Đề cương ôn tập Sinh thái học môi trường

Bài 1: KHÁI NIỆM VỀ SINH THÁI HOC Câu 1. Hãy nêu hiện trạng môi trường Trái Đất hiện nay? Trả lời: 1. Tài nguyên thiên nhiên - Đất bị xói mòn, hoang hóa; Rừng bị hủy hoại, cháy rừng; Nước ô nhiễm, thiếu nước sạch. - Nhiệt độ tăng dẫn đến hiện tượng thay đổi khí hậu, băng tan, thảm học lũ lụt, lũ quét, bão tố. - Tài nguyên thiên nhiên ( đặc biệt năng lượng) khai thác cạn kiệt, suy thoái kinh tế. - Môi trường sống chứa đựng các vật thải của sinh vật ( có con người), nếu quá ngưỡng làm sạch tự nhiên sẽ gây ra hiện tượng ô nhiễm. 2. Hoạt động nông nghiệp - Khai thác đất trồng không hiệu quả; gây hoang hóa, sa mạc hóa; thiếu nước sạch cho sinh hoạt và hoạt động nông nghiệp. - Ô nhiễm chất thải nông nghiệp bao gồm trồng trọt và chăn nuôi, dẫn đến ô nhiễm tầng nước ngầm, không khí và đất. - Lương thực sản xuất nơi thừa, nơi thiếu gây khủng hoảng lương thục và nạn đói cận kề. 3. Hoạt động công nghiệp - Hoạt động sản xuất quá mức, tạo nhiều khí CO2 và các khí khác gây hiệu ứng nhà kính. - Băng tan, lũ lụt. - Tầng ozon bị phá hủy bởi hoạt động công nghiệp, các hoạt động tạo khí NO2 và CFC. - Mưa axit. - Ô nhiễm biển chất thải từ lục địa đổ ra, phú dưỡng hóa: Hiện tượng nở hoa, dầu loang. - Đời sống của động thực vật, con người suy giảm vì rác thải, chất thải công nghiệp. Câu 2. Hãy giới thiệu và định nghĩa sinh thái học? Trả lời: 1. Giới thiệu - Là 1 môn học về môi trường sống dành cho mọi người, nhưng không phải là 1 môn học dễ dàng áp dụng. - Không chú trọng nhiều chi tiết sinh học ở mức cá thể nhưng tập trung hơn vào lịch sử, tiến hóa và các biến cố về địa lý. - Đòi hỏi kiến thức nâng cao về sinh hóa, khí hậu, địa chất. - Khía cạnh khác đòi hỏi kiến thức khoa học xã hội, văn hóa xh, luật môi trường. 2. Định nghĩa - STH là khoa học nghiên cứu tương tác xác định dự phân bố và sự phong phú của sinh vật. - STH là một môn học nghiên cứu về nơi ở hay nói theo nghĩa rộng STH là môn học về tất cả các quan hệ giữa sinh vật với môi trường và các điều kiện cần thiết cho sự tồn tại của chúng. Câu 3: Hãy nêu khái niệm về sinh thái hoc, môi trường, hệ sinh thái và hệ sinh thái con người là gì? Trả lời: 1. Sinh thái học - Sinh vật được nghiên cứu từ mức độ nhỏ nhất đến mức độ to nhất: Gen – Tế bào – Mô-cơ quan – Cơ thể-quần tụ - Quần thể - Quần xã - Môi trường sống bao gồm các yếu tố: + Vô sinh: Là sự tương tác giữa yếu tố vật lý và yếu tố hóa học + Hữu sinh: Là mối quan hệ giữa SV sản xuất, tiêu thu và phân hủy 2. Môi trường - Là nơi sống của SV chứa các yếu tố tác động lên SV + Tự nhiên: Thạch quyển, khí quyển, thủy quyển, sinh quyển + Nhân tạo: Xã hội, đầu tư, văn hóa. 3. Hệ sinh thái - Hệ sinh thái là hệ thống thống nhất giữa quần xã SV và sinh cảnh - Gồm các sinh đới: Tundra (đồng rêu); taiga; rừng ôn đới; sa mạc; rừng mưa nhiệt đới; hệ sinh thái nước. 4. Hệ sinh thái con người - Gắn liền với sự phát triển lịch sử loài người - Gồm: GĐ hái lượm, GĐ săn bắt, GĐ chăn thả, Nông nghiệp, Công nghiệp, Đô thị hóa Câu 4: Hãy nêu các thành phần cơ bản của môi trường Trái Đất gồm các quyển nào? Trả lời: 1. Thạch quyển (Litosphere) - Vỏ cứng Trái Đất có cấu trúc dày mỏng khác nhau gồm vỏ đại dương và vỏ trên lục địa - Vỏ dưới đại dương có thành phần đá giàu SiO2, FeO, MgO dày trung bình 8km. - Vỏ trên lục địa gồm đá basalt dày 1 – 2km nằm ở dưới và các đá khác (granit, sienit…giàu SiO2, Al2O3) bên trên thường rất dày, trung bình thường 35km. - Chứa 92 nguyên tố hóa học (8 nguyên tố quan trọng: O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, N, K) - Tại lằn gợn (ridge) trên đáy đại dương một lượng lớn đá nóng chảy nổi lên từ trong long đất tạo ra sự chuyển động của các mảng kiến tạo. - Tại rãnh (trench) một cạnh của mảng bị vùi bên dưới mảng kế cận làm tăng oằn xuống - Vết nứt trên vỏ Trái Đất nơi các mảng kiến tạo gặp nhau, mảng di chuyển rời xa nhau tạo đường nứt (rift). - Đá nóng chảy phun trào trên mảng kiến tạo tại điểm nóng (hot spot). 2. Thủy quyển (hydrosphere) - Là lớp vỏ lỏng không lien tục bao gồm nước ngọt, nước mặn ở 3 trạng thái: Cứng, lỏng và hơi. - Khối lượng thủy quyển khoảng 1,4x1018tấn (=7% trọng lượng của thạch quyển), đại dương chiếm 97,4%. - Chiếm S khoảng 361 triệu km2 (70,8%) bề mặt Trái Đất, độ sâu trung bình là 3800m - Tỷ trọng nước biển từ 1,0275 – 1,822; nhiệt độ trung bình năm bề mặt đại dương là 17,5oC - Mực nước biển tương đối ổn định nhưng thay đổi mạnh theo thời kỳ địa chất. - Chứa hầu hết các nguyên tố hóa học của vỏ Trái Đất, trong đó muối kiềm và kiềm thổ có nồng độ lớn nhất, trung bình 35g muối/1L - Biển không phẳng lặng, luôn bị biến động bởi sóng, thủy triều, dòng chảy. - Hệ thống dòng chảy biển tác dụng quan trọng đến thời tiết, khí hậu, cung cấp dinh dưỡng cho SV biển và giao thong (hiện tượng Elnino và Lanina) - Nước ngọt lục địa là 33,5x1018 tấn (=2,3%) nhưng có vai trò quan trọng đối với đời sống SV trên mặt đất. 3. Khí quyển (Atmosphere) - Là lớp vỏ ngoài TĐ ranh giới dưới là bề mặt khí quyển, thạch quyển, ranh giới trên là khoảng không của các hành tinh. - Hình thành do