là m t không gian sinh thái nào ó mà y nh ng iu ki n môi tr ng quy nh s t n t i lâu dài, không h n nh c a các cá th sinh v t. Theo E.P.Odum (1975) thì n ơi s ng ch ra “ a ch ” sinh v t. Còn sinh thái ch ra “ngh nghi p” c a nó. V i quan ni m này, theo ông sinh thái chung là tng h p t t c các iu ki n c n thi t i v i s b o t n lâu dài c a loài trong không gian và theo th i gian. sinh thái thành ph n là t ng h p t t c các ngu n c n thi t, m b o cho ho t ng c a m t ch c n ng s ng nào ó c a c ơ th , ví d nh các iu ki n m b o cho quá trình dinh d ng. 2.7. D ng sinh thái (Eco type) Nh ng loài có vùng phân b a lý r ng h u nh u hình thành nh ng qu n th thích ng v i các iu ki n a ph ơ ng. ó là các d ng sinh thái. Kh n ng thích nghi và c i t o môi tr ng c a chúng trong nh ng ph n khác nhau c a vùng phân b i v i gradien nhi t , chi u sáng, và nh ng y u t khác n a có th làm xu t hi n nh ng ch ng di truy n ho c nh ng ch ng sinh lý (không thay i v k t c u gene). II. Nh ng y u t sinh thái chính và nh h ng c a chúng lên i s ng sinh v t
10. 1 9 Nh ng y u t c a môi tr ng bao g m nh ng y u v t lý (nhi t , m, ánh sáng ), yu t hóa h c (các nguyên t hóa h c và mu i c a chúng ), các y u t sinh h c (th c n, vt d , v t ký sinh, ). Các y u t không ph i ch em l i nh ng b t l i cho i s ng mà còn là nh ng y u t iu ch nh, nh t là các y u t sinh h c. 1. Nhi t Nhi t trên hành tinh bi n i trong gi i h n hàng nghìn , song s s ng ch t n t i trong ph m vi h p kho ng 300 0C (t -100 n +100 0C). a s các loài ch t n t i và phát tri n trong gi i h n nhit r t h p (t 0-50 0C). - Trên hành tinh, nhi t gi m t xích o n vùng c c, t th p lên cao, t n ơi n c nông n n ơi n c sâu. nhi t mùa ông th p h ơn nhi t mùa hè, êm l nh h ơn ngày T c là tuân theo các quy lu t a lý và khí h u. Vì l ó, s phân b c a sinh v t c ng mang nh ng nét c tr ng, ph n ánh s thích nghi c a chúng v i t ng vùng khí h u. Vùng ôn i, nhi t dao ng theo mùa r t l n lên th ng có m t c a nhi u loài r ng nhi t, ng c v i vùng c c và xích o hay g p các loài h p nhi t h ơn. - Hi u qu tác ng c a nhi t lên sinh v t bi u hi n trên nhi u m t c a i s ng: thay i v hình thái, các c tính sinh lý, sinh thái và t p tính. Trong gi i h n nhi t mà sinh v t ch u ng, n u t ng nhi t thì quá trình t ng tr ng c a sinh v t t ng do quá trình trao i ch t c y m nh. M c dù v y, trong gi i h n nhi t t n t i c a sinh v t, s thay i nhi t quá t ng t s gây h i cho i s ng. Ngoài ranh gi i ch u ng, nhi t quá th p ho c quá cao th ng gây ch t cho sinh v t liên quan n hi n t ng ông c nguyên sinh ch t (khi nhi t quá th p) ho c do s r i lo n các ch c n ng sinh lý (n u nhi t quá cao). - Liên quan v i nhi t , ng v t gi i c chia thành 2 nhóm: Nhóm ng v t ng nhi t và nhóm ng v t bi n nhi t. + Nhóm th nh t là nh ng loài có thân nhi t n nh, không ph thu c vào nhi t môi tr ng và có c ơ ch iu hòa thân nhi t (có lông dày, l p m d i da, ti t m hôi, ). + Còn nhóm th 2 g m nh ng loài có thân nhi t bi n i ph thu c vào nhi t môi tr ng. i v i loài ng v t bi n nhi t, th i gian phát tri n và s th h m i c sinh ra hàng n m ph thu c ch t ch vào nhi t môi tr ng. 2. N c và m - N c chi m 80-90% c ơ th sinh v t, do v y n c r t c n cho c ơ th trong trao i ch t, ng th i còn là môi tr ng s ng cho th y sinh v t. - Trên hành tinh, n c t n t i d i 3 d ng: r n (b ng), l ng và h ơi n c. Nh s chuy n i gi a 3 d ng trên mà có s cân b ng n c trên hành tinh, tuy nhiên n c d ng l ng chi m t tr ng l n nh t và ch a ch y u bi n và i d ơ ng. M a và m có vai trò quan tr ng nh t i v i sinh v t trên c n. - M a: M a phân b không u theo không gian ( a hình, v ) và theo th i gian (mùa khí hu). Do l ng m a nh trên mà trên b m t hành tinh hình thành nên các ki u khu sinh h c (biom) khác nhau, tuy nhiên chúng không ch c xác nh ơn thu n theo l ng m a mà b ng c s cân b ng gi a l ng m a và l ng n c b c h ơi th n ng trong vùng. - m: là thông s c tr ng cho hàm l ng n c trong không khí. + m tuy t i: là l ng n c bão hòa (tính b ng gam) ch a trong 1kg không khí iu ki n nhi t và áp su t xác nh. + m t ơ ng i: tính b ng ph n tr m c a l ng h ơi n c th c t ch a trong không khí so vi l ng h ơi n c bão hòa c a không khí cùng iu ki n và áp su t.
11. 1 10 m không khí bi n thiên theo v a lý, theo a hình, theo mùa và theo ngày êm. - D a vào nhu c u n c c a c ơ th sinh v t ng i ta chia chúng thành các nhóm: + Sinh v t n c (aquatic): i s ng c a chúng di n ra trong n c, + Sinh v t n a n c n a c n (Amphibiont): chúng có 1 giai on s ng trên c n, giai on khác s ng d i n c. + Sinh v t a m (Hydrophil): s ng n ơi r t m (bão hòa h ơi n c) + Sinh v t a m v a (Mesophil) + Sinh v t a khô (Xenophil) - S khô h n ca không khí là y u t sinh thái c bi t quan tr ng i v i i s ng th c v t. nh ng n ơi có m th p, sinh v t nói chung hay th c v t nói riêng có nh ng bi n i c v hình thái c tính sinh lý, sinh thái và t p tính t n t i và phát tri n nh gi m di n tích lá, có mô tích n c ng v t tránh m t n c có v kitin ho c v s ng, gi m bài ti t n c ti u và m hôi ho c ho t ng ch y u vào ban êm th c v t còn quan sát th y m i quan h gi a s thoát h ơi n c và n ng su t mùa màng thông qua t s gi a s t ng tr ng và s thoát h ơi n c. 3. Tác ng t h p c a nhi t và m Nhi t và m là 2 y u t sinh thái quan tr ng. Song s tác ng ng th i c a chúng lên i s ng sinh v t t o nên hi u qu r t l n, th ng quy nh vùng s ng c a loài. S ơ bi u di n tác ng c a t h p trên g i là th y nhi t hay khí h u . Khí h u có ng d ng th c t rt l n trong vi c thu n hóa, di gi ng các loài ho c nghiên c u bi n ng s l ng c a qu n th liên quan v i nh ng bi n ng c a các iu ki n khí h u. 4. Ánh sáng - Ánh sáng chi u xu ng b m t trái t ph thu c vào mây, l ch c a tia chi u ( xích o, ôn i ) vào v trí c a trái t so v i m t tr i và ph n h ng ra hay b che khu t kh i m t tr i do s t quay quanh tr c c a mình gây ra c a qu t t o nên chu k mùa và chu k ngày êm. Tác ng c a ánh sáng lên i s ng sinh v t ph thu c vào: + c tính c a ánh sáng ( dài b c sóng hay màu s c c a các tia ơn s c) + Cng chi u sáng (hay n ng l ng c tính b ng calo hay lux) + Th i gian tác ng (hay dài ngày) - Ánh sáng là y u t b t bu c i v i ho t ng quang h p c a cây xanh. Nh có h s c t (chlorophil a, b, c ) mà th c v t ã ti p nh n ánh sáng và n ng l ng m t tr i t ng h p các ch t h u c ơ u tiên t n c, CO 2 và mu i khoáng. 6 CO 2 + 6 H 2O > C 6H12 O6 + 6 O 2 Liên quan v i ch chi u sáng ng i ta chia th c v t thành các nhóm: Cây a sáng và cây ch u bóng, nhóm cây dài ngày hay ng n ngày. - ng v t ti p nh n ánh sáng nh các c ơ quan c m quan ( ng v t b c th p) và th giác (ng v t b c cao). Trong chúng c ng g m nhóm ng v t a ho t ng ban êm và nhóm a ho t ng ban ngày. - Ánh sáng có tác ng tr c ti p t i quá trình trao i ch t và quá trình sinh s n c a sinh v t. i v i th c v t, c ng chi u sáng cao thì s oxy hóa c a men ã làm gi m quá trình tng h p ch t h u c ơ, còn c ng hô h p l n l i làm tiêu hao nhi u n ng l ng. Do v y, các n c nhi t i, cây tr ng khó t n ng su t cao và s n ph m không giàu protein nh vùng ôn i.
