Bài giảng Nhập môn Kỹ thuật Môi trường | Đại học Bách Khoa Hà Nội

10/7/2025 EV2211
NHẬP MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Khoa KH&CN Môi trường
Trường Hóa và Khoa học Sự sống 2025 1 1
Mục tiêu và nội dung môn học
• Làm quen với chuyên ngành kỹ thuật môi trường nhằm tạo ra sự say mê và động lực
• Có bức tranh tổng thể về ngành Kỹ thuật môi trường
• Có kiến thức cơ bản về mối quan hệ giữa sự phát triển và ô nhiễm môi trường
• Có kiến thức đại cương về ô nhiễm môi trường và các phương pháp kiểm soát 2 2 1 10/7/2025 Chuẩn đầu ra của HP CLO1. Kiến thức
• Trình bày được các khái niệm nền tảng về thành phần môi trường và các dạng ô
nhiễm; mâu thuẫn giữa tăng trưởng kinh tế – xã hội và chất lượng môi trường; tổng
quan các phương pháp xử lý và công cụ kiểm soát ô nhiễm môi trường CLO2 Kỹ năng
• Vận dụng kỹ năng làm việc nhóm để xây dựng và trình bày tiểu luận/báo cáo ngắn
về một vấn đề môi trường nổi cộm, có sử dụng tài liệu/chỉ số cơ bản và minh
chứng từ hoạt động thực hành this nghiệm– tham quan thực tế. CLO3 Thái độ
• Thể hiện trách nhiệm xã hội và đạo đức nghề nghiệp thông qua việc nhận xét và đề
xuất giải pháp kỹ thuật – quản lý nhằm bảo vệ môi trường, được phản ánh trong tiểu luận nhóm. 3 3 Đề cương • Đánh giá
• Giữa kỳ: 40% (kiểm tra giữa kỳ + trình bày ểu luận+ tham gia trên lớp) • Thi cuối kỳ: 60% Tên học phần:
Nhập môn Kỹ thuật Môi trường
(Introdution to Environmental Engineering) Mã số học phần: EV2211 Khối lượng: 3(2-2-0-6) - Lý thuyết: 30 tiết - Bài tập/BTL: 30 tiết - Thí nghiệm: 0 tiết 4 4 2 10/7/2025 Lịch trình giảng dạy Giảng viên PGS. Hoàng Thị Thu Hương PGS. Đỗ Khắc Uẩn PGS. Đoàn Thị Thái Yên
TS. Nguyễn Thị Lan Phương Thời gian: 16,5 tuần
Lên lớp lý thuyết: 12 tuần
Giới thiệu các nhóm chuyên môn: 2,5 tuần (các thày cô Trưởng các NCM)
Tiểu luận theo nhóm: 2 tuần 5 5 Đề cương Phần lý thuyết
1. Mở đầu - Các khái niệm cơ bản
2. Kiểm soát ô nhiễm nước
3. Kiểm soát ô nhiễm không khí
4. Quản lý chất thải rắn và CTNH Phần ểu luận
Các vấn đề môi trường ở trên thế giới và Việt Nam 6 6 3 10/7/2025 Chương 1: Mở đầu
1.1. Khái niệm, phạm vi và vai trò của Kỹ thuật môi trường
1.2. Các vấn đề môi trường toàn cầu và trong nước
1.3. Thách thức giữa tăng trưởng kinh tế – xã hội
và chất lượng môi trường
1.4. Nguyên lý phát triển bền vững và hệ sinh thái:
1.5. Các cách tiếp cận trong kiểm soát ô nhiễm và quản lý môi trường
1.6. Trách nhiệm nghề nghiệp và khung pháp luật môi trường 7 7 TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Mackenzie L. Davis and David A. Cornwell. Introduc on to Environmental Engineering. Third
Edi on, McGraw-Hill Inc., New York, 1998.
2. Clair N. Sawyer, Perry L. McCarty vµ Gene E. Parkin. Chemistry for environmental engineering and
science. McGraw-Hill Inc., New York, 2003.
3. Daniel D. Chiras. Environmental Science - Ac on for a Sustainable Future. The Benjamin/Cummings Company, Inc., USA, 1994.
4. Daniel B. Botkin and Edward A. Keller. Environmental Science. 4th Edi on, John Wiley and Sons, New York, 2003.
5. Đặng Kim Chi, Hóa học môi trường (xuất bản lần thứ 3), NXB KH&KT, Hà Nội 2001
6. Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB KH&KT, Hà Nội 2006
7. Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng và Nguyễn Thị Kim Thái. Quản lý chất thải rắn. NXB Xây dựng, Hà Nội 2001 8 8 4 10/7/2025 CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU
1.1. KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG LÀ GÌ?
Kỹ thuật Môi trường là một ngành đòi hỏi sự kết hợp giữa các phương pháp
khoa học và kỹ thuật để cải thiện chất lượng môi trường và thực hiện các bước
nhằm khôi phục sự cân bằng sinh thái.
