Giáo dục môi trường thông qua dạy học hoá học ở trường phổ thông
Môi trường theo nghĩa rộng là tập hợp các yếu tố tự nhiên, xã hội, nhân tạo
có quan hệ mật thiết, tác động qua lại với nhau và qua đó ảnh hưởng đến cuộc
sống, sự tồn tại và phát triển của con người và giới tự nhiên.
Môi trường có tầm quan trọng đặc biệt đối với sự phát triển bền vững của
đất nước. Trong quá trình phát triển, con người không chỉ khai thác thiên nhiên mà
còn phải giữ gìn và bảo vệ môi trường tự nhiên, tạo lập môi trường nhân tạo phù
hợp với nhu cầu của cuộc sống...
Mục lục
3
Chuyên đề 1
giáo dục môi trường thông qua
dạy học hoá học ở trường phổ thông
Mục tiêu
Kiến thức
- Nắm được những kiến thức cơ bản về cơ sở hóa học môi trường, ô nhiễm
môi trường.
- Biết được vai trò của môi trường đối với con người và tác động của con
người với môi trường (MT).
- Có những hiểu biết về luật pháp và các chủ trương, chính sách của Đảng,
Nhà nước về bảo vệ môi trường.
- Biết khai thác các nội dung kiến thức hoá học có trong sách giáo khoa phổ
thông để giáo dục bảo vệ môi trường cho học sinh thông qua các hình thức dạy
học.
Kĩ năng
- Hình thành và phát triển những kĩ năng cơ bản về môi trường.
- Vận dụng thiết kế được các bài dạy khai thác được nội dung giáo dục môi
trường (GDMT) trong sách giáo khoa (SGK) phổ thông.
- Tổ chức dạy học và tổ chức các hoạt động ngoại khoá về giáo dục môi
trường cho học sinh.
Phương pháp giảng dạy
- Báo cáo viên chủ yếu hướng dẫn những nội dung cơ bản của chuyên đề và
hướng dẫn học viên tự đọc, tự nghiên cứu tài liệu.
- Học viên tự liên hệ thực tế, vận dụng và thiết kế được các bài soạn cụ
thể về dạy học hoá học có khai thác các nội dung về giáo dục môi tr ườ ng và
thi ế t k ế đ ượ c các ho ạ t đ ộ ng ngo ạ i khoá v ề giáo d ụ c môi tr ườ ng.
Chương 1
Sự phát triển, Vai trò, nhiệm vụ
và phương hướng giáo dục môi trường
4
ở nhà trường phổ thông
I. Môi trường và tầm quan trọng của môi trường
Môi trường theo nghĩa rộng là tập hợp các yếu tố tự nhiên, xã hội, nhân tạo
có quan hệ mật thiết, tác động qua lại với nhau và qua đó ảnh hưởng đến cuộc
sống, sự tồn tại và phát triển của con người và giới tự nhiên.
Môi trường có tầm quan trọng đặc biệt đối với sự phát triển bền vững của
đất nước. Trong quá trình phát triển, con người không chỉ khai thác thiên nhiên mà
còn phải giữ gìn và bảo vệ môi trường tự nhiên, tạo lập môi trường nhân tạo phù
hợp với nhu cầu của cuộc sống và các hoạt động sản xuất, dịch vụ. Xây dựng
môi trường xã hội với các mối quan hệ cộng đồng xã hội tốt đẹp, bảo đảm phát
triển bền vững và lợi ích lâu dài cho các thế hệ hôm nay và mai sau.
Môi trường có vai trò đặc biệt đối với sự sống và chất lượng cuộc sống của
con người. Con người cần có môi trường trong lành, tài nguyên thiên nhiên thích
hợp để sử dụng trong sinh hoạt và sản xuất, như: không khí trong lành để thở,
nước sạch để sinh hoạt hàng ngày…, cần có một môi trường văn hóa - xã hội
lành mạnh, văn minh để hình thành, phát triển nhân cách, nâng cao chất lượng
cuộc sống cả về vật chất và tinh thần.
II. Sự phát triển của giáo dục môi trường trên thế giới và ở nước ta
1. Sự phát triển của giáo dục môi trường trên thế giới
Môi trường là một vấn đề đã và đang thu hút sự quan tâm của toàn thế giới.
Trong mấy chục năm trở lại đây, sự phát triển kinh tế ồ ạt dưới tác động của
cách mạng khoa học kĩ thuật và sự gia tăng dân số quá nhanh đã làm cho môi
trường bị biến đổi chưa từng thấy. Nhiều nguồn tự nhiên bị vắt kiệt, nhiều hệ
sinh thái bị tàn phá mạnh, nhiều cân bằng trong tự nhiên bị rối loạn. Môi trường
lâm vào khủng hoảng với quy mô toàn cầu, trở thành nguy cơ thực sự đối với
cuộc sống hiện đại và sự tồn vong của xã hội trong tương lai.
Để bảo vệ cái nôi sinh thành của mình, con người phải thực hiện hàng loạt
các vấn đề phức tạp, trong đó có vấn đề GDMT. GDMT là một trong những biện
pháp có hiệu quả nhất, giúp cho con người có nhận thức đúng trong việc khai
thác, sử dụng và bảo vệ các tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường.
Lần đầu tiên trong lịch sử, vào năm 1948 tại cuộc họp Liên hiệp quốc (LHQ)
về bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên ở Pari, thuật ngữ “giáo dục môi
5
trường” được sử dụng. Tiếp sau đó ngày 5 - 6 - 1972, tại Hội nghị Liên hợp quốc họp ở
Stockhom (Thụy Điển) đã nhất trí nhận định: việc bảo vệ thiên nhiên và môi trường
là hai nhiệm vụ hàng đ ầ u củ a toàn nhân loạ i (cùng vớ i nhiệ m vụ bả o vệ hòa
bình, chố ng chiế n tranh).
Cũng vì thế, ngày 5 tháng 6 hàng năm đã trở thành Ngày môi trường thế giới.
Hội nghị tuyên bố: GDMT là rất cần thiết để làm cơ sở cho nhận thức và
hành vi có trách nhiệm của cá nhân và tổ chức trong việc bảo vệ và cải thiện môi
trường. Điều 96 của Hội nghị yêu cầu sự phát triển của GDMT như một yếu tố
quyết định nhất để tấn công vào cuộc khủng hoảng môi trường trên toàn thế giới.
