BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP TUY HÒA
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
  
BÀI GIẢNG
HỌC PHẦN
CƠ SỞ KHOA HỌC KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
DÀNH CHO SINH VIÊN HỆ CAO ĐẲNG
TUY HÒA – 2010
Bài giảng HP: Cơ sở Khoa học kỹ thuật Môi trường
Nội dung
Chương 1 5
KHÁI NIỆM CƠ BẢN 5
1.1.Giới thiệu đối tượng và nhiệm vụ môn học 5
1.2.Các khái niệm và thuật ngữ 6
1.2.1.Môi trường 6
1.2.2.Ô nhiễm môi trường 7
1.2.3.Các khái niệm và thuật ngữ khác 7
1.3.Các thành phần môi trường 8
1.3.1.Khí quyển (Atmosphere) 8
1.3.2.Thủy quyển (Hydrosphere) 8
1.3.3.Thạch quyển (Lithosphere) 9
1.3.4.Sinh quyển (biosphere) 9
1.4.Các chức năng của môi trường 9
1.5.Nghiên cứu và giải quyết những vấn đề môi trường 10
CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÔI TRƯỜNG 11
2.1.Thạch quyển 11
2.2.Thuỷ quyển 14
2.2.1.Sự hình thành đại dương 14
2.2.2.Phân bố tài nguyên nước 14
2.3.Khí quyển 16

4.3.Tài nguyên khoáng sản và năng lượng 57
4.3.1.Tài nguyên khoáng sản 57
4.3.2.Tài nguyên năng lượng 60
4.4.Tài nguyên sinh học 63
4.4.1.Tài nguyên rừng 63
4.4.2.Tài nguyên sinh vật hoang dã 67
5.1.Bùng nổ dân số 71
5.2.Biến đổi khí hậu 72
5.3.Ô nhiễm môi trường 74
5.4.Suy giảm đa dạng sinh học 75
5.5.Sac mạc hóa 77
Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG 80
6.1.Ô nhiễm nước 80
6.2.Ô nhiễm đất 86
6.2.1.Nguồn và tác nhân gây ô nhiễm môi trường đất 87
6.2.2.Suy thoái tài nguyên đất 88
6.3.Ô nhiễm không khí 89
6.3.1.Định nghĩa 89
6.3.2.Nguồn phát sinh ô nhiễm không khí 89
6.3.3.Ảnh hưởng đến con người 89
6.3.4.Ảnh hưởng đối với thực vật 92
Trang 3
Bài giảng HP: Cơ sở Khoa học kỹ thuật Môi trường
6.4.Hiện trạng ô nhiễm môi trường Việt Nam 93
6.4.1.Môi trường nước 93
6.4.2.Môi trường đất 96
6.4.3.Môi trường khí 97
BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 101
7.1.Xu hướng bảo vệ môi trường thế giới 101
7.1.1.Tôn trọng và quan tâm đến cuộc sống cộng đồng 101

thống tự nhiên. Giải quyết các vấn đề môi trường đòi hỏi những kiến thức đa ngành,
liên ngành. Những quyết định về môi trường chỉ dựa trên một lĩnh vực chuyên môn
nhất định là không toàn diện và thiếu hiệu quả.
Trước khi có khoa học môi trường, đã phát triển các ngành khoa học khác lấy từng
thành tố môi trường riêng biệt làm đối tượng nghiên cứu. Ví dụ như sinh học nghiên
cứu các loài sinh vật, xem chúng ăn gì, sinh sống ra sao, quan hệ với môi trường tự
nhiên như thế nào; Thuỷ văn học nghiên cứu bản chất và quy luật sinh thành, phát
triển của các hiện tượng, quá trình thuỷ văn trong sông ngòi,
Khoa học môi trường ra đời sau các ngành khoa học trên, nhưng không thay thế
chúng, không chiếm đoạt đối tượng nghiên cứu của chúng; Khoa học môi trường chỉ
nghiên cứu các đối tượng đó trong mối quan hệ với con người, vì con người.
Như vậy, trong giai đoạn hiện nay, có thể xem khoa học môi trường là một ngành
khoa học độc lập, được xây dựng trên cơ sở tích hợp kiến thức của các ngành khoa
khoa học khác nghiên cứu môi trường sống của con người. Tuy nhiên, đôi khi những
ranh giới khoa học cũng khó rõ ràng; Ví dụ có người vẫn còn cho rằng môitrường
đồng nghĩa với hệ sinh thái, khoa học môi trường là sinh thái học nhân văn,
Nhiệm vụ của khoa học môi trường là nghiên cứu tìm ra các giải pháp bảo vệ môi
trường (BVMT) trong quá trình phát triển (phát triển bền vững) và giải quyết các vấn
đề môi trường gay cấn hiện nay.
Khoa học môi trường sử dụng các thành tựu của các ngành khoa học tự nhiên
(sinh học, sinh thái học, địa lý, địa chất, khí tượng thuỷ văn hải dương học, toán học,
vật lý học, hoá học, ), khoa học xã hội (kinh tế, nhân văn, ) làm cơ sở nghiên cứu,
dự báo nguyên nhân, diễn biến, hiện trạng, hệ quả các vấn đề môi trường,
Khoa học môi trường cũng sử dụng các thành tựu của các ngành khoa học công
nghệ, kỹ thuật và khoa học xã hội (luật, chính trị, ) làm công cụ giải quyết các vấn đề
môi trường, BVMT. Các phân môn của khoa học môi trường là sinh học môi trường,
địa học môi trường, hoá học môi trường, y học môi trường,
Trang 5
Bài giảng HP: Cơ sở Khoa học kỹ thuật Môi trường
1.2. Các khái niệm và thuật ngữ