sự thoát hơi nước từ thủy quyển và thạch quyển. - Có cấu trúc phân lớp đặc trưng gồm các tầng từ dưới lên: Đối lưu, bình lưu, trung gian, tầng nhiệt, tầng điện ly. + Tầng đối lưu: dày Tb 15km, chứa nhiều hới nước, bụi và các hiện tượng thời tiết chính. + Tầng bình lưu: 15-50km, có chứa lớp khong khí giàu ozon - Thành phần khí quyển ổn định, phần lớn khối lượng khí chứa trong tầng đối lưu, bình lưu (5x1018 tấn) goomg N2, O2, H2O, CO2, H2, O3, NH4, các khí trơ. - Độ cao 25km của tầng bình lưu có lớp ozon, có khả năng ngăn chặn tia tử ngoại (0,28 ) - Các hoạt động của con người tạo ra khí CFC, CH4, NO, NO2 phá hủy ozon (biến O3 thành O2) - Khí quyển tiếp nhận 60-70% năng lượng từ MT, dung cho cây xanh quang hợp, phần khác là nguyên nhân tạo ra tuần hoàn nước. * Hiệu ứng nhà kính: - Bức xạ nhiệt (0,5 ) phát ra từ mặt trời xuyên qua khí quyển làm TĐ có nhiệt độ ổn định cân bằng trong suốt 1 thời gian dài. - Các hoạt động của con người tạo ra khí CO2, CFC, CH4, NO, NO2 có khả năng hấp thụ mạnh các bước sóng từ 3,8 - 18 dẫn đến gia tăng nhiệt độ khí quyển => hiệu ứng nhà kính. - CO2 tăng gấp 2 nhiệt độ TĐ tăng lên 3oC, dự đoán đến 2050 nhiệt độ tăng từ 1,5 – 4,5 oC => thay đổi lớn khí hậu, mùa màng, thời tiết và đời sống sinh vật. 4. Sinh quyển - Toàn bộ thế giới SV cùng toàn bộ yếu tố môi trường bao quanh chúng. - Xuất hiện vào đại thái cổ (3 tỷ năm), số loài SV ngày càng tăng, để lại nhiều khoáng sản, đất đá: Dầu mỏ, than đá, đá trầm tích. - Sinh khối ước tính: 4x1014 – 2x1016 tấn - Bao gồm các hệ thống tương tác Sv với môi trường vô sinh gọi là hệ sinh thái. - Hệ sinh thái bao gồm 2 thành phần vô sinh: - Thành phần sinh vật gồm: Sv sản xuất, tiêu thụ, phân hủy * sơ đồ cấu trúc của sinh quyển: Sinh quyển – Sinh đới (biome) – Hệ sinh thái (ecosystem) – Quần xã (Community) – Quần thể (population) – Cá thể (Orgamesm) Câu 4: Sinh quyển là gì? Sinh đới là gì và có bao nhiêu hệ sinh thái trong sinh đới ? Trả lời : 1. Sinh quyển - Là 1 quyển đặc biệt của TĐ có tồn tại sự sống, đan xen vào thạch quyển, thủy quyển và khí quyển. - Thành phần chủ yêu là 3 nguyên tố: C, H, O - Được chia thành các vùng đặc thù về khí hậu ( nhiêt độ, nước), hệ ĐV, TV và kiểu đất gọi là sinh đới (biome) 2. Sinh đới - Đi từ địa cực về xích đạo có khoảng 12 biome, trong mỗi biome có 1 hệ sinh thái ổn định tương tác với nhau được quy định bởi khí hậu và phân bố địa lý. 2.1. Tundra - Phân bố ở vùng cực, nhiệt độ lạnh quanh năm trừ mùa hè (3 tháng), hệ thực vật gồm rêu, địa y, cây bui nhỏ, hệ động vật nghèo nàn gồm các sinh vật chịu lạnh. 2.2. Rừng Taiga - Phân bố vùng khí hậu lạnh 20oC, hệ thực vật gồm than gỗ, lá nhọn, thông, linh sam, vân sam, hệ ĐV nghèo: thú ăn cỏ(hươu, nai); thú ăn thịt (gấu, sói, cáo), chim các loại. 2.3. Rừng ôn đới - Phân bố ở vùng khí hậu ôn đới (Bắc Mỹ, tây Âu, Đong Á), hệ thực vật gồm cây than gỗ: sồi, giẻ, thông, bạch dương; hệ động vật: thú ăn cỏ (lợn lòi), ăn thịt (chó sói, cáo, gấu), chim(gà gô, mỏ chéo). 2.4. Thảo nguyên(grassland) - Phân bố vùng có mùa khô dài, lượng mư nhỏ, lạnh, hệ TV gồm các cây than cỏ, hệ ĐV bao gồm các loài ăn cỏ và ăn thịt. 2.5. Đồng cỏ (savanne) - Phân bố vùng có mùa mưa dài, lượng mưa nhỏ, nóng, hệ TV gồm các cây thân cỏ, hệ ĐV gồm các loài ăn cỏ và ăn thịt. 2.6. Sa mạc (desert) - Phân bố vùng khí hậu khô hạn, mưa hiếm, hệ TV nghèo bộ rễ phát triển, lá nhỏ (gai); hệ ĐV nghèo (lạc đà, linh dương, sư tử, gặm nhấm); sâu bọ cánh cứng. 2.7. Rừng nhiệt đới (forest tropical) - Phân bố vùng Nam Mỹ, Trung Phi, Nam Á, Đông Nam Á, hệ thực vật, động vật rất phong phú, đa dạng, tổng sinh khối rừng nhiệt đới rất lớn. * Sinh đới vùng nước, sinh đới thủy: sinh đới thủy vực nước ngọt, thềm lục địa, đáy biển; phân bố theo độ sâu, nhiệt độ và độ mặn III. Hệ sinh thái và quan hệ giữa các nhân tố sinh thái Câu 5. Các thành phần của hệ sinh thái Trả lời: - Nhân tố vô sinh – môi trường: + Chất vô cơ (C, P, N, CO2, H2O…) tham gia vào chu trình vật chất + Chất hữu cơ (protit, gluxit, lipid, mùn bã…) liên kết thành phần vô sinh và hữu sinh + Chế độ khí hậu (nhiệt độ và yếu tố vật lý khác) - Nhân tố hữu sinh – Sinh vật: + SV sản xuất (tự dưỡng) chủ yếu là thực vật tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ. + SV tiêu thụ (dị dưỡng) sử dụng chất hữu cơ trực tiếp hay gián tiếp từ SV sản xuaart. + SV phân hủy (hoại sinh) phân hủy chất hữu cơ thành vô cơ. Câu 6: Hãy nêu các mối quan hệ giữa các nhân tố sinh thái? Trả lời: - Quan hệ trung lập: Quan hê giữa các SV sống cạnh nhau, nhưng loài này không làm lợi hay gây hại cho sự phát triển của loài kia. Vd: Chim và động vật ăn cỏ. - Quan hệ lợi 1 phía: Hai loài SV sống cạnh nhau, loài thứ nhất lợi dụng điều kiện do loài thứ 2 đem lại nhưng không gây hại cho loài thứ 1. Vd: Vi khuẩn cố định đạm ở rễ học đậu, vi khuẩn đường ruột động vật. - Quan hệ kí sinh: Giữa 1 loài (ký sinh) sống dựa vào loài khác (ký chủ), gây hại có thể giết chết ký chủ. Vd: Giun, sán - Quan hệ thú dữ - con mồi: Giữa 1 loài ăn thịt với loài kia là con mồi - Quan hệ cộng sinh: hai loài sinh vật sống dựa vào nhau, loài