Sau hội nghị họp tại Stockhom, ở nhiều nước, GDMT đã được đưa vào các
trường học. Đến năm 1973, người ta thấy có khoảng 1000 chương trình được
giảng dạy trong 750 trường và viện thuộc 70 nước khác nhau. Tuy nhiên, mục
đích, nội dung của GDMT lúc đó chưa được xác định rõ ràng. Phải đợi đến các
hội nghị quốc tế sau, vấn đề này mới được giải quyết và hoàn thiện.
Tháng 10 năm 1975, tại Hội nghị Quốc tế về GDMT họp ở Bengrat (Nam
Tư), lần đầu tiên UNESCO (Tổ chức Văn hóa khoa học và Giáo dục của LHQ) đã
khởi thảo một chương trình GDMT quốc tế (IEEP).
Tiếp sau đó, nhiều hội thảo khu vực về GDMT được tổ chức. Hội thảo của
khu vực châu á - Thái Bình Dương được tổ chức vào tháng 10 năm 1976 tại Băng
Cốc (Thái Lan). Hội thảo đã đưa ra 15 kiến nghị thuộc bốn vấn đề: chương trình
GDMT, đào tạo bồi dưỡng giáo viên, GDMT phi chính quy và vấn đề soạn thảo
các tài liệu, xây dựng các phương tiện phục vụ GDMT.
Đầu tháng 8 năm 1987, UNESCO và UNED (Chương trình Môi trường LHQ)
lại phối hợp tổ chức Hội nghị Quốc tế về GDMT tại Matxcơva, có đại diện của
100 nước và nhiều tổ chức quốc tế tham dự về chương trình hành động GDMT
cho thập kỷ 90. Hội nghị quyết định đặt tên cho thập kỷ 90 là Thập kỷ toàn thế
giới cho GDMT.
Với tinh thần trên, tháng 10 năm 1990 tại Pari UNESCO và UNED tổ chức mở
hội nghị quốc tế với sự tham gia của nhiều tổ chức quốc tế thuộc LHQ. Hội nghị
nhằm mục đích trao đổi về sự tăng cường trách nhiệm của từng tổ chức trong
lĩnh vực GDMT. Tại hội nghị, một lần nữa lại nhấn mạnh nhiệm vụ GDMT cho
tất cả mọi người, đặc biệt là thế hệ trẻ và tầm quan trọng của việc bồi dưỡng
kiến thức về môi trường cho giáo viên các cấp.
Hội nghị thượng đỉnh (UNCED) diễn ra năm 1992 tại Rio de Janero trong hai
6
ngày có 120 vị đứng đầu nhà nước, chính phủ, cùng các đoàn đại biểu của hơn
170 nước tham dự. Song song với hội nghị còn có diễn đàn toàn cầu lôi cuốn đại
diện của hàng trăm nhóm có quan tâm đặc biệt, các tổ chức phi chính phủ vào các
kì diễn thuyết, trình bày, thảo luận và hội thảo trên một phạm vi rộng các đề tài
về vấn đề môi trường.
2. Tình hình giáo dục môi trường ở Việt Nam
ở Việt Nam, từ năm 1966 Chủ tịch Hồ Chí Minh đã phát động phong trào Tết
trồng cây để giữ gìn và làm đẹp môi trường sống. Cho đến nay phong trào này
vẫn được duy trì và phát triển mạnh mẽ.
Năm 1991, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã có chương trình trồng cây phát triển
giáo dục - đào tạo và bảo vệ môi trường (1991-1995).
Trong Kế hoạch hành động quốc gia về môi trường và phát triển bền vững
của Việt Nam giai đoạn 1996 - 2000, GDMT được ghi nhận như một bộ phận
cấu thành.
Từ năm 1995, Dự án Giáo dục Môi trường trong nhà trường phổ thông Việt
Nam (VIE 95/041) của Bộ Giáo dục và Đào tạo do UNDP tài trợ đã nhằm vào các
mục tiêu cơ bản:
- Hỗ trợ xây dựng một bản chính sách và chiến lược thực hiện quốc gia về
GDMT tại Việt Nam.
- Tăng cường năng lực của Bộ Giáo dục và Đào tạo trong việc truyền đạt
những nội dung và phương pháp GDMT vào các chương trình đào tạo giáo viên.
- Xây dựng các hoạt động GDMT cụ thể để thực hiện ở cấp Tiểu học và
Trung học.
Các mục tiêu trên được thực hiện ở mức chi tiết và cụ thể hơn trong thực
tiễn thông qua dự án VIE98/018.
Đặc biệt gần đây nhất, tháng 8 - 2004, Thủ tướng Chính phủ đã ra Quyết
định số 153/2004/ QĐ-TTg về việc ban hành Định hướng chiến lược phát triển
bền vững ở Việt Nam gồm năm phần:
Phần 1: Phát triển bền vững - Con đường tất yếu của Việt Nam.
Phầ n 2: Nhữ ng lĩnh vự c kinh t ế cần ư u tiên nhằm phát tri ể n bề n vữ ng.
Phầ n 3: Nhữ ng lĩnh vự c xã hộ i cần ư u tiên nhằm phát triể n bề n vữ ng.
Phần 4: Những lĩnh vực sử dụng tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường
và kiểm soát ô nhiễm cần ưu tiên nhằm phát triển bền vững.
7
Phần 5: Tổ chức thực hiện phát triển bền vững.
ở các trường Đại học, GDMT đã được coi như một nội dung quan trọng trong
các giáo trình Con người và môi trường; Dân số, tài nguyên, môi trường. ở các
khoa: Sinh học, Địa lí, Hóa học của các trường ĐHSP (Hà Nội, Huế, TPHCM…) đã
có các môn học về môi trường.
III. Vai trò, nhiệm vụ và phương pháp giáo dục môi trường ở trường Phổ
Thông Việt Nam
1. Vai trò và vị trí của nhà trường phổ thông trong công tác giáo dục và
bảo vệ môi trường
Với mạng lưới phân bố rộng khắp đến từng thôn, ấp ở mọi miền đất nước,
nhà trường phổ thông từ bậc Tiểu học đến Trung học có vai trò đặc bi ệ t quan
tr ọ ng trong công tác giáo d ụ c môi tr ườ ng và b ả o v ệ môi tr ườ ng.
