Sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên Bài 58: Sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên I. Khái niệm tài nguyên thiên nhiên, phân loại: Tài nguyên thiên nhiên là toàn bộ giá trị vật chất sẵn có trong tự nhiên (nguyên liệu, vật liệu do tự nhiên tạo ra mà loài người có thể khai thác và sử dụng trong sản xuất và đời sống), là những điều kiện cần thiết cho sự tồn tại của xã hội loài người. Tài nguyên thiên nhiên gồm những loại sau: Tài nguyên tái tạo (renewable resources) còn được gọi là các nguồn tài nguyên có khả năng cạn kiệt (exhaustible resources) (nước ngọt, đất, sinh vật v.v .) là tài nguyên có thể tự duy trì hoặc tự bổ sung một cách liên tục khi được quản lý một cách hợp lý. Tuy nhiên, nếu sử dụng không hợp lý, tài nguyên tái tạo có thể bị suy thoái không thể tái tạo được. Ví dụ: tài nguyên nước có thể bị ô nhiễm, tài nguyên đất có thể bị mặn hoá, bạc màu, xói mòn v.v . Tài nguyên không tái tạo (nonrenewable resources) (dầu mỏ, khí đốt…) là loại tài nguyên tồn tại hữu hạn, sẽ mất đi hoặc biến đổi sau quá trình sử dụng. Loại này gồm những nhiêu liệu hoá thạch và những tài nguyên khoáng sản, đôi khi gồm cả nước dưới đất, mặc dù nước và khoáng vật có thể được tái tạo. Sự phân biệt có thể được vạch rõ tuỳ theo tỉ lệ thời gian. Nếu một tài nguyên chỉ được phục hồi qua một khoảng thời gian địa chất thì người ta coi như là không phục hồi. Ví dụ như tài nguyên khoáng sản của một mỏ có thể cạn kiệt sau khi khai thác. Tài nguyên gen di truyền có thể mất đi cùng với sự tiêu diệt của các loài sinh vật quý hiếm. Tài nguyên năng lượng vĩnh cửu (eternal resources) là những nguồn năng lượng sạch, khi sử dụng không gây ô nhiễm môi trường. Ví dụ: Năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng thuỷ triều,… Thực hiện: Tổ 2, lớp 9A7, trường Thực Nghiệm Sư Phạm 1 Sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên Tài nguyên thiên nhiên phân bố không đồng đều trên toàn thế giới. Một số nước như Hoa Kì, Nga, các nước Châu Âu, Australia . (chủ yếu là các nước phát triển) có nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú, khí hậu tốt, đất đai phì nhiêu; trong khi đó một số nước khác ở Châu Phi, Châu Á, Châu Mĩ Latin lại thường có ít tài nguyên thiên nhiên, khí hậu khắc nghiệt và đất đai kém phì nhiêu. Mặc dù tài nguyên thiên nhiên rất phong phú, đa dạng và thậm chí là vô tận (đối với các nguồn tài nguyên phục hồi), nhưng nếu không biết sử dụng chúng một cách hợp lí thì đến một lúc nào đó sẽ vượt quá khả năng tự phục hồi và tái tạo của các nguồn tài nguyên phục hồi và sự cạn kiệt tăng nhanh của các nguồn tài nguyên không phục hồi. Vì vậy vấn đề bảo vệ và sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên có một ý nghĩa kinh tế - xã hội to lớn. Chỉ có như vậy thì mới bảo đảm sự phát triển bền vững. II. Hiện trạng và biện pháp sử dụng hợp lí một số loại tài nguyên 1. Dầu mỏ - Khí đốt: a) Khái niệm: Dầu mỏ là một hỗn hợp hóa chất hữu cơ ở thể lỏng đậm đặc, phần lớn là những hợp chất của hyđrocacbon. Khí thiên nhiên, hỗn hợp chất khí cháy được bao gồm phần lớn là các hydrocarbon. Khí thiên nhiên có thể chứa đến 85% mêtan (CH4) và khoảng 10% êtan (C2H6), và cũng có chứa số lượng nhỏ hơn propan (C3H8), butan (C4H10), pentan (C5H12), và các alkan khác. Khí thiên nhiên, thường tìm thấy cùng với các mỏ dầu ở trong vỏ Trái Đất. b) Hiện trạng: Do những lợi ích quá lớn khai thác được từ dầu mỏ và khí thiên nhiên nên nguồn tài nguyên không tái tạo này đang bị cạn kiệt một cách nhanh chóng. Người ta dự đoán rằng trữ lượng dầu mỏ sẽ đủ dùng cho khoảng 50 năm nữa. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã lên tiếng cảnh báo cộng đồng quốc tế rằng thời điểm khủng hoảng năng Thực hiện: Tổ 2, lớp 9A7, trường Thực Nghiệm Sư Phạm 2 Sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên lượng thế giới đang đến gần khi mà các nguồn cung cấp dầu mỏ và khí đốt trên thế giới đang cạn kiệt nhanh với tốc độ 4-5% hàng năm, bởi vì tốc độ tiêu thụ dầu mỏ hiện nay là quá lớn. c) Nguyên nhân dẫn đến hiện trạng trên: Dầu mỏ là một trong những nhiên liệu quan trọng nhất của xã hội hiện đại dùng để sản xuất điện và cũng là nhiên liệu của tất cả các phương tiện giao thông vận tải. Hơn nữa, dầu cũng được sử dụng trong công nghiệp hóa dầu để sản xuất các chất dẻo (plastic) và nhiều sản phẩm khác. Vì thế dầu thường được ví như là "vàng đen". Khí thiên nhiên là nguồn nhiên liệu quan trọng trong đời sống và công nghiệp. Vì vậy, các nguồn tài nguyên này bị cả thế giới đua nhau khai thác vô tội vạ. d) Biện pháp: Ta có thể thay thế dầu mỏ bằng các nguồn năng lượng mới, sạch và có thể tái tạo như những nguồn năng lượng sau: NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ Quá trình này đã từng diễn ra trên Mặt trời gần 5 tỉ năm về trước. Từ đồng vị của nguyên tử hydro kết hợp với nhau tạo thành phân tử heli và tỏa ra một khối năng lượng khổng lồ. Chúng ta hoàn toàn có khả năng tạo ra mini Mặt Trời trên Trái Đất vì trong số 7.000 phân tử nước có một phân tử chứa đồng vị của hydro có thể tinh chế bằng phản ứng điện phân. Hàm lượng đồng vị của hydro trong một cốc nước có thế đủ để tạo ra năng lượng tương đương với nhiệt lượng đốt cháy 200 lít xăng! Để tạo ra năng lượng này, cần có thiết bị phản ứng tổng hợp nhiệt có điều khiển. Tuy nhiên, trên thế giới chưa có thiết bị nào tạo ra được năng lượng lớn hơn năng lượng cần cung cấp cho phản ứng. Vì vậy, đây chỉ có thể là một công nghệ trong tương lai. Thực hiện: Tổ 2, lớp 9A7, trường Thực Nghiệm Sư Phạm 3 Sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên NẮNG LƯỢNG MẶT TRỜI, NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ NĂNG LƯỢNG THUỶ ĐIỆN Còn những nguồn năng lượng có khả năng phục hồi là năng lượng Mặt Trời, năng lượng gió và năng lượng của nước nhưng tỷ phần của nguồn năng lượng này trong nền công nghiệp thế giới chỉ mới vào khoảng vài phần trăm, trong tương lai có thể phát triển mạng hơn. EU và Mỹ đã có các chương trình phát triển nguồn năng lượng này. Trung Quốc là nước bắt đầu thấy “đói năng lượng” đã phải dùng phương pháp bắt buộc sử dụng nguồn năng lượng thay thế. NỀN KINH TẾ HYDRO HAY CUỘC CÁCH MẠNG HYDRO Hydro là nguồn năng lượng thay thế có triển vọng nhất. Có thể lấy hydro từ khí thiên nhiên, nước biển, thảm thực vật và từ không khí, dựa trên các công nghệ khác nhau. Có thể ép nén các hydro trong động cơ đốt trong và tạo ra điện bằng phản ứng kết hợp hydro sạch với oxy sạch tạo thành hơi nước và điện. Năm 1992, hãng công nghiệp của Canada “Ballard Power System” thử nghiệm thành công xe ôtô chạy bằng năng lượng hydro với công suất động cơ 150kw/h, lớn gấp 15 lần so với dự kiến của các kỹ sư. 2. Tài nguyên đất - rừng: a) Vai trò: Môi trường đất là nơi trú ngụ của con người và hầu hết các sinh vật cạn, là nền móng cho