12. 1 11 Thay i ch chi u sáng vào nh ng th i im xác nh g y hi n t ng tình d c c a côn trùng tr c lúc vào giai on s ng ti m sinh. Khi thay i ch chi u sáng có th làm thay i mùa sinh s n c a cá h i. Nhi u ng v t b c cao nh th r ng Malaysia b t u mang thai vào nh ng ngày tr ng tròn. Nhi u ng v t không x ơ ng s ng n c có hi n t ng di c th ng ng su t ngày êm, liên quan n chu k chi u sáng. - Ph n ng v i ánh sáng có chu k (ngày êm, tu n tr ng ) ã t o nên sinh v t m t nh p iu s ng, cái g i là ng h sinh h c. - Tác ng c a các tia (h ng ngo i, t ngo i, tia X ) còn ít c nghiên c u. Song rõ ràng tia hng ngo i th ng làm t ng nhi t c a môi tr ng, tia t ngo i v i li u l ng th p kích thích t o vitamin D, li u l ng cao gây h y di t men và sinh ch t c a t bào sinh v t. Các tia có b c sóng c c ng n (tia γ, β) còn gây nên hi n t ng t bi n gene. 5. Các ch t khí Thành ph n khí c a khí quy n t lâu ã r t n nh. L p khí bao b c hành tinh d y trên 1000 km, nh ng t p trung l p g n m t t. Càng lên cao càng loãng d n và thành ph n cng bi n i. T ng th p nh t là t ng i l u d y 9-15 km có tác d ng iu ch nh khí h u th i ti t c a hành tinh. T ng bình l u n m phía trên kéo dài n 80 km, m t loãng, nhi t t 10 n -40 0C. áy c a nó là l p ozon có tác d ng nh m t lá ch n, ng n c n 90% b c x t ngo i t m t tr i chi u xu ng trái t. Trên t ng này là t ng Zonosphere ( t n 1000 km) và sau là t ng Exdosphere không có gi i h n. - Khí O 2: Cn cho s hô h p c a sinh v t và tham gia vào các ph n ng hóa h c khác . Ho t ng c a con ng i ch a là thay i s cân b ng O2 trong khí quy n, hàm l ng này v n duy trì m c 20,94%. - Khí CO 2: Cn cho quá trình quang h p c a th c v t và là s n ph m c a s hô h p ca sinh vt và c a quá trình phân gi i các ch t ch a cacbon. Hàm l ng CO 2 c ng t ơ ng i n nh, tr s bi n ng l n mang tính ch t c c b (trong 1 thành ph ). Song hàm l ng CO 2 chung trong khí quy n ã t ng lên do s ho t ng c a con ng i ch t phá r ng, t nhiên li u Tr c th i k công nghi p hóa, hàm l ng CO 2 n nh m c 0,029%, n 1970 lên n 0,0321% v i t c trung bình 0,7% trên n m. CO 2 cùng v i b i ngày m t t ng s a n hi n t ng “hi u ng nhà kính”, b t l i cho iu ki n khí h u và i s ng c a sinh v t. - Khí N2: Chi m t l l n trong khí quy n và r t n nh. D i tác ng c a các ph n ng in hóa và quang hóa trên 1 ha di n tích m t t nh n c 4-10 t n nit ơ liên k t, cùng v i 150-400 kg nit ơ khác do vi khu n. ó là ngu n mu i dinh d ng quan tr ng cho cây tr ng. Trong môi tr ng n c, nh t là các v c n c ng t, khí tr thành y u t gi i h n th c s v i i s ng sinh v t, c bi t là oxy. Hàm l ng khí trong n c gi m t m t n áy, thay i ph thu c vào nhi t và mu i, vào áp su t khí quy n và h s hòa tan c a t ng lo i khí. nhi u n ơi giàu ch t h u c ơ còn xu t hi n khí c (CH 4, H 2S, ) có h i cho i sng và làm suy gi m n ng su t sinh h c c a v c n c. 6. Mu i dinh d ng Mu i có vai trò quan tr ng trong i s ng sinh v t, v a là ch t c u t o, v a là ch t có trong d ch t bào và c ơ th t o nên áp su t th m th u, duy trì s cân b ng áp su t th m th u ca c ơ th v i môi tr ng, nh t là i v i th y sinh v t. Ngu n mu i trong môi tr ng c hình thành t nhi u con ng: in hóa và quang hóa, các ph n ng hóa h c và s khoáng hóa các ch t h u c ơ ho c do núi l a phun ra t lòng t. Các mu i thi t y u tham gia vào c u trúc c ơ th và t o nên các ch t quan tr ng cho ho t ng s ng (men, hormone ) c a sinh v t gi là mu i t o sinh (biogen) nh nit ơ, phospho, s t, ma nhê
13. 1 12 Tùy theo l ng mu i c s d ng b i sinh v t mà ng i ta chia các mu i thành 2 nhóm: i l ng và vi l ng. Mu i vi l ng c ơ th òi h i r t ít nh ng n u thi u thì s trao i ch t c a c ơ th b ri lo n. n nay ã xác nh c kho ng 10 nguyên t tham gia vào mu i vi l ng nh Fe, Mn, Cu, Zn, Bo, Si, Mo, V, Co, Ce. Trong ó Mn, Fe, Zn, và Co r t c n cho quá trình quang hp. Mo, Bo, Fe c n cho trao i nit ơ, còn Mn, Bo, Cu, Co, Si c n cho các ch c n ng trao i khác. Nhi u nguyên t vi l ng có tác d ng nh các vitamin, tham gia v i vai trò xúc tác. Trong n c c ng có m t h u h t các lo i mu i, song mu i Cacbonat (n c ng t) và clorua (n c bi n) có vai trò quan tr ng do làm bi n i áp su t th m th u c a c ơ th . C n c vào s bi n i áp su t th m th u c a d ch c ơ th v i áp su t môi tr ng, sinh v t n c c chia thành 3 nhóm: sinh v t bi n th m th u, sinh v t ng th m th u và sinh v t gi ng th m th u. 7. Dòng ch y và áp su t Dòng (khí, n c) và áp su t u là nh ng y u t gi i h n, tr c ti p hay gián ti p tác ng lên i s ng c a sinh v t. Hng và c ng c a gió th nh hành nh h ng n hình thái c a th c v t. Hoa c th ph n nh gió. Các dòng khí th ng, giáng nâng cánh chim, côn trùng khi bay. Bão, gió xoáy, nh t là gió mùa chi ph i ho t ng c a i s ng sinh v t trong vùng. i v i các v c n c, dòng và áp su t c a n c là tác nhân quan tr ng trong s phân b c a th y sinh v t: sinh v t n c t nh và sinh v t n c ch y Ho t ng c a các dòng (dòng tri u, h i l u, i l u ) còn làm cho iu ki n môi tr ng thay i, tr c ti p hay gián ti p tác ng lên i s ng c a các loài. 8. t và iu ki n s ng trong t t không ch là y u t quan tr ng c a môi tr ng mà còn là s n ph m ho t ng sng và là môi tr ng s ng c a các loài sinh v t t. Mi lo i t c c tr ng b i ngu n g c, c u trúc (s s p x p và t l các c p h t, ) các c tính v t lý (kích th c c p h t, ng m n c, s c nén, x p ) và hóa h c c a chúng. Mi lo i t có t l pha tr n các lo i h t khác nhau. Theo thi t di n ng, t g m các l p sau: - Tng A (mùn): g m xác ng th c v t ang bi n i thành các v t li u h u c ơ do s mùn hóa. - Tng B: g m t khoáng, các ch t h u c ơ trong ó ang x y ra quá trình khoáng hóa, tr n ln v i v t li u g c b nghi n v n. Nh ng ch t hòa tan c a t ng B c t o thành t t ng A r i l i t ó b r a trôi b i n c xu ng t ng sâu h ơn. - Tng C: n ơi v t li u g c ch a b bi n i. ó là á m thành hòn hay t ng c t o thành do nhi u nguyên nhân. t là môi tr ng s ng c a nhi u lo i sinh v t mà ó t n t i hàng lo t các y u t v a gi i h n v a iu ch nh ho t ng s ng c a các loài. - x p t o iu ki n cho n c di chuy n và t o nên thoáng khí cho t, quy nh n ơi c trú và v n ng c a sinh v t. - Nc và m: do s hút m mà các c u t ng t c b c b i màng n c m ng. N c này th c v t không s d ng c. N c ch a trong các khe h c a các h t t t o thành nc mao d n. ây c ng là n ơi sinh s ng c a ng v t nguyên sinh. Tuy nhiên, th c v t ch có th s d ng c n c mao d n nh ng khe có ng kính thích h p (>2-8(m). Bên c nh chúng còn có n c tr ng l c, t b m t th m xu ng qua các khe l n, mang tính ch t t m th i.
