环境地质学课件.pptx

1、环境地质学主讲：王实2013 3 3第一章：绪论第一节：环境地质学研究的对象、内容与分科一：研究对象与任务研究对象：人类社会与地质环境组成的复杂系统。任务：揭示环境地质问题的发生、发展和演化趋势，研究人 类活动与地质环境的相互关系，全面评价地质环境质 量。提出地质环境合理开发、利用和保护的对策与方 法，为实现人类社会、经济的可持续发展提供科学依 据。二 研究内容：全球变化研究区域环境地质问题研究资源开发环境地质问题研究地质灾害研究与防治城市环境地质研究重大工程建设的环境地质研究医学环境地质研究生态环境地质研究现代科技在环境地质学中的应用三 环境地质学的分支学科环境水文地质学环境工程地质学环境地

2、球化学灾害地质学城市环境地质学矿山环境地质学农业环境地质学第二节 环境地质学研究方法及与其 它学科的关系一 环境地质学研究方法自然历史分析法地球化学法系统分析法环境地质制图法模型模拟法环境地质评价法现代科学技术法二 环境地质学与其它学科的关系包括：地质环境与其它自然环境的关系；地质环境与人类社会的关系。第三节环境地质学发展简史第二章：环境地质学的基本理论问题第一节：地质环境的内涵与基本特征一 地质环境：是指岩石圈及表层风化产物，包括地球岩 石圈和表层风化层的组成、结构和各类地 质作用与现象。它具有一定空间概念的客 观实体，包含物质组成、地质结构和动力 作用三种基本要素。二 地质环境的基本特征（

3、一）地质环境的容量概念：是指某个特定的地质空间可能承受人类会会经济 发展的最大潜能。容量评价可用地质资源量和人类排废 容纳能力衡量。地质资源是指地质环境系统内可供人类利用的一切物质，包括：矿物资源能源资源建筑材料资源土地资源地下水资源地质景观资源地质空间资源（二）地质环境的质量质量因素自然地质条件的稳定性原生地球化学背景地质资源的丰富程度抗人类干扰的能力受污染和受破坏的的程度（三）地质环境的相容性概念：是指地质环境对人类施加的某种干扰的适应 性。地质环境对人类的干扰的反应有良性反应（正环境效应）和恶性反应（负环境效应）。（四）地质环境的反馈作用第二节 环境地质作用主要指人类与地质环境间的相互作

4、用。包括：一 自然地质作用二 人为地质作用剥蚀搬运堆积改变地形地貌其它三 人地关系与可持续发展（一）人地关系危机1 人地关系危机的实质：人地关系的失调2 危机的表现形式地质灾害频发资源短缺生态失衡环境污染（二）人地关系的协调人地关系的主从律人地关系反馈律人地关系递进律人地关系适应律（三）可持续发展的人地观第三节 环境地质学理论研究的几个 前沿问题全球变化问题地球各层圈相互作用问题陆地水圈演化与地下水渗流问题生态环境地质问题医学环境地质问题地质灾害防治地质环境工程地球表层系统非线性演化问题环境地质质量评价与区划环境地质信息系统建设第三章 土地资源与地质环境第一节：土地资源与土地（壤）环境问题（一

5、）土壤与土地的基本概念1 土壤概念：岩石经过物理风化作用、化学风化作用之后，再 经过生物风化作用，形成具有矿物质、腐殖质、水和空气的细粒松散堆积物。土壤残积层风化壳基岩土壤的功能：土壤具有肥力，可供植物生长。土壤具有代谢能力，即对物质的输入输出功能。土壤的环境作用：土壤对物质有蓄积作用土壤具有净化作用土壤具有物质的输移作用2 土地与土地资源土地：土地是具有一定面积的确定边界的地理边界。具 有面积和质量的属性。土地资源：可被人类利用，能成为人类最基本的生产资源的 土地。（二）土地的基本特征位置的固定性面积的有限性不可替代性土地资源的可更新性随时间的变化性用途的广泛性二 土地资源状况（一）世界土地

6、资源状况（见P24)（二）中国土地资源状况三 土地（壤）环境问题土地质量退化是全球性问题第二节 土地利用对地质环境的影响正环境效应-我国五大生态工程。负环境效应-即土地环境问题。一、水土流失概念：水土流失又称土壤侵蚀，是指地球 陆地表层土壤成土母质及岩石碎屑在外动 力地质作用下发生各种形式的剥蚀、搬运 和再堆积过程。它是一种渐进性的地质灾 害（一）水土流失现状（二）水土流失原因自然因素：人为因素：（三）水土流失的危害破坏土地资源，影响粮食生产土地生产力下降甚至丧失流域下游淤沙淤泥，影响调洪、灌溉和航运污染 水体。二、水环境恶化土地利用对水环境即水量和水质造成影响。对水资源量的影响对水质的影响土