Kỹ thuật môi trường là một ngành kỹ thuật
chuyên nghiệp bao gồm các chủ đề khoa học
rộng như hóa học, sinh học, sinh thái học, địa
chất, thủy lực học, thủy văn, vi sinh và toán
học để tạo ra các giải pháp sẽ bảo vệ và cũng
như cải thiện sức khỏe của các sinh vật sống
và cải thiện chất lượng của môi trường 9
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG LÀ GÌ?
Kỹ thuật môi trường ứng dụng các nguyên lý khoa học, kỹ thuật và công nghệ để:
• Phát hiện, đánh giá, kiểm soát và xử lý các vấn đề ô nhiễm môi trường (nước,
không khí, đất, chất thải rắn, tiếng ồn, bức xạ…)
• Thiết kế, vận hành các hệ thống xử lý nước thải, khí thải, chất thải rắn, cấp thoát
nước, quan trắc môi trường…
• Đề xuất giải pháp kỹ thuật nhằm bảo vệ môi trường, phát triển bền vững.
Sinh viên ngành KTMT được đào tạo kiến thức nền tảng về hóa học, sinh học, vật lý,
quá trình thiết bị, vi sinh môi trường, công nghệ xử lý, thiết kế hệ thống kỹ thuật… Đặc trưng:
• Tập trung vào giải pháp kỹ thuật, công nghệ và thiết bị.
• Gắn liền với thực tiễn sản xuất, xây dựng, đô thị, khu công nghiệp. 10 10 5 10/7/2025
So sánh các lĩnh vực liên quan đến Bảo vệ Môi trường Khoa học Môi trường Kỹ thuật Môi trường
Quản lý Tài nguyên và Môi trường Mục tiêu
Nghiên cứu, phân tích các
Ứng dụng kỹ thuật, công
Quản lý, sử dụng hợp lý tài
hiện tượng, quá trình môi
nghệ để xử lý, kiểm soát,
nguyên thiên nhiên và xây
trường và tác động của con giảm thiểu ô nhiễm và bảo
dựng chính sách, pháp luật người lên môi trường vệ môi trường. về môi trường. Kiến thức trọng tâm
Sinh học, hóa học, vật lý
Kỹ thuật xử lý nước, không Luật, chính sách, kinh tế tài
môi trường; phân tích môi
khí, chất thải; thiết kế, vận
nguyên, quy hoạch, quản lý
trường; đánh giá tác động
hành hệ thống xử lý; công
tổng hợp tài nguyên và môi môi trường. nghệ môi trường. trường. Sản phẩm đầu ra
Báo cáo nghiên cứu, đánh
Hệ thống xử lý nước thải,
Kế hoạch, quy hoạch, chính
giá tác động môi trường,
khí thải, chất thải rắn; quy
sách quản lý tài nguyên, báo
mô hình dự báo, dữ liệu
trình công nghệ xử lý; giải
cáo quản lý môi trường, hồ phân tích. pháp kỹ thuật. sơ pháp lý. 11 11
Theo The American Society of Civil Engineering (ASCE):
Chuyên gia KTMT (Environmental Engineering) làm việc trong các lĩnh vực
1. Cung cấp nước (cấp) đủ về lượng, an toàn về chất (chất lượng có thể chấp nhận được).
2. Tiêu hủy hoặc tuần hoàn (tái chế) một cách thích hợp nước thải và chất thải rắn.
3. Kiểm soát ô nhiễm nước, đất và không khí (bao gồm cả ếng ồn). 12 6 10/7/2025 Vị trí việc làm
Một số công việc của các chuyên gia kỹ thuật môi trường:
• đưa ra các giải pháp quản lý nước thải, kiểm soát ô nhiễm nước và không khí, tái chế, xử
lý chất thải và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
• thiết kế hệ thống cấp nước thành phố và xử lý nước thải công nghiệp, và thiết kế các kế
hoạch ngăn ngừa các bệnh lây truyền qua đường nước và cải thiện điều kiện vệ sinh ở các
khu vực thành thị và nông thôn
• đánh giá các hệ thống quản lý chất thải, đánh giá mức độ nghiêm trọng của các mối nguy,
tư vấn về cách xử lý và ngăn chặn, đồng thời xây dựng các quy định để ngăn ngừa rủi ro.
