Bài giảng Kỹ thuật môi trường - Trịnh Xuân Báu (Phần 1)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI 
------------  ------------ 
BÀI GIẢNG 
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG 
(DÀNH CHO SINH VIÊN NGÀNH CƠ KHÍ) 
TRỊNH XUÂN BÁU 
TP. Hồ Chí Minh, 2013 
Trịnh Xuân Báu Trường Đại học Giao thông vận tải 
---------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Bài giảng: Kỹ thuật môi trường (Dành cho sinh viên ngành Cơ khí) 1
MỤC LỤC 
 Trang 
Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ MÔI TRƯỜNG 
1.1. Môi trường 4 
1.1.1. Khái niệm 4 
1.1.2. Thành phần môi trường 4 
1.1.3. Phân loại môi trường 7 
1.1.4. Chức năng của môi trường 8 
1.2. Hệ sinh thái 11 
1.2.1. Khái niệm 11 
1.2.2. Phân loại hệ sinh thái 12 
1.2.3. Cấu trúc hệ sinh thái 12 
1.2.4. Tính cân bằng của hệ sinh thái 17 
1.2.5. Tác động của con người đến tính bền vững của hệ sinh thái 19 
1.3. Tài nguyên 22 
1.3.1. Khái niệm 22 
1.3.2. Phân loại tài nguyên 23 
1.3.3. Một số loại tài nguyên chính 24 
1.4. Mối quan hệ giữa môi trường và phát triển 31 
1.4.1. Mối quan hệ giữa môi trường và phát triển kinh tế - xã hội 31 
1.4.2. Mối quan hệ giữa khai thác tài nguyên và môi trường 33 
1.4.3. Mối quan hệ giữa dân số, sử dụng tài nguyên và ô nhiễm môi trường 34 
Chương 2. Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG 
2.1. Khái niệm về ô nhiễm môi trường 38 
2.2. Ô nhiễm nước 38 
2.2.1. Nước trong tự nhiên và sự ô nhiễm nước 38 
2.2.2. Các nguồn gây ô nhiễm môi trường nước 40 
2.2.3. Các tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước 42 
2.2.4. Các nguồn nuớc bị ô nhiễm 46 
2.3. Ô nhiễm không khí 50 
2.3.1. Khái niệm 50 
2.3.2. Các nguồn gây ô nhiễm không khí 50 
2.3.3. Các chất ô nhiễm không khí và tác hại của chúng 54 
Trịnh Xuân Báu Trường Đại học Giao thông vận tải 
---------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Bài giảng: Kỹ thuật môi trường (Dành cho sinh viên ngành Cơ khí) 2
2.4. Ô nhiễm đất 57 
2.4.1. Đặc điểm môi trường đất 57 
2.4.2. Nguồn gây ô nhiễm môi trường đất 59 
2.4.3. Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường đất 62 
2.4.4. Các biện pháp bảo vệ môi trường đất 63 
2.5. Các loại ô nhiễm khác 69 
2.5.1. Ô nhiễm nhiệt 69 
2.5.2. Ô nhiễm phóng xạ và biện pháp giảm ô nhiễm phóng xạ 71 
2.5.3. Ô nhiễm tiếng ồn 75 
2.6. Hậu quả toàn cầu do ô nhiễm môi trường 83 
2.6.1. Hiệu ứng nhà kính 83 
2.6.2. Mưa axít 86 
2.6.3. Suy giảm tầng ôzôn 87 
Chương 3: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG 
3.1. Khái niệm 90 
3.1.1. Khái niệm quản lý môi trường (QLMT) 90 
3.1.2. Nội dung và nguyên tắc QLMT 90 
3.2. Các công cụ QLMT 91 
3.2.1. Công cụ luật pháp và chính sách 91 
3.2.2. Công cụ kinh tế trong QLMT 94 
3.2.3. Công cụ kỹ thuật trong QLMT 98 
3.2.4. Công cụ giáo dục và truyền thông môi trường 98 
3.3. Hệ thống quản lý môi trường và ISO 14000 99 
3.3.1. Hệ thống quản lý môi trường (EMS) 99 
3.3.2. ISO 14000 100 
3.4. Phát triển bền vững 104 
3.4.1. Khái niệm 104 
3.4.2. Nội dung phát triển bền vững 104 
3.4.3. Các nguyên tắc xây dựng xã hội phát triển bền vững 107 
Chương 4: Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TRONG SẢN XUẤT CƠ KHÍ GIAO THÔNG 
4.1. Các nguồn phát sinh ô nhiễm 117 
4.1.1. Chế tạo khung vỏ và các tác nhân gây ô nhiễm môi trường 117 
4.1.2. Sửa chữa động cơ và các tác nhân gây ô nhiễm môi trường 118 
4.1.3. Sản xuất, lắp ráp, kiểm định phương tiện và tác nhân gây ô nhiễm môi trường 118 
Trịnh Xuân Báu Trường Đại học Giao thông vận tải 
---------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Bài giảng: Kỹ thuật môi trường (Dành cho sinh viên ngành Cơ khí) 3