các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo, quan hệ mật thiết với nhau, bao
quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của
con người và thiên nhiên”.
Qua các định nghĩa trên, môi trường được xem như là những yếu tố bao quanh và
tác động lên con người (cá thể hay cộng đồng) và sinh vật. Thật vậy, nếu một môi
trường nào đó có những yếu tố hoàn toàn không liên quan tới sự sống và con người,
chắc rằng sẽ chẳng được ai quan tâm. Tuy nhiên, cách nhìn trên làm cho người ta dễ
ngộ nhận rằng mối quan hệ giữa con người và môi trường là mối quan hệ một chiều:
môi trường tác động tới con người và con người như là một trung tâm tiếp nhận những
tác động đó. Thực ra, mỗi con người lại là một tác nhân tác động tới các yếu tố chính
trong môi trường mà nó đang tồn tại.
Trang 6
Bài giảng HP: Cơ sở Khoa học kỹ thuật Môi trường
1.2.2. Ô nhiễm môi trường
Theo Luật Bảo vệ Môi trường của Việt Nam:
"Ô nhiễm môi trường là sự làm thay đổi tính chất của môi trường, vi phạm Tiêu
chuẩn môi trường".
Trên thế giới, ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất thải hoặc
năng lượng vào môi trường đến mức có khả năng gây hại đến sức khoẻ con người, đến
sự phát triển sinh vật hoặc làm suy giảm chất lượng môi trường. Các tác nhân ô nhiễm
bao gồm các chất thải ở dạng khí (khí thải), lỏng (nước thải), rắn (chất thải rắn) chứa
hoá chất hoặc tác nhân vật lý, sinh học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ.
Tuy nhiên, môi trường chỉ được coi là bị ô nhiễm nếu trong đó hàm lượng, nồng
độ hoặc cường độ các tác nhân trên đạt đến mức có khả năng tác động xấu đến con
người, sinh vật và vật liệu.
1.2.3. Các khái niệm và thuật ngữ khác
Hoạt động bảo vệ môi trường là hoạt động giữ cho môi trường trong lành, sạch
đẹp; phòng ngừa, hạn chế tác động xấu đối với môi trường, ứng phó sự cố môi trường;
khắc phục ô nhiễm, suy thoái, phục hồi và cải thiện môi trường; khai thác, sử dụng
hợp lý và tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên; bảo vệ đa dạng sinh học.

tác động lên môi trường nhằm cung cấp thông tin phục vụ đánh giá hiện trạng, diễn
biến chất lượng môi trường và các tác động xấu đối với môi trường.
Thông tin về môi trường bao gồm số liệu, dữ liệu về các thành phần môi trường;
về trữ lượng, giá trị sinh thái, giá trị kinh tế của các nguồn tài nguyên thiên nhiên; về
các tác động đối với môi trường; về chất thải; về mức độ môi trường bị ô nhiễm, suy
thoái và thông tin về các vấn đề môi trường khác.
Đánh giá môi trường chiến lược là việc phân tích, dự báo các tác động đến môi
trường của dự án chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển trước khi phê duyệt nhằm
bảo đảm phát triển bền vững.
Đánh giá tác động môi trường là việc phân tích, dự báo các tác động đến môi
trường của dự án đầu tư cụ thể để đưa ra các biện pháp bảo vệ môi trường khi triển
khai dự án đó.
Khí thải gây hiệu ứng nhà kính là các loại khí tác động đến sự trao đổi nhiệt giữa
trái đất và không gian xung quanh làm nhiệt độ của không khí bao quanh bề mặt trái
đất nóng lên.
Hạn ngạch phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính là khối lượng khí gây hiệu ứng nhà
kính của mỗi quốc gia được phép thải vào bầu khí quyển theo quy định của các điều
ước quốc tế liên quan.
1.3. Các thành phần môi trường
1.3.1. Khí quyển (Atmosphere)
Khí quyển hay môi trường không khí là một hỗn hợp các khí bao quanh bề mặt trái
đất, có khối lượng khoảng 5,2× 10
18
kg (0,0001% khối lượng trái đất). Khí quyển đóng
vai trò quyết định trong việc duy trì cân bằng nhiệt của trái đất, thông qua quá trình
hấp thụ bức xạ hồng ngoại từ mặt trời và tái phát xạ khỏi trái đất. Khí quyển được chia
thành nhiều tầng khác nhau theo sự thay đổi chiều cao và chênh lệch nhiệt độ.
1.3.2. Thủy quyển (Hydrosphere)
Bảng 1.1: Diện tích và tỉ lệ diện tích các Đại dương thế giới
Trang 8