14. 1 13 - Các y u t v t lý, hóa h c khác nh pH, các mu i khoáng, ion quy nh m c phì nhiêu c a t và s giàu nghèo c a n ng su t sinh h c c a t. Chính s s ng c a các qu n th t là m t trong nh ng y u t hình thành và c i t o t, làm cho t ngày m t phì nhiêu. 9. Nh ng y u t sinh h c Sinh v t không ch có quan h v i các y u t c a môi tr ng mà còn t ơ ng tác v i nhau gây nh h ng lên nhau b ng các m i quan h sinh h c trong cùng loài và khác loài, trong ó m i quan h khác loài óng vai trò quan tr ng nh t. Nh ng m i quan h t o nên tác d ng có l i g i là các t ơ ng tác d ơ ng và ng c l i, có h i g i là các t ơ ng tác âm. III. Qu n th sinh v t Qu n th là m t nhóm cá th c a m t loài, khác nhau v gi i tính, kích th c và tu i, cùng s ng trong vùng phân b c a loài. Nh ng loài có vùng phân b r ng v i nh ng iu ki n s ng khác bi t nhau th ng hình thành nên nhi u qu n th và c g i là loài a hình, ng c l i nh ng loài có vùng phân b h p, iu ki n s ng ng nh t không hình thành nên các qu n th khác nhau g i là loài ơ n hình. Qu n th là m t t ch c sinh v t cao h ơn m c cá th , ng th i là m t h th ng m t iu ch nh, d ng t n t i c ơ b n c a loài trong nh ng iu ki n c th c a môi tr ng. Qu n th c c tr ng b i tính c u trúc, m c sinh s n, m c t vong, nh ng quy lu t bi n ng s l ng riêng c a mình. 1. Kích th c và m t Mi qu n th u có s l ng tuy t i cá th c a mình g i là kích th c c a qu n th . Nh ng sinh v t có kích th c c ơ th nh th ng có s l ng ông h ơn nh ng loài có kích th c l n. Kích th c là m t i l ng t ơ ng i n nh c tr ng cho loài. N u th p h ơn ho c cao quá i l ng trên, qu n th ph i t iu ch nh t tr ng thái n nh cân b ng vi “dung tích” c a môi tr ng. N u s l ng chung gi m d i m c cho phép, qu n th s rơi vào tr ng thái suy vong. Mt là l ng cá th tính trên m t ơn v th tích hay di n tích c a n ơi s ng (con/m 3, con/m 2). Qu n th có s l ng ông, tr ng di truy n c ng l n và thích ng v i iu ki n s ng càng r ng. nh ng n ơi iu ki n môi tr ng n nh, s l ng qu n th th ng nh h ơn so vi nh ng n ơi mà iu ki n môi tr ng kém n nh. Nhi u c tính sinh lý (hô h p, dinh dng ) c a cá th ph thu c vào m t qu n th . 2. S phân b các cá th trong không gian Có 3 ki u phân b c a các cá th trong không gian, liên quan n iu ki n môi tr ng, tr c h t là ngu n dinh d ng và t p tính “lãnh th ” c a cá th : Phân b u, phân b ng u nhiên, và phân b im. Tr ng h p cu i cùng là hi n t ng ph bi n trong thiên nhiên. 3. C u trúc tu i Trong qu n th g m nhi u l a tu i khác nhau. Nh ng loài có tu i th cao thì c u trúc tu i ph c t p h ơn so v i nh ng loài có tu i th th p. Mi qu n th u c c tr ng b i s phân b tu i “trung bình” hay “ n nh” mà s thay i c a các nhóm tu i th c t u h ng n s n nh ó b ng cách thay i m c t vong ho c m c sinh s n. Qu n th g m 3 nhóm tu i sinh thái chính: tu i tr c khi sinh s n, ang sinh s n và sau khi sinh s n. T l gi a các nhóm tu i trong tình tr ng n nh là d u hi u c trng cho
15. 1 14 loài. H ơn n a, dài c a các nhóm tu i so v i tu i th trung bình c ng r t thay i gi a các loài, th m chí ngay trong m t loài s ng trong nh ng iu ki n khác nhau. Ví d ng i hi n nay, dài c a 3 nhóm tu i g n b ng nhau, nh ng nh ng th k tr c, tu i sau sinh s n r t ng n. 4. C u trúc gi i tính T l c cái c a các qu n th trong t nhiên th ng là 1:1, song thay i theo t ng loài và iu ki n s ng c ng nh theo th i v c a mùa sinh s n. S cân b ng t ơ ng i t l c cái không ch tng nh p iu tái s n xu t mà còn duy trì s c s ng cho các th h con cái do s ph i h p ngu n gene m c cao nh t. Chính vì v y trong t nhiên, khi iu ki n không thu n l i, th ng có s thay i t m t qu n th “ ơn tính” sang “s ghép ôi” nh ta th y nhi u loài ng v t không x ơ ng s ng. 5. M i quan h n i b loài Mi quan h gi a các cá th trong qu n th hay các qu n th c a m t loài thu c v m i quan h n i b loài. M i quan h này bao g m nh ng t ơ ng tác d ơ ng và âm, bi u hi n trong quan h c nh tranh, ký sinh, v t gi con m i ( n ng lo i, ) song các quan h “âm” không gay g t nh quan h gi a các loài mà ch giúp cho loài kh c ph c các iu ki n b t l i c a môi tr ng ho c làm t ng s c s ng cho các th h con cái loài t n t i và phát trin h ng th nh hơn. Các m i quan h “d ơ ng” th ng chi m u th . 6. Tái s n xu t và bi n ng s l ng c a qu n th Mi m t qu n th là m t h th ng v i nhi u thông s không n nh mà nó m b o cách th c t n t i t i u cho qu n th trong m t im nào ó phù h p v i iu ki n b t n nh ca môi tr ng. Thông s quan tr ng nh t trong h th ng trên c a qu n th là kích th c và ho t ng ch c n ng c a nó. Hai thông s này iu hòa t tr ng thái t i u liên quan ch yu v i 2 quá trình sinh s n và t vong. 6.1. M c sinh s n ó là s b sung cá th m i cho qu n th . Kh n ng này c ki m soát b i b n ch t ca qu n th và các y u t môi tr ng, tr c h t là th c n và iu ki n hô h p. Mc sinh s n c bi u hi n b i 2 thông s : m c sinh s n tuy t i và m c sinh s n tơ ng i. Tr ng h p u là s l ng cá th m i c sinh ra b i qu n th trong m t kho ng th i gian xác nh (gi , ngày, n m ). Còn tr ng h p th 2 là t s gi a các m c sinh s n tuy t i và s l ng cá th trong qu n th (tính b ng %). Mc sinh s n th c t hay sinh thái ph thu c vào iu ki n môi tr ng. Thích nghi v i vi c m b o m c tái s n xu t c a mình, sinh v t t n t i các d ng sinh s n nh sinh s n vô tính, ơ n tính, h u tính, Ph thu c vào iu ki n th i ti t, sinh s n sinh v t th ng di n ra theo quy lu t mùa, tu n tr ng, ngày êm 6.2. M c t vong và m c s ng sót Mc t vong là nh p iu ch t c a cá th trong qu n th . Nguyên nhân ch t là do tu i già, vì các iu ki n b t l i c a môi tr ng, bao g m c b n b i vt d . Mc t vong th c t (hay m c ch t sinh thái) là nh p iu ch t c a cá th trong qu n th gây ra do iu ki n c th c a môi tr ng. Tu i mà ó các cá th t c r i m i ch t vì già trong iu ki n không do gi i h n c a iu ki n s ng c g i là tu i th sinh lý, tu i th này cao h ơn tu i th sinh thái. Nu g i M là m c t vong thì m c s ng sót s là 1-M. M c t vong th ng thay i các giai on s ng và theo l a. Mc s ng sót c a qu n th ph thu c và s ch m sóc c a b m i v i con cái, vào mt c a qu n th và vào tr ng thái th c t c a môi tr ng.
16. 1 15 6.3. S t ng tr ng c a qu n th ó là s gia t ng v s l ng và sinh v t c a qu n th trong m t kho ng th i gian, ng th i c ng là h qu c a 2 quá trình sinh s n và t vong, trong ó m c sinh s n chi m u th . 6.4. S bi n ng s l ng c a qu n th Khi qu n th hoàn thành s t ng tr ng, t c là khi ∆N/ ∆t trung bình ti n n 0 thì s lng qu n th có khuynh h ng dao ng quanh m c n nh t ơ ng i c a mình và m i liên h ng c c a m t loài nào ó phát huy tác d ng. S bi n ng s l ng c xem nh là m t tiêu im sinh thái mà ó ph n ánh t t c các c tr ng sinh h c c a qu n th , trong ó quan tr ng ph i k n s t ng tr ng, m c sinh s n và t vong, thông qua ngu n n ng l ng c l y vào ch y u là th c n. nh ng loài có chu k s ng ng n trong môi tr ng kém n nh thì s dao ng s lng m nh h ơn so v i nh ng loài có tu i th cao, c u trúc qu n th ph c t p. S bi n ng s l ng mang tính chu k , liên quan n s thay i có chu k c a các yu t t nhiên ho c không mang tính chu k , liên quan v i các hi n t ng ng u nhiên bao gm c ho t ng c a con ng i. − Chu k ngày êm: g p vi khu n, t o, − Chu k mùa gây ra do bi n i c a khí h u (c ng chi u sáng, nhi t , m ). Ph n l n các loài sinh v t có mùa sinh s n t p trung vào màu xuân hè và c ng t vong cao vào mùa ông kh c nghi t. − Chu k nhi u n m: s dao ng này liên quan v i nh ng nguyên nhân làm thay i khí hu c a m t vùng r ng l n nh s thay i ho t ng c a m t tr i x y ra theo chu k 9 - 12 n m. Bi n ng s l ng không theo chu k (d ch, b nh, ng t, núi l a, ô nhi m ) th ng gây tn h i cho qu n th vì chúng không thích ng k p v i nh ng tác ng ng u nhiên. Trong tr ng h p bi n ng có chu k , các qu n th thích nghi, t iu ch nh s lng c a mình h ng t i tr ng thái n nh nh s thay i ho t ng c a các m i quan h thu n ngh ch trong các quá trình t ng tr ng, sinh s n và t vong thông qua nh p iu nh n nng l ng và vt ch t c a qu n th . Câu h i l ng giá cu i bài 1. Phân tích nh ng c im c ơ b n c a nguyên lý sinh thái h c. 2. Phân tích nh ng y u t sinh thái tác ng lên i s ng sinh v t. 3. Mô t nh ng m i liên quan trong qu n th sinh v t Tài li u tham kh o 1. B Giáo d c và ào t o, Th vi n giáo trình in t , Giaotrinh.khoahocmoitruong , 2. Lê Th c Cán (1995), C ơ s khoa h c môi tr ng, Vi n i h c M Hà N i.
17. 1 16 3. Cao Liêm, Ph m V n Khê, Nguy n Th Lan (1998), Sinh thái h c Nông nghi p và b o v môi tr ng, NXB Nông nghi p. 4. Lu c H i ( 2001), C ơ s khoa h c môi tr ng, NXB HQG Hà N i. 5. Mai Tr ng Nhu n, 2002. a hóa môi tr ng. NXB HQG Hà N i. 6. V Trung T ng (2000), C sinh thái h c, Nhà xu t b n giáo d c. 7. Mai ình Yên (2000), C ơ s sinh thái h c, Nhà xu t b n giáo d c. 8. Begon, M.,J.L.Harper, C.R.Townsend (2005), Ecolgy: Individuals, Populations and Communities, Blachwell Science.
