Bỏ qua nội dung

Ô nhiễm môi trường nước và đất liền

AP Khoa học môi trường · Chủ đề 8

Bài học video cho chủ đề này Mở trang video
8:37

Ô nhiễm môi trường nước và đất liền

Hãy nhìn cái hồ này. Nó màu xanh lục sáng, và nó tràn đầy sự sống. Every fish in it is dead. Bây giờ hãy nhìn ngọn đồi này. Nó không phải là một ngọn đồi. Đó là rác thải của chúng ta, bị chôn vùi.…

Giọng đọc tiếng Anh · phụ đề tiếng Anh + 中文 được ghi trực tiếp

8.1

Nguồn Gốc Ô Nhiễm

Chương trình

Hiểu biết cốt lõi (STB-3): Các hoạt động của con người, bao gồm việc sử dụng tài nguyên, đều có hậu quả vật lý, hóa học và sinh học đối với hệ sinh thái.

Mục tiêu học tập STB-3.A: Phân biệt giữa các nguồn ô nhiễm điểm và không điểm.

  • STB-3.A.1 Nguồn điểm đề cập đến một nguồn ô nhiễm đơn lẻ, xác định được, như ống khói hoặc đường ống xả chất thải.
  • STB-3.A.2 Nguồn ô nhiễm không điểm là nguồn phát tán và do đó khó xác định, chẳng hạn như phun thuốc trừ sâu hoặc dòng chảy nước mưa đô thị.

Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP

Các nguồn ô nhiễm là điểm hoặc không điểm. Một nguồn điểm xuất phát từ một nơi xác định duy nhất (ống xả nhà máy, cống thoát nước thải) – dễ dàng định vị và quản lý. Một nguồn không điểm trải rộng ra (nước chảy tràn từ đồng ruộng, nước chảy tràn đường phố đô thị, khí thải xe cộ) – khó kiểm soát hơn nhiều vì nó đến từ khắp mọi nơi.

8.2

Tác Động Của Con Người Up对上 Hệ Sinh Thái

Chương trình

Hiểu biết cốt lõi (STB-3): Các hoạt động của con người, bao gồm việc sử dụng tài nguyên, đều có hậu quả vật lý, hóa học và sinh học đối với hệ sinh thái.

Mục tiêu học tập STB-3.B: Mô tả tác động của các hoạt động của con người lên hệ sinh thái thủy sinh.

  • STB-3.B.1 Các sinh vật có một phạm vi dung nạp đối với các chất ô nhiễm khác nhau. Các sinh vật có một phạm vi tối ưu cho mỗi yếu tố nơi chúng có thể duy trì cân bằng nội môi. Ngoài phạm vi này, các sinh vật có thể trải qua căng thẳng sinh lý, tăng trưởng bị hạn chế, giảm khả năng sinh sản, và trong các trường hợp cực đoan là tử vong.
  • STB-3.B.2 Rạn san hô đã chịu thiệt hại do nhiều yếu tố, bao gồm nhiệt độ đại dương tăng, dòng chảy trầm tích và các phương pháp đánh bắt cá tàn phá.
  • STB-3.B.3 Các vụ tràn dầu trong vùng biển khiến các sinh vật chết do hydrocarbon trong dầu. Dầu nổi trên bề mặt nước có thể phủ lên lông chim và bộ lông của động vật có vú dưới nước. Một số thành phần của dầu chìm xuống đáy đại dương, giết chết một số sinh vật sống dưới đáy.
  • STB-3.B.4 Dầu trôi dạt vào bờ có thể có hậu quả kinh tế đối với ngành cá và du lịch.
  • STB-3.B.5 Các vùng chết ở đại dương là những khu vực có nồng độ oxy thấp trong các đại dương trên thế giới do ô nhiễm dinh dưỡng gia tăng gây ra.
  • STB-3.B.6 Đường cong suy giảm oxy là đồ thị biểu diễn mức độ oxy hòa tan theo khoảng cách từ một nguồn ô nhiễm, thường là dư thừa chất dinh dưỡng và chất thải hữu cơ.
  • STB-3.B.7 Kim loại nặng dùng trong công nghiệp, đặc biệt là khai thác và đốt nhiên liệu hóa thạch, có thể xâm nhập vào tầng nước ngầm, ảnh hưởng đến nguồn cung cấp nước uống.
  • STB-3.B.8 Rác thải đạt đến hệ sinh thái thủy sinh, ngoài việc làm mất mỹ quan, còn có thể gây tắc nghẽn ruột và nguy cơ窒息 (ngạt thở/suffocation) cho động vật hoang dã cũng như đưa các chất độc vào chuỗi thức ăn.
  • STB-3.B.9 Nồng độ trầm tích tăng trong các dòng sông có thể làm giảm sự xuyên thấu của ánh sáng, điều này có thể ảnh hưởng đến các nhà sản xuất sơ cấp và các động vật săn mồi bằng thị giác. Trầm tích cũng có thể lắng đọng, phá hủy các môi trường sống.
  • STB-3.B.10 Khi các nguồn nguyên tố mercury (mercury) đi vào môi trường thủy sinh, vi khuẩn trong nước chuyển đổi nó thành methylmercury có độc tính cao.

Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP

Các hoạt động của con người – ô nhiễm, phá hủy môi trường sống, khai thác quá mức, du nhập loài mới – làm suy thoái hệ sinh thái và giảm thiểu đa dạng sinh học. Vì các loài có mối liên kết với nhau, việc làm hại một bộ phận có thể tạo ra hiệu ứng lan truyền khắp toàn bộ hệ thống.

8.3

Chất Phá Hủy Nội Tiết

Chương trình

Hiểu biết cốt lõi (STB-3): Các hoạt động của con người, bao gồm việc sử dụng tài nguyên, đều có hậu quả vật lý, hóa học và sinh học đối với hệ sinh thái.

Mục tiêu học tập STB-3.C: Mô tả các chất gây rối loạn nội tiết.

  • STB-3.C.1 Các chất gây rối loạn nội tiết là các hóa chất có thể can thiệp vào hệ nội tiết của các loài động vật.

Mục tiêu học tập STB-3.D: Mô tả tác động của các chất gây rối loạn nội tiết lên hệ sinh thái.

  • STB-3.D.1 Các chất gây rối loạn nội tiết có thể dẫn đến dị tật bẩm sinh, rối loạn phát triển và mất cân bằng giới tính ở cá và các loài khác.

Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP

Chất phá hủy nội tiết là các hóa chất (một số thuốc trừ sâu, chất tạo dẻo như BPA) mô phỏng hoặc chặn lại hormone, gây gián đoạn sự tăng trưởng, sinh sản và phát triển ở động vật hoang dã và con người ngay cả ở liều lượng rất thấp.

8.4

Tác Động Của Con Người Up对上 Đầm Lầy và Rừng Mảng

Chương trình

Hiểu biết cốt lõi (STB-3): Các hoạt động của con người, bao gồm việc sử dụng tài nguyên, đều có hậu quả vật lý, hóa học và sinh học đối với hệ sinh thái.

Mục tiêu học tập STB-3.E: Mô tả tác động của hoạt động con người lên vùng đất ngập nước và rừng ngập mặn.

  • STB-3.E.1 Vùng đất ngập nước là những khu vực mà nước bao phủ lên bề mặt đất, có thể chỉ một phần hoặc toàn bộ thời gian.
  • STB-3.E.2 Vùng đất ngập nước cung cấp nhiều loại dịch vụ sinh thái khác nhau, bao gồm lọc nước, bảo vệ chống lũ lụt, lọc nước và môi trường sống.
  • STB-3.E.3 Các mối đe dọa đối với vùng đất ngập nước và rừng ngập mặn bao gồm phát triển thương mại, xây dựng đập, khai thác quá mức và ô nhiễm từ nông nghiệp cùng chất thải công nghiệp.

Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP

Vùng đất ngập nước và rừng ngập mặn lọc bỏ ô nhiễm, lưu trữ nước lũ và nuôi dưỡng cá con, nhưng chúng bị drain (thoát nước) và dọn dẹp để làm nông trại, hồ nuôi tôm và phát triển đô thị. Mất đi những hệ sinh thái này đồng nghĩa với việc mất đi các dịch vụ hệ sinh thái quý giá và khả năng bảo vệ bờ biển.

Rễ cây đước dày đặc, cong vút nhô lên khỏi mặt nước nông
Rễ cây đước: mạng lưới rễ này giữ trầm tích, giảm sóng và tạo nơi trú ẩn cho cá con, tất cả các dịch vụ sinh thái đều mất đi khi rừng ngập mặn bị chặt phá
Từ vựng Luyện tập
English Tiếng Việt
point source/pɔɪnt sɔːs/ điểm nguồn
nonpoint source/ˌnɒnˈpɔɪnt sɔːs/ không điểm nguồn
Endocrine disruptors/ˈendəʊkraɪn dɪsˈrʌptəz/ Chất gây rối loạn nội tiết
Wetlands/ˈwetləndz/ vùng đất ngập nước
mangroves/ˈmæŋɡrəʊvz/ rừng ngập mặn
8.5

Hiện tượng phú dưỡng

Chương trình

Hiểu biết cốt lõi (STB-3): Các hoạt động của con người, bao gồm việc sử dụng tài nguyên, đều có hậu quả vật lý, hóa học và sinh học đối với hệ sinh thái.

Mục tiêu học tập STB-3.F: Giải thích các tác động môi trường do sử dụng quá mức phân bón và chất tẩy rửa lên hệ sinh thái thủy sinh.