• Tư vấn thực hiện Luật BVMT, như đánh giá tác động môi trường của các dự án và cơ sở công nghiệp • etc. 13 13
Vai trò của Kỹ sư Kỹ thuật Môi trường
• Bảo vệ sức khỏe cộng đồng: Thiết kế, vận hành hệ thống xử lý nước sạch, nước thải,
không khí, chất thải rắn… giúp giảm thiểu bệnh tật, nâng cao chất lượng sống.
• Hỗ trợ phát triển công nghiệp bền vững: Đảm bảo các nhà máy, khu công nghiệp
tuân thủ quy định môi trường, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường,
• Thúc đẩy kinh tế xanh: Đề xuất, ứng dụng công nghệ mới (tái chế, năng lượng sạch,
tuần hoàn tài nguyên…) góp phần phát triển kinh tế bền vững, có khả năng ứng phó
với biến đổi khí hậu.
• Đáp ứng yêu cầu hội nhập quốc tế: Đảm bảo tiêu chuẩn môi trường trong sản xuất,
xuất khẩu, nâng cao năng lực cạnh tranh quốc gia.
• Tham gia xây dựng chính sách: Đưa ra ý kiến chuyên môn cho các quy định, tiêu
chuẩn môi trường, góp phần hoạch định chính sách phát triển.
 Kỹ thuật Môi trường là ngành then chốt trong bảo vệ môi trường, phát triển kinh tế
- xã hội bền vững, đóng vai trò không thể thiếu trong mọi lĩnh vực sản xuất, đời sống và quản lý nhà nước. 14 14 7 10/7/2025
Kỹ sư Kỹ thuật Môi trường 15 15
1.2. MÔI TRƯỜNG – CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG • Khái niệm:
Môi trường là tập hợp tất cả các thành phần của thế giới vật chất bao quanh, có khả
năng tác động đến sự tồn tại và phát triển của mỗi sinh vật.
(Điều 3, Luật bảo vệ môi trường 2020).
1. Môi trường là hệ thống các yếu tố tự nhiên và nhân tạo xung quanh con người bao
gồm môi trường tự nhiên và môi trường sống.
2. Môi trường tự nhiên là các yếu tố tự nhiên như cảnh quan thiên nhiên, hệ sinh thái
tự nhiên và các loài sinh vật.
3. Môi trường sống là các yếu tố tự nhiên duy trì điều kiện sống bình thường của con
người và sinh vật như đất, nước, không khí và các yếu tố vật chất khác. 16 8 10/7/2025
1.2. MÔI TRƯỜNG – CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG
Chức năng của Môi trường
• Cung cấp không gian sống
• Cung cấp nguyên/nhiên liệu đầu vào:
+ Cho sự sống/tồn tại của con người
(Thức ăn, nước uống, khí thở) • Rắn • Lỏng
+ Cho các hoạt động của con người • Khí
(Nguyên liệu, nhiên liệu vv…)  Tiếp nhận đầu ra:
+ Trực tiếp từ con người • Rắn • Lỏng • Khí
+ Từ các hoạt động của con người
Đầu vào và đầu ra đều quá tải (có thể cục bộ)  ô nhiễm môi trường 17
1.2. MÔI TRƯỜNG – CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG
Các thành phần môi trường
• Thành phần phi sinh học: vật lý, khí quyển, thuỷ
quyển, địa quyển (xét phương diện vật lý)
• Thành phần sinh học: động thực vật, con người (phương diện sinh học)
• Vai trò của con người: Nhân quyển 18 9 10/7/2025 Trái đất
Trái đất là 1 hành tinh nhỏ trong hệ mặt trời
Bán kính re = 6370 km và tỷ trọng  = 5520 mg/m3
Trái đất có thể được coi là một hệ thống kín về mặt hoá học, nó tiếp thu năng lượng từ mặt trời đưa đến . Sao Thủy Sao Kim Trái Đất Sao Hòa Sao Mộc Sao Thổ Thiên vương Hải vương 19 19
Các thành phần môi trường
Thành phần môi trường: là các yếu tố tạo thành môi trường.