này đem lại lợi ích cho loài kia và ngược lại. Vd: tảo và địa y; chim rỉa thị và cá sấu - Quan hệ cạnh tranh: Giữa 2 hay nhiều loài sinh vật cạnh tranh nguồn thức ăn và không gian sống. Quan hệ này có thể dẫn đến sự tiêu diệt 1 loài. Vd: Giữa các loài ăn cỏ, ong nhập nội – địa phương. - Quan hệ hạn chế: loài 1 đem lại lợi ích cho loài 2, loài 2 khi phát triển lại hạn chế sự phát triển của loài 1. Vd: dây leo và cây thân gỗ Câu 7: Hãy nêu sự chuyển hóa vật chất trong hệ sinh thái? Trả lời: 1. Chuỗi, lưới thức ăn, bậc dinh dưỡng - Các thành phần sinh vật trong hệ sinh thái có sự trao đổi vật chất, năng lượng và thông tin. - Quan hệ dinh dưỡng giữa các thành phần sinh vật được thực hiện bởi chuỗi, lưới thức ăn và bậc dinh dưỡng. - Chuỗi thức ăn là dòng chuyển đổi vật chất và năng lượng của hệ sinh thái bắt đầu bằng sinh vật sản xuất (TV), kết thúc ở SV tiêu thụ bậc cao và sinh vật phân hủy. - Lưới thức ăn là tập hợp các chuỗi thức ăn cùng tồn tại trong hệ sinh thái. Trong mạng lưới thức ăn một loài SV có thể giữ các vị trí dinh dưỡng khác nhau trong các chuỗi thức ăn khác nhau. - Bậc dinh dưỡng bao gồm các mắt xích thức ăn thuộc thành phần của chuỗi thức ăn: SV cung cấp, SV tiêu thị cấp 1,2; SV phân hủy. Trật tự xác lập khi SV này ăn SV trước đó và làm mồi cho SV phía sau. 2. Tháp sinh thái học - Phân tích sô lượng cá thể, sinh khối và năng lượng theo các bậc dinh dưỡng sắp xếp từ thấp lên cao sắp xếp theo dạng hình thấp. - Tháp sinh thái học được biểu diễn bằng các hình chữ nhật chồng lên nhau có cùng chiều cao, phụ thuộc vào số lượng hay năng lượng của cùng một bậc dinh dưỡng. - Có 3 loại tháp sinh thái học: Số lượng, sinh khối, năng lượng. 3. Khả năng tự cân bằng của hệ sinh thái - HST có khả năng tự duy trì và tự điều chỉnh để giữ tính ổn định, 3 khả năng: + Duy trì số lượng các loài sinh vật + Duy trì số lượng cá thể trong quần thể + Duy trì sự cân bằng của các yếu tố vô sinh và hữu sinh - Trong thực tế khả năng tự điều chỉnh và tự duy trì theo 3 cơ chế: + Tốc độ dòng năng lượng (quang hợp, hô hấp) + Tốc độ chuyển hóa vật chất (phân hủy, SD hóa) + Tính đa dạng sinh học của hệ (loài thay thế) Câu 8: Hãy trình bày dòng năng lượng và năng suất sinh học của hệ sinh thái? Trả lời: 1. Dòng năng lượng - Chủ yếu là năng lượng MT, phần khác là năng lượng từ lòng đất (hóa thạch, phóng xạ…) - Năng lượng Mt được cây xanh quang hợp hấp thu, chuyển thành chất hữu cơ, tiếp tục theo chuỗi thức ăn đi đên các thành phần khác của hệ. 2. Năng suất sinh học - Là khả năng chuyển hóa năng lượng MT hoặc năng lượng chứa trong thức ăn ban đầu thành sinh khối. - NSSH sơ cấp thô (GPP): NLMT được thực vật quang hợp và chuyển hóa thành các chất hữu cơ chứa trong cơ thể và năng lượng để duy trì sự sống (hô hấp). - NSSH sơ cấp tinh (NPP): NLMT được TV tổng hợp chứa trong các chất hữu cơ GPP = NPP + R (năng lượng dung cho hô hấp) GPP được tính theo đơn vị kg/ha/năm(vật chất khô); hoặc kj/m2/năm (năng lượng) - Tổng NSSH sơ cấp TĐ là 1018kj/năm, mỗi người tiêu thụ 4,2x109 kj/năm => số lượng người đủ năng lượng: 25 tỷ người Câu 9: Hãy cho biết sự phát triển của hệ sinh thái diễn ra như thế nào? Trả lời: - Trong tự nhiên các quá trình sinh học phát triển thường tuân theo nguyên lý 2 của nhiệt động học: trình tự diễn biến là quá trình tăng entropi (ds>>2), hay gia tăng trạng thái hỗn loạn vô trật tự. - Sự phát triển của hệ sinh thái tự nhiên khác biệt với quá trình tự nhiên khác, tăng dần độ trật tự hay giảm entropi (ds<0) theo thời gian. - Định luật 2 nhiệt động học tác động lên hệ thống sông. Mỗi lần năng lượng chuyển từ nơi này sang nơi khác, năng lượng hữu ích ban đầu mất đi dần qua nhiệt khuếch tán vào môi trường. - HSTTN phát triển dẫn đến mức ổn định giảm tiêu thụ năng lượng để duy trì sự sống bằng cách giảm tăng trưởng, không tăng số loài. P/R=>1; P/B=>0 Câu 10. Hãy cho biết sự tiến hóa của hệ sinh thái diễn ra như thế nào? Trả lời: - Sự tiến hóa của hệ sinh thái và quần xã sinh vật tuần tự từ dạng này qua dạng khác gọi là diễn thế sinh thái ( song song với quá trình biến đổi khí hậu, thổ nhưỡng, địa chất hoặc giá thể). - Có 3 loại diễn thế: + Diễn thế nguyên sinh: Khởi đầu từ một môi trường trống => quần xã tiên phong => quần thể trung gian=> quần xã đỉnh cực (climax). Quần xã sinh thái có sự cân bằng sinh thái giữa quần xã và ngoại cảnh, tỷ lệ P/B=1; P/B=0. Thí dụ 1: Diễn thế nguyên sinh từ hồ thành rừng cây trong đó quần xã tiên phong là các thực vật sống vùng ngập nước. + Diễn thế thứ sinh: xuất hiện ở một môi trường đã có ở một quần xã => quần xã bị hủy hoại => thây thế dần bởi quần xã trung gian => quần xã đỉnh cực. + Diễn thế phân hủy: không dẫn đến quần xã đỉnh cực, môi trường đần dần bị phân hủy qua mỗi quần xã trong diên thế. Đây là diễn thế của quần xã trên cây ngã hay trên xác của động vật. Câu 11. Hãy trình bày sự tăng trưởng và sự điều chỉnh quần xã sinh vật? Trả lời: 1. Nguyên lý 1 - Trong điều kiện không có giới hạn về không gian và nguồn thức ăn, tốc độ tăng trưởng của quần thể có thể biểu diễn bằng phương trình: Nt = No*exp(r*t) Trong đó: No: số lượng cá thể ban đầu Nt: Số lượng cá thể thời điểm t r: Hệ số tăng trưởng nội tại - Đường biểu diễn số lượng sinh vật trong quần thể trong trường hợp r > 0 ( hình j ); r <0 (hình S ngược). 