  • STB-3.F.1 Hiện tượng phú dưỡng xảy ra khi một khối nước bị giàu dinh dưỡng.
  • STB-3.F.2 Sự gia tăng dinh dưỡng trong môi trường thủy sinh phú dưỡng gây ra sự bùng nổ tảo. Khi tảo chết, vi sinh vật phân giải tảo, đồng thời tiêu thụ oxy trong nước, dẫn đến giảm nồng độ oxy hòa tan. Sự thiếu hụt oxy hòa tan có thể dẫn đến cái chết hàng loạt của cá và các sinh vật thủy sinh khác.
  • STB-3.F.3 Các dòng sông suối bị hypoxic (thiếu oxy) là những khối nước có hàm lượng oxy hòa tan thấp.
  • STB-3.F.4 So với các dòng sông suối phú dưỡng, các dòng sông suối oligotrophic (giàu oxy, nghèo dinh dưỡng) có hàm lượng dinh dưỡng rất thấp, quần thể tảo ổn định và nồng độ oxy hòa tan cao.
  • STB-3.F.5 Nguyên nhân nhân tạo gây ra hiện tượng phú dưỡng bao gồm dòng chảy tràn từ nông nghiệp và xả thải nước thải.

Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP

Hiện tượng phú dưỡng

Hiện tượng phú dưỡng xảy ra khi lượng dư thừa chất dinh dưỡng (nitơ, photpho từ phân bón và nước thải) kích thích tảo nở hoa. Khi tảo chết, vi sinh vật phân giải tiêu thụ hết oxy, tạo ra các vùng thiếu oxy (hypoxic) hay "vùng chết" khiến cá chết ngạt.

Một hồ nhỏ mà toàn bộ bề mặt được phủ bởi một lớp tảo xanh sáng dày đặc
Hồ bị tảo nở hoa bao phủ: lượng dinh dưỡng dư thừa giúp tảo lan rộng khắp mặt nước. Khi tảo chết và thối rữa, nước mất đi oxy
Phân bón dư thừa khiến tảo nở rộ, sau đó nước mất đi oxy
Phân bón dư thừa khiến tảo nở hoa, sau đó nước mất đi oxy
Từ vựng Luyện tập
English Tiếng Việt
Eutrophication/ˌjuːtrəfɪˈkeɪʃn/ Hiện tượng phú dưỡng
algal blooms/ˈælɡl bluːmz/ bloom tảo
hypoxic/ˌhaɪpəʊˈzɪk/ hiện tượng thiếu oxy
Thermal pollution/ˈθɜːml pəˈluːʃn/ Ô nhiễm nhiệt
Persistent organic pollutants/pəˈsɪstənt ɔːˈɡænɪk pəˈluːtənts/ chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy
8.6

Ô nhiễm nhiệt

Chương trình

Hiểu biết cốt lõi (STB-3): Các hoạt động của con người, bao gồm việc sử dụng tài nguyên, đều có hậu quả vật lý, hóa học và sinh học đối với hệ sinh thái.

Mục tiêu học tập STB-3.G: Mô tả tác động của ô nhiễm nhiệt lên hệ sinh thái thủy sinh.

  • STB-3.G.1 Ô nhiễm nhiệt xảy ra khi nhiệt được thải vào nước gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến các sinh vật trong hệ sinh thái đó.
  • STB-3.G.2 Sự biến đổi nhiệt độ nước ảnh hưởng đến nồng độ oxy hòa tan vì nước ấm không chứa nhiều oxy như nước lạnh.

Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP

Ô nhiễm nhiệt là nhiệt lượng được bổ sung vào nước, thường đến từ quá trình làm mát các nhà máy điện. Nước ấm chứa ít oxy hòa tan hơn và gây căng thẳng cho sinh vật thủy sinh thích nghi với nhiệt độ mát mẻ.

8.7

Chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POPs)

Chương trình

Hiểu biết cốt lõi (STB-3): Các hoạt động của con người, bao gồm việc sử dụng tài nguyên, đều có hậu quả vật lý, hóa học và sinh học đối với hệ sinh thái.

Mục tiêu học tập STB-3.H: Mô tả tác động của chất ô nhiễm hữu tính khó phân hủy (POPs) lên hệ sinh thái.

  • STB-3.H.1 Chất ô nhiễm hữu tính khó phân hủy (POPs) không dễ bị phân hủy trong môi trường vì chúng là các phân tử tổng hợp có gốc carbon (như DDT và PCBs).
  • STB-3.H.2 Chất ô nhiễm hữu tính khó phân hủy (POPs) có thể độc hại đối với sinh vật vì chúng tan trong mỡ, cho phép chúng tích lũy trong mô mỡ của các sinh vật.
  • STB-3.H.3 Chất ô nhiễm hữu tính khó phân hủy (POPs) có thể di chuyển qua khoảng cách dài thông qua gió và nước trước khi lắng đọng lại.

Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP

Chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POPs, như DDT và PCBs) kháng cự sự phân rã, do đó tồn tại trong nhiều thập kỷ, di chuyển xa và có tính tan trong chất béo, nên chúng tích lũy trong cơ thể sinh vật. Điều này dẫn đến hiện tượng sinh tích lũy và phóng đại sinh học.