18. 1 17 NH NG BI N I DÂN S VÀ IU KI N CON NG I I. Gii thi u Bt k s thay i iu ki n s ng nào tác ng nh ng ng i khác nhau thì s có nh ng bi n i khác nhau. M t s ng i s ng trên nh ng sa m c khô nóng v i nh ng chi c l u và nh ng b y c u, dê. M t s ng i s ng trên nh ng chi c thuy n nh t i này qua i khác. nhi u n c trên th gi i, tr em ã ph i làm vi c v t v cùng v i cha m trên nh ng cánh ng tng thêm thu nh p cho gia ình. M t ví d cho th y con s v gió c a trái t có th thay i khí hu nhi u vùng trên th gi i. Nh ng s thay i này có th mang l i ni m h nh phúc cho m t s ng i m t s vùng do l ng m a t ng lên nh ng ng th i là nguyên nhân c a nh ng tr n l t ln cho nh ng n ơi khác. Khi m t a bé ra i thì gia ình ph i ch u nh h ng ngay l p t c, ó là thêm m t mi ng n, su t qu n áo m c, thêm m t s ch m sóc y t và giáo d c. S sinh ra c a m t a tr thì không tác ng nh h ng n th gi i ho c th m chí không nh h ng n c ng ng a ph ơ ng quá nhi u. Nh ng th c t s sinh ra ó gây ra thay i r t l n n toàn th dân s . Ngu n tài nguyên c a trái t thì c n ki t, cung c p th c n, n ng l ng, kho ng không và nguyên li u thì h n ch . T t c nh ng cái này ph i c phân chia cho toàn th dân s trên th gi i. II. Nh ng bi n i v dân s 1. L ch s gia t ng dân s th gi i T tiên loài ng i vài tri u n m tr c ây n kho ng 125.000 ng i và t p trung sng châu Phi. Ngay t khi y, t tiên chúng ta ã có m t n n v n hóa “sáng t o”, truy n t i này qua i sau. ơ ng nhiên n n v n hóa “sáng to” c a th i Sustralopithecus ch ng có là bao so v i ngày nay. Th i k này v n hóa c truy n b ng mi ng và bi u di n t ng i già cho n ng i tr c a b l c. N i dung g m cách s n b t, hái l m, ch bi n th c n, quy c xã h i, xác nh k thù, v.v. Do có n n v n hóa nh v y, nên ã phân bi t loài ng i khác loài v t. S ti n hóa c a loài ng i g n li n v i s phát tri n c a não b . Nhân lo i ã tích l y phát huy d n tri th c, hc h i và tìm tòi phát tri n nó, phát tri n các t ch c xã h i t nh ng cá th s ng sót qua th thách. Não b phát tri n v a là k t qu v a là ng l c cho s phát tri n v n hóa xã h i. S ti n hóa não b nh v y liên t c di n ra cho n kho ng n m 200.000 tr c ây xu t hi n các cá th m i khác h n v ch t c a cùng loài mà ngu i ta g i là ng i “khôn ngoan”. Ng i 3 khôn ngoan có não b kho ng 1350 cm . S ti n b v v n hóa ã có m t s tác ng ph . Dân s th i ti n s có t l sinh c kho ng 40-50/1000. Nh ng ti n b v v n hóa a n gi m ph n nào t l t . Nh ng tính t l t trung bình cho 1000 dân không th l n h ơn 0,004 (trên 1000) d i m c t l sinh, có ngh a là t l t ng d i 0,0004%. Trong c kho ng th i gian dài tr c cách m ng nông nghi p nhân lo i ã m r ng s phân b ra kh i châu Phi ã s ng kh p hành tinh. iu này c bi t th i im t i Tây Bán Cu kho ng 45.000 B.C. Do s n b t hái l m có hi u qu , con ng i ã l i ngoài nh ng cái khác là s tiêu bi n c a nhi u lo i thú l n nh loài voi ma mút. 2. Cách m ng nông nghi p
19. 1 18 Hu qu c a cách m ng v n hóa i v i dân s trái t là không áng k so v i thành qu sau này do cu c cách m ng nông nghi p em l i. Ch a th xác nh rõ ràng c là b t u t khi nào thì nh ng ng i Homo sapien b t u h tr cho ho t ng s n b t và hái lm b ng canh tác nông nghi p. Các nghiên c u kh o c cho th y canh nông ã xu t hi n kho ng 7000-5500 B.C vùng Trung ông t c là Iran và Ir c ngày nay. ây ã tr ng tr t vài lo i cây và ch n nuôi vài lo i v t. Nh ng ng i dân vùng này tr c ây s ng d a vào ngu n l i ng v t và th c v t t nhiên thì nay h ã b t u t l c. ây th c s là b c ngo t quy t nh c a l ch s nhân lo i t ch ph i tìm ki m th c n t nhiên nhi u thì nay h ã t s n xu t l y th c n cho mình. Thành qu c a nó là làm cho dân s t ng lên áng k (sinh t ng, t gi m). L p lu n gi i thích là: M t là do s t túc c th c n, ngu n dinh dng phong phú h ơn t l sinh t ng, hai là b ng vi c s n xu t th c n có kh n ng d tr vào kho dùng lâu dài. S n xu t nông nghi p phát tri n, nhà nông có kh n ng nuôi s ng không ch gia ình mình. Các thành viên c a c ng ng, c a gia ình ã chuy n h ng sang làm công vi c khác. C ơ c u t ch c xã h i m i xu t hi n: lao ng c phân công. M c s ng c c i thi n cùng v i các công c canh tác nông nghi p và ph ơ ng ti n i l i v n chuy n c c i thi n ã thúc y nhanh s t ng dân s . ng th i th i k này c ng b t u có s phân hóa v m t chính tr xã h i. Quá trình ô th hóa c ng b t u hình thành. Cu c s ng c a con ng i c ng c an toàn h ơn, ít hi m h a h ơn. Tu i th t ng trên m c nguyên th y (có l m c nguyên th y ch vào kho ng 20-25 tu i). 3. Gia t ng dân s th i k sau cách m ng nông nghi p Sau cách m ng nông nghi p s gia t ng dân s không ti p di n liên t c lúc t ng lên lúc gi m tuy v c ơ b n là v n t ng. N n v n minh nhân lo i lúc ti n tri n, lúc thoái trào, và lúc thì th i ti t t t, lúc l i trái ng c, r i b nh d ch ói kém và l i có chi n tranh T t c u là các y u t tác ng tr c ti p hay gián ti p n dân s . Không có các ghi nh n th ng kê tin c y dân s th i k này. Tuy nhiên ta c ng phác th o c di n. Tuy nhiên, ta c ng phác th o c di n bi n dân s vào th i k này. Nhìn chung dân s th gi i t ng, nh ng c c b vùng này vùng khác lúc t ng lúc gi m. Ví d : b nh dch h ch ã làm gi m dân s châu Âu n 25% trong nh ng n m 1348-1350. Có nh ng n c mt 50% dân s v n n d ch này. ây th c s là th m h a cho nhân lo i. Bên c nh d ch b nh là n n ói do m t mùa b i thiên tai nh h n hán, l t l i. Ng i ta tính t n m 1 n 1848 nc Anh có h ơn 200 l n có n n ói. N n ói c ng hoành hành Trung Qu c, n , Nga. Chi n tranh gi a các n c, trong m t n c và kéo dài d ch b nh là các th m h a cho nhân lo i. Chi n tranh ã h y di t dân s nhi u vùng, cho nh ng dân t c y u kém. L ch s vn minh ph ơ ng tây liên miên có chi n tranh cho mãi n hi p c hòa bình Wesphalia k t thúc sau 30 n m chi n tranh vào n m 1643 th gi i m i t m hòa bình và n nh. Lúc này cu c cách m ng th ơ ng m i m i c t cánh. Quy n l c t p trung sau th i k phong ki n tan rã. Ti u th công nghi p tr thành trung tâm c a tr t t kinh t m i. Nhà n c làm quy ho ch áp ng các yêu c u kinh t c a nhân dân. 4. S gia t ng dân s vào th i k ti n công nghi p (1650-1850) Gi a th k XVII là m t giai on t ơ ng i n nh hòa bình sau ch kinh t phong ki n cùng v i cu c cách m ng nông nghi p châu Âu thì cu c cách m ng th ơ ng m i cng ang tr thành ng l c chính. Nó ã thúc y nhanh chóng th k XVII. Giá nông sn t ng và nhu c u cung c p cho các thành ph t ng ã thu hút s phát tri n c a nông nghi p. S tan rã c a ch phong ki n ã h y ho i d n ch chi m h u thái p. Các nông dân trai tráng c s n xu t t p th c ng ng nay không vui v nh c , và công vi c s n xu t c t ch c l i và l i xu t hi n d i quy n ch huy c a m t ng i còn nh ng ng i khác thì làm thuê.
20. 1 19 Khi mà nh ng ông ch t này mu n có thêm t cày, h b t u khoanh cho mình các khu r ng c a c ng ng x a kia và các ng c bao trong các hàng cây, tách ng i nông dân ra kh i ru ng t sinh s ng c a h . Quá trình này di n ra r t sôi n i Anh, n ơi mà ã có hàng lo t các lu t ã c Qu c h i ch p thu n liên quan n v n này. Nh ng nông dân làm thuê b m t vi c làm do có các ti n b canh tác nông nghi p và c nh tranh. Nông nghi p ã tr thành các th ơ ng m i l n. Hàng lo t cây con nuôi tr ng m i xu t hi n. Tr ng tr t và ch n nuôi u phát tri n, n n ói kém b y lùi, d ch b nh ít x y ra. K t qu là dân s th gi i tr c h t là châu Âu t ng v t lên. Dân s châu Âu và Nga ã t ng t 103 tri u lên n 144 tri u. Thêm vào ó là s khai hóa Tây bán c u. N m 1500 t l t canh tác châu Âu là 10 2 ng i/1km , n khi m mang s n xu t c Tây bán c u thì tính g p chung t l t canh tác là 2 ng i/1km 2. Không còn s h n ch v t canh tác nhi u qu c gia và dân t c ã tr lên giàu có và k t qu làm dân s t ng nhanh. Nh vi c khai thác Tây bán c u con ng i bi t thêm 2 gi ng cây tr ng m i có s n l ng cao là ngô và khoai tây. Ngô ã c tr ng r ng rãi phía nam châu Âu và dân s Tây Ban Nha và ý ã t ng g p ôi và th i k này. Trong khi phân tích dân s châu Âu gia t ng khá rõ thì phân tích châu A g p khá nhi u khó kh n. Trong th i gian 1650 - 1750 dân s châu A ch t ng 50-70%. Trung Qu c sau khi nhà Minh s p (1644), có m t th i k hòa bình làm n th nh v ng, t l t vong gi m h n và 2 lo i cây tr ng quan tr ng là ngô và khoai tây c ng c tr ng ây; k t qu là dân s cng t ng. Tóm l i, s th nh v ng, l ơ ng th c s n xu t nhi u, ói kém và b nh t t gi m, y t c i thi n, dân s ã gia t ng nhanh, t l sinh t ng, t l t gi m , dân s g p 2 l n vào th i gian này. M c d u v y vào th i gian này có 2 hi n t ng ã ng n c n s gia t ng dân s là t l cao ng i s ng c thân không “Xây d ng gia ình” và n n tr em ch t nh th i k trung c x y ra ph bi n Anh, Pháp, c vào lúc này. ng th i dân s châu Âu t ng lên 2 l n vào lúc này, ph i k n do châu Âu sang l p nghi p Tân th gi i khi n cho dân s Hoa K ã t ng lên t 4 tri u n m 1790 lên 23 tri u nm 1850. Châu á t ng ch m h ơn, ch kho ng 50% vì các ti n b v v n hóa, khoa h c và y hc có m t ch m h ơn ây. Châu Phi không có ghi nh n th ng kê, c tính vào th i k này kho ng 100 tri u. 5. S gia t ng dân s th k XX Quá trình chuy n ti p dân s ti p di n các n c ph ơ ng Tây sang c th k XX. Mc dù t l sinh gi m và có m t s l ng l n dân di c sang châu M nhi u n c châu Âu vn gia t ng dân s áng k , nhi u n c có s gia t ng dân s t bi n. T l t ng bình quân n m dân s th gi i là vào kho ng 0,8% (tù n m 1850-1950). Dân s t 1 t lên 2,5 t ng i. Quãng th i gian này dân s châu A t ng d i 2 l n, châu Âu và châu Phi t ng 2 l n, B c M t ng 6 l n và Nam M t ng 5 l n. Sang th k XX, khuynh h ng trên thay i d n. n nh ng n m 30 vài n c châu Âu t l sinh t t xu ng nhanh h ơn t l t và làm cho t l t ng dân s ch m l i. Sau chi n tranh th gi i l n th 2, iu ki n sinh s ng c c i thi n nhi u t l sinh t ng lên trên t l t vong bù p l i cho n nh ng n m 60. Sau ó l i di n ra s gi m t l sinh và ã làm cho mt s n c m c t ng dân s b ng 0. Trong các n c công nghi p hóa có t l t ng gi m (do t l sinh gi m) thì t i các nc kém công nghi p hóa có t l t vong v n l n do iu ki n sinh s ng kém và d ch b nh, ch sau nh ng n m 40-50, do y lùi c d ch b nh t l t vong m i gi m c. Nét n i b t mc gi m c a t l t vong vào lúc này th p h ơn nhi u th i k cách m ng nông nghi p và cách m ng th ơ ng m i. Tóm l i, sang th k XXI dân s th gi i khó tránh kh i s bùng n .