4.1.4. Quá trình công nghệ mạ và tác nhân gây ô nhiễm môi trường 119 
4.1.5. Công nghệ sơn và các chất ô nhiễm phát sinh 120 
4.2. Ô nhiễm khí trong sản xuất cơ khí giao thông 121 
4.2.1. Các cơ sở sản xuất, chế tạo chi tiết 121 
4.2.2. Cơ sở chế tạo và sửa chữa ôtô 122 
4.2.3. Các cơ sở chế tạo, đóng mới và sửa chữa đầu máy toa xe 123 
4.2.4. Cơ sở đóng mới và sửa chữa tàu thuyền 123 
4.3. Ô nhiễm nước trong sản xuất cơ khí giao thông 124 
4.3.1. Nước thải từ các nhà máy sản xuất lắp ráp phương tiện vận tải đường bộ 124 
4.3.2. Nước thải từ cơ sở chế tạo và sửa chữa đầu máy, toa xe 126 
4.3.3. Nước thải cơ sở đóng mới và sửa chữa tàu thuyền 126 
4.4. Chất thải rắn và CTNH trong sản xuất cơ khí giao thông 126 
4.4.1. Các cơ sở sản xuất, lắp ráp và bảo dưỡng, sửa chữa phương tiện giao thông 
đường bộ, đường sắt 
127 
4.4.2. Các nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu thuyền 128 
4.5. Ô nhiễm tiếng ồn trong sản xuất cơ khí giao thông 128 
4.6. Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong sản xuất cơ khí giao thông 130 
4.6.1. Thu gom và xử lý chất thải rắn 130 
4.6.2. Thu gom và xử lý nước thải 131 
4.6.3. Các biện pháp công nghệ 132 
4.6.4. Khống chế ô nhiễm do nhiệt thừa 132 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Trịnh Xuân Báu Trường Đại học Giao thông vận tải 
---------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Bài giảng: Kỹ thuật môi trường (Dành cho sinh viên ngành Cơ khí) 4
Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ MÔI TRƯỜNG 
1.1. Môi trường 
1.1.1. Khái niệm 
Môi trường là một khái niệm rất rộng và được định nghĩa theo nhiều cách khác 
nhau. Tuỳ thuộc vào từng đối tượng và mục đích nghiên cứu mà người ta đưa ra các 
khái niệm cụ thể về môi trường. Đứng ở mọi phương diện, chúng ta thấy rằng môi 
trường là tập hợp tất cả các thành phần của thế giới (các yếu tố vô sinh và hữu sinh, 
các dạng vật chất và phi vật chất) tác động đến sự tồn tại và phát triển của sinh vật. 
Đối với cuộc sống của con người, môi trường bao gồm toàn bộ các hệ thống tự 
nhiên, các hệ thống do con người tạo ra và các điều kiện kinh tế - xã hội tác động đến 
sự sống và phát triển của từng cá nhân, từng cộng đồng và toàn bộ loài người trên 
hành tinh. 
Luật bảo vệ môi trường (2005), khái niệm môi trường được nêu rõ: 
Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con 
người, có ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và 
sinh vật. (Điều 3, chương I). 
Để thống nhất về mặt nhận thức và ngôn từ, chúng ta sử dụng khái niệm môi 
trường đã được giải thích trong Luật bảo vệ môi trường. 
1.1.2. Thành phần môi trường 
Theo giải thích trong Luật bảo vệ môi trường (2005): "Thành phần môi trường 
là yếu tố vật chất tạo thành môi trường như đất, nước, không khí, âm thanh, ánh 
sáng, sinh vật, hệ sinh thái và các hình thái vật chất khác". 
Thành phần môi trường cực kỳ phức tạp với sự có mặt của vô số các yếu tố vô 
sinh và hữu sinh. Dựa trên các đặc trưng cơ bản, các nhà khoa học đã chia thành phần 
môi trường làm 5 quyển là khí quyển, thạch quyển, thuỷ quyển, sinh quyển và trí 
quyển. 
a. Khí quyển 
 Khí quyển là lớp khí bao phủ quanh bề mặt Trái đất với chiều cao từ 0 đến 100 
km đóng vai trò duy trì, bảo vệ cuộc sống của con người và sinh vật. Khí quyển được 
chia làm 5 tầng phân tách từ mặt đất lên bao gồm: tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng 
trung gian, tầng nhiệt và tầng điện ly (hình 1.1). Ở tầng đối lưu, thành phần khí quyển 
gồm Nitơ, Oxi, khí Cacbonic, hơi nước và một số khí khác như Acgon, Heli, Hydro 
và bụi. 
