Bài học

Ô nhiễm môi trường — nguyên nhân và hậu quả

Mục tiêu bài học

Sau bài này, em phân biệt được ô nhiễm môi trường với suy thoái môi trường, nêu được nguồn gốc bốn loại ô nhiễm chính, và giải thích được vì sao một chất ô nhiễm có thể trở nên nguy hiểm hơn khi đi qua chuỗi thức ăn.

Kiến thức nền cần nhớ

Bài trước liệt kê ô nhiễm môi trường là một trong năm nhóm nguyên nhân gây mất cân bằng tự nhiên (same-grade bridge). Bài này đi sâu vào chính nguyên nhân đó — thế nào là ô nhiễm, có mấy loại, và vì sao nó có thể gây hại ngay cả khi nồng độ ban đầu rất thấp.

Khởi động

Nước một con kênh chuyển màu đen sau nhiều năm tiếp nhận nước thải, còn một thửa đất trồng trọt giảm dần năng suất sau nhiều vụ canh tác liên tục không bổ sung dinh dưỡng. Hai hiện tượng này có phải cùng một vấn đề không?

Kiến thức trọng tâm

Ô nhiễm môi trường là hiện tượng môi trường — không khí, nước, đất — bị đưa vào một chất hoặc tác nhân lạ với hàm lượng vượt ngưỡng cho phép, làm biến đổi thành phần môi trường theo hướng có hại cho sinh vật. Suy thoái môi trường là một khái niệm khác: quá trình chất lượng hoặc khả năng phục hồi của một môi trường hay hệ sinh thái giảm dần theo thời gian, không nhất thiết do một chất cụ thể nào — ví dụ đất canh tác bạc màu sau nhiều vụ trồng liên tục không luân canh, hay rừng ngập mặn suy thoái dần vì bị chặt phá từng phần. Ô nhiễm có thể là một trong những nguyên nhân dẫn tới suy thoái, nhưng hai khái niệm không đồng nhất: kênh nước đen là ô nhiễm, đất bạc màu do canh tác là suy thoái.

Ô nhiễm không khí bắt nguồn từ khí thải công nghiệp, phương tiện giao thông, và việc đốt rơm rạ hay rác thải, gây các bệnh về hô hấp và góp phần tạo mưa acid. Ô nhiễm nước bắt nguồn từ nước thải sinh hoạt và công nghiệp chưa qua xử lý, cùng phân bón và thuốc trừ sâu dư thừa chảy tràn từ đồng ruộng — lượng dinh dưỡng dư thừa này có thể gây hiện tượng phú dưỡng, khiến tảo phát triển bùng nổ rồi chết hàng loạt, tiêu tốn hết oxygen hoà tan trong nước và làm cá chết theo. Ô nhiễm đất bắt nguồn từ rác thải nhựa, hoá chất nông nghiệp tồn dư, và kim loại nặng từ hoạt động công nghiệp, làm giảm độ phì của đất và có thể ngấm xuống mạch nước ngầm. Ô nhiễm tiếng ồn — từ giao thông, công trường, sản xuất — ít được nhắc tới hơn ba loại trên nhưng vẫn ảnh hưởng tới sức khoẻ và gây căng thẳng cho cả người và động vật.

Ô nhiễm gắn với một tác nhân lạ cụ thể vượt ngưỡng; suy thoái là quá trình xuống cấp dần không gắn với một tác nhân cụ thể.

Một chất ô nhiễm khó phân huỷ, dù nồng độ ban đầu trong nước hay đất rất thấp, vẫn có thể trở nên nguy hiểm khi đi qua chuỗi thức ăn — hiện tượng gọi là tích luỹ sinh học. Sinh vật phù du hấp thụ chất ô nhiễm từ nước xung quanh với nồng độ thấp. Một con cá nhỏ ăn rất nhiều sinh vật phù du trong đời sống của nó, nên lượng chất ô nhiễm tích tụ trong cơ thể cá nhỏ cao hơn nồng độ trong nước ban đầu. Một con cá lớn ăn nhiều cá nhỏ lại tích tụ lượng chất ô nhiễm cao hơn nữa. Ở mỗi bậc dinh dưỡng, nồng độ chất ô nhiễm trong cơ thể sinh vật tăng dần lên, nên sinh vật ở đỉnh chuỗi thức ăn — kể cả con người khi ăn cá lớn — có thể nhận một lượng chất ô nhiễm cao hơn nhiều lần so với nồng độ đo được ngoài môi trường.

Nồng độ chất ô nhiễm tăng dần ở mỗi bậc dinh dưỡng, dù nồng độ ban đầu trong nước rất thấp.