sản xuất của con người.
 Môi trường là nơi chứa đựng các chất phế thải do con người tạo ra trong
cuộc sống và hoạt động sản xuất của mình.
 Môi trường là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người.
Con người luôn cần một khoảng không gian dành cho nhà ở, sản xuất lương thực
và tái tạo môi trường. Con người có thể gia tăng không gian sống cần thiết cho mình
Trang 9
Bài giảng HP: Cơ sở Khoa học kỹ thuật Môi trường
bằng việc khai thác và chuyển đổi chức năng sử dụng của các loại không gian khác
như khai hoang, phá rừng, cải tạo các vùng đất và nước mới. Việc khai thác quá mức
không gian và các dạng tài nguyên thiên nhiên có thể làm cho chất lượng không gian
sống mất đi khả năng tự phục hồi.
Môi trường trái đất được coi là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người
bởi vì chính môi trường trái đất là nơi:
 Cung cấp sự ghi chép và lưu trữ lịch sử địa chất, lịch sử tiến hoá của vật
chất và sinh vật, lịch sử xuất hiện và phát triển văn hoá của loài người.
 Cung cấp các chỉ thị không gian và tạm thời mang tính chất báo động sớm
các nguy hiểm đối với con người và sinh vật sống trên trái đất như các phản ứng
sinh lý của cơ thể sống trước khi xẩy ra các tai biến thiên nhiên và hiện tượng
thiên nhiên đặc biệt như bão, động đất, v.v.
 Lưu trữ và cung cấp cho con người sự đa dạng các nguồn gien, các loài
động thực vật, các hệ sinh thái tự nhiên và nhân tạo, các vẻ đẹp và cảnh quan có
giá trị thẩm mỹ, tôn giáo và văn hoá khác.
1.5. Nghiên cứu và giải quyết những vấn đề môi trường
Khoa học môi trường sử dụng các phương pháp nghiên cứu của nhiều ngành khoa
học khác như: Thu thập và phân tích thông tin thực địa; Đánh giá nhanh môi trường;
Phân tích thành phần môi trường; Phân tích, đánh giá kinh tế, xã hội; Phân tích hệ
thống; Phân tích sinh thái nhân văn; Phân tích vòng đời sản phẩm; Viễn thám; Hệ
thông tin địa lý; Tính toán, dự báo, mô hình hoá; Giải pháp kỹ thuật, công nghệ,
Nội dung nghiên cứu của khoa học môi trường có thể chia thành 4 loại chủ yếu:

nhau để tạo thành một siêu lục địa. Khoảng 750 triệu năm trước, một trong những siêu
lục địa được biết sớm nhất là Rodinia, đã bắt đầu chia tách. Các lục địa sau đó lại kết
hợp với nhau để tạo ra Pannotia, 600-540 triệu năm trước, cuối cùng là Pangaea chia
tách vào khoảng 180 triệu năm trước.
2.1.2. Cấu trúc trái đất
Nghiên cứu sự thay đổi của sóng địa chấn lan truyền trong lòng Trái Đất, người ta
đã biết được Trái Đất có cấu trúc gồm nhiều lớp.
Lớp vỏ Trái Đất
Vỏ Trái Đất cấu tạo chủ yếu bằng những vật chất cứng rắn, độ dày dao động từ 5
km (ở đại dương) đến 70 km (ở lục địa). Vỏ Trái Đất chỉ chiếm khoảng 15% về thể
tích và khoảng 1% về trọng lượng của Trái Đất nhưng có vai trò rất quan trọng đối với
thiên nhiên và đời sống con người.
Căn cứ vào sự khác nhau về thành phần cấu tạo, độ dày… vỏ Trái Đất lại chia
thành hai kiểu chính: vỏ lục địa và vỏ đại dương.
Vỏ Trái Đất được cấu tạo bởi các tầng đá khác nhau.Trên cùng là tầng đá trầm tích
do các vật liệu vụn, nhỏ bị nén chặt tạo thành. Tầng này không liên tục và có nơi mỏng
nơi dày. Tầng granit gồm các loại đá nhẹ tạo nên như đá granit và các loại đá có tính
chất tương tự như đá granit… được hình thành do vật chất nóng chảy ở dưới sâu của
vỏ Trái Đất đông đặc lại. Lớp vỏ lục địa được cấu tạo chủ yếu bằng granit. Tầng badan
gồm các loại đá nặng hơn như đá badan và các loại đá có tính chất tương tự như đá
Trang 11
Bài giảng HP: Cơ sở Khoa học kỹ thuật Môi trường
badan… được hình thành do vật chất nóng chảy phun trào lên mặt đất rồi đông đặc lại.
Lớp vỏ đại dương cấu tạo chủ yếu bằng badan.
Bề mặt của hành tinh liên tục tự thay đổi theo thời gian dưới tác dụng của các quá
trình kiến tạo và xói mòn. Các hình thái của bề mặt được tạo nên và biến dạng bởi các
mảng kiến tạo liên tục bị phong hóa bởi giáng thủy, các chu trình nhiệt và các tác nhân
hóa học. Sự đóng băng, sự xói mòn bờ biển, sự hình thành của các dải san hô ngầm, và
sự va chạm với các mảnh thiên thạch lớn cũng làm thay đổi địa hình.
Lớp vỏ lục địa bao gồm các vật chất có độ đặc thấp hơn như đá macma granit và