Trịnh Xuân Báu Trường Đại học Giao thông vận tải 
---------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Bài giảng: Kỹ thuật môi trường (Dành cho sinh viên ngành Cơ khí) 5
Hình 1.1. Cấu trúc khí quyển 
 Khí quyển duy trì sự sống bằng việc cung cấp O2 và CO2 cho quá trình hô hấp, 
quang hợp của con người và sinh vật. Tham gia vào việc giữ cân bằng nhiệt lượng của 
Trái đất thông qua quá trình hấp thụ tia tử ngoại từ mặt trời và phản xạ tia nhiệt từ mặt 
đất. Bên cạnh đó, khí quyển còn ngăn chặn các tia tử ngoại, tia hồng ngoại và các tia 
nhìn thấy khác có những tác động nguy hại với con người và hệ sinh thái. 
b. Thạch quyển 
 Thạch quyển (hay còn gọi là địa quyển) là lớp vỏ rắn ngoài trái đất có độ dày 
thay đổi theo vị trí địa lý từ 0 đến 100 km và có cấu tạo hình thái phức tạp. Thạch 
quyển là cơ sở cho sự sống trên Trái đất với việc con người đang sống trong một phần 
rất mỏng manh, có thành phần phức tạp và rất linh động là mặt đất. 
Hình 1.2. Thành phần của thạch quyển 
Thành phần của thạch quyển gồm đất và các khoáng chất, chất hữu cơ, không khí 
và nước xuất hiện trong quá trình phong hoá lớp vỏ Trái đất (hình 1.2). Lớp đất là 
thành phần quan trọng nhất và bị biến đổi tự nhiên dưới tác động của nước, không khí, 
vi sinh vật và các điều kiện khí hậu khác. 
Trịnh Xuân Báu Trường Đại học Giao thông vận tải 
---------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Bài giảng: Kỹ thuật môi trường (Dành cho sinh viên ngành Cơ khí) 6
c. Thuỷ quyển 
 Thuỷ quyển bao gồm các dạng nguồn nước có trên Trái đất như đại dương, 
biển, sông suối, ao hồ, băng ở hai cực Trái đất, trong không khí, trong đất và trong các 
cơ thể sinh vật. Tổng lượng nước trên hành tinh ước tính 1,38 tỷ km3 (chiếm khoảng 
0,3% tổng khối lượng Trái đất). 
 Khoảng 97% nước của Trái đất là nước biển và đại dương (nước mặn), 2% 
nước tồn tại ở dạng băng nằm ở hai cực Trái đất và 1% là nước ngọt mà con người có 
thể sử dụng được (hình 1.3). Nước là thành phần vô cùng quan trọng trong việc duy trì 
cuộc sống của con người và sinh vật trên Trái đất. 
Hình 1.3. Thành phần thuỷ quyển trên trái đất 
d. Sinh quyển 
Sinh quyển bao gồm tất cả các cơ thể sống tồn tại trong ba môi trường thạch 
quyển, thuỷ quyển và khí quyển có quan hệ chặt chẽ với nhau và tương tác với các 
thành phần vô sinh tạo nên môi trường sống của các cơ thể sống. 
Khác với ba quyển trước đó, sinh quyển không có giới hạn rõ rệt vì nằm trong cả 
ba thành phần môi trường kể trên và chỉ tồn tại và phát triển trong những điều kiện 
nhất định. Đặc trưng cho các hoạt động của sinh quyển là các chu trình trao đổi chất 
và các chu trình năng lượng. 
d. Trí quyển 
 Từ khi xuất hiện con người và xã hội loài người, cùng với tiếng nói và chữ viết, 
con người đã ngày càng phát triển trí tuệ thông qua sự hoàn thiện não bộ. Sự phát triển 
của tri thức nhân loại đã hình thành những nền văn minh và sản xuất ra những lượng 
của cải, vật chất to lớn làm thay đổi diện mạo Trái đất. 
 Chính vì vậy, khoa học hiện đại thừa nhận sự tồn tại của môi trường tri thức bao 
gồm các bộ phận trên trái đất mà tại đó có tác động của trí tuệ con người. Môi trường 
tri thức này được gọi là trí quyển. 
Trịnh Xuân Báu Trường Đại học Giao thông vận tải 
---------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Bài giảng: Kỹ thuật môi trường (Dành cho sinh viên ngành Cơ khí) 7
Sự phân chia thành phần của môi trường thành các quyển như trên cũng chỉ có 
tính chất tương đối. Các yếu tố, thành phần trong môi trường luôn liên quan đến nhau, 
tác động lẫn nhau và bổ xung cho nhau một cách chặt chẽ. Chính vì vậy, các tiêu chí 
phân loại cần được xác lập cho từng đối tượng nghiên cứu trong từng hoàn cảnh cụ 
thể. Mối quan hệ giữa các quyển trong môi trường được khái quát tại hình 1.4. 
Hình 1.4. Mối quan hệ giữa các quyển trong môi trường 
1.1.3. Phân loại môi trường 
Tuỳ theo đối tượng và mục đích nghiên cứu cụ thể mà có thể nêu ra một số 
phương cách phân môi trường theo các dấu hiệu đặc trưng như sau: 
- Theo nguồn gốc, môi trường có thể được chia thành: Môi trường tự nhiên; Môi 
trường nhân tạo. 
 - Theo tính chất địa lý, môi trường có thể được chia thành: Môi trường thành 
thị; Môi trường nông thôn. 
 - Theo theo thành phần, môi trường có thể được chia thành: Môi trường không 
khí; Môi trường đất; Môi trường nước. 