Nhà trường phổ thông có chức năng cơ bản là hình thành và phát triển toàn
diện nhân cách của học sinh, có nhiệm vụ chủ yếu là tổ chức công tác giảng dạy,
học tập và các hoạt động giáo dục khác trong và ngoài nhà trường theo mục tiêu,
chương trình giáo dục của từng bậc học, cấp học. Nội dung giáo dục môi trường
là một bộ phận cấu thành nội dung, chương trình giáo dục ở các cấp, bậc học
phổ thông từ Tiểu học đến Trung học. Giáo dục môi trường nhằm trang bị cho
học sinh những tri thức cơ bản về môi trường, góp phần xây dựng môi trường
sống trong sạch, lành mạnh trong phạm vi cả nước cũng như ở từng cộng đồng
địa phương. Công tác giáo dục nói chung và giáo dục môi trường trong trường phổ
thông nói riêng không chỉ có tác động trước mắt đến thế hệ hôm nay, các cộng
đồng hôm nay mà còn tác động lâu dài đến nhiều thế hệ mai sau và toàn xã hội
Việt Nam.
Việc GDMT có thể thông qua nhiều hình thức khác nhau: giáo dục thông qua
các phương tiện truyền thông đại chúng (phát thanh, truyền hình, báo chí, sách
khoa học, sách phổ biến khoa học, phim ảnh…) qua hoạt động của các tổ chức
quần chúng (như Hội bảo vệ môi trường, Hội môi trường và sinh thái…) và qua
giảng dạy ở các trường phổ thông. Trong các hình thức giáo dục môi trường nói
trên thì GDMT ở trường phổ thông chiếm vị trí đặc biệt, bởi nhà trường phổ
thông là nơi đào tạo thế hệ trẻ, những người chủ tương lai của đất nước thực
hiện việc sử dụng các nguồn tài nguyên và bảo vệ môi trường. GDMT cho thế hệ
trẻ là việc làm có tác dụng rộng lớn nhất, sâu sắc và lâu bền nhất.
8
2. Nhiệm vụ và phương hướng giáo dục môi trường ở trường phổ
thông
GDMT là một quá trình nâng cao nhận thức, phương pháp kĩ năng, tình cảm
và đạo đức cho học sinh về vấn đề môi trường, do đó nó có nhiệm vụ:
- Làm cho học sinh hiểu biết về thiên nhiên, môi trường nói chung và thiên
nhiên, môi trường Việt Nam nói riêng. Học sinh nhận thức rõ mối quan hệ khăng
khít và sự tác động tương hỗ giữa sinh vật với các yếu tố của môi trường, tầm
quan trọng của môi trường đối với sự tồn tại và phát triển của xã hội loài người.
- Trên cơ sở các hiểu biết đó giáo dục cho học sinh ý thức quan tâm thường
xuyên đến môi trường, dần dần hình thành lòng yêu thích, tôn trọng thiên nhiên,
muốn được bảo vệ môi trường sống, các phong cảnh đẹp, các di tích văn hóa lịch
sử của đất nước, và cuối cùng, làm cho việc bảo vệ môi trường trở thành phong
cách, nếp sống của họ.
- Trang bị cho học sinh một số phương pháp và kĩ năng bảo vệ môi trường để
học sinh có thể thực hành các nhiệm vụ bảo vệ môi trường ở địa phương.
III. Các chủ trương, chính sách của Đảng, Nhà nước và ngành giáo dục -
đào tạo về bảo vệ môi trường và giáo dục môi trường
Nghị quyết Hội nghị Trung ương 2 khóa VIII của Đảng (1996) về định hướng
chiến lược phát triển giáo dục - đào tạo nước ta trong thời kì công nghiệp hóa,
hiện đại hóa một lần nữa khẳng định giáo dục là quốc sách hàng đầu và nhấn
mạnh đến yêu cầu phát triển giáo dục đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội,
nguồn nhân lực hiện nay và tương lai của đất nước trong quá trình công nghiệp
hóa, hiện đại hóa. Đưa nội dung giáo dục môi trường và bảo vệ môi trường vào
nhà trường là thể hiện cụ thể yêu cầu gắn phát triển giáo dục và đào tạo với yêu
cầu phát triển kinh tế - xã hội nước ta trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa
đất nước.
- Chỉ thị 36-CT/TW ngày 25/06/1998 của Ban chấp hành Trung ương Đảng về
tăng cường công tác bảo vệ môi trường trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại
hóa đất nước đã nhấn mạnh giải pháp Thường xuyên giáo dục, tuyên truyền, xây
dựng thói quen, nếp sống và các phong trào quần chúng bảo vệ môi trường. Đây
là một trong những giải pháp cơ bản để thực hiện nhiệm vụ bảo vệ môi trường
nước ta trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa.
- Luật Bảo vệ môi trường được Quốc hội Nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa
9
Việt Nam thông qua ngày 27-12-1993 đã thể chế hóa một bước các chủ trương,
chính sách của Đảng và Nhà nước về bảo vệ môi trường và giáo dục, đào tạo về
bảo vệ môi trường. Điều 4 của Luật Bảo vệ môi trường quy định: “Nhà nước có
trách nhiệm tổ chức thực hiện việc giáo dục, đào tạo, nghiên cứu khoa học và
công nghệ, phổ biến kiến thức và luật pháp về bảo vệ môi trường”. Luật Bảo vệ
môi trường là cơ sở và hành lang pháp lí quan trọng để tổ chức triển khai các hoạt
động giáo dục và đào tạo về môi trường trong hệ thống giáo dục quốc dân nói
chung và trong các trường phổ thông nói riêng. Quyết định của Thủ tướng Chính
phủ số 1363/QĐ-TTg ngày 17-10-2001 về việc phê duyệt đề án Đưa các nội
dung bảo vệ môi trường về hệ thống giáo dục quốc dân đã xác định rõ các mục
tiêu, nội dung, phương thức giáo dục đào tạo và bảo vệ môi trường, trong đó:
- Đối với giáo dục Tiểu học: trang bị những kiến thức cơ bản, phù hợp với
độ tuổi và tâm sinh lí của học sinh về các yếu tố môi trường, vai trò của môi
trường đối với con người và tác động của con người đối với môi trường. Giáo
dục cho học sinh ý thức bảo vệ môi trường; phát triển kĩ năng bảo vệ và gìn giữ
môi trường.