tụ và tiêu hao nguồn năng lượng bên trong, sinh ra các hoạt động kiến tạo làm thay đổi
cấu trúc bề mặt Trái Đất như hình thành những dạng địa hình khác nhau, các hiện
tượng động đất, núi lửa…
Nhân Trái Đất
Nhân Trái Đất là lớp trong cùng, dày khoảng 3470 km. Ở đây, nhiệt độ và áp suất
lớn hơn so với các lớp khác.
Từ 2900 km đến 5100 km là nhân ngoài, nhiệt độ vào khoảng 5000
o
C, áp suất từ
1,3 triệu đến 3,5triệu atm, vật chất tồn tại trong trạng thái lỏng. Từ 5100km đến 6371
Trang 12
Bài giảng HP: Cơ sở Khoa học kỹ thuật Môi trường
km là nhân trong, áp suất từ 3 triệu đến 3,5 triệu atm, vật chất ở trạng thái rắn. Thành
phần vật chất chủ yếu của nhân Trái Đất là những kim loại nặng như niken (Ni), sắt
(Fe) nên nhân Trái Đất còn được gọi là nhân Nife.
Hình 2.1: Cấu tạo trái đất
2.1.3. Thành phần vật chất của vỏ trái đất
Các thành phần đá của lớp vỏ Trái Đất gần như tất cả là các ôxít. Các thành phần
như clo, lưu huỳnh và flo là các ngoại lệ quan trọng duy nhất đối với thành phần này
và tổng khối lượng của chúng trong bất kỳ loại đá nào thông thường đều nhỏ hơn 1%.
F.W.Clarke đã tính toán rằng gần 47% khối lượng lớp vỏ Trái Đất là ôxy. Nguyên tố
này có mặt trong các ôxít, chủ yếu là của silic, nhôm, sắt, canxi, magiê, kali và natri.
Silica là thành phần quan trọng chính của lớp vỏ, có mặt trong các khoáng vật silicat,
là khoáng vật phổ biến nhất trong các loại đá mácma và đá biến chất. Từ tính toán dựa
trên 1.672 phân tích các loại đá, Clarke đưa ra thành phần phần trăm trung bình theo
khối lượng như sau:
Bảng 2.1: Thành phần các nguyên tố trong vỏ trái đất
Thành phần Trọng lượng (%)
Oxy (O
2