các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp và văn hóa của con người. Đất là một nguồn tài nguyên quý giá, con người sử dụng tài nguyên đất vào hoạt động sản xuất nông nghiệp để đảm bảo nguồn cung cấp lương thực thực phẩm cho con người. Rừng là một hệ sinh thái, nơi dự trữ nhiều loài sinh vật và cung cấp nhiều loại tài nguyên cho con người như gỗ, sinh vật quý hiếm. Rừng làm cho không khí thêm trong lành (mỗi ha rừng hằng năm tạo ra khoảng 16 tấn oxy), điều hoà khí hậu, điều hòa nước, ngăn chặn gió bão, giảm xói mòn đất. Thực hiện: Tổ 2, lớp 9A7, trường Thực Nghiệm Sư Phạm 4 Sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên b) Hiện trạng: Với nhịp độ gia tăng dân số và tốc độ phát triển công nghiệp và hoạt động đô thị hoá như hiện nay thì diện tích đất canh tác ngày càng bị thu hẹp, chất lượng đất ngày càng bị suy thoái, diện tích đất bình quân đầu người giảm. Riêng chỉ với ở Việt Nam, thực tế suy thoái tài nguyên đất là rất đáng lo ngại. Ngoài ra đất còn bị ô nhiễm, xói mòn, bạc màu. Tốc độ phá rừng nhiệt đới hàng năm giai đoạn 1981-1990 là 0,8% hay 15,4 triệu hecta/năm, trong đó châu Á có tỷ lệ mất rừng cao nhất (1,2%). Riêng đối với Việt nam, trong vòng nửa thế kỷ từ 1943 đến 1993 có khoảng 5 triệu hecta rừng tự nhiên bị mất, nghĩa là tốc độ phá rừng hàng năm ở Việt nam vào khoảng 100.000 hecta. Ngày nay diện tích rừng Việt Nam chỉ còn 7,8 triệu ha, chiếm 23,6% diện tích, tức là dưới mức báo động cân bằng 3%. Rừng bị tàn phá, bị khai thác quá mức đã trở nghèo kiệt, các hệ sinh thái rừng bị phá hủy. Nhiều loại thực vật rừng quý đang bị chặt hạ, thu hái không có kế hoạch nên đang đứng trước nguy cơ bị tuyệt chủng. c) Nguyên nhân dẫn đến hiện trạng trên: - Tốc độ đô thị hóa tăng lên rất cao, dẫn tới việc lấy đất canh tác, phá rừng để làm các khu công nghiệp, đô thị mới. - Đất ô nhiễm vì việc sử dụng quá nhiều các chất thuốc trừ sâu, phân bón hóa học. Đất còn bị bạc màu vì nông dân canh tác quá nhiều, không cho đất có thời gian nghỉ ngơi, hồi phục chất dinh dưỡng trong đất. Ngoài ra, việc phá rừng khiến cho đất bị xói mòn khi có mưa lớn. - Chặt phá rừng bừa bãi: mỗi năm rừng Việt Nam mất đi 13-15 nghìn ha chủ yếu do nạn du canh du cư, lấy gỗ, đốt rừng lấy đất trồng cây công nghiệp xuất khẩu, đáp ứng nhu cầu giao thông, khai thác mỏ, xây dựng đô thị,… - Hậu quả cuộc chiến tranh hoá học của Mỹ để lại một tổn thất không nhỏ, đã làm mất đi 1/4 diện tích rừng nguyên sinh Việt Nam. - Các vụ cháy rừng trên thế giới xảy ra khá nhiều, phá hủy một diện tích lớn rừng trên thế giới, đặc biệt là ở các vùng khô, nóng. Thực hiện: Tổ 2, lớp 9A7, trường Thực Nghiệm Sư Phạm 5 Sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên d) Biện pháp: - Ngăn chặn ô nhiễm đất bằng cách hạn chế sử dụng các loại thuốc trừ sâu, phân bón hóa học. Sử dụng các loại phân xanh để tăng lượng chất dinh dưỡng cho đất, dành một khoảng thời gian giữa các vụ gieo trồng để đất có thời gian nghỉ ngơi nhằm phục hồi độ màu mỡ - Ngăn chặn phá rừng bằng cách nâng cao mức phạt đối với lâm tặc phá rừng, tăng cường quân số kiểm lâm để bảo vệ rừng, thuyết phục người dân có ý thức bảo vệ rừng, dạy nghề và tạo điều kiện nâng cao mức sống cho người dân sống gần rừng để ngăn chặn tình trạng đốt rừng làm nương rẫy. - Xây dựng các Vườn quốc gia để bảo tồn, bảo vệ các loài thực vật qúy hiếm có giá trị kinh tế cao. - Kiểm soát tình trạng mua bán và khai thác rừng. Có kế hoạch