Nếu coi trái đất là một hệ độc lập, thì các thành phần môi
trường chính của trái đất bao gồm: • Khí quyển • Thủy quyển • Địa quyển • Sinh quyển 20 20 10 10/7/2025 Khí quyển- Atmosphere
• Là phần lớp khí bao quanh bề mặt trái đất
• Khối lượng 52.1014 tấn, • Thể ch 5620.106 km3
• Chiếm 0.0001% trọng lượng trái đất
• Có tác động suy trì sự sống trên trái đất
• h ps:/ www.youtube.com/watch?v= D EDVzGnMg 21 21 Cấu trúc khí quyển • Tầng đối lưu • Tầng bình lưu • Tầng trung gian • Tầng nhiệt
Ánh sáng xanh bị tán xạ nhiều
hơn các bước sóng khác bởi
các khí trong khí quyển, bao quanh Trái đất Hóa học khí quyển 22 22 11 10/7/2025 Thủy quyển - Hydrosphere
• Nước trong thủy quyển liên tục tham gia vòng tuần hoàn giữa các thành phần của vòng tuần hoàn nước
• https://www.youtube.com/watch?v=al-do-HGuIk
Thủy quyển hay “môi trường nước" bao gồm toàn bộ nước trên trái đất.
Khối lượng 1,38.1018 tấn, thể tích 1370.106 km3 23
Chiếm 0.03% trọng lượng trái đất, che phủ 73% diện tích bề mặt trái đất 23 Địa quyển - Lithosphere
• Là lớp vỏ ngoài của trái đất (khoảng 100 km)
• Chiếm gần như toàn bộ trọng lượng trái đất
• Là tổ hợp phức tạp các khoáng, các chất hữu cơ, vô cơ, khí và nước
• Thạch quyển: phần cứng gồm đá và khoáng
• Thổ quyển: phần mềm gồm các chất hữu cơ, vô cơ, khí và nước
https://www.youtube.com/watch?v=et0DcFhX8Ig 24 24 12 10/7/2025 Thổ quyển - Rhizosphere 25 25 Sinh quyển - Biosphere
• Là một phần cửa trái đất nơi có tồn tại các dạng sự sống
• Sinh quyển là thế giới sinh vật nằm
trong khí quyển, thuỷ quyển, địa
quyển và có tác động lên bất cứ sự
vật hoặc sự kiện sống trong môi trường.
https://www.youtube.com/watch?v=jl9fNejpo7w 26 26 13 10/7/2025
1.2. Các vấn đề môi trường toàn cầu và trong nước KHÁI NIỆM
• Khái niệm: Là những tác động làm thay đổi các thành phần môi trường (định nh,
định lượng), tạo nên sự mất cân bằng trạng thái môi trường, gây ảnh hưởng xấu tới
sinh vật và môi trường tự nhiên.
• Cụ thể: tác động làm thay đổi MT tự nhiên qua sự thay đổi về thành phần vật lý, hoá
học, các nguồn năng lượng, mức độ bức xạ, độ phổ biến của sinh vật.
• Sự thay đổi này làm ảnh hưởng trực ếp đến con người qua con đường thức ăn,
nước uống, không khí hoặc ảnh hưởng gián ếp tới con người do thay đổi điều kiện
vật lý, hoá học và suy thoái tự nhiên 27
1.2. Các vấn đề môi trường toàn cầu và trong nước KHÁI NIỆM
Là tác động là thay đổi Môi trường tự nhiên thông qua việc thay đổi các
thành phần vật lý, hóa học và sinh học
Theo Luật bảo vệ môi trường 2020
• Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù
hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng
xấu đến con người và sinh vật.
• Suy thoái môi trường là sự suy giảm về chất lượng và số lượng của thành phần
môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật. 28 14 10/7/2025
1.2. Các vấn đề môi trường toàn cầu và trong nước KHÁI NIỆM
• Các dạng ô nhiễm môi trường: • Ô nhiễm nước • Ô nhiễm không khí
• Ô nhiễm chất thải rắn 29 Tác nhân ô nhiễm
• Ô nhiêm̃ môi trường là do sự vận chuyển tác nhân ô nhiễm quá mức
chịu đựng của môi trường gây tác hại tới sức khoẻ con người và sinh
vật, làm giảm chất lượng môi trường. • Tác nhân ô nhiễm:
• Tác nhân hoá học (chất độc, chất ô nhiễm công nghiệp)
• Tác nhân vật lý (sóng điện từ, bức xạ)
• Tác nhân sinh học (vi khuẩn, vi rút, sâu.. 30 30 15 10/7/2025 Tác nhân ô nhiễm
Chất gây ô nhiễm: là các chất hóa học, các yếu tố vật lý và sinh học khi xuất hiện
trong môi trường cao hơn ngưỡng cho phép làm cho môi trường bị ô nhiễm (Luật BVMT) Là những chất
• không có trong tự nhiên
• có trong tự nhiên nhưng nay có hàm lượng lớn hơn • Nguồn gốc • Tự nhiên • Nhân tạo 31 31 TÁC HẠI?