nước lỏng của các đại dương, biển, sông, hồ, đầm lầy và nước ngầm (nước dưới đất),
lớp tuyết phủ hay nước đóng băng. Sự tuần hoàn của nước làm thay đổi địa hình của
Trái Đất, chi phối điều kiện khí hậu và quyết định môi trường sống trên Trái Đất.
2.2.1. Sự hình thành đại dương
Hình 2.2: Cấu trúc các Đại dương theo tuổi
Khi lớp khí nóng dày đặc bao phủ trái đất nguội đi và chuyển thành những đám
mây. Những đám mây này tạo ra mưa rơi xuống trái đất trong một thời gian dài. Nước
mưa tích tụ trong những phần thấp của trái đất tạo thành các đại dương. Sau đó, có
những thay đổi dữ dội bởi vì bề mặt của trái đất có chỗ được nâng cao lên có chỗ bị
lún xuống. Điều này tạo ra các núi lửa. Dần dần trái đất trở nên lắng dịu từ từ, các đại
dương, núi đồi đã được định hình.
Đại dương là nơi chứa một lượng nước lớn trên trái đất. Đại dương có diện tích
361 triệu km² chiếm 75% bề mặt Trái Đất. Ban đầu chỉ có một đại dương duy nhất mà
thôi vì ban đầu phần đất liền của Trái Đất cũng là một khối thống nhất. Nhưng sau khi
các mảng lục địa được tách ra như bây giờ (thuyết lục địa trôi) thì các đại dương do
vậy mà cũng được chia ra thành 5 phần nhỏ hơn là: Thái Bình Dương, Đại Tây Dương,
Ấn Độ Dương, phần phía Nam cực và phần thứ năm nằm ở phía cực Bắc (Antarctic
and Arctic Oceans).Tuy nhiên hai phần Nam và Bắc cực đều được gọi chung là Bắc
Băng Dương và do vậy chúng ta đều biết đến tên của bốn đại dương đó là:Thái Bình
Dương, Đại Tây Dương, Ấn Độ Dương, Bắc Băng Dương
2.2.2. Phân bố tài nguyên nước
Tổng lượng nước trên Trái Đất khoảng 1.370 triệu km
3
. Trong đó, 97% lượng
nước toàn cầu ở các đại dương, 3% còn lại là nước ngọt tồn tại ở dạng băng tuyết,
nước ngầm, sông ngòi và hơi nước trong không khí. Hệ thống nước khí quyển, nguồn
động lực của thuỷ văn nước mặt chỉ khoảng 12.900 km
3
, chưa đầy 1/100.000 tổng
lượng nước toàn cầu. Tổng số nước ngọt toàn Trái Đất khoảng 35x10

thành nước ngầm diễn ra rất chậm từ vài chục đến hàng trăm năm.
Có hai loại nước ngầm: nước ngầm không có áp lực và nước ngầm có áp lực.
Nước ngầm không có áp lực: là dạng nước được giữ lại trong các lớp đá ngậm
nước và lớp đá này nằm bên trên lớp đá không thấm như lớp diệp thạch hoặc lớp sét
nén chặt.
Nước ngầm có áp lực: là dạng nước được giữ lại trong các lớp đá ngậm nước và
lớp đá này bị kẹp giữa hai lớp sét hoặc diệp thạch không thấm. Do bị kẹp chặt giữa hai
lớp đá không thấm nên nước có một áp lực rất lớn vì thế khi khai thác người ta dùng
Trang 15
Hình 2.3: Phân bố nước trên Trái đất
Bài giảng HP: Cơ sở Khoa học kỹ thuật Môi trường
khoan xuyên qua lớp đá không thấm bên trên và chạm vào lớp nước này nó sẽ tự phun
lên mà không cần phải bơm. Loại nước ngầm này thường ở sâu dưới mặt đất, có trữ
lượng lớn và thời gian hình thành nó phải mất hàng trăm năm thậm chí hàng nghìn
năm.
2.3. Khí quyển
Khí quyển là lớp vỏ ngoài của trái đất với ranh giới dưới là bề mặt thuỷ quyển,
thạch quyển và ranh giới trên là khoảng không giữa các hành tinh. Khí quyển trái đất
được hình thành do sự thoát hơi nước, các chất khí từ thuỷ quyển và thạch quyển.
Thời kỳ đầu, khí quyển chủ yếu gồm hơi nước, amoniac, metan, các loại khí trơ và
hydro. Dưới tác dụng phân huỷ của tia sáng mặt trời hơi nước bị phân huỷ thành oxy
và hydro. Oxy tạo ra tác động với amoniac và metan tạo ra khí nitơ và cácboníc. Quá
trình tiếp diễn, một lượng hidro nhẹ mất vào khoảng không vũ trụ, khí quyển còn lại
chủ yếu là hơi nước, nitơ, cácboníc, một ít oxy. Thực vật xuất hiện trên trái đất cùng
với quá trình quang hợp đã tạo nên một lượng lớn oxy và làm giảm đáng kể nồng độ
CO
2
trong khí quyển. Sự phát triển mạnh mẽ của động thực vật trên trái đất cùng với
sự gia tăng bài tiết, phân huỷ xác chết động thực vật, phân huỷ yếm khí của vi sinh vật
đã làm cho nồng độ khí N