 - Theo qui mô, môi trường có thể được chia thành: Môi trường quốc gia; Môi 
trường vùng; Môi trường địa phương. 
Dựa trên các cách phân loại trên, có thể phân chia môi trường thành 3 loại dựa 
theo chức năng hoạt động của nó, bao gồm: 
 - Môi trường tự nhiên: Bao gồm các yếu tố tự nhiên tồn tại khách quan bao 
quanh con người như: đất đai, không khí, nước, động thực vật... Môi trường tự nhiên 
cung cấp các nguồn tài nguyên thiên nhiên cho quá trình sản xuất nhằm tạo ra của cải, 
vật chất cho xã hội và tiếp nhận, đồng hoá các loại phế thải phát sinh trong quá trình 
sản xuất và tiêu thụ. 
 - Môi trường xã hội: Là tổng thể các quan hệ giữa con người với con người, tạo 
nên sự thuận lợi hoặc trở ngại cho sự phát triển của các cá nhân hoặc từng cộng đồng 
Trịnh Xuân Báu Trường Đại học Giao thông vận tải 
---------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Bài giảng: Kỹ thuật môi trường (Dành cho sinh viên ngành Cơ khí) 8
dân cư. Đó là các luật lệ, thể chế, cam kết, qui định... nhằm hướng con người tuân theo 
một khuôn khổ nhất định tạo ra sự phát triển của xã hội và làm cho cuộc sống của con 
người khác với các sinh vật khác. 
 - Môi trường nhân tạo: là tập hợp các yếu tố tự nhiên và xã hội do con người 
tạo nên và chịu sự chi phối của con người như nhà ở, môi trường đô thị, môi trường, 
môi trường nông thôn, công viên, trường học, khu giải trí... 
1.1.4. Chức năng của môi trường 
Đối với con người và sinh giới, môi trường có năm chức năng cơ bản sau: 
- Môi trường là không gian sống của con người và thế giới sinh vật 
Con người và thế giới sinh vật chỉ có thể tồn tại và phát triển trong một không 
gian môi trường. Trong quá trình hình thành và phát triển của sinh giới, không gian 
sống không thay đổi về độ lớn. Sự xuất hiện, phát triển hay tuyệt chủng của các loài 
đều nằm trong phạm vi không gian hữu hạn của Trái đất. 
Đối với con người, không gian sống có những đặc thù riêng vì con người có khả 
năng tạo dựng, thay đổi không gian sống của mình theo nhu cầu phát triển. Càng phát 
triển, con người càng đòi hỏi không gian sống có chất lượng cao đáp ứng nhu cầu về 
tiện nghi sinh hoạt, sức khoẻ, thẩm mỹ và trạng thái tâm sinh lý của con người. Mỗi 
ngày, con người cần tối thiểu 4m3 không khí sạch để thở, 2,5 lít nước để uống và một 
lượng lương thực tương ứng với 20002500 calo. 
Tuỳ thuộc nhu cầu tồn tại và phát triển mà không gian sống của con người được 
phân chia thành các chức năng như: xây dựng, giao thông vận tải, các quá trình sản 
xuất, khu vực thương mại - dịch vụ, khu vực lưu trữ và cung cấp tài nguyên thiên 
nhiên, tài nguyên tri thức và khu vực sống của con người. Con người có thể gia tăng 
không gian sống cần thiết cho mình 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. 
Cũng như con người, các loài động thực vật trên Trái đất cũng cần những không 
gian để tồn tại và phát triển. Tuỳ thuộc vào đặc điểm, tính chất và điều kiện sinh lý của 
các loài mà cần những môi trường và không gian sống cụ thể. 
Ví dụ: Cá chỉ sống ở trong môi trường nước, tuy nhiên cá nước ngọt chỉ sống 
trong môi trường nước ngọt mà không thể sống trong biển, đại dương và ngược lại; 
các loại cây lá kim chỉ sống trong khu vực có điều kiện khí hậu lạnh giá; sự di cư của 
các loài chim để tìm điều kiện khí hậu sống phù hợp; sự khác biệt giữa những khu vực 
khí hậu dẫn đến các điều kiện số ... g nơi sản xuất. 
Công tác kiểm tra tiếng ồn có ý nghĩa quan trọng trong các biện pháp chống ồn. 
Các tài liệu kiểm tra tiếng ồn là cơ sở khoa học để đề ra các biện pháp chống ồn, bảo 
vệ sức khoẻ cho con người và đẩy mạnh sản xuất. 
Cần ban hành luật kiểm soát ô nhiễm tiếng ồn, thiết lập cac cơ quan quản lý kiểm 
soát ô nhiễm tiếng ồn, đề ra các quy định cụ thể, các tiêu chuẩn tiếng ồn cho phép, bắt 
buộc mọi người, mọi ngành, mọi cơ quan đơn vị phải chấp hành nghiêm chỉnh. 
2.6. Hậu quả toàn cầu do ô nhiễm môi trường 
2.6.1. Hiệu ứng nhà kính 
Nhiệt độ Trái Đất được tạo nên do sự cân bằng giữa năng lượng mặt trời đến bề mặt 
Trái Đất và năng lượng bức xạ của Trái Đất vào khoảng không gian giữa các hành tinh. 