21. 1 20 III. Hu qu c a m t dân s Mt dân s ang ngày càng t ng, vì v y các ngu n cung c p nh th c n, t ai, nc, nhiên li u và các ngu n tài nguyên khác s gi m i vì ph i chia s cho m i ng i. Trong quá kh , ng i dân nhi u n ơi trên th gi i ã nâng cao c m c s ng c a h b t ch p s t ng tr ng dân s vì h ã có kh n ng s d ng các ngu n l c v i hi u qu cao h ơn. Ví d ng i dân có kh n ng t ng s n l ng m t vùng t nh t nh. Tuy nhiên, s t ng tr ng dân s nh ng vùng khác thì l i r t nhanh, iu ó d n n s thi u ói ngày càng ph bi n. T ó chúng ta không th d oán dân s loài ng i có th có c m c cao nh t. Tr c khi loài ng i b thanh toán do ch t chóc vì ói khát, iu ch c ch n là ch t lng cu c s ng trên trái t s thay i. R i ây nhi u nh ng cánh r ng và nh ng vùng hoang vu s bi n m t và b thay th b ng nh ng thành ph và nh ng môi tr ng n i th t. M t s ng i s chào ón s thay i này nh ng m t s khác s ph i ch u tác h i. iu gì s x y ra cho xã h i n u nh toàn th dân s ti p t c t ng lên ? Nhi u ng i phàn nàn r ng m t dân s t ng cao làm t ng lên nh ng b t h nh, nh ng c ng th ng, b o l c và bi n ng chính tr . Jolin Callocen ã nghiên c u trong hàng lo t các kinh nghi m v i các con chu t s tác ng c a s ông úc n ng n . Ông ã xây nh ng chu ng chu t có th c n và n c u ng cho nhi u chu t h ơn là gi kho ng cách bình th ng. M i chu ng c nuôi m t s ít chu t và cho sinh . Qu n th chu t và m t tng nhanh chóng r i sau ó nh ng con chu t th hi n r t k l . Nh ng con cái m t kh n ng làm ho c ch m sóc con cái c a chúng. M t s con c ã b t u gây g tình d c. Sau khi c thay i h u h t nh ng con chu t này ã kh i và không truy n l i cho nh ng con khác. Tuy nhiên con ng i hành ng hoàn toàn khác v i con v t. Trong xã h i loài ng i, mt dân s cao không luôn luôn d n n nh ng v n xã h i tr m tr ng. Ví d : Hà Lan là mt trong nh ng n c có m t dân s cao trên th gi i. Nh ng m c s ng thì cao và t l t i ph m l i th p. H ng Kông có m t dân s cao nh t c a b t k thành ph nào trên th gi i. Có kho ng 40% dân c c a H ng Kông cùng v i nhau m t c n h mà không ph i h hàng. Trên 30% ng i ng t 3-4 ng i m t gi ng, 13% ng i ng trên 4 ng i m t gi ng. Hu h t m i ng i s ng m t c n phòng ơ n gi n và c n phòng này ch a ít nh t 8 ng i khác nhau. Mt s xã h i ông úc có xu t hi n nh ng hành vi ch ng i l i. M , t l dân s b c p gi t thành ph g p 35 l n so v i nông thôn. M t s ng i s ng thành ph b tr thành n n nhân, b c ng ot ho c b ánh p t 2 n 4 l n so v i ng i s ng nông thôn. Con ng i áp ng v i nh ng iu ki n s ng c ng khác nhau, thành ph New York là m t nơi ông úc thì có t l t i ác cao. Trong khi ó H ng Kông thì ông h ơn nh ng có t l ti ác th p. Hi n nhiên, nh ng gi i pháp xã h i ng b là iu quan tr ng gi i quy t hành vi c a con ng i. T i ác là nh ng hành vi ch ng i xã h i có th có m t m i ràng bu c c thù v i s ông úc. Tuy nhiên iu quan tr ng h ơn c là khi có s ph i h p v i các y u t khác nhau nh là s c m nh c a y u t gia ình, s nh y c m c a m t cá th v giá tr c a b n thân và có c vi c làm. IV. T l sinh, t l t vong và t l t ng dân s T l sinh th ng c xác nh b ng s l ng con sinh ra trên 1000 dân s hàng nm, ít khi tính trên 1 ng i dân. S l ng tr em sinh ra tính cho c n m, còn dân s l y vào gi a n m tính t ơ ng t nh t l t vong là s dân ch t c a 1000 dân hàng n m. N u nh không tính dân s di c thì t l t ng dân s là hi u s gi a t l sinh và t (r=b-d). L u ý rng r th hi n t l t ng cho 1000 ng i. Các nhà dân s h c còn dùng m t thu t ng khác (tránh nh m l n) là (%) ph n tr m t ng dân s hàng n m. Nó c xác nh là s l ng gia tng trên 1000 ng i dân.
22. 1 21 V. Môi tr ng ô th và s c kh e Các thành ph châu Âu trong th i k Trung c ã t ng là nh ng n ơi không lành m nh, mt v sinh. H u h t các thành ph này n c b ô nhi m, các ch t th i l ng ch a trong các hm ch a phân a ph ơ ng và rác ã lên men nh ng ng rác l thiên. Nhi u ng i c bi t là tr em ã ph i ch t do các b nh nhi m trùng. Cu i cùng nh ng v d ch l n là ti ng chuông cnh t nh cho h . D ch h ch là b nh lây lan do b chét ký sinh trên chu t, vào th k b nh dch h ch ã tràn qua châu Âu gi t ch t 1/3 t ng dân s m t s qu c gia. Th i i ngày nay, các b nh nhi m khu n v n gây ra h i chuông l n trong nhi u thành ph các n c ang phát tri n. Tuy nhiên các n c phát tri n các b nh d ch th ơ ng hàn, cúm, lao và d ch h ch không còn ph bi n n a. M i quan tâm v y t ang c c p t i nh n c sinh ho t không còn các vi khu n gây b nh, v sinh môi tr ng ơ ng i m b o. Tuy nhiên, iu c n ph i quan tâm h ơn n a là môi tr ng ô th v n là n ơi có nh ng m i nguy h i cho sc kh e loài ng i. Chúng ta bi t r ng không khí nhi u thành ph ã b ô nhi m và m t s thành ph có ch t l ng n c c ng r t kém. Hàng ch c nghìn các lo i hóa ch t khác nhau c s n xu t hàng n m. Hàng tr m nghì t n hóa ch t này c r i vào môi tr ng. Ng i dân h p th nh ng l ng nh các ch t ô nhi m khi h th , u ng, n và nh ng ch t này tác ng n s c kh e c a con ng i ra sao ? Các nhà khoa h c ã ch ra r ng m t s ch t ô nhi m là nguyên nhân gây ra b nh t t. Ví d nh ng ng i hút thu c lá có nguy c ơ m c b nh ung th ph i, các b nh ph i khác và bnh tim cao h ơn nhi u so v i nh ng ng i không hút thu c. Mt s l n các hóa ch t khác thì ang b nghi ng là nguyên nhân gây ung th . M t s lo i này có m t trong không khí và n c b ô nhi m. Nh ng ch t khác c tìm th y trong ru và các lo i th c n ch bi n s n. ánh giá m c t ng dân s th gi i vào u nh ng n m 1970, ta có t l sinh 32/1000 dân/n m và t l t 13/1000/n m, t l t ng dân s là 19/1000/n m hay 1,9% n m. VI. iu ki n s ng c a con ng i 1. S d ng t ai và ô th hóa Trái t không d ng nh không ch u t i quá n ng v dân s . M t s s ng trên núi cao, s ng trong nh ng khu r ng r m nhi t i, ho c trên nh ng xa m c hoang vu, cao nguyên rng l n. Atlantic, o b ng, Cana a, Liên Xô c , Úc và h u h t các n c châu Phi và Nam M có trên 15 ng i/km, ng c l i Hà lan, có trên 1000 ng i/km 2. B n có th bi t r ng trái t ã quá ông, nh ng v n không ph i ch là thi u kho ng không. Nh ng v n là ô nhi m, thi u các ngun tài nguyên và vi c s d ng t ai không h p lý và m t s c m nh n v tâm lý là quá ông úc. Nh ng ph n sau ây s nói rõ h ơn v nh ng ngu n tài nguyên, nng l ng, th c n và ô nhi m là nh ng nguyên nhân do ho t ng c a con ng i. Ngày nay, nhi u ngi c m th y trái t quá ông úc, vì h mu n s ng nh ng n ơi môi tr ng thu n l i nh t. ó là nh ng n ơi khí h u d ch u, d dàng tìm ki m th c n, n c ung và nh ng lo i khác. M 90% dân s s ng trên 10% di n tích t ai, thành ph New York hàng tr m ng i s ng trong m t ngôi nhà ơ n gi n, thi u ti n nghi và nhi u gia ình nghèo s ng v i nhau trong m t c n phòng. Nh ng b n có th i hàng tr m d m Montana ch th y m t ngôi nhà ơ n c. 2. ô th hóa Trong th p k 20 hàng tri u ng i ã di chuy n t nông thôn n các thành ph l n. Quá trình này g i là ô th hóa nguyên nhân gây nên b i con ng i và c ng tác ng tr l i con ng i ó g i là nh ng s thay i v xã h i và kinh t .