trường sống của tất cả các sinh vật trên trái đất.
Ðặc điểm quan trọng của tầng đối lưu là nhiệt độ giảm dần theo độ cao. Trung
bình cứ lên cao 100m nhiệt độ giảm xuống 0,64
0
C.
Ở tầng này thường xảy ra hiện tượng các dòng không khí đi lên hoặc đi xuống (do
các trung tâm khí áp cao, khí áp thấp , do gặp các chướng ngại vật trên mặt đất, do sự
tranh chấp giữa các khối không khí ). Hiện tượng thăng giáng của các khối không khí
đã làm thay đổi chế độ nhiệt, ẩm của không khí.
Hiện tượng thăng, giáng của các khối không khí trong tầng đối lưu thường diễn ra
hàng ngày, với cường độ mạnh hay yếu tùy theo chế độ nhiệt của mặt đất và là nguyên
nhân làm hơi nước ngưng kết, tạo thành mây, mưa Hiện tượng đi xuống của các khối
không khí (ở các trung tâm áp cao, trên các sườn núi xuống ) làm cho không khí nóng
lên, độ ẩm xa dần trạng thái bão hòa. Hiện tượng thăng, giáng của các khối không khí
là một hiện tượng đặc trưng quan trọng của tầng đối lưu.
Trang 17
Bài giảng HP: Cơ sở Khoa học kỹ thuật Môi trường
Tầng đối lưu chiếm 80% khối lượng khí quyển và 90% hơi nước, thành phần khí
quyển ở tầng này luôn luôn diễn ra sự trao đổi giữa mặt đất, mặt đại dương và khí
quyển.
Tầng bình lưu (Stratosphere)
Tầng bình lưu là tầng tiếp giáp với tầng đối lưu, lên cao tới 50km. Ðặc điểm của
tầng bình lưu là không khí ít bị xáo trộn theo chiều thẳng đứng. Có thể tách tầng này
thành hai lớp:
- Lớp đẳng nhiệt: nằm sát tầng đối lưu lên cao tới 25km, nhiệt độ ít thay đổi, trung
bình vào khoảng -55
0
C. Lớp khí quyển này thường chuyển động theo chiều nằm ngang
từ đông sang tây. Kích thước các khối không khí này có thể tới hàng nghìn cây số.
- Lớp nghịch nhiệt: ở độ cao từ 25 đến trên 50km. Ở tầng này nhiệt độ tăng dần

tích cực nhất đối với động, thực vật và con người. UV - C bị hấp thụ bởi thành phần
O
3
của khí quyển và UV - A xuyên qua tầng ôzôn, nhưng lại bị phản xạ bởi oxi và nitơ
trở lại vũ trụ. Như vậy, trên thực tế tồn tại một cơ chế tự nhiên bảo vệ sinh quyển
chống lại tác động nguy hiểm của các tia tử ngoại. Sở dĩ các tia tử ngoại có bước sóng
dưới 0,28 µ không xuyên qua tầng bình lưu được vì có tầng ôzôn. Khí ôzôn tự nhiên
được hình thành là do các tia tử ngoại chiếu vào các phân tử oxi (O
2
), phân tách chúng
Trang 18
Bài giảng HP: Cơ sở Khoa học kỹ thuật Môi trường
thành các nguyên tử (O), các nguyên tử oxi lại tiếp tục kết hợp với các phân tử oxi
khác để hình thành ôzôn (O
3
). Phản ứng diễn ra theo các bước:
O
2
+ Bức xạ tử ngoại = O + O
O + O
2
= O
3
Ôzôn có thể hấp thụ năng lượng bức xạ tử ngoại và lại phân huỷ theo phản ứng:
O
3
+ Bức xạ tử ngoại = O
2
+ O
Như vậy, trong thiên nhiên, khí ôzôn luôn luôn phân huỷ và tái tạo, giữ được sự

2.3.2. Thành phần không khí của lớp khí quyển gần mặt đất
Sự trao đổi liên tục giữa khí quyển, địa quyển, thủy quyển và sinh quyển đã tạo
nên những cân bằng động duy trì sự có mặt và tồn tại của các chất khí trong khí quyển.
Trong một đơn vị thể tích của không khí khô và sạch có chứa 78,08% nitơ (N
2
),
20,95% ôxy (O
2
), 0,93% acgon (Ar), 0,03% cacbonic. Các chất khí nêon, hê li, cripton,
hyđrô, xênon và ôzôn chỉ chiếm 0,01% (Bảng 2.2). Trong khí quyển còn có một số
chất có thành phần biến động như hơi nước, bụi khói, các chất khí độc hại, các ion và
các chất hữu cơ do thực vật thải ra
Trang 19
Bài giảng HP: Cơ sở Khoa học kỹ thuật Môi trường
Bảng 2.2: Thành phần không khí khô, không bị ô nhiễm
STT Tên chất Công thức Tỉ l ệ Tổng khối lượng
(tấn)
1 Nitơ N
2
78,09% 3850. 10
12
2 Oxy O
2
20,94% 1180. 10
12
3 Argon Ar 0,93% 65. 10
12
4 Cacbonic CO
2
0,032% 2,5. 10