Ví dụ

Đường đi của thuốc trừ sâu qua chuỗi thức ăn

1
Một cánh đồng lúa được phun thuốc trừ sâu định kỳ. Hãy giải thích đường đi của một phần thuốc trừ sâu này từ đồng ruộng tới cơ thể con người, và vì sao nồng độ của nó tăng dần qua từng bước.
2
Một phần thuốc trừ sâu không bám lại trên cây lúa mà bị nước mưa rửa trôi xuống kênh mương gần đó, hoà vào nước với nồng độ thấp.
3
Sinh vật phù du sống trong kênh hấp thụ thuốc trừ sâu từ nước; vì một sinh vật phù du hấp thụ liên tục trong suốt vòng đời, nồng độ trong cơ thể nó cao hơn nồng độ trong nước xung quanh.
4
Một con cá nhỏ ăn rất nhiều sinh vật phù du mỗi ngày, nên lượng thuốc trừ sâu tích tụ trong cơ thể cá nhỏ cộng dồn lại, cao hơn hẳn từng sinh vật phù du riêng lẻ. Cá lớn ăn nhiều cá nhỏ lại tích tụ cao hơn nữa.
5
Vậy khi con người ăn cá lớn ở cuối chuỗi thức ăn này, lượng thuốc trừ sâu nhận vào có thể cao hơn nhiều lần nồng độ đo được trong nước ban đầu — đây chính là tích luỹ sinh học.

Ví dụ

Phân biệt ô nhiễm và suy thoái qua hai hiện tượng thực tế (dạng đề kiểm tra)

1
Hai hiện tượng sau đây được ghi nhận ở hai địa phương khác nhau: (1) một đoạn sông chuyển màu đen và có mùi hôi sau khi một nhà máy bắt đầu xả nước thải trực tiếp; (2) một thửa đất nông nghiệp giảm dần năng suất qua mười vụ canh tác liên tục không luân canh, dù không ghi nhận nguồn xả thải nào. Xác định hiện tượng nào là ô nhiễm, hiện tượng nào là suy thoái, và giải thích.
Hai hiện tượng sau đây được ghi nhận ở hai địa phương khác nhau: (1) một đoạn sông chuyển màu đen và có mùi hôi sau khi một nhà máy bắt đầu xả nước thải trực tiếp; (2) một thửa đất nông nghiệp giảm dần năng suất qua mười vụ canh tác liên tục không luân canh, dù không ghi nhận nguồn xả thải nào. Xác định hiện tượng nào là ô nhiễm, hiện tượng nào là suy thoái, và giải thích.
2
Sông chuyển màu đen ngay sau khi có một nguồn xả thải cụ thể xuất hiện, đúng với định nghĩa: môi trường bị đưa vào một tác nhân lạ vượt ngưỡng cho phép — đây là ô nhiễm.
3
Đất giảm năng suất dần qua nhiều vụ, không gắn với một tác nhân lạ cụ thể nào mà do cách sử dụng đất kéo dài làm cạn kiệt dinh dưỡng tự nhiên — đúng với định nghĩa suy thoái, một quá trình xuống cấp dần theo thời gian.
4
Điểm phân biệt mấu chốt là hiện tượng (1) có một tác nhân hoặc nguồn thải cụ thể gây biến đổi tức thời, còn hiện tượng (2) là một quá trình tích luỹ dần không gắn với một chất cụ thể nào.
5
Vậy hiện tượng (1) là ô nhiễm môi trường nước, hiện tượng (2) là suy thoái môi trường đất.

Sai lầm thường gặp

Một nhầm lẫn thường gặp là cho rằng nước trong veo, không mùi thì chắc chắn không ô nhiễm. Một số chất ô nhiễm — như nhiều loại thuốc trừ sâu hay kim loại nặng hoà tan — không màu, không mùi rõ rệt ở nồng độ thấp, nhưng vẫn có thể tích luỹ dần và gây hại qua chuỗi thức ăn như đã phân tích ở trên.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Kiểm tra nhanh

Ghi nhớ

Ô nhiễm là môi trường bị đưa vào một tác nhân lạ vượt ngưỡng; suy thoái là quá trình xuống cấp dần không gắn với một tác nhân cụ thể. Bốn loại ô nhiễm chính là không khí, nước, đất, tiếng ồn, và một chất ô nhiễm khó phân huỷ có thể tích luỹ tăng dần qua chuỗi thức ăn.

Bài sau tìm hiểu một dạng ô nhiễm không khí có phạm vi tác động toàn cầu: khí nhà kính và biến đổi khí hậu.