2. Nguyên lý 2 - Trong điều kiện sự phát triển của quần thể bị giới hạn về không gian và nguồn thức ăn, số lượng các thể của quần thể sinh vật bị giới hạn bởi khẳ năng mang K (threshold) của hệ sinh thái. 3. Nhận xét - Quần thể có 2 cách tăng trưởng và tự điều chỉnh + Phát triển quần thể r có nội dung tăng về số lượng cá thể, thích hợp với các loài sinh vật yếu, kích thước nhỏ. + Phát triển quần thể K có nội dung giữ số lượng cá thể sinh vật ở mức thích hợp, nhỏ hơn khả năng mang của hệ sinh thái đối với các loài sinh vật có tính cạnh tranh cao, kích thước lớn. Câu 12. Hãy trình bày những tác động của con người tới hệ sinh thái? 1. Tạo ra các hệ sinh thái nhân tạo - HST ổn định có tỷ lệ P/R =1 và P/B = 0. - Con người tạo ra HST nhân tạo có P/R >1; P/B>0 không tự cân bằng và ổn định, để duy trì chúng phải bổ sung thêm năng lượng: Sức lao động, xăng dầu, phân bón (đồng cỏ, đồng lúa, vườn rau, cây ăn quả) 2. Tác động vào chu trình sinh địa hóa tự nhiên - Sử dụng năng lượng hóa thạch tạo khí CO2, SO2 làm thay đổi cân bằng sinh thái tự nhiên. - Thay đổi chu kỳ tuần hoàn nước: Xây hồ, đắp đập - Chuyển đất rừng thành đất nông nghiệp. - Cải tạo đầm lầy thành đất canh tác. - Chuyển đất rừng, đất nông nghiệp thành khu công nghiệp, đô thị. - Gây ô nhiễm môi trường nhiều dạng. 3. Tác động vào sự cân bằng sinh thái tự nhiên - Săn bắn, đánh bắt, khai thác quá mức. - Chặt phá rừng tự nhiên. - Lai tạo các loài sinh vật mới không phù hợp với sinh thái tự nhiên. - Thải ra môi trường các hợp chất nhân tạo không có khả năng phân hủy. 4. Các biện pháp hạn chế (tác động tiêu cực của con người) - Nghiên cứu, đánh giá các đặc điểm của HST để xây dựng biện pháp quản lý và bảo vệ. - Điều tra, đánh giá điều kiện tự nhiên, hiện trạng và xu hướng phát triển của xã hội để xây dựng phương án sử dụng hợp lý tài nguyên và phát triển bền vững kinh tế xã hội. - Xây dựng mô hình hợp lý 4 loại HST: HST bảo vệ, HST sản xuất, HST đô thị - khu đô thui, HST hỗ trợ. - Xây dựng chính sách quản lý, bảo vệ môi trường, quốc tế, quốc gia, khu vực và vùng lãnh thổ. Bài 3: CÁC QUY LUẬT SINH THÁI HỌC Câu 13: Hãy trình bày các quy luật sinh thái? Trả lời: - HST phát triển tuân thủ các quy luật khách quan sau đây: 1.1 Quy luật giới hạn sinh thái - Sự tồn tại của sinh vật phụ thuộc vào cường độ tác động của các nhân tố sinh thái. - Cường độ tác động tăng, giảm vượt ra ngoài giới hạn thích hợp của cơ thể => giảm khả năng sống của sinh vật. - Vượt ngưỡng cao nhất, thấp nhất thì sinh vật sẽ chết. - Giới hạn cường độ 1 nhân tố sinh thái sinh vật chịu đựng được, gọi là giới hạn sinh thái của sinh vật ấy. - Cường độ có lợi nhất cho sinh vật gọi là điềm cực thuận. - Giới hạn sinh thái và điểm cực thuận phụ thuộc vào các yếu tố: tuổi tác và tình trạng cơ thể. * Một số ví dụ: - TV bậc cao có giới hạn nhiệt hẹp 0 – 50oC. - Cá rô phi, loài rộng nhiệt 5 – 42oC. - SV hẹp nhiệt ưa nóng: Sứa - SV hẹp nhiệt ưa lạnh: côn trùng núi cao Collembola 1.2 Quy luật tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái - Môi trường gồm nhiều nhân tố sinh thái khác nhau. - Các nhân tố sinh thái tác động qua lại với nhau. - Sự thay đổi nhân tố sinh thái này làm thay đổi nhân tố sinh thái lien quan. - Sinh vật chịu ảnh hưởng của các thay đổi đó. Ví dụ: + Đất có đủ muối khoáng, cây chỉ có thể hấp thụ tốt khi đất có độ ẩm thích hợp. + Cây quang hợp tốt nếu kết hợp đủ muối khoáng và nước. 1.3. Quy luật tác động không đồng đều của các nhân tố sinh thái lên chức phận cơ thể - Các nhân tố sinh thái có ảnh hưởng khác nhau lên các chức phận của cơ thể sống. - Một nhân tố sinh thái cực thuận với quá trình này nhưng lại nguy hại cho quá trình khác. Ví dụ: + Nhiệt độ tăng làm tăng quá trình trao đổi chất trong cơ thể động vật biến nhiệt nhưng kìm hãm các hoạt động vận động. + Chu kỳ đời sống của tôm các giai đoạn phát triển sống trên các môi trường độ mặn khá nhau. 1.4. Quy luật tác động qua lại giữa sinh vật với môi trường - Các nhân tố sinh thái của môi trường ảnh hưởng đến sinh vật. - Ngược lại sinh vật cũng làm ảnh hưởng và thay đổi các nhân tố sinh thái môi trường. Ví dụ: + Rừng khép tán có vai trò cải tạo môi trường tự nhiên, làm tăng độ ẩm không khí và đất, các sinh vật phân hủy hoạt động tăng độ phì cho đất, giữ nước, đất không xói mòn. 1.5. Quy luật lượng tối thiểu - Chất có hàm lượng tối thiểu điều khiển năng suất, xác định đại lượng và tính ổn định của sinh vật theo thời gian. - Nhân tố giới hạn là nhân tố có hàm lượng (sử dụng được) gần nhất với lượng tối thiểu cần thiết. - Tác động của các nhân tố khác không phải là tối thiểu có thể làm thay đổi nhu cầu nhân tố sinh thái. Ví dụ: + Nồng độ oxy trong ao nuôi cá có mật độ cao giới hạn năng suất cá. + Lượng mưa giới hạn năng suất sinh khối của hệ sinh thái san mạc. 1.6. Quy luật tháp sinh thái - Trong lưới thức ăn của HST, sinh vật ở mắt lưới càng xa vị trí sinh vật sản xuất có