8.8

Sinh tích lũy và phóng đại sinh học

Chương trình

Hiểu biết cốt lõi (STB-3): Các hoạt động của con người, bao gồm việc sử dụng tài nguyên, đều có hậu quả vật lý, hóa học và sinh học đối với hệ sinh thái.

Mục tiêu học tập STB-3.I: Mô tả tích lũy sinh học và bồi đại sinh học.

  • STB-3.I.1 Tích lũy sinh học là quá trình hấp thụ chọn lọc và cô đặc các nguyên tố hoặc hợp chất bởi các tế bào trong một sinh vật sống, thường gặp nhất là các hợp chất tan trong mỡ.
  • STB-3.I.2 Bồi đại sinh học là sự gia tăng nồng độ của các chất trên mỗi đơn vị mô cơ thể xảy ra ở các cấp độ dinh dưỡng cao hơn liên tiếp trong chuỗi thức ăn hoặc mạng lưới thức ăn.

Mục tiêu học tập STB-3.J: Mô tả tác động của tích lũy sinh học và bồi đại sinh học.

  • STB-3.J.1 Một số tác động có thể xảy ra trong hệ sinh thái khi một chất khó phân hủy bị bồi đại sinh học trong chuỗi thức ăn bao gồm vỏ trứng mỏng đi và dị tật phát triển ở các động vật ăn thịt đầu bảng ở các cấp độ dinh dưỡng cao hơn.
  • STB-3.J.2 Con người cũng chịu những tác hại từ bồi đại sinh học, bao gồm các vấn đề về hệ sinh sản, thần kinh và tuần hoàn.
  • STB-3.J.3 DDT, mercury (mercuri) và PCBs là các chất có khả năng tích lũy sinh học và có tác động lớn đến môi trường.

Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP

Sinh tích lũy và phóng đại sinh học

Sinh tích lũy là sự tích tụ của một chất độc bên trong một cơ thể sinh vật trong suốt vòng đời của nó. Phóng đại sinh học là sự gia tăng nồng độ dọc theo chuỗi thức ăn – các động vật săn mồi đỉnh cao cuối cùng có hàm lượng cao nhất, đây là lý do tại sao các loài cá săn mồi lớn mang nhiều mercury nhất.

Ví dụ minh họa. Giả sử nước hồ chứa DDT ở mức chỉ $0.01\ \text{ppm}$. Plankton cô đặc nó lên $0.5\ \text{ppm}$, cá nhỏ lên $2\ \text{ppm}$, cá lớn lên $10\ \text{ppm}$, và đại bàng ăn cá lên $25\ \text{ppm}$. Từ nước đến đại bàng, nồng độ đã tăng khoảng $\dfrac{25}{0.01}=2500$ lần – chính vì vậy một động vật săn mồi đỉnh cao có thể bị ngộ độc ngay cả khi bản thân nguồn nước chỉ nhìn thấy ô nhiễm nhẹ.

Khám phá

Chất độc tích tụ dọc theo chuỗi thức ăn

Tích lũy sinh học làm tăng nồng độ chất độc trong một sinh vật; khuếch đại sinh học tập trung chất đó ở mỗi bước lên cao hơn trong chuỗi thức ăn, do đó các động vật ăn thịt đầu bảng mang liều lượng cao nhất.

Từ vựng Luyện tập
English Tiếng Việt
Biomagnification/ˌbaɪəʊˌmæɡnɪfɪˈkeɪʃn/ Bùng phát sinh học
sanitary landfills/ˈsænɪtəri ˈlændfɪlz/ chôn lấp vệ sinh
incinerators/ɪnˈsɪnəreɪtəz/ lò đốt rác
e-waste/iː weɪst/ rác thải điện tử
garbage patches/ˈɡɑːbɪdʒ ˈpætʃɪz/ vùng rác nổi trên biển
reduce, reuse, recycle/rɪˈdjuːs riːˈjuːz rɪˈsaɪkl/ giảm thiểu, tái sử dụng, tái chế
composting/ˈkɒmpɒstɪŋ/ composting (ủ phân)
Sewage treatment/ˈsuːɪdʒ ˈtriːtmənt/ Xử lý nước thải
8.9

Xử lý chất thải rắn

Chương trình

Hiểu biết cốt lõi (STB-3): Các hoạt động của con người, bao gồm việc sử dụng tài nguyên, đều có hậu quả vật lý, hóa học và sinh học đối với hệ sinh thái.

Mục tiêu học tập STB-3.K: Mô tả các phương pháp xử lý chất thải rắn.