khai thác kết hợp trồng rừng 3. Tài nguyên nước: a) Vai trò: - Nước là thành phần chính của huyết tương trong máu (chiếm 90%) Trong cấu trúc động thực vật thì nước chiếm tới 95-99% trọng lượng các loài cây dưới nước, 80% trọng lượng các loài cá, 70% trọng lượng các loài cây trên cạn, 65-75% trọng lượng con người và các loài động vật. - Nước là môi trường sống của rất nhiều loài sinh vật - Nước là nguyên liệu cho quá trình quang hợp của cây - Năng lượng của dòng nước làm quay các tuabin trong các nhà máy thủy điện để tạo ra điện năng phục vụ cho sản xuất công nghiệp và sinh hoạt Thực hiện: Tổ 2, lớp 9A7, trường Thực Nghiệm Sư Phạm 6 Sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên b) Hiện trạng: Trong bối cảnh phát triển kinh tế- xã hội hiện nay, tài nguyên nước đang bị đe doạ nghiêm trọng. Nguồn nước ngày càng ô nhiễm và cạn kiệt. Nước sạch cho sử dụng và sản xuất đang càng ngày càng trở nên khan hiếm. Cách đây không lâu, người dân ở ngay tại vùng ngoại thành thành phố Hồ Chí Minh phải sống với nguồn nước sinh hoạt đục ngầu suốt mấy tháng liền. Nhiều vùng trên thế giới cũng có rất ít hoặc không có đủ nước sạch để dùng cho sinh hoạt hằng ngày. Tại Việt Nam, những năm gần đây, ô nhiễm nước ở các con sông Đồng Nai, sông Sài Gòn, sông Đáy, sông Nhuệ… ở mức báo động. Khoảng 60% dân số toàn quốc được sử dụng nước sạch. Thiếu nước cho sử dụng và sử dụng nước không bảo đảm chất lượng làm suy giảm sức khoẻ cộng đồng, gia tăng bệnh tật và nghèo đói. c) Nguyên nhân dẫn đến hiện trạng trên: Do nạn chặt phá rừng tràn lan và việc khai thác, sử dụng nước không hợp lí nên nguồn nước sạch đang bị ô nhiễm và cạn kiệt. Nhà nước cũng không đưa ra những biện pháp hiệu quả trong việc bảo vệ nguồn tài nguyên quan trọng này trong khi kinh tế nước ta cùng quá trình đô thị hóa càng ngày càng phát triển, kéo theo việc nhu cầu sử dụng nước cũng tăng. Ngoài ra một phần cũng do người dân vẫn còn tình trạng sử dụng nước bừa bãi, thiếu ý thức bảo vệ, bảo tồn nguồn nước. Ở các kênh rạch trong nội thành thành phố như kênh Nhiêu Lộc, kênh Tàu Hủ, Bến Nghé… người dân sống ven bờ cứ vô tội vạ xả rác xuống lòng sông. Rác nổi lềnh bềnh, nước sông đen ngòm, bốc mùi khó ngửi là điểm chung của rất nhiều kênh rạch trong thành phố. d) Biện pháp xử lí: Ta cần có biện pháp xử lý và chấn chỉnh ngay việc quản lý khai thác, sử dụng nước tuỳ tiện, ngăn ngừa tổn thất, phòng chống ô nhiễm các nguồn nước, chỉ đạo chặt chẽ việc xây dựng, cải tạo hệ thống công trình tiêu thoát nước và xử lý nước thải cho các đô thị, khu công nghiệp và khu dân cư tập trung. Thực hiện: Tổ 2, lớp 9A7, trường Thực Nghiệm Sư Phạm 7 Sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên Ngoài ra, ta cần sử dụng nước sạch tiết kiệm và đúng chỗ. Ta cần hoàn chỉnh và nâng cao chất lượng quy hoạch lưu vực các sông; nâng cao năng lực và hiệu quả hoạt động của Hội đồng quốc gia về tài nguyên nước và của các ban quản lý lưu vực các sông. Công nghệ, phương thức dự trữ nước cần được nâng cấp để trở nên khoa học hơn, tiên tiến hơn. 4. Tài nguyên năng lượng vĩnh cửu: (Năng lượng mặt trời, năng lượng gió) a) Vai trò, tiềm năng: Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng có thể tái tạo để phục vụ đời sống con người cũng giống như năng lượng sinh khối (chất đốt thực vật, khí biogas .), năng lượng gió, năng lượng nước (thuỷ năng) v.v . Về thực chất, các dạng năng lượng tái tạo đều có