23. 1 22 Nh ng thành ph u tiên m c lên d c theo sông Tiggris và Euphrates h ơn 6000 n m v tr c. K t ó nh ng thành ph l n ã m c lên và tàn l i nhi u vùng trên th gi i. Tuy nhiên h u h t m i ng i trong m i n c s ng theo t p quán c a t ng n c. N m 1600, ch 1,6% dân châu Âu s ng thành ph trong s h ơn 100.000 ng i. N m 1800, ch có 2,2% ng i dân s ng thành ph l n. Th c t là, tr c n m 1800 không có n c nào thành th chi m u th . Gi a th i k s p c a qu c La Mã (Kho ng th k th 5 sau công nguyên) và b t u c a th k 19, không có m t thành ph nào c a châu Âu có 100.000 ng i c trú. Tơ ng t nh v y trong th i gian tr c cu c cách m ng công nghi p. Châu Âu c ánh giá là m t l c a. Ngoài châu Âu ra nh ng vùng khác có kém h ơn. Trong 100 n m t 1800-1900 các thành ph m c lên nhanh chóng. N m 1900 ít nh t 12 thành ph có dân s trên 1 tri u. Nm 1975, g n 40% s ng i c trú c a th gi i s ng thành th . Trên th gi i có kho ng 140 thành ph có s dân c trên 1 tri u ng i. n n m 2000, trên 50% dân c có l s ng các vùng thành th . n lúc ó s có h ơn 250 thành ph có s dân trên 1 tri u. Nu nh dân s trong th k 20 ti p t c t ng lên nhanh chóng, s phát tri n thành th s có nguy c ơ b phá h y. Dân s th gi i t ng lên 3 l n trong th i k 1800-1960. Trong cùng m t th i gian dân s s ng các trung tâm thành th t ng lên h ơn 40 l n. S phát tri n khác th ng c a các thành ph trong su t th k 20 ch y u là do s di c t các vùng nông thôn n thành th . Phong trào di c nhanh chóng ã a n th c t áng bu n và trong nhi u tr ng khó có th gi i quy t. Các thành ph th ng không th cung cp n c s ch, nhà , giao thông, giáo d c và các d ch v khác cho ng i m i n. Các thành ph hi n i thì phát tri n m t cách ng u nhiên. H u h t là có s t ơ ng ph n hoàn toàn. M t s qu n con ng i s ng nh ng c n h sang tr ng v i ti n nghi y nh các nhà hàng, nhà hát và các quán n. Ơ nh ng n ơi khác có nhi u ng i th t nghi p s ng trong các nhà chu t khu trung tâm. Ph n l n các thành ph Nam M phát tri n theo tính ch t ki u m u. Vài th p k tr c ây nhi u nhà máy và c a hàng óng các vùng trung tâm. Nh ng n n công nghi p này ã ào t o s l ng l n công vi c không có k n ng và bán k nng. D n d n giá c a t ai, thu và các d ch v thành th t ng lên. Các nhà s n xu t b t u chuy n các thi t b c a h ra ngo i ô thành ph . Các c a hàng và c a hi u c ng chuy n ra ngo i ô ph c v khách hàng c a h . K t qu là m t vài ngh bán k n ng xu t hi n thành ph và hàng nghìn ng i tr nên th t nghi p. R t nhi u ng i không có ti n chuy n ra ngo i ô, n ơi mà có nhi u ng i làm vi c h ơn. Các qu n tr ng qu n lý nh ng vùng r ng l n cng nh p vào thành ph . Nh ng ho t ng c a h yêu c u nh ng công nhân, nhân viên có tay ngh cao: qu n lý, th ký và vì v y h có r t ít công vi c v i lao ng gi n ơn. Giá c cho phúc l i và nhà tr nên r t t , khi n cho b máy qu n lý nhà n c nh ng vùng ô th ang ph i ơ ng u v i nh ng khó kh n tr m tr ng v kinh t . VII. Nhng khuynh h ng dân s toàn c u hi n nay Nh ng iu tiên oán v t ơ ng lai u không có th thành s th t. Nh ng th m k ch làm gi m dân s nh là nh ng cu c chi n tranh và bi n i v khí h u không th dung th c. Nh ng iu d oán d a trên nh ng iu ki n th a nh n r ng m t s bi n pháp ki m soát và kh ng ch c a xã h i ang c duy trì trên th gi i. N a th k c duy trì hòa bình trên nhi u n m, dân s s n nh khi các t l sinh gi m. Dân s th gi i vào n m 1978 là kho ng 4,5 t ng i. Nh ng d oán c a M cho rng dân s th gi i s là 12 t vào n m 2075. N u m c sinh s n cao h ơn k ho ch t ra thì tng dân s có th g n 16 t . N u m c sinh s n gi m nhanh chóng, thì t ng s dân có th t di 10 t . S t ng tr ng dân s nhanh là m t v n nan gi i c bi t các n c ang phát tri n. Vào th i im này, còn có nhi u ng i n không l ơ ng th c ó là g o, lúa mì và
24. 1 23 khoai tây, n không ch t m. Nhi u n c hi n nay, tuy s n l ng tr ng tr t ang t ng nh ng vì s dân lên quá nhanh nên ng i dân v n b thi u ói. các xã h i nghèo các ngu n cung c p b h n ch . iu ki n nhà , n c s ch, v sinh, y t và giáo d c g p nhi u khó kh n. Ki m soát ô nhi m t th ng b lãng quên. Các n c phát tri n, t l sinh ang gi m nhanh chóng trong nh ng n m g n ây. M, Canada và h u h t các qu c gia châu Âu d i 2 a tr sinh ra t m t bà m . N u khuynh h ng hi n nay ti p t c thì s dân c a các qu c gia này s b t u gi m xu ng sau nm 2000, nhìn chung s có th c n, nhà và qu n áo cho t t c ng i dân các qu c gia phát tri n. Th m chí các xã h i phát tri n t ng dân s gây nên nhi u v n b t l i. ó là gi m i di tích t canh tác do xây d ng nhà , ng sá và n ơi gi i trí. Các ngu n d tr v n ng l ng và khoáng s n ang b c n ki t. Ô nhi m ang tr thành v n tr m tr ng. VIII. Dân s Vi t nam Kt qu t ng iu tra dân s Vi t nam n m 1989 cho bi t dân s Vi t nam là 64.412.000 ng i so v i n m 1979 lúc ó có 52.741.000 ng i ngh a là t ng 22%. Nh v y là t l t ng t nhiên hàng n m là 2,2%. T l gi i tính chung cho c n c ch có 94,4 nam trên 100 n . T l gi i tính c a dân s d i 15 tu i là 106 nam trên 100 n . Vi t nam là n c có c ơ c u dân s tr . Dân s t 15 tu i tr xu ng chi m 39% t ng s dân. Dân s Vi t Nam t p trung ch y u các t nh thu c khu v c ng b ng sông H ng và các t nh thu c khu v c ng b ng sông C u Long. M t dân s Vi t Nam ã t ng t 160 ng i/km2 trong n m 1979 lên 195 ng i/km2 n m 1989. T l nhân kh u thành th c a Vi t nam t ng ch m t 19,2% n m 1979 lên 20,1% n m 1989. Nhân kh u thành th t ng t p trung ch y u các thành ph l n và các th tr n nh d i 20.000 dân và nhi u th tr n m i thành lp. Trong vòng 5 n m 1984-1987 ã có 4,5% dân s t 5 tu i tr lên di chuy n trong nc, trong cùng t nh là 2,0% và các t nh là 2,5%. Cùng nhóm tu i, t l di chuy n nam cao hơn n . Lu ng di chuy n ch y u t B c vào Nam và t vùng ng b ng sông H ng và duyên hi mi n Trung lên Tây Nguyên. T l dân s ho t ng kinh t c a Vi t Nam tính t 18 tu i tr lên n m 1989 nam là 78%, n là 71%. T l dân s cha có vi c làm là 5,3% n m 1989. 71% lao ng làm vi c nông thôn (nông nghi p), 12% trong ngành công nghi p. Tu i k t hôn l n u nam là 24,5, n là 23,2. T l sinh thô dân s n c ta m c x p x 45% vào cu i th p niên 50 ã gi m xu ng mc 32% vào cu i th p k 80. T l hàng n m tr c n m 1989 là 30%. T l sinh t ng c ng ca dân s khu v c thành th là 2,3 con, nông thôn là 4,3 con. ng cong bi n thiên c a t l sinh c tr ng theo tu i cho th y tu i k t hôn trung bình cao ã tác ng n m c sinh c a ph n thu c nhóm tu i tr và công tác dân s - k ho ch hoá gia ình ã nh h ng n mc sinh c a ph n t 30 tu i tr lên. Tu i th trung bình c a dân s nam là 63 và n là 67,5. T l ch t c a tr em s ơ sinh ch kho ng 45%. T l ch t thô n m tr c 1989 là 8,0%. Dân s Vi t Nam t m c 72 tri u ng i vào n m 1994 và 79 tri u vào n m 1999. Nh v y là vào n m 2000, dân s n c ta kho ng 80 tri u ng i. TÀI LI U THAM KH O 1. B Giáo d c và ào t o, Th vi n giáo trình in t , Giaotrinh.MT &phatrien . 2. B y t (2005), Niên giám Th ng kê y t . 3.Colin Newell (1995), Methods and models in demography, NXB Wiley.