  • STB-3.K.1 Chất thải rắn là bất kỳ vật liệu nào bị vứt bỏ mà không phải là chất lỏng hay khí. Chúng được tạo ra trong các lĩnh vực dân cư, công nghiệp, kinh doanh và nông nghiệp.
  • STB-3.K.2 Chất thải rắn thường được xử lý nhất tại các bãi chôn lấp. Bãi chôn lấp có thể làm ô nhiễm nguồn nước ngầm và phát thải các khí độc hại.
  • STB-3.K.3 Rác thải điện tử, hay e-waste, bao gồm các thiết bị điện tử đã qua sử dụng như tivi, điện thoại di động và máy tính.
  • STB-3.K.4 Bãi chôn lấp vệ sinh đô thị bao gồm lớp lót đáy (nhựa hoặc đất sét), hệ thống thu gom nước mưa, hệ thống thu gom nước rỉ rác, lớp đậy và hệ thống thu gom khí methane.

Mục tiêu học tập STB-3.L: Mô tả tác động của các phương pháp xử lý chất thải rắn.

  • STB-3.L.1 Các yếu tố trong quá trình phân hủy tại bãi chôn lấp bao gồm thành phần rác và điều kiện cần thiết cho quá trình phân hủy sinh học của chất thải.
  • STB-3.L.2 Chất thải rắn cũng có thể được xử lý bằng cách thiêu đốt, nơi chất thải bị đốt ở nhiệt độ cao. Phương pháp này làm giảm đáng kể thể tích chất thải rắn nhưng phát thải các chất ô nhiễm không khí.
  • STB-3.L.3 Một số mặt hàng không được chấp nhận trong các bãi chôn lấp vệ sinh và có thể bị vứt bừa bãi, dẫn đến các vấn đề môi trường. Một ví dụ là lốp xe đã qua sử dụng, khi để chồng đống có thể trở thành nơi sinh sản của muỗi có thể lây lan bệnh tật.
  • STB-3.L.4 Một số quốc gia xử lý chất thải bằng cách đổ xuống đại dương. Thực hành này, cùng với các nguồn phát thải nhựa khác, đã dẫn đến việc hình thành các đảo rác nổi lớn trên đại dương. Ngoài ra, động vật hoang dã có thể bị mắc kẹt trong chất thải, cũng như吞 phải chúng.

Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP

Chất thải rắn là bất kỳ vật liệu nào bị vứt bỏ mà không phải là chất lỏng hay khí, được tạo ra từ hộ gia đình, công nghiệp, doanh nghiệp và nông nghiệp. Chúng được chôn lấp trong môi trường chôn lấp vệ sinh (có lớp lót để hạn chế nước thải rãnh) hoặc đốt trong lò đốt rác (giảm thể tích nhưng phát thải chất ô nhiễm). Các bãi chôn lấp chiếm diện tích và có thể rò rỉ; cả hai đều có chi phí môi trường, nên việc giảm thiểu chất thải là ưu tiên hàng đầu.

Hai danh mục mà đề thi nêu cụ thể: chất thải điện tử (thiết bị điện tử bị vứt bỏ - điện thoại, máy tính, truyền hình - chứa kim loại độc hại), và việc đổ chất thải xuống biển, nơi nhựa và các loại rác khác tụ tập thành những vùng rác nổi khổng lồ ở xa bờ biển.

Một đống đất lớn của bãi chôn lấp chất thải buried nhô lên trên một thị trấn nằm trong thung lũng bên dưới
Một bãi chôn lấp: chất thải rắn được chôn lấp tại đây trong các ô có lớp lót. Nó chiếm đất và có thể rò rỉ, đó là lý do tại sao việc giảm thiểu chất thải được đặt lên hàng đầu
8.10

Phương pháp giảm thiểu chất thải

Chương trình

Hiểu biết cốt lõi (STB-3): Các hoạt động của con người, bao gồm việc sử dụng tài nguyên, đều có hậu quả vật lý, hóa học và sinh học đối với hệ sinh thái.

Mục tiêu học tập STB-3.M: Mô tả những thay đổi đối với các thực hiện hiện tại có thể làm giảm lượng chất thải được tạo ra và các lợi ích cũng như bất lợi liên quan.

  • STB-3.M.1 Tái chế là quá trình xử lý và chuyển đổi một số vật liệu chất thải rắn thành sản phẩm mới.
  • STB-3.M.2 Tái chế là một cách để giảm nhu cầu toàn cầu hiện nay về khoáng sản, nhưng quá trình này tốn nhiều năng lượng và có thể tốn kém.
  • STB-3.M.3 Phân hủy hữu cơ là quá trình các chất hữu cơ như phế phẩm thực phẩm, giấy và rác vườn bị phân rã. Sản phẩm của quá trình phân rã này có thể được sử dụng làm phân bón. Nhược điểm của việc phân hủy hữu cơ bao gồm mùi hôi và chuột.
  • STB-3.M.4 Rác điện tử có thể được giảm thiểu bằng cách tái chế và tái sử dụng. Rác điện tử có thể chứa các hóa chất nguy hiểm, bao gồm kim loại nặng như chì và thủy ngân, có thể thấm từ bãi chôn lấp vào nước ngầm nếu không được xử lý đúng cách.
  • STB-3.M.5 Các chiến lược giảm nhẹ bãi chôn lấp dao động từ thiêu đốt chất thải để lấy năng lượng đến phục hồi môi trường sống trên các bãi chôn lấp cũ để sử dụng làm công viên.
  • STB-3.M.6 Quá trình đốt cháy khí sinh ra từ sự phân hủy chất hữu cơ trong bãi chôn lấp có thể được sử dụng để quay tua-bin và tạo ra điện. Quá trình này làm giảm thể tích bãi chôn lấp.

Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP

Thang bậc quản lý chất thải bao gồm giảm thiểu, tái sử dụng, tái chế, cùng với phân compost đối với chất thải hữu cơ. Giảm tiêu thụ là tốt nhất (không có chất thải cần xử lý); tái chế và phân compost giúp thu hồi vật liệu và cắt giảm việc sử dụng bãi chôn lấp.

8.11

Xử lý nước thải

Chương trình

Hiểu biết cốt lõi (STB-3): Các hoạt động của con người, bao gồm việc sử dụng tài nguyên, đều có hậu quả vật lý, hóa học và sinh học đối với hệ sinh thái.

Mục tiêu học tập STB-3.N: Mô tả các thực hành tốt nhất trong xử lý nước thải.

  • STB-3.N.1 Xử lý sơ cấp là quá trình loại bỏ vật lý các vật thể lớn, thường thông qua việc sử dụng lưới lọc và song chắn, theo sau là lắng đọng chất thải rắn ở đáy bể.
  • STB-3.N.2 Xử lý thứ cấp là quá trình sinh học trong đó vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ thành carbon dioxide và bùn vô cơ, lắng đọng ở đáy bể. Bể được sục khí để tăng tốc độ vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ.
  • STB-3.N.3 Xử lý tertiary là việc sử dụng các quá trình sinh thái hoặc hóa học để loại bỏ bất kỳ chất ô nhiễm nào còn sót lại trong nước sau xử lý sơ cấp và thứ cấp.
  • STB-3.N.4 Trước khi xả, nước đã xử lý sẽ tiếp xúc với một hoặc nhiều chất khử trùng (thường là clo, ozone hoặc tia UV) để diệt khuẩn.

Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP

Xử lý nước thải làm sạch nước thải qua nhiều giai đoạn: giai đoạn sơ cấp (lắng cặn rắn), giai đoạn thứ cấp (vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ), và đôi khi là giai đoạn thứ ba (loại bỏ dinh dưỡng và khử trùng). Quá trình này bảo vệ các tuyến đường thủy khỏi mầm bệnh và ô nhiễm dinh dưỡng.

Xử lý nước để đảm bảo an toàn: lắng cặn, lọc, sau đó là khử trùng
Xử lý nước để đảm bảo an toàn: lắng cặn, lọc, sau đó là khử trùng
8.12

Liều gây chết 50% (LD50)

Chương trình

Hiểu biết bền vững (EIN-3): Các chất ô nhiễm có thể gây ra cả tác động trực tiếp và gián tiếp đến sức khỏe của các sinh vật, bao gồm cả con người.

Mục tiêu học tập EIN-3.A: Định nghĩa liều lượng gây chết 50% ($LD_{50}$).

  • EIN-3.A.1 Liều lượng gây chết 50% ($LD_{50}$) là liều lượng của một hóa chất gây tử vong cho 50% quần thể của một loài cụ thể.

Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP

Đường cong liều-lực và LD50

LD50 là liều lượng của một chất có khả năng làm chết 50% số lượng sinh vật thử nghiệm. Một giá trị LD50 thấp hơn có nghĩa là chất đó độc tính cao hơn (cần ít chất hơn để gây tử vong). Đây là phương pháp tiêu chuẩn để so sánh mức độ độc hại.

Ví dụ minh họa. Chất A có LD50 là $5\ \text{mg}$ trên mỗi kg khối lượng cơ thể; chất B, $500\ \text{mg/kg}$. Vì giá trị của A nhỏ hơn $100$ lần, nên A có độc tính khoảng $100\times$ lần cao hơn. Đối với một người trưởng thành nặng $70\ \text{kg}$, liều lượng của A dự kiến sẽ gây tử vong cho một nửa số người là $5\ \text{mg/kg}\times70\ \text{kg}=350\ \text{mg}$ – một lượng rất nhỏ, trong khi B cần đến $500\times70=35{,}000\ \text{mg}$ ($35\ \text{g}$).