Năng lượng mặt trời: chủ yếu là năng lượng của các tia sóng ngắn, dễ dàng 
xuyên qua các cửa sổ khí quyển của Trái Đất. 
Bức xạ từ bề mặt Trái Đất: là sóng dài có năng lượng thấp, dễ bị khí quyển giữ lại 
làm nhiệt độ của khí quyển bao quanh Trái Đất tăng lên và do đó tăng nhiệt độ bề mặt 
Trái Đất. Các tác nhân gây sự hấp thụ bức xạ sóng dài của khí quyển là: CO2, bụi, hơi 
nước, CH4, CFC, N2O. Hiện tượng khí quyển hấp thụ các phản xạ sóng dài từ Trái Đất 
có cơ chế tương tự như nhà kính trồng cây xanh. Do vậy, gọi đó là “hiệu ứng nhà kính”. 
Nếu Trái Đất không có lớp khí quyển bao quanh (không có các tác nhân hấp thụ 
bức xạ sóng dài) thì sự cân bằng nhiệt đó sẽ tạo cho Trái Đất nhiệt độ trung bình 
khoảng -180C. 
Vì có lớp khí quyển bao quanh hấp thụ các bức xạ sóng dài nên nhiệt độ trung 
bình của Trái Đất hiện nay vào khoảng 150C, gọi là hiện tượng “hiệu ứng nhà kính tự 
nhiên”. Đối với Trái Đất, hiện tượng này có ý nghĩa quan trọng là duy trì nhiệt độ 
thích hợp cho sự sống và cân bằng sinh thái. 
Các thành phần có trong khí quyển có ảnh hưởng tới sự phản xạ nhiệt từ Trái Đất 
vào vũ trụ được gọi là các khí nhà kính, là các khí có khả năng hấp thụ các tia sóng 
dài. Các khí nhà kính tự nhiên quan trọng nhất là CO2 và hơi nước. Đối với Trái Đất, 
hiệu ứng nhà kính của khí quyển rất có ý nghĩa vì nó duy trì nhiệt độ thích hợp cho sự 
sống và cân bằng sinh thái. 
Tuy nhiên, khi nồng độ của các khí nhà kính tăng do các hoạt động tự nhiên và 
nhân tạo thì sự cân bằng nhiệt lượng giữa năng lượng từ mặt trời (năng lượng này 
Trịnh Xuân Báu Trường Đại học Giao thông vận tải 
---------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Bài giảng: Kỹ thuật môi trường (Dành cho sinh viên ngành Cơ khí) 84
không thay đổi) và năng lượng phản xạ từ Trái Đất (có xu hướng tăng) sẽ làm tăng 
nhiệt độ Trái Đất trên quy mô toàn cầu kéo theo hàng loạt những biến đổi khác. 
Các ảnh hưởng của hiệu ứng nhà kính rất phức tạp và tác động tương hỗ lẫn nhau 
gây thay đổi đối với môi trường sinh thái. 
Hiện tượng toàn cầu ấm lên là hậu quả trực tiếp của việc tăng nồng độ các khí 
nhà kính trong khí quyển. Mực nước biển dâng cao chủ yếu do băng trên các đỉnh núi 
cao và ở hai cực Trái Đất tan chảy. 
Hình 2.9. Hiệu ứng nhà kính 
Sự gia tăng tiêu thụ nhiên liệu hoá thạch của loài người đang làm cho nồng độ 
khí CO2 của khí quyển tăng lên. Sự gia tăng khí CO2 và các khí nhà kính khác trong 
khí quyển trái đất làm nhiệt độ trái đất tăng lên. Theo tính toán của các nhà khoa học, 
khi nồng độ CO2 trong khí quyển tăng gấp đôi, thì nhiệt độ bề mặt trái đất tăng lên 
khoảng 3oC. 
Các số liệu nghiên cứu cho thấy nhiệt độ trái đất đã tăng 0,5oC trong khoảng thời 
gian từ 1885 đến 1940 do thay đổi của nồng độ CO2 trong khí quyển từ 0,027% đến 
0,035%. Nếu không có biện pháp khắc phục hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ trái đất sẽ 
tăng lên 1,5 - 4,5oC vào năm 2050. 
Mức độ gây hiệu ứng nhà kính được sắp xếp theo thứ tự sau: 
CO2 CFC CH4 O3 NO2 
50% 20% 16% 8% 6% 
Tác động tiêu cực của hiệu ứng nhà kính: 
- Nhiệt độ tăng cao làm tan băng ở hai địa cực dẫn tới mực nước biển dâng cao sẽ 
làm nhiều vùng sản xuất lương thực, các khu dân cư, các vùng đồng bằng, đảo lớn bị 
nhấn chìm dưới nước; 
Trịnh Xuân Báu Trường Đại học Giao thông vận tải 
---------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Bài giảng: Kỹ thuật môi trường (Dành cho sinh viên ngành Cơ khí) 85
- Nhiều hệ sinh thái bị mất cân bằng, làm cho tài nguyên mất đi khả năng tự điều 
chỉnh vốn có của nó; 
- Khí hậu Trái Đất sẽ biến đổi sâu sắc, toàn bộ điều kiện sinh sống của các quốc 
gia sẽ bị xáo động: hoạt động sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, thuỷ hải sản bị ảnh 
hưởng nghiêm trọng; 
- Nhiều loại bệnh tật mới xuất hiện. 