tổng lượng sinh khối càng nhỏ. - Theo quy luật này tháp sinh thái được tính trên 3 hình thức: năng lượng, sinh khối, chuỗi thức ăn. Câu 14. Hãy trình bày các tác động của nhân tố sinh thái? Trả lời: 1. Ánh sáng - Ánh sáng là nguồn năng lượng cho tất cả sinh vật. Ánh sáng ảnh hưởng đến hình thái, giải phẫu và sinh lý thực vật, khả năng định hướng và sinh sản ở động vật. - Bức xạ MT chiếu xuống Trái Đất chiếm 60%, 40% phản xạ vào khoảng không. - Phân bố ánh sáng vùng xích đạo nhiều hơn. - Bức xạ ánh sáng ở dạng sóng điện từn (đơn vị nm). Ví dụ : + Các nhóm cây thích nghi với điều kiện chiếu sáng khác nhau (ưa sáng, ưa bóng, chịu bóng). + Cây có tính hướng sáng => cây trồng sát nhau trong rừng thẳng đứng ít phân cành. + Cường độ, thời gian chiếu sáng, thành phần quang phổ ánh sáng có ảnh hưởng lớn đến hoạt động sinh lý của thực vật : quang hợp, hô hấp… 2. Nhiệt độ - Sinh vật chỉ sống trong giới hạn nhiệt độ thích hợp. Nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến : + Đặc điểm hình thái và sinh lý động vật. + Hình thái giải phẫu và sinh lý thực vật. - Sự trao đổi nhiệt giữa sinh vật với môi trường dựa vào cấu trúc và hoạt động của cơ thể (đồng nhiệt, biến nhiệt). Ví dụ : + Hình thái lá bị biến đổi nhiều ở các nhiệt độ khác nhau (xương rồng). + Nhiệt độ có ảnh hưởng mạnh đến quá trình quang hợp, hô hấp và các quá trình trao đổi chất trong cơ thể + Nhiệt độ ảnh hưởng đến sự phát triển của động vật biến nhiệt, sự sinh sản, trạng thái tạm nghĩ (ngủ đông)… 3. Nước - Thành phần cấu trúc cơ bản và tham gia vào hoạt động sống của sinh vật. - Môi trường sống chứa nhiều hệ sinh thái khác nhau với các loài động vật, thực vật đa dạng. - Tồn tại trong khí quyển ở 3 dạng : cứng, lỏng, hơi ; dạng hơi tạo độ ẩm trong không khí. - Nước có ảnh hưởng đến sinh vật do : + Độ ẩm, áp suất, tỷ trọng, lượng oxy, lượng CO2, nhiệt độ, ánh sáng, độ đục, độ mặn (các muối hòa tan). + Cân bằng nước ở động vật, thực vật trên cạn. 4. Đất - Môi trường sống và cung cấp chất dinh dưỡng cho nhiều loài động vật, thực vật, vi sinh vật, nấm. - Môi trường chứa các hệ sinh thái với nhiều loài sinh vật phân bố theo các độ sâu khác nhau. - Các đặc điểm của đất : + Cấu trúc đất 3 tầng : mùn, rửa trôi, đất nhẹ. + Thành phần đất : Chất vô cơ, chất hữu cơ, nước, không khí, pH, thành phần hóa học và độc chất đất. 5. Không khí - Chứa O2, thành phần cần thiết cho sự sống, O3 là vật cản bức xạ (không khí chứa lượng oxy cao hơn nước). - Không khí : N (78,08%) ; O2 (20,94%) ; CO2 (0,03%) ; H2; NH3; hơi nước; He; O3; CH4; CO; SO2; NO; H2S; bụi; vi khuẩn, phấn hoa, bào tử. Câu 15. Hãy trình bày cơ chế hoạt động của hệ sinh thái? Tra lời: - Bất kỳ hoạt động của 1 HST nào cũng có cơ chế cân bằng động, trong đó dòng vật chất và năng lượng luôn biến đổi từ dạng này qua dạng khác. - HST là một hệ thống tự điều chỉnh phức tạp. - HST có quá trình tiến hóa, phát triển và đạt đến điểm cực thuận, hiệu suất, tính đa dạng của hệ tăng lên, lượng chất dinh dưỡng, lưu thông cũng tăng lên, biến đổi yếu tố vô sinh gia tăng. - HST duy trì, điều chỉnh bằng các cơ chế: + Tốc độ dòng năng lượng (tăng, giảm, quang hợp, hô hấp, nhiệt độ). + Tốc độ chuyển hóa vật chất (tốc độ phân hủy chất hữu cơ). + Tính đa dạng sinh học (gia tăng hay ức chế sự phát triển của 1 loài, thay thế loài này bằng loài khác). Sự đa dạng sút giảm dễ dẫn đến sự mất cân bằng sinh thái. Bài 4: CÁC VÒNG TUẦN HOÀN SINH HOC Câu 16: Hãy nêu khái niệm vòng tuần hoàn vật chất? Trả lời: - Vật chất chuyển đổi luân lưu trong HST tạo thành vòng tuần hoàn. - Vật chất đi từ ngoại cảnh đi vào cơ thể sinh vật – từ cơ thể sinh vật trả lại ngoại cảnh – vật chất phân hủy rồi lại được cơ thể hấp thụ. - Trong sự vận động này vật chất được bảo toàn, tuân theo định luật bảo toàn năng lượng. - Có sự tham gia của sinh vật gọi là chu trình sinh địa hóa (biogeochemical cycles) gồm chu trình nhiều nguyên tố, các chu trình chính: nước, C, P, N, S. - Sơ đồ tuần hoàn vật chất trong môi trường: Nguồn dự trữ từ môi trường Phân hủy bởi vi sinh vật Hấp thu bởi thực vật Hấp thu bởi động vật Câu 17: Có bao nhiêu chu trình địa hóa. Hãy trình bày các chu trình sinh địa hóa chính? Trả lời: 1. Chu trình nước - Nước bốc hơi từ đại dương tạo ra mưa. - Nước chảy tràn, nước thấm tạo thành dòng chảy, nước ngầm, sau đó trả trở về đại dương. - Chu trình nước có vai trò: + Tạo nguồn nước ngọt cho động vật và thực vật. + Thực hiện tái phân bố nhiệt, vận động dòng chuyển dịch không khí và nước. + Tạo điều kiện thực hiện các chu trình sinh địa hóa khác. 2. Chu trình Cacbon - Khởi đầu từ phản ứng quang hợp, CO2 cố định vào trong chất hữu cơ có C giàu năng lượng. - Các chất hữu cơ trải qua chuỗi, lưới thức ăn chuyển tới sinh vật phận hủy: vi sinh vật, trả C về lại cho môi trường. - C còn đi theo con đường vô cơ (có con người) + CO2 thoát ra do đốt nguyên liệu hóa thạch, than đá, dầu mỏ hoặc từ núi lửa. + CO2 hòa tan vào nước và chuyển từ nước, không khí tạo thành cacbonat ở biển sâu. 3. Chu trình Nito - Khí quyển là nơi dữ trữ khí nito. - Nito tự do phần lớn không được vi sinh vật hấp