Từ vựng Luyện tập
English Tiếng Việt
LD50/ˌel diː ˈfɪfti/ LD50
dose–response curve/dəʊs rɪˈspɒns kɜːv/ đường cong liều-lương
threshold/ˈθreʃəʊld/ ngưỡng
Pathogens/ˈpæθədʒnz/ vi sinh vật gây bệnh
Cholera/ˈkɒlərə/ Cholera
Dysentery/ˈdɪsəntəri/ nhiễm trùng lị
Plague/pleɪɡ/ bệnh dịch hắc ám
Tuberculosis (TB)/ˌtjuːbəkjʊˈləʊsɪs/ bệnh lao (TB)
Malaria/mæˈleərɪə/ Sốt rét
mosquito/məˈskiːtəʊ/ muỗi
West Nile / Zika/west naɪl ˈziːkə/ Sông Tây Nile / Zika
8.13

Đường cong liều-lực

Chương trình

Hiểu biết bền vững (EIN-3): Các chất ô nhiễm có thể gây ra cả tác động trực tiếp và gián tiếp đến sức khỏe của các sinh vật, bao gồm cả con người.

Mục tiêu học tập EIN-3.B: Đánh giá các đường cong đáp ứng liều.

  • EIN-3.B.1 Một đường cong đáp ứng liều mô tả tác động lên một sinh vật hoặc tỷ lệ tử vong trong một quần thể dựa trên liều lượng của một độc tố hoặc thuốc cụ thể.

Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP

Đường cong liều-lực biểu diễn mối quan hệ giữa tác dụng và liều lượng. Nhìn chung, liều lượng cao hơn dẫn đến tác dụng lớn hơn. Một số hóa chất có ngưỡng an toàn (không có tác dụng dưới ngưỡng này); đối với những chất khác, bất kỳ sự tiếp xúc nào đều mang lại rủi ro. Các đường cong này giúp xác định các giới hạn an toàn.

8.14

Ô nhiễm môi trường và sức khỏe con người

Chương trình

Hiểu biết bền vững (EIN-3): Các chất ô nhiễm có thể gây ra cả tác động trực tiếp và gián tiếp đến sức khỏe của các sinh vật, bao gồm cả con người.

Mục tiêu học tập EIN-3.C: Xác định các nguồn gốc dẫn đến các vấn đề sức khỏe ở con người có liên quan đến ô nhiễm.

  • EIN-3.C.1 Có thể khó khăn để thiết lập mối quan hệ nhân quả giữa các chất ô nhiễm và các vấn đề sức khỏe ở con người vì con người trải qua sự tiếp xúc với nhiều loại hóa chất và chất ô nhiễm khác nhau.
  • EIN-3.C.2 Dysentery (lị) do nước thải chưa xử lý trong các dòng suối và sông ngòi gây ra.
  • EIN-3.C.3 Mesothelioma là một loại ung thư chủ yếu do tiếp xúc với asbestos gây ra.
  • EIN-3.C.4 Các vấn đề về hô hấp và chức năng phổi tổng thể có thể bị ảnh hưởng bởi nồng độ ozone trong khí quyển thấp cao tăng cao.

Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP

Ô nhiễm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe (bệnh hô hấp do ô nhiễm không khí, ngộ độc do nước bị nhiễm bẩn) và gián tiếp. Liều lượng, thời gian tiếp xúc và độ nhạy cảm cá nhân đều ảnh hưởng đến kết quả. Người nghèo thường là nhóm tiếp xúc nhiều nhất nhưng được bảo vệ kém nhất.

8.15

Mầm bệnh và bệnh truyền nhiễm

Chương trình

Hiểu biết bền vững (EIN-3): Các chất ô nhiễm có thể gây ra cả tác động trực tiếp và gián tiếp đến sức khỏe của các sinh vật, bao gồm cả con người.

Mục tiêu học tập EIN-3.D: Giải thích các vi sinh vật gây bệnh ở con người và quá trình tuần hoàn của chúng trong môi trường.