Những dự báo gần đây nhất tại cuộc hội thảo Châu Âu của các nhà nghiên cứu 
cho rằng, nhiệt độ Trái Đất sẽ tăng lên 1,5  4,5oC vào năm 2050, nếu không có biện 
pháp khắc phục “hiệu ứng nhà kính”. Trong số các khí gây “hiệu ứng nhà kính”, trước 
hết là khí CO2, sau đó đến CFC và CH4. Nếu xét theo mức độ tác động do hoạt động 
của con người đối với sự nóng lên của Trái Đất, thì việc sử dụng năng lượng có tác 
động lớn nhất, sau đó là hoạt động công nghiệp. 
Một số loại khí hiếm có khả năng làm tăng nhiệt độ của Trái Đất. Trong số 16 
loại khí hiếm thì NH4 có khả năng lớn nhất, sau đó là N2O, CF3Cl, CF3Br, CF2Cl2 và 
cuối cùng là SO2. 
Tác động đến rừng: Sự nóng lên của Trái Đất dẫn đến những thay đổi lớn ở các 
loài thực, động vật. Sự thay đổi điều kiện sinh trưởng tự nhiên có thể đòi hỏi những kế 
hoạch quản lý rừng, đặc biệt trong dinh dưỡng và các công nghệ lâm sinh khác. 
Tác động đến cây trồng: Hiệu ứng nhà kính gây tác động khác nhau đối với các 
loại cây trồng. Lúa mì và ngô có thể bị các stress ẩm độ do tăng quá trình bốc hơi 
nước và thoát hơi nước. Do nhiệt độ tăng, có thể sẽ tăng sự phá hoại của sâu bọ ăn hại 
mùa màng. 
Người ta cũng thấy rằng, lượng CO2 tăng gấp đôi sẽ gây nên hàng loạt thay đổi: 
chế độ nhiệt, điều kiện ẩm độ, sự phá hoại của sâu bọ. Những thay đổi này gây tác 
động trực tiếp hoặc gián tiếp đến cây trồng. 
Ví dụ: nhiệt độ cao sẽ tăng quá trình cố định nitơ bởi vi sinh vật, nhưng do bay 
hơi mạnh, độ ẩm của đất giảm sẽ kìm hãm quá trình phân giải hữu cơ và do đó con 
người phải sử dụng nhiều phân bón vô cơ. 
Tác động đến chế độ nước : Hiệu ứng nhà kính làm thay đổi chế độ nhiệt vì vậy 
chế độ thủy văn cũng thay đổi. Mùa hè khô nóng sẽ kéo dài và quá trình rửa trôi ở 
miền khí hậu ôn hòa sẽ tăng lên. Đặc biệt là cường độ bốc hơi và thoát hơi nước tăng 
làm cho cây trồng bị thiếu nước. 
Tác động đến sức khoẻ con người: Nhiều loại bệnh tật đối với con người sẽ xuất 
hiện khi thời tiết thay đổi, ví dụ bệnh dịch tả, bệnh cúm, bệnh viêm phổi, nhức đầu, 
Trịnh Xuân Báu Trường Đại học Giao thông vận tải 
---------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Bài giảng: Kỹ thuật môi trường (Dành cho sinh viên ngành Cơ khí) 86
Ngoài nhiệt độ, các khí nhà kính còn gây ảnh hưởng lớn tới độ ẩm tương đối của 
không khí làm phát sinh nhiều bệnh, đặc biệt là bệnh phổi và bệnh ngoài da. 
2.6.2. Mưa axít 
Các quá trình tự làm sạch phổ biến của khí quyển bao gồm: lắng đọng khô, tuyết 
và mưa. Qua đó bụi và các chất khí có khả năng hoà tan trong nước có thể được đưa 
trở lại mặt đất. Các giọt mưa càng nhỏ thì càng tách được nhiều bụi và các chất khí 
khỏi bầu khí quyển. 
Đối với khí quyển sạch: nước mưa có độ pH 5,6 do quá trình hoà tan của CO2 
trong khí quyển vào nước mưa. 
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3- 
Trong bầu khí quyển bị ô nhiễm có chứa các khí ô nhiễm mang tính axít như 
SO2, NO2, HCl, các khí này dễ dàng kết hợp với hơi nước tạo thành các hạt axít 
H2SO4, HNO3, theo nước mưa rơi xuống, làm cho nước mưa có pH <5,6 gọi là hiện 
tượng mưa axít. 