25. 1 24 4. Lu c H i ( 2001), C ơ s khoa h c môi tr ng, NXB HQG Hà N i. 5.i h c Y t công c ng Hà N i (2005), Giáo trình Dân s và phát tri n. 6.Nguy n ình C (1999), Giáo trình dân s h c, NXB Hà n i. 7. Mai Tr ng Nhu n, 2002. a hóa môi tr ng. NXB HQG Hà N i. 8. Hoàng Tr ng S , Hoàng ình Hu (2008), Khoa h c Môi tr ng sinh thái-Dân s , Giáo trình Sau i h c, Khoa Y t công c ng, Tr ng i h c Y D c Hu . 9. V Trung T ng (2000), C sinh thái h c, Nhà xu t b n giáo d c. 10. Tr ng HYTCC (2006), Giáo trình Dân s và phát tri n - ô th hóa và di dân, NXB Y hc. 11. VietNam General Stastic Office (2000), Population and housing census, Central cencus Steering Committee Thegioi Publishers. 12. Xiang Biao (2003), Migration and health in China: Problems, Obstacles and Solutions, ( . Câu h i l ng giá cu i bài 1. Nêu nh ng bi n i v dân s t tr c n nay 2. Trình bày nh ng h u qu c a s gia t ng dân s . 3. Trình bày nh ng c im c a s phát tri n dân s Vi t Nam. NNG L NG VÀ Ô NHI M MÔI TR NG I. N ng l ng 1. L ch s s d ng n ng l ng Nng l ng là iu ki n t t y u cho s t n t i và ti n hóa c a m i sinh v t. N ng lng là m t d ng tài nguyên quan tr ng, c n thi t cho s phát tri n c a xã h i loài ng i. Trong quá trình phát tri n c a xã h i loài ng i, ngu n n ng l ng mà con ng i s d ng th ng xuyên chuy n d ch t d ng này sang d ng khác. D ng n ng l ng thiên nhiên u tiên c con ng i s d ng là n ng l ng m t tr i dùng soi sáng, s i m, ph ơi khô l ơ ng th c, th c ph m, dùng và nhiên li u g c i. Ti p ó là n ng l ng, g , c i, r i t i n ng lng, n c, gió, n ng l ng kéo c a gia súc. N ng l ng khai thác t than á ng tr trong th k XVIII-XIX. N ng l ng d u m thay th v trí c a than á trong th k XX và t ng bc chia s vai trò c a mình v i n ng l ng h t nhân. Các d ng n ng l ng m i ít ô nhi m nh n ng l ng m t tr i, n ng l ng gió, th y tri u, n ng l ng vi sinh v t thu nh n c v i nh ng ph ơ ng pháp và ph ơ ng ti n công ngh tiên ti n c ng ang m r ng ph m vi ho t ng c a mình
26. 1 25 Nhu c u n ng lng c a con ng i t ng lên nhanh chóng trong quá trình phát tri n. 100.000 n m tr c công nguyên, m i ngày m t ng i tiêu th kho ng 4.000 Kcal n 5.000 kcal. 500 n m tr c công nguyên t ng lên 12.000 kcal. u th k XV lên t i 26.000 kcal, gi a th k 19 là 70.000 kcal và hi n nay trên 200.000 kcal. Khí t 7% Than 28% Sinh kh i 35% Ht nhân 1% Du 23% Th y in 6% a/ Các n c ang phát tri n T l n ng l ng c khai thác theo các ngu n khác nhau thay i theo t ng Qu c gia. T i các nc công nghi p phát tri n, các ngu n n ng l ng th ơ ng m i chi m ph n l n tuy t i. Ng c li, t i các n c ang phát tri n, các ngu n n ng l ng phi th ơ ng m i (g , c i, ph th i nông nghi p) l i chi m ph n chính. Trong m t qu c gia, c ơ c u n ng l ng tùy thu c trình phát tri n kinh t và kh nng công ngh khai thác tài nguyên. Thí d Hoa K tr c n m 1900 n ng l ng khai thác ch y u t g , c i, sau ó chuy n d n sang than á. Vào kho ng 1920 d u m c khai thác vi qui mô l n, và ti p ó vào kho ng 1940 vi c khai thác khí t phát tri n m nh m . Do vy, g , ci không còn c dùng, than á gi nguyên tình tr ng s d ng nh các n m 1910, 1930, d u h a và khí t tr thành nguyên li u chính. Th y in 6% Khí t 23% Du 38% Sinh kh i 3% Than 25% Ht nhân 5% b/ Các n c công nghi p T l s d ng các ngu n n ng l ng trên toàn c u
27. 1 26 Nng l ng h t nhân c khai thác v i qui mô l n vào th p k 1970. Vào u th p k 1980, 42,5% t ng n ng l ng Hoa K do d u h a cung c p, 25% do khí t, 22,5% do than, 10% còn l i do th y in, n ng l ng h t nhân, n ng l ng a nhi t và các ngu n khác. 42% n ng l ng s n xu t ra c cung c p cho công nghi p, 25% cho giao thông v n t i, 30% cho xây d ng và các ho t ng khác. Hi n nay, m t s n c nh Pháp, Nh t B n, s n xu t n ng l ng in ch y u t các nhà máy in h t nhân. Trong khi ó, c, Trung Qu c thì d a vào d tr than s n có trong n c. Nhìn chung, m i lo i ngu n n ng l ng u có nh c im riêng c a mình. Do ó m i qu c gia c n có m t h th ng các ngu n n ng l ng ho t ng k t h p và b sung cho nhau, t o nên m t c ơ c u h p lý v n ng l ng . T l các ngu n n ng l ng các qu c gia có n n kinh t khác nhau trên th gi i c trình bày trên hình 1.1 Khai thác và s d ng n ng l ng không ng ng t ng lên v t ng s l ng và bình quân cho t ng ng i. Ho t ng ó ang tác ng m nh m t i môi tr ng s ng trên Trái t nh to ra các d ng ô nhi m, gia t ng hi u ng nhà kính, v.v 2. Các ngu n n ng l ng c a loài ng i Các ngu n n ng l ng c a Trái t có th chia thành 3 nhóm l n: - N ng l ng hóa th ch: than, d u, khí t - N ng l ng tái sinh ngu n g c m t tri: Sinh kh i th c v t, th y in, sóng, th y tri u, gió, ánh sáng m t tr i - N ng l ng tàn d c a Trái t: a nhi t, n ng l ng h t nhân. 3. N ng l ng và s c kh e - môi tr ng Quá trình s d ng n ng l ng mang l i c ơ s v t ch t cho th gi i ngày càng v n minh. Song vi c khai thác, ch bi n và s d ng n ng l ng ã a n nhi u h u qu ô nhi m môi tr ng, thay i cân b ng sinh thái và qua ó nh h ng n s c kh e con ng i. Có nh ng quá trình phát sinh các y u t ô nhi m là ơ ng nhiên (ví d : t cháy nhiên li u) song cng có nh ng tr ng h p gây ô nhi m x y ra khi có s c . H n ch s d ng n ng l ng là iu khó th c hi n, song h n ch t i m c t i a quá trình phát sinh ô nhi m l i là ph ơ ng sách có tính kh thi. II. S n xu t n ng l ng và ô nhi m môi tr ng Quá trình khai thác và s d ng các ngu n n ng l ng và nhiên li u u có liên quan n ô nhi m môi tr ng. B t c n i nào có khai thác nhiên li u và qu ng phóng x u có kh nng gây ô nhi m môi tr ng. Công ngh khai thác càng l c h u thì nguy c ơ t n h i t i môi tr ng và sinh thái càng l n. 1. Khai thác than á Than á là m t d ng n ng l ng m t tr i c tích tr trong lòng Trái t. ây là ngu n n ng l ng ch y u c a loài ng i v i t ng tr l ng trên 2000 t t n, t p trung ch yu các qu c gia Nga, Trung Qu c, M , c, Úc. Tr l ng các lo i than á trên th gi i có th áp ng nhu c u c a con ng i trong kho ng 200 n m n a. Than á c dùng làm nhiên li u cho các nhà máy nhi t in, các ho t ng công nghi p khác. Các v n môi tr ng hi n nay trong khai thác s d ng ngu n n ng l ng than á là: Khai thác than á b ng ph ơ ng pháp l thiên t o nên l ng t á th i l n, ô nhi m bi, ô nhi m n c, m t r ng. Khai thác than b ng ph ơ ng pháp h m m hi n nay làm m t 50% tr l ng, gây lún t, ô nhi m n c, tiêu hao g ch ng lò và các tai n n h m lò. Các y u t ô nhi m ch y u là:
28. 1 27 - T i các m dù khai thác h m lò hay l thiên, thì v n ô nhi m b i là áng quan tâm nh t. Hàm l ng b i t i n ơi khai thác có th v t quá tiêu chu n cho phép hàng tr m, hàng ngàn l n. T ó, b i theo gió làm ô nhi m các vùng dân c xung quanh. - Khí l u hu nh (và có th c ph t pho) t các m than có hàm l ng l u hu nh cao gây ô nhi m t i khu v c khai thác và vùng dân c ph c n, nh t là khi m a xung. - Trong m than, l ng khí than methan có th t t i n ng b t l a, r t nguy hi m. Bên c nh ó, khí Co, CO 2, và NO 2 khi n mìn và t các v a than b c lên c ng là các lo i khí c - t than á t o ra b i, khí CO 2, SO 2, NOx và các d ng ô nhi m khác. Theo tính toán, mt nhà máy nhi t in ch y than, công su t 1.000 MW, hàng n m th i ra môi tr ng 5 tri u tn CO 2, 18.000 t n NOx, 11.000-680.000 t n ch t th i r n. trong thành ph n ch t th i r n, bi, n c th i th ng ch a kim lo i n ng và ch t phóng x c h i 2. Khai thác d u m và khí t thiên nhiên Du m và khí t là d ng nhiên li u hóa th ch l ng ho c khí, t n t i trong lòng Trái t. Nhìn chung, vi c khai thác d u và khí t ít gây môi tr ng. Tr tr ng h p c bi t khi có s c . Nh ng v n gây ô nhi m do khai thác và s d ng d u và khí t: Khai thác trên th m l c a gây lún t, ô nhi m d u i v i t, ô