- Đối với giáo dục Trung học cơ sở và Trung học phổ thông: trang bị những
kiến thức về sinh thái học, mối quan hệ giữa con người với thiên nhiên. Trang bị
và phát triển kĩ năng bảo vệ và gìn giữ môi trường, biết ứng xử tích cực với môi
trường sống xung quanh.
- Việc giáo dục bảo vệ môi trường chủ yếu thực hiện theo phương thức khai
thác triệt để tri thức về môi trường hiện có ở các môn học trong nhà trường. Nội
dung giáo dục bảo vệ môi trường còn được thực hiện dưới nhiều hình thức khác
nhau nhằm nâng cao nhận thức và trách nhiệm bảo vệ môi trường cho toàn cộng
đồng.
Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ra Quyết định số 3288/QĐ-BGD&ĐT- KHCN
ngày 2-10-1998 phê duyệt và ban hành các văn bản về chính sách và chiến lược
giáo dục môi trường trong nhà trường phổ thông Việt Nam cũng như một số văn
bản hướng dẫn kèm theo. Các văn bản này bước đầu đã tạo cơ sở pháp lí quan
trọng cho việc tổ chức, triển khai các hoạt động giáo dục môi trường ở các
trường phổ thông và trường sư phạm trong hệ thống giáo dục quốc dân thời gian
vừa qua. Tuy nhiên để đáp ứng yêu cầu tăng cường công tác giáo dục môi trường
ở nhà trường phổ thông giai đoạn mới (2001-2010), các văn bản trên cần được bổ
sung hoàn thiện cho phù hợp với tình hình hiện nay.
10
11
Chương 2
Những kiến thức cơ sở
về môi trường và hoá học môi trường
I. Những kiến thức cơ sở về môi trường
1. Môi trường tài nguyên và hệ sinh thái
1.1. Khái niệm về môi trường và hoá học môi trường
a. Khái niệm về môi trường
Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo có quan
hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người và thiên nhiên (Điều 1, Luật Bảo vệ
môi trường, Việt Nam, 1993).
Theo UNESCO (1981) thì môi trường của con người bao gồm toàn bộ hệ
thống tự nhiên và các hệ thống do con người tạo ra, những cái hữu hình (tập quán,
niềm tin...), trong đó con người sống và lao động, họ khai thác các tài nguyên thiên
nhiên và nhân tạo nhằm thoả mãn nhu cầu cho cuộc sống sinh hoạt của mình.
Nhìn chung môi trường sống của con người là tất cả các nhân tố môi trường tự
nhiên và môi trường xã hội:
- Môi trường tự nhiên: là các nhân tố thiên nhiên như vật lí, hoá học, sinh học;
nó tồn tại và vận động theo quy luật của tự nhiên, nhưng cũng ít nhiều chịu sự tác
động của con người như: năng lượng mặt trời, đại dương, sông núi, không khí,
động vật, thực vật...
Môi trường tự nhiên cung cấp cho con người nguồn tài nguyên thiên nhiên
như: không khí, đất, nước và các khoáng sản để con người sinh tồn và phát triển.
- Môi trường xã hội: là các mối quan hệ giữa con người với con người. Đó là
các luật lệ, các phong tục tập quán... Môi trường xã hội định hướng hoạt động
của con người theo những khuôn khổ nhất định đảm bảo cho cuộc sống sinh tồn
và ngày một văn minh.
Ngoài ra, cần phải phân biệt khái niệm môi trường nhân tạo: bao gồm tất cả
các nhân tố do con người tạo nên hoặc cải biến nó như: các phương tiện, công
cụ, máy móc, thiết bị, nhà ở, công viên... nhằm phục vụ cho nhu cầu cuộc sống và
trong lao động sản xuất của mình.
12
b. Thành phần môi trường
Thành phần môi trường của Trái Đất: bao gồm thạch quyển, thuỷ quyển, khí
quyển, sinh quyển.
* Thạch quyển
Thạch quyển là lớp vỏ cứng ngoài của Trái Đất, có cấu tạo hình thái rất
phức tạp, có thành phần không đồng nhất, có bề dày thay đổi theo những vị trí địa
lí khác nhau từ 0km đến 100km.
Các nguyên tố hoá học trong đất tồn tại dưới dạng tổ hợp phức tạp của các
chất khoáng, chất hữu cơ, không khí và nước. Hàm lượng các nguyên tố hoá học
của đất không cố định, biến đổi phụ thuộc vào quá trình hình thành đất.
* Thuỷ quyển
Thuỷ quyển (nước) là yếu tố chủ yếu của hệ sinh thái, là nhu cầu cơ bản
của mọi sự sống trên trái đất và cần thiết cho các hoạt động kinh tế, xã hội của
loài người. Thuỷ quyển bao gồm tất cả các dạng nguồn nước có trên Trái Đất
như: đại dương, biển, hồ, sông, suối, các nguồn chứa băng đá ở hai cực Trái Đất
và các nguồn nước ngầm. Khối lượng thuỷ quyển ước tính vào khoảng
1,38.1021kg (tương đương 0,03% tổng khối lượng Trái Đất).
* Khí quyển
Khí quyển là lớp khí bao quanh bề mặt Trái Đất, có khối lượng 5,2.10 18kg,
nhỏ hơn 0,0001% trọng lượng Trái Đất. Khí quyển là một hỗn hợp các khí: nitơ
(78,09%), ôxy (khoảng 20,94%), cacbondioxit (khoảng 0,03%), hơi nước (khoảng
0,1-5%) và nhiều khí khác...
Khí quyển có tác dụng duy trì và bảo vệ sự sống trên Trái Đất, ngăn chặn các
tia tử ngoại gần đi vào Trái Đất.
Khí quyển có vai trò quan trọng trong việc giữ cân bằng nhiệt lượng của Trái
Đất thông qua quá trình hấp thụ tia tử ngoại từ Mặt Trời chiếu xuống và tia nhiệt
từ mặt đất phản xạ lên.