thụ, chỉ một số ít vi khuẩn cố định đạm sử dụng. - Nito luân chuyển trong chu kỳ phần lớn từ sự phân hủy xác bã động vật, thực vật biến đổi thành nitrat và các hợp chất chứa N khác. - Các sản phẩm có chứa N được thực vật hấp thu chuyển đổi thành các hợp chất hữu cơ mới. 4. Chu trình Photpho - P trong môi trường có 2 nguồn: vô cơ và hữu cơ. - P vô cơ phần lớn cố định trong đất, 1 phần hòa tan từ đá: HPO3 2- ; H2PO3-; được thực vật, vi sinh vật hấp thụ tạo các chất sống (protein, DNA, RNA, ATP). + Động vật ăn thực vật hấp thụ P => chết trả P vào đất. - Một phần P rửa trôi đi vào đại dương trầm tích dưới đáy, không trở lại chu kỳ, do đó đây là 1 chu kỳ không tuần hoàn. 5. Chu trình lưu huỳnh - S trong môi trường có nguồn gốc núi lửa, trầm tích biển ở dạng SO2, SO3, SO4-. - S được vi sinh vật biến đổi trong chu kỳ sunfat hóa. - Thực vật hấp thu S ở dạng (NH4)2SO4 dùng để tổng hợp các axit amin có S. - Động vật ăn thực vật hấp thụ S => chết trả S về đất. Câu 18. Hãy trình bày tác động của con người đến hệ sinh thái? Trả lời: 1. Thay đổi lượng khí CO2 - Gia tằng đốt nguyên liệu hóa thạch. - Phá rừng, thu hẹp S rừng giảm bộ máy hấp thu CO2. - Nồng độ CO2 khí quyển tăng từ 290ppm (thế kỷ 19) lên 325ppm (hiện nay), gây xáo trộn chu trình C. - Một trong những khí chính tạo hiệu ứng nhà kính 2. Thay đổi lượng khí Nito - Sử dụng phân bón hóa học có chứa N. - Liều lượng sử dụng nhiều hơn khả năng hấp thu của cây trồng sẽ ngấm vào đất, rửa trôi. - Nguyên nhân của hiện tượng phú dưỡng, nở hoa trong các vực nước có hàm lượng N cao. 3. Tác động trên các yếu tố khác - Sử dụng quá liều các loài phân bón vô cơ P, S gây hiện tượng phú dưỡng, làm tảo phát triển mạnh (nở hoa) gây hại cho người và các sinh vật khác (hồ Xuân Hương Đà Lạt). - Nước thải đô thị có hàm lượng N, P, S rất cao (hôi thối) gây ô nhiễm kênh, rạch, sông (kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh). - Các nhà máy sản xuất liên quan đến hóa chất vô cơ, hữu cơ xử lý chưa đúng mức, không xử lý làm phú dưỡng => ô nhiễm đất, nước ngầm. 4. Sự nở hoa tảo, các ảnh hưởng - Khi môi trường giàu dưỡng hóa (P, N) tạo điều kiện kích thích 1 số loài tảo phát triển mạnh lấn át các loài khác => hiện tượng nở hoa. + Nước ngọt: Cyanophyta: Anabaena, Anacystis; Dinoflagellata: Peridinum, cerratium; Cát tảo: Asterionella. + Nước mặn: Cát tảo, radiolarida… * Hậu quả của hiện tượng nở hoa: - Gây thiếu oxy cho môi trường nước, cản trở sự hô hấp của động vật. - Sản sinh ra độc tố gây độc cho động vật và người tiêu thụ (chết). - Làm hỏng mùi vị của hải sản. - Gây thiếu hụt dinh dưỡng cho động vật thân mềm. - Kích thích có hại cho các loài động vật. - Chất nhầy tiết từ tảo cản trở hoạt động sinh lý bình thường của động vật khác (chết). Câu 19. Quá trình hoàn trả vật chất cho tự nhiên diễn ra như thế nào? Tra lời: 1. Điều kiện tự nhiên - HST có khả năng tự điều chỉnh và hoàn tất các chu trình trong điều kiện tự nhiên. - Các sản phẩm bài tiết của động vật, xác chết động vật, thực vật sẽ được vi sinh vật phân hủy, hoàn trả vật chất về môi trường tự nhiên. 2. Điều kiện tham gia của con người - Con người can thiệp nhiều vào thiên nhiên. - Tạo ra nhiều loại HST nhân tạo, các HST này làm thay đổi nhiều đến môi trường tự nhiên. - Để giữ cho HST tự nhiên ít bị ảnh hưởng, con người thúc đẩy nhanh quá trình hoàn trả vật chất cho môi trường tự nhiên. - Đây là các hoạt động xử lý môi trường, tái chế chất thải, giảm bớt các hoạt động công nghiệp gây ô nhiễm. Bài 5: SINH THÁI HỌC VỰC NƯỚC Câu 20: Hãy trình bày quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong môi trường nước? Trả lời: 1. Chuyển hóa vật chất - Vật chất vô cơ, hữu cơ do rửa trôi, bồi tụ bởi chu trình nước và các chu trình khác vào môi trường nước. - Là thành phần dinh dưỡng cho các sinh vật sản xuất rồi tiếp tục qua lưới thức ăn cho đến khi hoàn trả vật chất vào trong môi trường dạng vô cơ và hữu cơ. - Vật chất chuyển hóa, vận động tùy thuộc vào tính chất thủy lực, kích thước của lưu vực và lượng chất dinh dưỡng.  Thủy vực (vật chất vận động và phân bố theo quy luật vật lý: dòng chảy, gió, phân tầng theo nhiệt độ, ánh sang, trọng lực), các dạng dòng chảy: + Dạng vòng (ao, hồ, nước đứng). + Dạng xoắn ốc (sông, biển, ao, hồ nước chảy). + Dạng vòng xoắn ốc (ao, hồ nước chảy).  Hóa sinh (vật chất phân giải vận động theo các phản ứng hóa học, chuỗi thức ăn). + Dòng vật chất dưới lên: chất vô cơ của nền đáy => sinh vật đáy => thực, động vật trong chuỗi thức ăn từ dưới lên. + Dòng vật chất trên xuống: ĐV, TV và các thành phần xác bã => VSV nền đáy => mùn bã => chất vô cơ. - Ảnh hưởng tới chu trình top – down (trên xuống): + Không có cá ăn thịt, ấu trùng, chuồn chuồn phát triển, côn trùng ăn cỏ giảm, tảo đáy hồ gia tăng. + Có cá ăn thị, ấu trùng, chuồn chuồn giảm, côn trùng ăn cỏ tăng, tảo đáy hồ giảm. - Ảnh hưởng tới chu trình dưới lên: + Ở sức sản xuất thấp quần thể côn trùng ăn cỏ không đủ thức ăn để duy trì số lượng, sinh vật sản xuất gia tăng, lại kéo theo gia tăng côn trùng ăn cỏ. SV ăn thịt cũng tăng theo. 2. Chuyển hóa năng lượng - NL ban đầu