nhi m không khí, nc. Khai thác trên bi n gây ô nhi m bi n (50% l ng d u ô nhi m trên bi n gây ra là do khai thác d u trên bi n) Ch bi n d u gây ra ô nhi m d u và kim lo i n ng, k c kim lo i phóng x cho môi tr ng n c và t trong khu v c t d u khí t o ra các ch t th i t ơ ng t nh t than 3. Khai thác th y n ng Th y n ng c xem là ngu n n ng l ng s ch c a con ng i. T ng tr l ng th y in c a th gi i vào kho ng 2.214.000 MW, riêng VN là 30.970 MW, t ơ ng ng v i 1,4% tng tr l ng th gi i. Tuy nhiên vi c xây d ng các h ch a n c l n t o ra nhi u tác ng tiêu c c t i môi tr ng nh : ng t c ng b c, thay i khí h u, th i ti t khu v c, m t t canh tác, t o ra l ng CH 4 do phân h y ch t h u c ơ lòng h , t o ra các bi n i th y v n h lu, thay i m n c a n c khu v c c a sông ven bi n, ng n ch n s phát tri n bình th ng các qu n th cá trên sông, ti m n tai bi n môi tr ng cho h th ng ê iu và các công trình xây d ng trên sông, v.v 4. N ng l ng h t nhân Nng l ng h t nhân có hai d ng: n ng l ng phân h y ch t phóng x nh uran, thori và n ng l ng t ng h p h t nhân các nguyên t nh nh deterium và tritium. Theo tính toán, nng l ng gi i phóng ra t 1 gam U235 t ơ ng ơ ng v i n ng l ng do t 2 t n than á. Hi n nay lo i th nh t c khai thác d i d ng nhà máy in h t nhân, lo i th hai có tr lng l n, nh ng ch a iu ki n khai thác qui mô công nghi p. Ngu n n ng l ng h t nhân có u im không t o nên các lo i khí nhà kính nh CO 2 và b i. Tuy nhiên, các nhà máy in h t nhân hi n nay là ngu n gây nguy hi m l n i v i môi tr ng b i s rò r ch t th i phóng x khí, r n và l ng và các s c n nhà máy. Vi c qu n lý các ch t th i h t nhân t các lò ph n ng hi n nay ch a m b o an toàn cho môi tr ng sinh thái qu c gia 5. Các ngu n n ng l ng truy n th ng khác
29. 1 28 G, c i, n ng l ng gió, th y tri u c s d ng t th i xa x a trong nhi u lnh v c. Các ngu n n ng l ng này th ng t n t i m t cách phân tán. Vi c khai thác và s dng chúng qui mô công nghi p g p nhi u khó kh n do hi u su t chuy n hóa thành in nng th p. Các ngu n n ng l ng truy n th ng không gây ra các tác ng tiêu c c n môi tr ng trong quá trình khai thác và s d ng Di n tích t c n s n xu t 1 t Kw/h in n ng t các ngu n n ng l ng ban u và theo các ph ơ ng án công ngh khác nhau Lo i n ng l ng ban u Di n tích t s d ng (ha) Nhi t in M t Tr i 1.800 Quang in M t Tr i 2.700 Nng l ng in ch y b ng s c gió 11.700 Th y in 13.000 Nng l ng in ch y b ng sinh kh i 200.000 in h t nhân 68 Nhi t in ch y b ng than á 90 in a nhi t 40 Nng l ng m t tr i và a nhi t: là hai d ng n ng l ng s ch có ti m n ng nh t trên Trái t. N ng l ng m t tr i có th bi n i tr c ti p thành in n ng nh t bào quang in ho c gián ti p qua các môi tr ng trung gian khác nhau nh n c. N ng l ng a nhi t d i dng các dòng nhi t t các lò macma sâu trong lòng Trái t. Khu v c t p trung cao các lo i n ng l ng này g n v i khu v c ho t ng m nh c a v Trái t (núi l a, khe n t, v.v ). Vi c khai thác lo i n ng l ng này ang c nghiên c u và phát tri n nhi u qu c gia trên th gi i. Khó kh n l n nh t i v i vi c phát tri n các ngu n n ng l ng s ch là ngu n v n u t và giá thành c a in n ng cao. Do v y, iu ti t c ơ c u n ng l ng theo h ng t ng c ng các ngu n n ng l ng h p lý, vi c ánh thu i v i ngu n gây ô nhi m và vic n ng cao hi u su t, gi m giá thành i v i ngu n n ng l ng s ch là các iu ki n quan tr ng nh t Nh v y, m i m t lo i n ng l ng u có u và nh c im riêng, l y tiêu chí di n tích t c n s d ng s n xu t m t kh i l ng in n ng làm thí d minh ch ng (b ng 1) 6. Các gi i pháp v n ng l ng c a loài ng i Các gi i pháp v n ng l ng c a loài ng i h ng t i m t s m c tiêu c ơ b n nh sau: - Duy trì lâu dài các ngu n n ng l ng c a Trái t - H n ch t i a các tác ng tiêu c c n môi tr ng trong khai thác và s d ng n ng lng. S d ng h p lý các ngu n n ng l ng cho phát tri n kinh t , khoa h c k thu t. Trong iu ki n hi n nay, các d ng n ng l ng hóa th ch d khai thác và s d ng ang là i t ng quan tâm c a nhi u qu c gia. Tiêu th nhiên li u hóa th ch ch y u là các nc có n n công nghi p phát tri n nh M , các n c ph ơ ng Tây. Do v y, gi m s tiêu th ngu n n ng l ng hóa th ch là ngu n n ng l ng gây tác ng m nh m t i môi tr ng, các n c công nghi p c n ph i thay i c ơ c u n ng l ng, gi m m c tiêu th trên u ng i. Bên c nh ó, vi c u t tri n khai công ngh ch ng ô nhi m môi tr ng trong các nhà máy nhi t in ch y b ng than, d u có tác ng gi m thi u l ng các ch t th i ra môi tr ng
30. 1 29 Khuy n khích u t cho các công ngh s ch, các d ng n ng l ng s ch khác. T ng cng u t nghiên c u phát tri n các ngu n n ng l ng m i, n ng l ng tái sinh theo hng h giá thành s n xu t sao cho chúng có th c nh tranh v i các ngu n n ng l ng truy n th ng Nghiên c u các qui trình s n xu t, thi t b s n xu t ti t ki m n ng l ng. Nghiên cu s d ng d ng n ng l ng s ch trong m t s l nh v c d gây ra tác ng x u n môi tr ng nh : giao thông, sinh ho t III. Tiêu th n ng l ng và ô nhi m môi tr ng 1. N ng l ng s d ng trong công nghi p, sinh ho t và kinh t Ngu n n ng l ng ch y u là in. Bên c nh ó, v n còn có m t t l nh s d ng nhiên li u. Than, d u m khí t còn c s d ng d i d ng nguyên li u trong công ngh hóa ch t, ch t d o t ng h p. Vi c s d ng ngu n n ng l ng in kéo theo m t lo t các ngu n ô nhi m do công nghi p. x l nh, nhi t dùng s i m trong nhà, ch y u dùng n ng l ng in và than, du, c i i v i nh ng n ơi không có in. các n c nh Vi t Nam, in c s d ng ch y các máy iu hòa v i công su t l n 1-3 KW/ gi cho m t máy. in dùng trong th p sáng, ch y các dùng trong gia ình, n u n. Vi ng dây t i in 150 KV, nh ng ng i s ng g n ng dây này có th có nguy cơ b b nh b ch c u Ti vùng nông thôn, vi c s d ng r ơm, r c i, làm ch t t ang còn ph bi n. Trong khi ó thành th , vi c dùng d u, in và than có th gây ô nhi m nhà áng k . c bi t, trong các ngôi nhà ch t ch i, n ơi b p và phòng ng li n nhau ho c không có ng n cách, bp không có ng khói. Nh ng vùng này, môi tr ng nhà th ng b ô nhi m khói b p n ng n. khói b p là nguy c ơ r t áng chú ý, gây các b nh hô h p c p tính tr em và gây viêm ph qu n mãn ng i l n (khói, SO 2, CO, CO 2, b i). Do x ng, d u, giá in cao quá m c chi tr , nên tình tr ng s d ng than v n còn ti p di n trong nhi u n m t i. Vì v y nghiên c u b p than là tài áng c quan tâm cùng v i vi c t ch c thông gió h p lý. ng i ta ã nghiên c u khói b p và cho th y r ng có nh ng thành ph n c a khí l u hu nh, các hydrocacbua ph c hp, các hydrocacbua a vòng, trong ó có nh ng ch t gây ung th . Vi c dùng b p có ng khói k t h p v i thông gió làm gi m l ng CO xu ng còn 30% và b i t i 60%. Khói b p các nhà vùng nông thôn un n u b ng c i, r ơm r có th gây ô nhi m nhi u g p hàng ch c l n so v i thành ph . Nh ng ng i trong gia ình ch u nh h ng ca khói b p nhi u nh t là ph n (ti p xúc 2-4 gi /ngày). N u trong nhà có ng i hút thu c, mc ti p xúc v i khói s t ng lên áng k . Tr nh (lu n qu n bên m lúc n u c ơm) cng là nhóm có nguy c ơ ti p xúc cao. 2. Giao thông và s d ng nhiên li u Phát tri n giao thông (th hi n b ng km ng qu c l , s xe ô tô, mô tô trên d u ng i) là m t y u t t t y u. Tuy nhiên v n ô nhi m do giao thông hi n nay ang c toàn th gi i báo ng. Các ch t gây ô nhi m môi tr ng do giao thông: khói và khí th i ch a oxit cacbon, các lo i oxit nit ơ và l u hu nh, các hydrocacbon cháy không hoàn toàn, b i và các ch t hóa h c c h i là ph gia c a x ng d u, ô nhi m ti ng n H u qu c a ô nhi m là tng t l m c các b nh hô h p và nhi m c nhi u ch t c h i (trong ó kim lo i chì ã gây tình tr ng kém phát tri n trí tu tr em s ng g n các tr c ng giao thông ã c nhi u nhà khoa h c c nh báo).