Khí quyển là nguồn cung cấp O2 và CO2 cần thiết cho sự sống trên Trái Đất,
cung cấp nitơ cho quá trình cố định đạm ở thực vật hay sản xuất phân đạm, hoá
chất cho ngành công, nông nghiệp. Khí quyển còn tham gia vào quá trình tuần
hoàn nước.
Có rất nhiều nguồn gây ô nhiễm không khí như: núi lửa, cháy rừng, sấm
chớp, quá trình phân huỷ các xác chết động thực vật, khí thải các khu công
nghiệp...
13
* Sinh quyển
Sinh quyển là toàn bộ các dạng vật sống tồn tại ở bên trong, bên trên và phía
trên Trái Đất, trong đó có các cơ thể sống và các hệ sinh thái hoạt động. Đây là
một hệ thống động và rất phức tạp. Nơi sinh sống của sinh vật trong sinh quyển
gồm môi trường cạn (địa quyển), môi trường không khí hoặc môi trường thuỷ
quyển. Đại bộ phận các sinh vật không sinh sống ở những địa hình quá cao, càng
lên cao số loài càng giảm, ở độ cao 1km có rất ít các loài sinh vật, ở độ cao 10 -
15km chỉ quan sát được một số loài vi khuẩn, bào tử nấm, nói chung sinh vật
không thể phân bố vượt ra khỏi tầng ozon. Khác với khí quyển, địa quyển và thuỷ
quyển, sinh quyển không có giới hạn rõ rệt vì nó nằm trong cả ba thành phần của
môi trường kể trên và không hoàn toàn liên tục, vì sự sống chỉ tồn tại và phát triển
trong những điều kiện nhất định.
1.2. Tài nguyên thiên thiên
a. Khái niệm
Tài nguyên thiên nhiên là nguồn của cải vật chất nguyên khai được hình thành
và tồn tại trong tự nhiên mà con người có thể sử dụng để đáp ứng các nhu cầu
trong cuộc sống.
b. Con người với tài nguyên và môi trường
Con người khai thác tài nguyên với mục đích để sản xuất hàng hoá phục vụ
nhu cầu của cuộc sống. Dân số ngày một tăng và chất lượng cuộc sống con
người luôn cải thiện, cho nên các công cụ và phương thức sản xuất luôn được cải
tiến để khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên được nhiều hơn. Vì thế
dẫn đến suy thoái môi trường ngày một gia tăng.
Như vậy, trong quá trình tiến hoá, con người là trung tâm mối quan hệ của tài
nguyên, môi trường và phát triển. Giáo dục nhận thức về tài nguyên thiên nhiên
cho cộng đồng và tạo kĩ năng khai thác, sử dụng tài nguyên cho con người; giữ vai
trò quyết định trong phát triển bảo vệ tài nguyên thiên nhiên.
Nhu cầu tiêu dùng
và phát triển
Công cụ và phương Con Sinh thái
thức sản xuất người và môi trường
14
Tài nguyên
thiên nhiên
Hình 1: Mối quan hệ giữa con người, môi trường
và tài nguyên thiên nhiên
c. Phân loại tài nguyên thiên nhiên
Thường người ta kể đến một số tài nguyên thiên nhiên sau: tài nguyên đất, tài
nguyên rừng, tài nguyên biển, tài nguyên khoáng sản, tài nguyên sinh học, tài
nguyên cảnh quan...
Ngày nay có nhiều phương pháp phân loại tài nguyên thiên nhiên khác nhau.
Sự phân loại chỉ có tính chất tương đối, do tài nguyên, thiên nhiên có tính đa dạng
được sử dụng với những mục đích khác nhau.
Trong khoa học môi trường, tài nguyên thường được phân thành hai loại: tài
nguyên tái tạo được và tài nguyên không tái tạo được.
* Tài nguyên không tái tạo được
Tài nguyên không tái tạo được là tài nguyên tồn tại một cách hữu hạn, sẽ bị
mất đi hoặc bị biến đổi không còn giữ lại tính chất ban đầu sau quá trình sử
dụng. Đó là các loại khoáng sản, nhiên liệu khoáng, các thông tin di truyền trong
sinh vật quý hiếm.
* Tài nguyên tái tạo được
Tài nguyên tái tạo được là tài nguyên được cung cấp hầu như liên tục và vô
tận của tự nhiên như năng lượng mặt trời, gió, nước và sinh khối.
1.3. Khái niệm về hệ sinh thái
Hệ sinh thái là đồng tổ hợp một quần xã sinh vật với môi trường vật lí xung
quanh nơi quần xã đó tồn tại, trong đó các sinh vật, môi trường tương tác với
nhau để tạo thành chu trình vật chất và sự chuyển hoá của năng lượng. Nói cách
khác, hệ sinh thái bao gồm các loài sinh vật sống ở một vùng địa lí tác động qua
lại với nhau và với môi trường xung quanh, tạo nên các chuỗi, lưới thức ăn và các
chu trình sinh địa hoá.
Quần xã Môi trường Năng Hệ
sinh + + lượng mặt = sinh 15
xung quanh
vật trời thái
1.4. Môi trường và phát triển, phát triển bền vững
a. Môi trường và phát triển
Phát triển là xu hướng tất yếu khách quan của mỗi cá nhân và toàn xã hội,
nhằm không ngừng cải thiện và không ngừng nâng cao đời sống vật chất, tinh
thần cho con người. Kế hoạch công tác môi trường là một nội dung quan trọng
của công tác kế hoạch hoá sự phát triển kinh tế đất nước nhằm cải thiện chất
lượng sống của con người. Mục đích của sự phát triển là đáp ứng các nhu cầu
trong cuộc sống con người. Phát triển là xu thế tất yếu của mọi xã hội, là quy
luật của tiến hoá thiên nhiên, vì vậy chúng ta không thể kìm hãm sự phát triển của
xã hội loài người mà phải tìm con đường phát triển thích hợp để giải quyết các
mâu thuẫn giữa môi trường và phát triển. Môi trường là tổng hợp các điều kiện
sống của con người, còn phát triển là quá trình sử dụng và cải thiện các điều kiện
đó. Môi trường là địa bàn, là đối tượng của phát triển. Phát triển là nguyên nhân
của mọi biến đổi đối với môi trường. Giữa môi trường và phát triển có mối quan
hệ hữu cơ với nhau.
b. Phát triển bền vững
Mọi sinh vật tồn tại trên Trái Đất bị chi phối bởi bốn kiểu môi trường: môi
trường địa quyển, môi trường thuỷ quyển, môi trường khí quyển và môi trường
các sinh vật khác. Những năm gần đây, nhiệm vụ bảo vệ môi trường được nhiều
quốc gia trên thế giới quan tâm trong xu thế tiến tới quá trình phát triển bền vững.