2
0,001 ppm 8. 10
6
2.4. Sinh quyển
Các dạng sự sống trên hành tinh đôi khi được nói đến như là "sinh quyển". Người
ta nói chung cho rằng sinh quyển Trái Đất bắt đầu tiến hóa cách đây khoảng 3,5 tỷ
năm. Trái Đất là nơi duy nhất đã biết có sự sống tồn tại. Các nhà khoa học cho rằng
một sinh quyển như ở Trái Đất là rất hiếm.
Sinh quyển được phân chia thành một số quần xã sinh vật, bao gồm các hệ thực
vật và hệ động vật tương đối giống nhau sinh sống. Các quần xã sinh vật được phân
chia chủ yếu theo vĩ độ và theo độ cao trên mực nước biển. Các quần xã sinh vật nằm
trong phạm vi vòng Bắc cực và vòng Nam cực là tương đối hiếm về thực vật và động
vật, trong khi phần lớn các quần xã sinh vật phong phú về chủng loại nhất nằm gần
đường xích đạo.
Sinh quyển của Trái Đất tạo ra các thay đổi khá lớn đối với bầu khí quyển và,
ngược lại, cũng nhờ có bầu khí quyển mà có những bước phát triển đáng kể. Sự quang
hợp sinh ôxy tiến triển từ 2,7 tỷ năm trước đã tạo ra bầu không khí chứa nitơ-ôxy tồn
tại như ngày nay. Sự thay đổi này tạo điều kiện thuận lợi cho sự phổ biến của các vi
sinh vật hiếu khí, cũng như việc tầng ôzôn - cùng với từ trường của Trái Đất- đã ngăn
chặn các tia phóng xạ, cho phép sự sống tồn tại trên Trái Đất. Các chức năng khác của
khí quyển đối với sự sống bao gồm vận chuyển, cung cấp các loại khí hữu dụng, đốt
cháy các thiên thạch nhỏ trước khi chúng va chạm với mặt đất và điều hòa nhiệt độ.
Hiện tượng cuối cùng được biết dưới cái tên hiệu ứng nhà kính: các phân tử khí thu
nhiệt năng tỏa ra từ mặt đất, làm tăng nhiệt độ trung bình. Điôxít cacbon, hơi nước,
mêtan và ôzôn là các khí nhà kính đầu tiên trong bầu khí quyển của Trái Đất. Nếu
không có hiệu ứng duy trì nhiệt này, nhiệt độ trung bình bề mặt sẽ là -17°C và sự sống
sẽ không có khả năng tồn tại.
Trái Đất là nơi sinh sống của hơn 6.740.000.000 người tính đến tháng 11 năm
2008, và các dự án nghiên cứu chỉ ra rằng dân số thế giới sẽ đạt tới 7 tỷ vào năm 2013
Trang 20

và các chất độc hại khác, sự biến mất của thảm thực vật (chăn thả quá mức, nạn chặt
phá rừng, sa mạc hóa) và của động vật hoang dã (tuyệt chủng loài), hiện tượng bạc
màu đất, sự mất đất, sự xói mòn và sự xuất hiện của các sinh vật xâm hại.
Người ta đồng ý rằng có một mối liên hệ giữa các hoạt động của con người với
hiện tượng nóng lên toàn cầu do sự phát thải khí điôxít cacbon trong các hoạt động
công nghiệp. Hiện tượng này làm tan băng, gia tăng các dải nhiệt độ khắc nghiệt, biến
đổi khí hậu lớn và dâng cao mực nước biển.
Việc bảo vệ cân bằng sinh thái là vấn đề quyết định sự tồn vong của loài người.
Mọi người cần có ý thức bảo vệ nó
Trang 21
Bài giảng HP: Cơ sở Khoa học kỹ thuật Môi trường
Chương 3
CƠ SỞ SINH THÁI HỌC
3.1. Nhân tố sinh thái
3.1.1. Khái niệm
Trong môi trường, sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật luôn chịu tác động của
rất nhiều yếu tố sinh thái (gồm các yếu tố trực tiếp cũng như gián tiếp). Các yếu tố này
rất đa dạng, chúng có thể là tác nhân có lợi cũng như có hại đối với các sinh vật.
Nhân tố sinh thái: Đó là những thành phần cấu thành môi trường sống của các
sinh vật. Ví dụ: ánh sáng, CO
2
, nước, khoáng chất, đất, địa hình
3.1.2. Phân loại
Dựa vào nguồn gốc và đặc trưng tác động của các yếu tố sinh thái, người ta chia ra
nhóm các yếu tố vô sinh, yếu tố hữu sinh và con người.
Yếu tố vô sinh
Là thành phần không sống của tự nhiên, gồm các chất vô cơ tham gia vào chu
trình tuần hoàn vật chất như CO
2
, N