SO2 + O2 → SO3 
SO3 + H2O → H2SO4 
NO2 + H2O → HNO3 
Mưa axit có thể xuất hiện ở rất xa nguồn thải ra khí có tính axit, vì quá trình kết 
hợp của các khí này với hơi nước hình thành hạt axit trong không khí khá dài, có thể 
tới vài ngày, trong thời gian đó, dưới tác dụng của gió đẩy chúng đi xa khỏi nơi phát 
thải. Trong các khí gây mưa axit, các hợp chất của lưu huỳnh chiếm tới 80%, NOX 
chiếm 12%. 
Mưa axit được phát hiện ra đầu tiên năm 1948 tại Thuỵ Điển. Nguyên nhân là vì 
con người đốt nhiều than đá, dầu mỏ. Trong than đá và dầu mỏ thường chứa một 
lượng lưu huỳnh, còn trong không khí lại rất nhiều khí nitơ. 
Trong quá trình đốt có thể sinh ra các khí Sunfua đioxit (SO2), Nitơ đioxit (NO2). 
Các khí này hoà tan với hơi nước trong không khí tạo thành các hạt axit sunfuaric 
(H2SO4), axit nitơric (HNO3). 
Khi trời mưa, các hạt axit này tan lẫn vào nước mưa, làm độ pH của nước mưa 
giảm. Nếu nước mưa có độ pH dưới 5,6 được gọi là mưa axit. 
Do có độ chua khá lớn, nước mưa có thể hoà tan được một số bụi kim loại và ôxit 
kim loại có trong không khí như ôxit chì,... làm cho nước mưa trở nên độc hơn đối với 
cây cối, vật nuôi và con người. 
Nguồn phát thải khí gây mưa axit: 
Trịnh Xuân Báu Trường Đại học Giao thông vận tải 
---------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Bài giảng: Kỹ thuật môi trường (Dành cho sinh viên ngành Cơ khí) 87
- Đốt nhiên liệu hoá thạch; 
- Hoạt động giao thông vận tải; 
- Khí thải của một số ngành công nghiệp: sản xuất dầu mỏ, luyện gang,... 
- Hoạt động của núi lửa (HCl, Cl2). 
Ảnh hưởng của mưa axít: 
- Mưa axit làm giảm pH của nước. Sự giảm pH của nước làm giảm sự đa dạng và 
sản lượng sơ cấp của phiêu sinh thực vật, nền tảng của chuỗi thức ăn, ảnh hưởng gián 
tiếp đến sản lượng thứ cấp của các loài thuỷ sinh lớn (tôm, cua, cá,...); 
Mưa axít ảnh hưởng xấu tới thuỷ vực (ao hồ): Các dòng chảy do mưa axit đổ vào 
hồ, ao sẽ làm độ pH của hồ, ao giảm đi nhanh chóng, các sinh vật trong hồ, ao suy yếu 
hoặc chết hoàn toàn. Hồ, ao trở thành các thuỷ vực chết. 
- Làm tăng độ chua của đất dẫn tới tăng khả năng hoà tan của KLN trong đất gây 
ảnh hưởng xấu tới hệ sinh thái dưới đất và ảnh hưởng tới sự phát triển của cây trồng 
(Lá cây gặp mưa axit sẽ bị "cháy" lấm chấm, mầm sẽ chết khô, làm khả năng quang 
hợp của cây giảm, cho năng suất thấp). 
- Phá huỷ vật liệu xây dựng, kim loại như sắt, đồng, kẽm,... làm giảm tuổi thọ 
công trình xây dựng. 
Mưa acid đặc biệt gây hại nghiêm trọng ở các vùng chịu ảnh hưởng của việc 
dùng nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ. Ở Châu Âu, Bắc Mỹ có các khu vực 
chịu thiệt hại nghiêm trọng nhất. 
Vào ngày 10/4/1974 ở Pitlochtry, Scotland người ta đo độ pH nước mưa là 2,4. 
Kỷ lục thế giới ghi nhận được ở Wheeling, West Virginia, USA, 1979 với pH nước 
mưa là 1,7, tức là có độ pH tương tự như nước quả chanh và nước axit đổ bình acquy 
xe hơi (theo Vie le Sege, 1982). 
2.6.3. Suy giảm tầng ôzôn 
Màn ôzôn chiếm khoảng 2/3 phía trên của tầng bình lưu, tức cách mặt đất từ 20  
40km. Tầng này là tấm màn che bảo vệ sinh vật khỏi bị gây hại bởi tia cực tím (UV, 
được biết có thể gây ung thư và đột biến). Sự sống trên Trái Đất này tùy thuộc vào tác 
động bảo vệ này của tầng ôzôn, nếu không, sự sống không thể tồn tại được. 
Khi tia cực tím chạm các phân tử ôzôn, nó sẽ cắt các phân tử này, để tạo ra O và 
O2. Các chất này mau chóng kết hợp trở lại, tái tạo ôzôn và sinh nhiệt. Như vậy tầng 
ôzôn là tầng có thể tái tạo, biến tia cực tím có hại thành nhiệt (vô hại) 
UV + O3 -------> O + O2 -------> O3 + nhiệt 
Trịnh Xuân Báu Trường Đại học Giao thông vận tải 
---------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Bài giảng: Kỹ thuật môi trường (Dành cho sinh viên ngành Cơ khí) 88
Quá trình hình thành và phân huỷ O3 luôn diễn ra song song nên chu kỳ tồn tại 
của O3 trong khí quyển rất ngắn. O3 tập trung nhiều nhất ở tầng bình lưu ở độ cao H = 
25 km so với bề mặt Trái Đất với nồng độ 510 ppm. 