từ ASMT. - Bức xạ ánh sáng chỉ đi xuống một độ sâu nhất định (phân tầng ánh sáng, nhiệt độ). - Chuyển hóa qua các bậc dinh dưỡng: + Tạo thành sản phẩm sơ cấp. + Tạo thành sản phẩm thứ cấp. + Mất qua quá trình sống: hô hấp, vận động, bài tiết. + Tích tụ 1 phần trong bùn đáy. Câu 21. Hãy trình bày các hệ sinh thái thủy vực? Trả lời: 1. Nước ngọt ( nồng độ muối <1%) - Nước đứng (ao, hồ, đất ngập). HST thích hợp với tốc độ chảy chậm, nồng độ O2 kém. - Nước chảy (suối, sông, delta). HST thích hợp với dòng chảy, nồng độ O2 cao. 1.1 HST ao – hồ (pond – lake) - Yếu tố vô sinh: Lực nước – dòng chảy, nền đáy, chất dinh dưỡng, to, pH, độ đục, nồng độ O2. - Có sự phân tầng do ảnh hưởng của ánh sang theo chiều đứng: Lớp trên có đủ ánh sang quang hợp; lớp dưới. - Các sinh vật sản xuất: phiêu sinh thực vật, TV thủy sinh, phiêu sinh động vật. - Các sinh vật tiêu thụ: giáp xá, côn trùng, các ĐV ăn thịt lớn (cá, lưỡng cư, bò sát…) - Các sinh vật phân giải: là các VSV ở vùng nước sâu, thiếu oxy, phân giải các vụn hữu cơ và phóng thích các thành phần muối khoáng. 1.2 HST đất ngập (wetlands) - Bao gồm các kiểu sinh thái: đầm, lầy, bãi bùn, nước cạn (có sự thay đổi theo mùa). - Có đặc điểm nồng độ oxy hòa tan thấp, điều kiện trầm tích giảm, thuận lợi cho sự phân giải sinh học. - Hệ sinh vật với thành phần: các loài thủy sinh thực vật, các loài chim, côn trùng, giáp xác. - Chịu ảnh hưởng nhiều bởi sự thay đổi yếu tố môi trường: chủ yếu nhiệt độ và sự khô cạn. 1.3. Hệ sinh thái suối – sông - Lưu dẫn và phân phối đồng đều theo 1 chiều các yếu tố: nhiệt, nước, chất dinh dưỡng, chất ô nhiễm, phù sa và hệ sinh vật. - Các quần xã thủy sinh vật có thành phần không đồng nhất, thay đổi theo thượng, trung, hạ lưu. - Tp thực vật: Tảo, rêu, rong, thủy sinh thực vật kém phát triển ở dòng chảy có tốc độ cao, hạ lưu rừng sát, thực vật chịu ngập. - Tp động vật: cá, động vật bơi giỏi, chịu nồng độ oxy cao ở dòng nước chảy mạnh thượng lưu; hạ lưu nhiều động vật đáy, cá đa dạng. 1.4 HST cửa sông (delta) - Tốc độ dòng chảy chậm, có sự bồi tụ các phù sa, trầm tích hữu cơ và các thành phần dinh dưỡng. - HST đa dạng có nhiều loài cá, ĐV đáy, TV chịu mặn, úng. - Năng suất sinh thái cao. 2. Hệ sinh thái nước mặn (nồng độ muối >3%) - Biển, đại dương chiếm ¾ S bề mặt TĐ, độ mặn cao. Sinh khối lớn, điều hòa khí hậu. - Tp sinh vật: thích ứng nồng độ muối cao - Hệ TV nghèo so với ở cạn: vi khuẩn, phiêu sinh TV, tảo (sinh khối lớn). - Hệ TV phong phú hơn so với ở cạn: ĐV đáy, ĐV trôi nổi, ĐV bơi. 2.1 HST ven bờ - Biến động nhiệt độ, độ mặn cao, tốc độ dòng chảy, nồng độ oxy thấp. Đặc biệt ở cửa sông được bồi tụ phù sa (bùn lỏng). - Hệ ĐV, TV: tảo, rừng ngập mặn, đv đa dạng phần lớn chịu sự tahy đổi mạnh của các yếu tố vô sinh: thủy triều, độ mặn, nhiệt độ. - HST gồm các dạng: HST cửa sông, HST rừng ngập mặn, HST ven bờ. - HST ven bờ đa dạng như rừng nhiệt đới: HST ven biển (san hô, cá, tảo, thân mềm…); HST ven biển cửa sông (Rừng ngập mặn, thân mềm, cá…) 2.2 HST vùng khơi - Độ sâu lớn, ánh sáng chỉ chiếu đến tầng trên. - HST gồm VSV tự dưỡng bằng hóa chất, phiêu sinh thực vật, rong, tảo số lượng ít. - Hệ ĐV bao gồm động vật vãng lai và phần lớn ĐV đáy ở các vực sâu. Câu 22. Hãy trình bày về sự ô nhiễm nguồn nước: Khái niệm, tác động, tiêu chuẩn chất lượng nguồn nước? Trả lời: 1. Khái niệm về ô nhiễm nguồn nước - Thành phần và tính chất nguồn nước bị thay đổi không còn phù hợp với mục đích sử dụng (uống, sinh vật bình thường sống được…) - Các nguyên nhân gây ô nhiễm: tự nhiên hay do con người. - Các loại chất thải trong nguồn nước: Hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật, chất thải độc hại (dầu, phóng xạ, hóa chất…) 2. Tác động sinh thái do ô nhiễm nước - Thay đổi mạnh quần xã sinh vật trong HST (ví dụ sông Thị Vãi). - Một số loài sinh vật đặc biệt phát triển mạnh (nở hoa tảo), trong khi số khác mất (cá, thủy sản khác chết). - Giảm sút tính đa dạng sinh học. - Tảo anabaena nở hoa ở thủy vực nước ngọt. Cát tảo Diatome nở hoa ở khu vực nước biển (từ 10 - 100 triệu tế bào trong 1 lit nước biển). 3. Tiêu chuẩn chất lượng nguồn nước - Phân loại nguồn nước: nước mặt, nước ngầm. - Tùy theo mục đích sử dụng: nông nghiệp, sinh hoạt, công nghiệp có các tiêu chuẩn và chất lượng riêng. - Có 1 kế hoạch chung quản lý thủy vực: + Rừng đầu nguồn. + Các HST nông nghiệp trong khu vực. + Các nhà máy công nghiệp và vấn đề xử lí nước thải. Bài 6: CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Câu 23. Nước thải là gì? Trả lời : - Là nước nhiễm bẩn, thải bỏ đi, hoặc phải tái chế để sử dụng lại. - Có nguồn gốc từ sinh hoạt của con người, hoạt động sản xuất công, nông nghiệp và 1 phần nước mưa hòa tan, lôi cuốn vật chất trên tầng mặt đất. - Các thành phần có chứa trong nước thải bao gồm các chất hòa tan, chất rắn, vi sinh vật (có hàm lượng cao, làm sai lệch mục đích sử dụng của nguồn nước ban đầu). Câu 24. Hãy trình bày về nước thải và sự ô nhiễm? Trả lời: - Trong tự nhiên nước bẩn có quá trình tự làm sạch (nếu có đủ thời gian phân hủy bởi vi sinh vật và các sinh vật khác). - Nước thải vượt