Ngược lại, nếu các sinh vật có phạm vi chống chịu hẹp đối với một yếu tố thay đổi nào
đó, thì chính yếu tố đó là yếu tố sinh thái giới hạn.
Trang 22
Bài giảng HP: Cơ sở Khoa học kỹ thuật Môi trường
Yếu tố con người
Con người được tách ra làm yếu tố độc lập vì con người có thể tác động vào môi
trường tự nhiên một cách có ý thức và quy mô đặc trưng.
Tất cả các dạng hoạt động của xã hội loài người đều làm biến đổi môi trường sống
tự nhiên của các sinh vật. Ở một góc độ nhất định, con người và động vật đều có
những tác động tương tự đến môi trường (lấy thức ăn, thải chất thải vào môi trường
…). Tuy nhiên, do con người có sự phát triển trí tuệ cao hơn, hoạt động của con người
cũng đa dạng nên đã tác động mạnh đến môi trường, thậm chí có thể làm thay đổi hẳn
môi trường và sinh giới ở nơi này hoặc nơi khác.
- Các nhân tố độc lập với mật độ và các nhân tố phụ thuộc vào mật độ.
- Sự phân loại không gian dựa vào đặc tính môi trường:
+ Nhân tố khí hậu: nhiệt độ, không khí, ánh sáng, mưa
+ Nhân tố thổ nhưỡng: pH, thành phần cơ giới
+ Nhân tố thủy sinh: dòng chảy, chất hòa tan
- Phân loại theo thời gian: ảnh hưởng của sự biến thiên theo năm, mùa hay ngày
đêm (tính chu kỳ).
Các nhân tố sinh thái không bao giờ tác động riêng lẻ mà luôn tác động kết hợp
với nhau. Nhân tố sinh thái nào cũng có thể trở thành nhân tố hạn chế trong không
gian hoặc thời gian.
3.1.3. Một số quy luật giới hạn sinh thái
Quy luật tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái: Các nhân tố sinh thái tác
động đến sinh vật một cách đồng thời và tổng hợp
Quy luật Liebig (1840): Chất có hàm lượng tối thiểu điều khiển năng suất, xác
định đại lượng và tính ổn định của mùa màng theo thời gian”.
Quy luật Shelfords (1913): Sự tác động của các nhân tố sinh thái lên cơ thể không
chỉ phụ thuộc vào tính chất của nhân tố mà còn phụ thuộc vào cường độ (lượng) của

trùng phát triển trong môi trường khô ráo thì có nhiệt độ gây chết cao hơn các cá thể
phát triển trong môi trường ẩm ướt (ở nơi khô, côn trùng chịu nóng giỏi hơn).
Ðịnh luật chống chịu
Ðịnh luật tối thiểu chỉ là một trường hợp đặc biệt của một nguyên tắc tổng quát
hơn gọi là định luật về sự chống chịu, sự rộng lượng.
Theo định luật này thì tất cả nhân tố sinh thái có một khỏang giá trị hay khuynh độ
(gradient) mà trong đó các quá trình sinh thái học diễn ra bình thường. Chỉ trong
khoảng giá trị đó thì sự sống của một sinh vật hoặc sự xuất hiện của một quần xã mới
diễn ra được. Có một giới hạn trên và một giới hạn dưới mà vượt khỏi đó thì sinh vật
không thể tồn tại được. Trong khoảng chống chịu đó có một trị số tối ưu ứng với sự
hoạt động tối đa của loài hoặc quần xã sinh vật.
Trang 24
Bài giảng HP: Cơ sở Khoa học kỹ thuật Môi trường
Hình 3.1: Các khoảng giới hạn sinh thái của sinh vật - Loài rộng và loài hẹp
theo định luật về sự chống chịu
Khoảng chịu đựng đối với mỗi nhân tố thay đổi tùy loài. Nó xác định biên độ sinh
thái học của loài. Biên độ dao động này càng rộng khi khoảng chịu đựng các nhân tố
sinh thái của loài càng lớn. Ðiều này cũng áp dụng được cho quần thể hay quần xã
sinh vật. Có loài rộng hay hẹp đối với một nhân tố nào đó. Thí dụ: loài rộng nhiệt
(eurythermes), rộng muối (euryhalines), loài hẹp nhiệt (stenothermes) hay hẹp muối
(stenohalines).
Sự thích nghi của sinh vật với các nhân tố sinh thái:
Các cá thể, quần thể hay toàn thể sinh vật không phải thụ động chịu ảnh hưởng của
các nhân tố sinh thái. Chúng có một sự linh động sinh thái cho phép chúng thích nghi
với các biến đổi trong không gian và thời gian đối với các nhân hạn chế của môi
trường. Chúng có những phản ứng bù trừ đối với những biến đổi của môi trường cho
từng cá thể, hoặc quần thể, quần xã sinh vật bằng các thích nghi khác nhau.
Các thích nghi của sinh vật có thể ở mức đơn giản, cho đến mức độ phức tạp và
sâu sắc hơn.
Thích nghi sinh lý học: Thể hiện do các cơ chế điều hoà tạo ra các biến đổi về biến