Tầng ôzôn được xem là “cái ô” bảo vệ loài người và thế giới động vật khỏi tia tử 
ngoại vì nó có khả năng hấp thụ trên 90% tia tử ngoại từ bức xạ mặt trời. O3 có khả 
năng hấp thụ sóng ngắn từ 240320 nm. 
Mặc dù cường độ bức xạ phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng người ta ước tính 
rằng nếu O3 trong tầng bình lưu giảm 15% thì làm tăng 2% lượng tia tử ngoại chiếu 
xuống bề mặt Trái Đất. 
Tia tử ngoại có khả năng huỷ hoại mắt (gây đục thuỷ tinh thế); tăng bệnh ung thư 
da; xúc tác mạnh cho các phản ứng quang hoá ở tầng khí quyển thấp, tăng sương mù 
và mưa axít; thực vật mất dần khả năng tự miễn dịch, các vi sinh vật dưới biển bị tổn 
thương và chết dần. 
Ngoài ra, suy giảm tầng ozon còn làm cho tác động tiêu cực của hiệu ứng nhà 
kính và mưa axít trở nên trầm trọng hơn. 
Năm 1985, phát hiện lỗ thủng tầng ôzôn ở Nam Cực với diện tích bằng diện tích 
toàn nước Mỹ, Công ước Viên về bảo vệ tầng ôzôn. 
Năm 1987, phát hiện tầng ôzôn ở Bắc Cực có hiện tượng mỏng dần. Nghị định 
thư Montreal về các chất làm suy giảm tầng Ozon. 
Nguyên nhân: 
- Do sử dụng chất freon trong dung môi mỹ phẩm, sơn, tẩy rửa, bình cứu hoả, như: 
CFC11, CFC12, CFC13; (một nguyên tử Clo có khả năng phá hủy 104 - 106 phân tử O3). 
- Do hoạt động của núi lửa: sinh ra Cl2, HCl; 
- Một số khí khác sinh ra do hoạt động của con người: CO, CH4, NOx 
- Các máy bay siêu âm khi bay ở độ cao lớn: thải ra nhiều NOx 
Phản ứng phân huỷ ôzôn được tóm tắt như sau: Khí freon bị phân giải bởi tia cực 
tím (UV) trong tầng bình lưu, tạo ra gốc chloro tự do. Gốc chloro tự do có thể phản 
ứng với ozon, làm giảm nồng độ ở màn ôzôn và giảm khả năng ngăn chặn tia cực tím. 
 C- F2 - Cl2 --------UV-----> C - F2 - Clo + Clo (gốc chloro tự do) 
 Clo + O3 ------> Cl-O + O2 
Một phân tử của khí freon có thể phân hủy hàng ngàn phân tử ôzôn, bởi vì gốc 
chloro tự do có khả năng tái tạo. 
 Cl-O + O ----> Cl + O2 
Trịnh Xuân Báu Trường Đại học Giao thông vận tải 
---------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Bài giảng: Kỹ thuật môi trường (Dành cho sinh viên ngành Cơ khí) 89
Oxyd chloro cũng có thể phản ứng với ôzôn: 
ClO + O3 --------> ClO2 + O2 
Các máy bay phản lực siêu thanh bay ở tầng bình lưu cũng phá màng ôzôn vì 
động cơ phản lực thải ra oxid nitric. Khí này phản ứng với ôzôn để tạo ra dioxid 
nitrogen và oxygen. 
Máy bay siêu thanh -----> NO + O3 -----> NO2 + O2 
Sự nổ vũ khí hạt nhân cũng tạo ra oxit nitơ, phá hủy màng ôzôn cũng như phản 
ứng trên. Ngoài ra phân đạm sử dụng trong nông nghiệp cũng có thể chuyển thành khí 
oxit nitơ thoát lên tầng bình lưu để phản ứng với phân tử ôzôn. 
Màng ôzôn bị mỏng sẽ làm tia cực tím gia tăng ở mặt đất. Ở liều hợp lý, tia UV 
làm sậm da và kích thích sự tạo ra vitamin D ở da. Tuy nhiên phơi dưới tia UV mạnh 
dễ gây phỏng nặng và dẫn tới ung thư da. Các nhà nghiên cứu y khoa tin rằng khi 
màng ôzôn giảm 1% có thể làm tăng 2% ca ung thư da. 
Thực vật cũng chịu ảnh hưởng của tia cực tím (UV). Chúng thường bị chết khi bị 
chiếu ở liều cao, còn ở liều thấp thì lá cây bị hư hại, quang hợp bị ngăn trở, tăng 
trưởng chậm và bị đột biến. 
 Tóm lại, màng ôzôn đã và đang bị phá hủy bởi hoạt động của con người. Ðiều 
này đe doạ sự sống của tất cả sinh vật trên hành tinh chúng ta.