• Tác động tổng hợp: vấn đề ô nhiễm thường có tác động tổng hợp • Air pollu on
h ps://www.youtube.com/watch?v=e6rglsLy1Ys • Water pollu on
h ps://www.youtube.com/watch?v=71IBbTy-_n4
• Cause and effect of Greenhouse Gases
h ps://www.youtube.com/watch?v=G4H1N_yXBiA 32 32 16 10/7/2025 TÁC HẠI? • Tác động trực ếp
• Không khí ô nhiễm gây ảnh hưởng đến sức khỏe, đặc biệt là người già, trẻ em và người có bệnh nền
• Nước bị nhiễm bẩn ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người
• Ô nhiễm ở Nhật Bản - chứng bệnh Minamata là sự rối loạn hệ thần kinh mãn
nh gây ra bởi chất metyl thuỷ ngân....
• Các rối loạn gen do do nhiễm chất độc màu da cam 33 33 TÁC HẠI? • Tác động gián ếp • Mưa axit
• Các chất thải độc hại làm đất cằn cỗi, khô cằn (thuốc trừ sâu, phân bón, chất
diệt cỏ và các chất thải chôn vùi vào đất).
• Nước bị nhiễm bẩn ảnh hưởng đến chất lượng của các sản phẩm trong các quá trình sản xuất.
• Suy giảm tầng ozone gia tăng tỷ lê ung thư da
h ps:/ www.youtube.com/watch?v=aU6pxSNDPhs • Mưa axit • Hiệu ứng nhà kính
h ps:/ www.youtube.com/watch?v=oJAbATJCugs
• Sự mất đi những cánh rừng nhiệt đới 34 34 17 10/7/2025
CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CHÍNH HIỆN NAY TRÊN THẾ GIỚI
15 Biggest Environmental Problems of 2025
• h ps:/ earth.org/the-biggest-environmental-problems-of-our-life me/
1. Global Warming From Fossil Fuels 9. Ocean Acidifica on 2. Fossil Fuel Dependence 10. Agriculture 3. Food Waste 11. Soil Degrada on 4. Biodiversity Loss 12. Food and Water Insecurity 5. Plas c Pollu on
13. Fast Fashion and Tex le Waste 6. Deforesta on 14. Overfishing 7. Air Pollu on 15. Cobalt Mining
8. Mel ng Ice Caps and Sea Level Rise 35
CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CHÍNH HIỆN NAY TRÊN THẾ GIỚI Các nguyên nhân chính 1. Gia tăng dân số
2. Sự tuyệt chủng của các loài (giảm đa dạng sinh học) 3. Phá rừng
4. Phá hủy các đầm lầy (đất ngập nước) 5. Sa mạc hóa 6. Xói mòn đất
7. Mặn hóa đất canh tác (xâm nhập mặn)
8. Chuyển đổi mục đích sử dụng đất 36 18 10/7/2025
CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CHÍNH HIỆN NAY TRÊN THẾ GIỚI
8. Nhiễm bẩn nước ngầm
9. Suy giảm nguồn nước ngầm
10.Cạn kiệt nguồn cung cấp dầu mỏ (khí đốt)
11.Cạn kiệt nguồn cung cấp khoáng sản
12.Thiếu nguồn nước mặt 13.Ấm lên toàn cầu
14.Sa lắng axít (mưa axít)
15.Suy giảm tầng ozon (thủng tầng ozon) 37 Dân số thế giới
8,248 tỷ người vào tháng 9 năm 2025 Dân số Việt nam 101.740.279 as of Wednesday, September 23, 2025, based on Worldometer 38 19 10/7/2025 39
Các vấn đề môi trường ở Việt Nam
1. Sự phát triển các khu, cụm công nghiệp không đồng bộ vói các điều kiện hạ tầng kỹ
thuật về môi trường; nhiều khu, cụm công nghiệp chưa được đầu tư hệ thống xử lý nước thải
tập trung, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
2. Hoạt động khai thác khoáng sản ở nhiều địa phương thiếu sự quản lý chặt chẽ làm gia
tăng các điểm nóng về ô nhiễm môi trường.
3. Tỷ lệ thu gom và xử lý CTR, chất thải y tế, nước thải sinh hoạt và công nghiệp đúng
quy chuẩn còn thấp; Khí thải, bụi phát sinh từ hoạt động giao thông vận tải, xây dựng, cơ sở
sản xuất không được kiểm soát chặt chẽ đã và đang gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng
tại các thành phố lớn, lưu vực sông. 40 40 20