Vấn đề môi trường không chỉ bó hẹp trong mỗi quốc gia riêng lẻ mà nó trở
thành vấn đề toàn cầu, đặc biệt là từ Hội nghị của Liên hợp quốc về con người,
môi trường ở Stockholm năm 1972 và tổ chức Môi trường quốc tế đã công bố
chiến lược bảo vệ toàn cầu năm 1980. Chiến lược này đã nhấn mạnh: bảo vệ
không đối lập với phát triển, bảo vệ bao gồm bảo tồn và sử dụng hợp lí tài
nguyên thiên nhiên nhằm mục đích tạo cho con người có cuộc sống hạnh phúc
không chỉ cho thế hệ hôm nay mà cho cả thế hệ mai sau. Chiến lược bảo vệ toàn
cầu khẳng định: loài người tồn tại như bộ một phận của thiên nhiên, loài người
sẽ không tồn tại hay sẽ không có tương lai nếu thiên nhiên không được bảo vệ,
16
mặt khác thiên nhiên sẽ không được bảo vệ nếu không được phát triển để giảm
bớt nghèo nàn và bất hạnh của bao người nghèo đói trên Trái Đất. Muốn phát
triển thì phải bảo vệ và bảo vệ để phát triển, đó là đặc tính phụ thuộc lẫn nhau
giữa và phát triển bảo vệ và được gọi bằng thuật ngữ sự phát triển bền vững.
Vậy khái niệm phát triển bền vững là gì?
Năm 1987, trong báo cáo Tương lai chung của chúng ta của Hội đồng Thế
giới về Môi trường và Phát triển của Liên hợp quốc, “phát triển bền vững” được
định nghĩa “là sự phát triển đáp ứng được những yêu cầu của hiện tại, nhưng
không gây trở ngại cho việc đáp ứng nhu cầu của các thế hệ mai sau”.
Hội nghị thượng đỉnh Trái Đất về Môi trường tổ chức ở Rio (1992) đã xác
định: “Phát triển bền vững là quá trình phát triển có sự kết hợp chặt chẽ, hợp lí và
hài hoà giữa ba mặt của sự phát triển gồm: kinh tế, xã hội, tài nguyên thiên nhiên
và môi trường.
2. Ô nhiễm môi trường - suy thoái môi trường
Ô nhiễm môi trường là hiện tượng làm thay đổi trực tiếp hoặc gián tiếp các
thành phần và đặc tính vật lí, hoá học, sinh thái học của bất kì thành phần nào của
môi trường hay toàn bộ môi trường vượt quá mức cho phép đã được xác định. Sự
gia tăng các chất lạ vào môi trường làm thay đổi các yếu tố môi trường sẽ gây tổn
hại hoặc có tiềm năng gây tổn hại đến sức khoẻ, sự an toàn hay sự phát triển của
người và sinh vật trong môi trường đó.
Tác nhân gây ô nhiễm là những chất, những hỗn hợp chất hoặc những nguyên
tố hoá học đã tác dụng vào môi trường, làm cho môi trường từ trong sạch trở nên
độc hại. Những tác nhân này thường được gọi khái quát là “chất ô nhiễm”. Chất
ô nhiễm có thể là chất rắn (rác, phế thải rắn...), chất lỏng (các dung dịch hoá
chất, chất thải của dệt nhuộm, chế biến thực phẩm...), chất khí (SO2 từ núi lửa,
CO2, NO2 trong khói xe hơi, CO trong khói bếp, lò gạch...), các kim loại nặng như:
chì, đồng, thuỷ ngân... (Pb, Cu, Hg...). Có thể, có lúc, có nơi có ít chất ô nhiễm,
nhưng có lúc, có nơi nhiều chất ô nhiễm. Ví dụ, môi trường đất phèn có thể do
các cation Al3+, Fe2+ và cả anion SO42-, Cl- cùng với các chất khí H2S. Các chất này
đồng thời tác động vào cây trồng, cá, tôm làm cho chúng chết. Không khí đô thị
thường vừa bị bụi đất, bụi xi măng, khí SO2, NO2 trong khói xe, mùi hôi thối cống
rãnh bốc lên, cộng với tiếng ồn, từ trường quá mức cho phép đã gây tổn hại sức
khoẻ con người, thậm chí gây chết người.
17
Suy thoái môi trường là một quá trình suy giảm mà kết quả của nó đã làm
thay đổi về chất lượng và số lượng thành phần môi trường vật lí (như suy thoái
đất, nước, không khí, biển, hồ...) và làm suy giảm sự đa dạng sinh học. Quá trình
đó gây hại cho đời sống sinh vật, con người và thiên nhiên.
3. Công nghệ môi trường - kinh tế môi trường
3.1. Công nghệ môi trường
Công nghệ môi trường bao gồm ba lĩnh vực chủ yếu: công nghệ bảo tồn tài
nguyên, công nghệ kiểm soát ô nhiễm môi trường và công nghệ ít hoặc không có
chất thải.
Biện pháp chống ô nhiễm môi trường:
- Tìm các biệ n pháp để giả m tớ i mứ c thấ p nhấ t sự gây ô nhiễ m môi
tr ườ ng.
- Xử lí môi trường đã bị ô nhiễm.
Như vậy, thực chất vấn đề chống ô nhiễm môi trường là làm sao để con
người có không khí trong lành để thở, có nước sạch để uống và sử dụng trong các
mục đích sinh hoạt, có đủ lương thực và thực phẩm hợp vệ sinh cho cuộc sống
hàng ngày.
a. Các biện pháp phòng ngừa
Cách tốt nhất để giữ cho môi trường trong sạch là phòng ngừa. Trong sinh
hoạt hàng ngày cũng như trong quá trình sản xuất, từ lao động thủ công đơn giản
đến sử dụng công nghệ hiện đại, nếu mỗi thành viên của xã hội luôn luôn có ý
thức giữ cho môi trường trong sạch thì sẽ tránh được nhiều rủi ro và làm cho chất
lượng môi trường sống của con người không bị suy giảm. Việc phòng ngừa sự cố
gây ô nhiễm môi trường bao gồm các biện pháp trong nhiều lĩnh vực, từ đề xuất
các văn bản pháp luật trong phạm vi quốc gia cũng như quốc tế, tuyên truyền giáo
dục, nâng cao hiểu biết của các thành viên trong cộng đồng, từ đó tìm kiếm các
giải pháp kĩ thuật và công nghệ mới hoàn chỉnh hơn. Dưới đây là một số biện
pháp thuộc lĩnh vực kĩ thuật và công nghệ.