quá các chi tiêu cho phép không qua xử lý, thải ra môi trường không đủ thời gian phân hủy sẽ gây ô nhiễm. - Quá trình ô nhiễm ở nhiều mức độ khác nhau: + Thay đổi sinh cảnh + Thay đổi cơ cấu sinh vật, mất tính đa dạng sinh học. + Hủy diệt toàn bộ sự sống trong môi trường. Câu 25: Thế nào là hệ sinh thái xử lý nước thải? Trả lời: - Do con người tạo ra => hệ sinh thái nhân tạo chủ yếu là hệ sinh thái phân hủy - Tạo ra 1 quá trình (diễn thế) biến đổi các thành phần trong nước, làm cho nước nghèo hơn. - Có sự tham gia của các yếu tố vô sinh và hữu sinh: + Vô sinh: pH, nhiệt độ, dòng chảy, các thành phần hóa học. + Hữu sinh: chủ yếu là vi sinh vật (vi khuẩn hiếu khí, kị khí, xạ khuẩn); ngoài ra còn có sự tham gia của động vật, thực vật. Câu 26: Dòng năng lượng qua hệ sinh thái của các công trình xử lý nước thải là như thế nào? Trả lời: 1. Dòng năng lượng - Từ nguồn năng lượng cung cấp bởi con người, bao gồm: điện, gió, dòng chảy. - Từ thành phần vật chất chứa trong nước thải, bao gồm: + Các chất hóa học, chất rắn hữu cơ. + Các thành phần vật chất này cung cấp năng lượng cho quá trình hoạt động phân hủy của vi sinh vật. 2. Các bước chuyển hóa vật chất hệ sinh thái - Xử lý nước thải thiết kế gồm các giai đoạn: + Tiền xử lý: Loại bỏ cac chất rắn có kích thước lớn, loại bỏ cặn nặng, loại bỏ phần lớn dầu mỡ. + Xử lý cơ học: Bể lắng cát và vớt dầu mỡ, bể điều hòa lưu lượng và chất lượng, bể lắng đợt một. + Xử lý sinh học (xử lý bậc 2): Phân hủy các thành phần hữu cơ, vô cơ nhờ vi sinh vật và các sinh vật khác. 3. Quá trình chuyển hóa vật chất và xử lý qua các giai đoạn - Tiền xử lý – xử lý cơ học: Do các yếu tố vật lý (điện, lực đẩy máy bơm, máy nghiền) qua song chắn, lưới chắn rác lớn lọc lại và nghiền nát, lắng lọc cặn nặng (trọng lực), loại bỏ phần lớn dầu mỡ. - Xử lý sơ bộ - xử lý hóa học: do các yếu tố vật lý, hóa học (dòng chảy xoáy, có thổi khí) bể lắng cát loại bỏ cặn thô (cát sỏi, mãnh thủy tinh, kim loại) và vớt dầu mỡ. Dùng than hoạt tính, clot, ozon khử màu mùi, lọc trao đổi ion kim loại nặng. Giai đoạn bể điều hòa năng lượng (thiết bị khuấy trộn) và chất lượng (điều chỉnh pH, N, P), (pH = 6,6 – 7,6; BOD:N:P=100:5:1) - Xử lý sinh học chủ yếu là nhờ vi sinh vật thực hiên (xử lý bậc 2) gồm các giai đoạn: + Chuyển hóa các hợp chất hữu cơ có chứa C dạng keo và dạng hòa tan và thành sinh khối vi sinh vật (quá trình lên men kỵ khí và hiếu khí). + Tạo các bong cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và chất keo vô cơ trong nước thải. + Loại bông cặn sinh học ra khỏi nước bằng quá trình lắng trọng lực. - Các chỉ tiêu quan trọng trong nước thải: + BOD (Biochemical Oxygen Demand) (mg/L): nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5) + COD (Chemical Oxygen Demand) (mg/L): nhu cầu oxy hóa học (cao có hại cho sinh vật) + DO (Dissolved Oxygen) (ppm): oxy hòa tan (8 – 10ppm) + SS (Suspended Oxygen): chất rấn lơ lửng + Độ đục + Màu sắc + Mùi - Sau xử lý sinh hoc (xử lý sinh học bậc cao): + Các chất trong nước thải lên men bởi vi sinh vật làm giảm nồng độ. + Do sự cạn kiệt dần của dưỡng chất trong môi trường, vi sinh vật chuyển sang sử dụng dưỡng chất tích lũy trong tế bào (hô hấp nội bào). + Sinh khối vi sinh vật dần giảm, hoạt chất từ tế bào chết cung cấp cho tế bào còn lại. + Nước thải chứa các hợp chất hữu cơ C, N, P nồng độ cao sau khi xử lý sinh học giảm: 98%BOD; 30 -40% N; 30%P. Lượng N, P còn lại tiếp tục được khử bởi phương pháp hóa học và sinh học (vi sinh vật hiếu khí, thực vật). - Xả nước thải vào nguồn tiếp nhận: Phải thỏa mãn các điều kiện: + Giảm tối thiểu độc hại của nước thải không có virus, vi khuẩn gây và truyền bệnh ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng. + Loại bỏ hoàn toàn hoặc giảm tối đa tác động xấu của nước thải (kim loại nặng, chất hữu cơ khó phân hủy) đến chất lượng nước nguồn tiếp nhận. + Có 3 cách xả thải:  Vào cánh đồng tưới (khối lượng nguồn thải nhỏ)  Vào hố đào, giếng thấm (khối lượng nguồn thải nhỏ)  Sông suối, hồ ao (pha loãng, tận dụng làm sạch tự nhiên). Câu 27: Hãy cho biết các bậc dinh dưỡng trong công trình làm sạch nhân tạo? 1. Đặc điểm - HST nhân tạo, cơ bản là HST phân hủy. - Tp sinh vật nghèo nàn, vi sinh vật là cơ bản. - Không có ranh giới rõ rang giữa sinh vật sản xuất và sinh vật tiêu thụ. - TV (Sv sản xuất) có thể là sinh vật tiêu thụ ở giai đoạn nào đó. 2. Các bậc dinh dưỡng cơ bản - Hệ VSV lên men hiếu khí, hiếu khí không bắt buộc: Trong bể bùn hoạt tính (Aerotank) thuộc các giống: Pseudomonas, Zooglea, Achmobacter, Flavobacterium… Các vi khuẩn này hoạt động phân giải chất hữu cơ để tạo chất sống cho bản thân và tăng trưởng. - Hệ sinh vật lên men kỵ khí: + VSV phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện không có oxy (trong túi ủ, dưới đáy sâu), bao gồm hang trăm phản ứng và các hợp chất trung gian. Chia làm 3 giai đoạn” Phân hủy chất hữu cơ, tạo các axit, tạo methane. + Phương trình phân giải đơn giản: Chất hữu cơ => CH4 + CO2 + NH3 + H2S Hỗn hợp khí sinh ra gọi là bioga, có thành phần methane (55,65%); CO2 (35,45%), N(0,3%), H2 (0,1%), H2S (0,1%)