xuất xứ từ năng lượng mặt trời. Mặc dù khi đi qua bầu khí quyển bao quanh Trái đất, bức xạ mặt trời bị phản xạ và bị bầu khí quyển hấp thụ, nhưng vẫn có khoảng 1,05 x 1018 kWh năng lượng mặt trời tới được bề mặt trái đất trong một năm, nghĩa là gấp nhiều lần năng lượng mà con người khai thác được trên trái đất. Như vậy có thể nói năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng vô tận, lại là nguồn năng lượng sạch, không gây ô nhiễm môi trường. Gió là một nguồn nguyên liệu không làm ô nhiễm không khí và nước khi tạo điện năng. Điện năng làm từ gió còn rất sạch, có khả năng giảm đáng kể lượng khí CO2 thải ra môi trường. Gió là một tài nguyên dồi dào có sẵn trong tự nhiên và không có “biên giới”. Kế đến, xây dựng máy phát điện từ gió không tốn nhiều tiền bằng chi phí xây dựng máy phát điện từ những nguồn năng lượng khác. Máy phát điện từ gió có thể dễ dàng bổ sung máy phát điện thông thường khi nhu cầu dùng điện của người dân tăng lên. Mặt khác, chi phí sản xuất điện từ gió đã giảm đột ngột trong hai thập niên qua nhờ các kỹ thuật hạ thấp chi phí đầu tư. Thực hiện: Tổ 2, lớp 9A7, trường Thực Nghiệm Sư Phạm 8 Sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên b) Hiện trạng sử dụng: Tuy năng lượng mặt trời rẻ, sạch và dồi dào, lại có tiềm năng rất lớn ở nước ta do nước ta là nước ở vùng nhiệt đới, số giờ chiếu sáng lên đến hơn 2000 giờ/năm nhưng số người sử dụng nó rất ít. Chỉ có một số ít hộ gia đình, khách sạn,… lắp đặt các thiết bị máy nước nóng bằng năng lượng mặt trời, cho dù chi phí sử dụng tính ra rẻ hơn so với máy nước nóng điện. Có lẽ do chi phí lắp đặt khá cao. Một phần khác do các nhà khoa học ở Việt Nam đã thấy có đủ nguồn năng lượng như nước, than đá,… nên nghĩ rằng năng lượng mặt trời không mang đến ích lợi nhiều. Nhưng nếu nghĩ đến ích lợi tương lai thì rõ ràng việc này là rất quan trọng. Và cũng như năng lượng mặt trời, tiềm năng của năng lượng gió nước ta khá cao nhưng việc sử dụng, ứng dụng nó vào thực tiễn còn rất hạn chế. Nước ta chưa có nhiều máy phát điện gió, chỉ có dự án ở đảo Bạch Long Vĩ là lớn nhất và đáng kể. Một phần khác, khai thác nguồn năng lượng này cũng không thể coi là đơn giản, khi mà trang thiết bị kĩ thuật của Việt Nam còn khá kém. c) Xu hướng tương lai: Vì các ưu điểm quá lớn của các loại tài nguyên này, chắc chắn trong tương lai ta cần phát triển nó mạnh mẽ hơn nữa. Năng lượng mặt trời nên được ứng dụng rộng rãi vào các lĩnh vực như: máy nước nóng năng lượng mặt trời, thiết bị sấy năng lượng mặt trời, chưng cất nước bằng năng lượng mặt trời và hệ thống pin mặt trời. Nếu được ứng dụng rộng rãi như thế, nhất định sẽ đem lại rất nhiều lợi ích cho nước ta. Nhà nước ta đang khuyến khích xây dựng thêm nhiều dự án phát điện gió tại đảo Phú Quí - Bình Thuận, đảo Lý Sơn - Quảng Ngãi, Quy Nhơn… Đây là một đầu tư đúng đắn và lâu dài cũng như khá tốn kém. Nếu không có những chuẩn bị ngay tức khắc, thì cuộc khủng hoảng năng lượng nhiều phần có thể xảy ra cho Việt Nam trong tương lai. Thực hiện: Tổ 2, lớp 9A7, trường Thực Nghiệm Sư Phạm 9 . Sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên Bài 58: Sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên I. Khái niệm tài nguyên thiên nhiên, phân loại: Tài nguyên thiên nhiên. v.v .) là tài nguyên có thể tự duy trì hoặc tự bổ sung một cách liên tục khi được quản lý một cách hợp lý. Tuy nhiên, nếu sử dụng không hợp lý, tài nguyên