* Quản lí chất thải
Quản lí chất thải là làm sao để các chất thải có thể gây ô nhiễm môi trường
không lan truyền ra môi trường: khí quyển, thuỷ quyển và địa quyển. Việc quản lí
chất thải phụ thuộc vào bản chất của quá trình sản xuất, đặc trưng của chất thải,
18
tính chất của các chất ô nhiễm nằm trong chất thải. Quản lí chất thải có vai trò
quan trọng và cấp thiết, nhất là đối với hai ngành: công nghiệp hoá chất và xử lí
nhiên liệu hạt nhân.
Đối với ngành công nghiệp hoá chất, các chất thải rắn có chứa các yếu tố
độc hại thường được lưu giữ trong các bãi chứa đặc biệt, nền xi măng có xử lí
bằng vật liệu chống thấm, xung quanh có tường bao bọc, có mái che để chống
mưa, gió, làm cho các chất ô nhiễm không thể xâm nhập vào lớp nước ngầm.
Trong trường hợp cho phép người ta có thể đổ các chất này vào các hầm lò bỏ
trống và các khu mỏ khai thác ngầm trong lòng đất, ở độ sâu lớn và cách xa nguồn
nước.
Đối với các chất thải ở dạng lỏng hay khí, chẳng hạn như các dung dịch
chứa các ion kim loại nặng, dung dịch axit, kiềm, khí thải chứa HX (X là halogen),
Cl2, H2S, SO2, NOx... người ta sẽ loại chúng bằng cách kết tủa, trung hoà hay hấp
thụ bằng các tác nhân thích hợp rồi cất giữ các bã rắn thu được bằng cách tương
tự như các chất thải rắn.
Đối với một số chất thải đặc biệt, có tính độc cao như các hợp chất chứa Hg,
As, người ta còn dùng phương pháp trộn các chất thải rắn hay cặn khô với các
chất kết dính như xi măng, vôi, bitum, parafin, polime hữu cơ... để tạo thành các
khối rắn rồi cất giữ trong kho riêng hoặc đem chôn.
Việc quản lí các chất thải cũng chỉ có thể thực hiện trong một số trường hợp
nhất định và ngay trong các trường hợp đó cũng không giải quyết được hoàn toàn
vấn đề bảo vệ môi trường xung quanh, vì rất khó lường trước tất cả các hậu quả
có thể xảy ra. Mặt khác, có một số quá trình sinh ra lượng chất thải rất lớn, có
thể đến hàng triệu tấn/năm. Do đó, việc xây dựng bãi chứa đòi hỏi một diện tích
mặt bằng lớn và chi phí cao, đôi khi làm cho quá trình sản xuất không còn hiệu
quả nữa.
Xử lí các chất thải phóng xạ từ trước đến nay người ta thường chôn chúng
trong các hố khoan sâu trong lòng đất ở các nơi hoang vắng, cách xa khu dân cư.
Với các chất thải phóng xạ có cường độ thấp người ta thường pha loãng rồi đổ ra
biển hay đại dương. Trong một số trường hợp đặc biệt nguy hiểm người ta trộn
bã thải khô với một số phụ gia rồi nấu chảy thành thuỷ tinh, sau đó cất giữ các
khối thuỷ tinh rắn này trong các hầm chứa đặc biệt. Hiện nay người ta cho rằng
đây là phương pháp bảo quản chất thải phóng xạ đảm bảo nhất và an toàn nhất.
19
* Thay thế các chất ô nhiễm bằng các chất không hoặc ít gây ô nhiễm
Một ví dụ khác về sự thay thế chất gây ô nhiễm, đó là các thuốc trừ sâu, trừ
cỏ. Từ trước đến nay các thuốc bảo vệ thực vật được dùng phổ biến là thuốc cơ
clo, cơ photpho và ở quy mô hạn chế hơn là các chất của thuỷ ngân, asen... Tuy
nhiên các nhà khoa học đã tìm ra các biện pháp phòng ngừa để bảo đảm an toàn
cho người, cây trồng và động vật. Nhưng sự ô nhiễm các chất này đã đến quy mô
trầm trọng: hầu hết các sông, ngòi, hồ đã bị ô nhiễm, thậm chí những hàm lượng
đáng kể của những chất này đã được tìm thấy ở giữa Đại Tây Dương, ở cực
Bắc, cực Nam của Trái Đất. Vì vậy một số nước đã cấm sử dụng một số thuốc
trừ sâu như: D.D.T; 6,6,6; 2,4,5-T... và xu hướng ngày nay là thay thế các chất độc
hoá học này bằng các chế phẩm sinh học để bảo vệ thực vật.
* Tìm kiếm công nghệ không có chất thải
Biện pháp lí tưởng nhất trong việc chống ô nhiễm môi trường là thay thế các
công nghệ hiện hành bằng các công nghệ mới không sản sinh ra chất thải.
b. Xử lí các chất ô nhiễm
Trong thực tế hiện nay, khái niệm “xử lí các chất ô nhiễm” chỉ áp dụng cho
các đối tượng phổ biến nhất và các chất ô nhiễm nguy hiểm nhất ảnh hưởng
trực tiếp đến sức khoẻ và đời sống con người, đe doạ và làm nảy sinh những
thảm họa môi trường và sinh thái. Do vậy, việc xử lí các chất ô nhiễm hiện nay
tập trung theo các hướng công nghệ sau:
- Chống ô nhiễm không khí bởi bụi, các khí thải và động cơ đốt trong, các
chất CFC, các oxit của nitơ, các khí cacbonoxit, khí của lưu huỳnh...
- Chống ô nhiễm nguồn nước bởi các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, kim
loại nặng, photphat, nitrat, xianua, các chất tẩy rửa, thuốc bảo vệ thực vật...