  • EIN-3.D.1 Các vi sinh vật gây bệnh thích nghi để tận dụng các cơ hội mới để lây nhiễm và lây lan trong quần thể con người.
  • EIN-3.D.2 Các vi sinh vật gây bệnh cụ thể có thể xuất hiện trong nhiều môi trường bất kể tình trạng vệ sinh có vẻ như thế nào.
  • EIN-3.D.3 Khi các vùng khí hậu kiểu xích đạo mở rộng về phía bắc và nam vào các vùng khí hậu cận nhiệt đới và ôn đới hiện tại, các vi sinh vật gây bệnh, các bệnh truyền nhiễm và bất kỳ vector đi kèm nào đang lây lan vào những khu vực này nơi mà bệnh tật trước đây chưa từng được biết đến xảy ra.
  • EIN-3.D.4 Các khu vực nghèo đói, thu nhập thấp thường thiếu việc xử lý chất thải vệ sinh và có nguồn cung cấp nước uống bị ô nhiễm, dẫn đến các điểm nóng và cơ hội cho sự lây lan của các bệnh truyền nhiễm.
  • EIN-3.D.5 plague (bệnh dịch) là một bệnh do các sinh vật mang vi khuẩn plague gây ra. Nó được truyền sang con người thông qua vết cắn của một sinh vật bị nhiễm hoặc qua tiếp xúc với các chất lỏng hoặc mô bị ô nhiễm.
  • EIN-3.D.6 Tuberculosis (lao) là một bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn tấn công chủ yếu vào phổi. Nó được lây truyền bằng cách hít thở vi khuẩn từ các chất lỏng cơ thể của một người bị nhiễm.
  • EIN-3.D.7 Malaria (sốt rét) là một bệnh ký sinh do muỗi bị nhiễm cắn gây ra. Nó thường được tìm thấy ở châu Phi hạ Sahara.
  • EIN-3.D.8 Virus West Nile được truyền sang con người qua vết cắn của muỗi bị nhiễm.
  • EIN-3.D.9 Hội chứng hô hấp cấp tính nghiêm trọng (SARS) là một dạng viêm phổi. Nó được truyền qua việc hít thở hoặc chạm vào các chất lỏng bị nhiễm.
  • EIN-3.D.10 Hội chứng hô hấp Trung Đông (MERS) là một bệnh hô hấp do virus gây ra và được truyền từ động vật sang con người.
  • EIN-3.D.11 Zika là một virus do muỗi bị nhiễm cắn gây ra. Nó có thể được truyền qua tiếp xúc tình dục.
  • EIN-3.D.12 Cholera (thải chảy) là một bệnh do vi khuẩn gây ra và lây nhiễm từ nước bị ô nhiễm.

Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP

Mầm bệnh (vi khuẩn, virus, ký sinh trùng) lây lan qua nguồn nước và thực phẩm bị nhiễm bẩn. Đề thi nêu tên các bệnh cụ thể và yêu cầu bạn phải biết mỗi loại được lây truyền như thế nào, vì đường lây truyền quyết định biện pháp phòng ngừa:

Bệnh Loại Cách lây truyền
Bệnh tả vi khuẩn uống nước bị nhiễm phân thải
Bệnh lị vi khuẩn nước thải chưa xử lý trong dòng suối và sông ngòi
Bệnh dịch hạch vi khuẩn côn trùng cắn (ví dụ: bọ chét) hoặc tiếp xúc với dịch bệnh từ vật chủ nhiễm bệnh
Bệnh lao (TB) vi khuẩn hít thở vi khuẩn từ dịch cơ thể của người nhiễm bệnh
Bệnh sốt rét ký sinh trùng muỗi infected cắn (phổ biến ở vùng cận xích đạo Phi)
Sốt Tây Nile / Zika virus muỗi infected cắn (Zika cũng có thể lây qua đường tình dục)
SARS / MERS virus hít thở hoặc chạm vào dịch bệnh; MERS lây từ động vật sang người

Hai ý tưởng tổng quát sau đây thường xuất hiện trong đề thi. Nghèo đói làm trầm trọng thêm vấn đề - các khu vực thu nhập thấp thường thiếu hệ thống xử lý rác thải vệ sinh và nước sạch, tạo điều kiện cho các bệnh lây qua nước phát triển. Và biến đổi khí hậu spread bệnh: khi các vùng khí hậu nhiệt đới ấm áp mở rộng về phía cực, các vectors - bao gồm cả muỗi và các loài vật trung gian khác - cùng các bệnh mà chúng mang theo di chuyển vào các vùng ôn đới vốn trước đây chưa từng có chúng. Nước sạch, vệ sinh và kiểm soát vectors vẫn là các biện pháp phòng ngừa chính.

Từ vựng Luyện tập
English Tiếng Việt
vectors/ˈvektəz/ vectors
8.15

Mẹo làm bài thi

  • Tr循 eutrophication từng bước: chất dinh dưỡng chảy tràn → tảo nở hoa → phân hủy → thiếu oxy → cá chết.
  • Bioaccumulation tích lũy trong một sinh vật; biomagnification tăng lên dọc theo chuỗi thức ăn, nên động vật ăn thịt ở đỉnh bị tác động nặng nhất.
  • Đọc LD50: giá trị thấp hơn có nghĩa là độc tính cao hơn; nhân với khối lượng cơ thể để tính liều gây chết người.
  • Sắp xếp thứ tự xử lý chất thải theo nguyên tắc reduce > reuse > recycle, và các giai đoạn xử lý nước thải.
  • Liên kết các mầm bệnh với nguồn nước ô nhiễm và các biện pháp phòng vệ liên quan đến nước sạch/vệ sinh.
Từ vựng Luyện tập
English Tiếng Việt
Bioaccumulation/ˌbaɪəʊəˌkjuːmjʊˈleɪʃn/ tích lũy sinh học

Bài học tương tác về chủ đề này

Làm theo từng bước, kèm theo bài tập kiểm tra ngay lập tức.

Đề thi cũ

Nhiều chủ đề hơn trong AP Khoa học môi trường

Đăng nhập hoặc tạo tài khoản

IGCSE, A-Level & AP