Bản chất của việc xử lí chống ô nhiễm môi trường là xử lí các chất gây ô
nhiễm ngay từ nguồn phát sinh trước khi đưa chúng vào môi tr ườ ng, bằ ng cách
đó duy trì nồ ng đ ộ củ a các chấ t ô nhiễ m ở mứ c cho phép.
Các biện pháp xử lí các chất ô nhiễm môi trường bao gồm: công nghệ xử lí
khí thải, xử lí nước bị ô nhiễm, xử lí chất thải rắn (xem Cơ sở hoá học môi
trường - Phạm Văn Thưởng, Đặng Đình Bạch, NXB Khoa học và kĩ thuật, Hà
Nội, 1999).
3.2. Kinh tế môi trường
Kinh tế môi trường được xem như là một phụ ngành nằm giữa kinh tế học và
20
khoa học môi trường. Nghĩa là, trong kinh tế môi trường, các nguyên lí, công cụ
kinh tế được sử dụng trong nghiên cứu các vấn đề môi trường và ngược lại,
trong nghiên cứu, tính toán kinh tế phải kể đến sự hiện diện của các vấn đề môi
trường. Điều đó dẫn đến các vấn đề đặt ra trong kinh tế môi trường nằm giữa
kinh tế và các hệ tự nhiên nên chúng rất phức tạp và do đó cũng có thể coi kinh tế
môi trường như là một phụ ngành trung gian giữa ngành khoa học tự nhiên và
khoa học xã hội.
Do vậy, mặc dù môn kinh tế môi trường ra đời chưa lâu nhưng nó đã phôi thai
và được phát triển trong quá trình của kinh tế học.
II. Những kiến thức cơ sở về hoá học môi trường và sự ô nhiễm môi
trường
1. Khái niệm Hoá học môi trường
Hoá học môi trường là một ngành khoa học của khoa học môi trường. Hoá
học môi trường nghiên cứu các hiện tượng hoá học xảy ra trong môi trường. Nói
một cách cụ thể, hoá học môi trường nghiên cứu các nguồn, các phản ứng, các
hiệu ứng và sự tồn tại các chất hoá học trong đất, nước, không khí và ảnh hưởng
về những tác động của con người đến các quá trình này. Do vậy, hoá học môi
trường là một khoa học đa ngành và có liên hệ chặt chẽ với các lĩnh vực khoa học
khác như: Hoá địa, Hoá sinh, Hoá phân tích, Hoá hữu cơ, Hoá vô cơ… và với các
ngành khoa học khác như Sinh học, Khoa học nông nghiệp, Địa chất học… Việc
nắm vững những khái niệm cơ bản về hoá học môi trường là rất cần thiết đối
với các nhà Hóa học và cho những ai nghiên cứu về môi trường.
2. Các dạng ô nhiễm môi trường
2.1. Ô nhiễm không khí
Ô nhiễm không khí là sự có mặt của một số chất lạ hay mọi sự biến đổi
quan trọng thành phần không khí, làm cho không khí không sạch như: có mùi khó
chịu, giảm tầm nhìn xa (do bụi).
a. Các nguồn gây ô nhiễm không khí
Có rất nhiều nguồn gây ô nhiễm không khí. Có thể chia thành các nguồn cơ
bản sau: nguồn ô nhiễm thiên nhiên, nguồn ô nhiễm nhân tạo.
* Nguồn ô nhiễm thiên nhiên
21
Nguồn ô nhiễm thiên nhiên là nguồn do các hiện tượng thiên nhiên gây ra như
đất sa mạc, đất trồng bị mưa gió bào mòn và gió thổi thành bụi. Các núi lửa phun
ra bụi nham thạch cùng với nhiều hơi khí từ lòng đất thoát ra là nguồn ô nhiễm
không khí đáng kể. Cháy rừng cũng gây ra những đám khói lớn và bụi rộng. Nước
biển bốc hơi cùng với sóng biển tung bọt mang theo bụi muối biển lan truyền vào
không khí. Các quá trình thối rữa của xác động vật ở tự nhiên cũng đưa vào không
khí các chất khí ô nhiễm.
* Nguồn ô nhiễm nhân tạo
Nguồn ô nhiễm nhân tạo rất đa dạng và phong phú. ô nhiễm không khí do các
hoạt động, giao thông vận tải, đun nấu của nhân dân, ô nhiễm do bụi, ô nhiễm
tiếng ồn. Các hoá chất gây ra những chất gây nguy hiểm đối với con người và khí
quyển là khí CO2, SO2, CO, N2O, CFC…
b. Các tác nhân gây ô nhiễm không khí
- Các loại oxit như NOx, CO, CO2, SO2, H2S, các khí halogen gồm flo, clo,
brôm, iôt...
- Các phần tử lơ lửng như hạt bụi rắn, bụi lỏng, bụi vi sinh vật, nitrat,
sunphat, phân tử cacbon, muội than, khói, sương mù...
- Các loại hạt bụi nặng như bụi đất đá, bụi kim loại...
- Các khí quang hoá như ôzon, FAN, FB2N, NOx, aldehyt, etylen...
- Các khí thải có tính phóng xạ.
- Nhiệt.
- Tiếng ồn.
Các tác nhân ô nhiễm không khí chủ yếu phát sinh trong quá trình đốt nhiên
liệu và công nghệ sản xuất. Chúng có thể ở dạng hơi (khí) hoặc các dạng phân tử
nhỏ (hạt). Phần lớn các tác nhân ô nhiễm đều có hại đối với sức khoẻ con người.
Những chất ô nhiễm gây nguy hiểm đối với con người và khí quyển là CO2,
SO2, CO, N2O, CFC.
* Cacbon đixoit (CO2)
Với hàm lượng 0,034% trong khí quyển là nguyên liệu cho quá trình quang
hợp của cây xanh. Thông thường, lượng CO2 sản sinh một cách tự nhiên cân bằng
với lượng CO2 sử dụng cho quang hợp. Những hoạt động của con người gồm đốt
nhiên liệu hoá thạch và đốt rừng đã dẫn đến sự mất cân bằng nói trên, gây ảnh
hưởng tới khí hậu toàn cầu. Khí CO2 cùng với hơi nước và các khí 3 nguyên tử
22