7、地沙质荒漠化概念：沙质荒漠化是指在沙质地表产生的 土壤风蚀、风沙沉积、沙丘前移及粉尘吹 扬等一系列过程和现象，又称沙漠化。荒漠化：是指在干旱、半干旱和某些半湿 润、湿润地区，由于气候变化和人类活动 等各种因素印发的土地退化，导致土地生 物和经济生产潜力降低，甚至基本丧失。（一）土地沙质荒漠化现状（二）土地沙质荒漠化原因自然因素：最重要的是气候因素人为因素（三）土地沙质荒漠化危害可利用土地面积减少土地质量降低、生物产量减少阻断交通、毁坏建筑设施污染环境（四）土地沙质荒漠化的防治保护天然植被、建立人工植被、合理调整 农业生产结构和布局，加强人工草场生态 系统的建设，合理开发利用水资源。采取 农业林

8、草、水利和工程等有效措施进行综 合治理。四、土壤盐渍化盐渍土：盐渍土是盐土和碱土以及各种盐 化、碱化土壤的总称。盐土是指土壤中可 溶性盐含量达到对作物生长有显著危害的 土类。盐分含量指标因不同盐分组成而异。碱土是指土壤中含有危害植物生长和改变 土壤性质的多量交换性钠。盐渍化：次生盐渍土：（P33）（一）盐渍土发育状况：盐渍土主要分布在内陆 干旱、半干旱地区，滨海地区也有分布。全世界 盐渍土面积计约897.0万平方公里，约占世界陆 地总面积的6.5%，占干旱区总面积的39%。中 国盐渍土面积约有20多万平方公里，约占国土总 面积的2.1%（二）形成水分蒸发，盐碱富集盐碱高水的侵入（三）危害恶化生

9、态环境影响农牧业生产毁坏道路路基腐蚀建筑材料，破坏工程建设（四）土壤盐渍化防治对策五、土壤污染污染主要途径是化肥、农药；其次是垃圾、废渣、污水、大气中的二氧化硫、重金属 等的降落。六、湿地的减少七、耕地的日趋减少第三节 土地资源保护与可持续利用开展土地资源评价，制定土地利用规划建立健全土地资源管理的法律法规改造中低产田防止土地退化和土壤污染合理调整农业生产布局充分发挥土地优势第四章 水资源与地质环境第一节 水资源与水环境问题概述一 水资源的概念及其特征（一）水资源概念：定义：可以利用或可能被利用的水源，具 有足够数量和可用的质量，并能在某一地 点为满足某种用途而可被利用。（UNESCO,WMO

10、）水资源（狭义）：人类能够直接使用的淡 水。包括地表水和地下水。水资源（广义）：在地球上具有使用价值 的水。包括淡水和咸水。（二）水资源的基本特征储量的有限性补给的循环性时空分布的不均匀性用途的不可替代性利用不当的危害性大气圈-水圈循环关系（三）地下水资源的特征地下水资源：指赋存和运移于岩土层中具 有利用价值的地下水。广义上包括淡水、卤水、热水。主要特征：具流动性和可恢复性。二、水资源供求状况：世界水资源供求状况（P43表4-2）中国水资源供求状况三、水环境问题概述2003年 印度西部由于遭遇了十几年罕见的旱灾，当地居民在吉 吉拉特邦的一个巨大水井旁取水的场面。淡水资源短缺水体污染河川径流减少

11、地下水枯竭水文循环发生变化第二节 水体污染一 水体污染的基本概念（一）水体污染的定义：当进入水体的污染物质超过了水体的环境 容量或水体的自净能力使水质变坏，从而 破坏了水体的原有价值和作用的现象，称 为水体污染。（二）水体污染的判别指标水质：水和其中所含杂质所表现出来的综 合特性。水质指标：表示水中的杂质和数量，是判 断水质和水体污染的具体衡量标准。常用指标：1 PH值2 悬浮物3 有机物浓度(单位：mg/L)生物化学需氧量（BOD）：一般使用BOD5化学需氧量（COD）：我国规定的污水检验标准系用重铬酸钾作为氧化剂，在酸性条件下进行测定耗氧量，记作CODcr总有机碳（TOC）：1gTOC2.

12、67COD4 细菌污染指标每毫升细菌总数 每升大肠菌数5 有毒物质指标指水中的有毒物质主要是包括氰化物、汞、砷化物、镉、铬、铅、酚等，它们的含量均作为单独的水质指标。二 水体的主要污染物及其来源（一）水体的主要污染物共九类150多种需氧污染物植物营养物重金属有毒化合物酸碱与无机盐类漂浮物放射性物质病原微生物与致癌物工业废热水（二）水体污染源及其污染特征污染源：凡能释放或排放污染物的场所，均称为 污染源。水体污染源：排放或释放的污染物能引起水污染 的污染源称为水体污染源。1 分类：成因分类：（1）自然污染源（2）人为污染源工业污染源农业污染源城市生活污染源按污染源存在形式分类：点源；线源；面源。

13、2 工业污染源的污染特征：污染物：废水、废渣污染特征：量大、面广，污染物多、成分复杂 处理净化困难。工业废水是水体最主要的污染源。其主要特性为：悬浮物质含量高需氧量高PH值变化幅度大温度较高常含易燃物质含多种有害成分工业废水分为三类：含无机物废水含有机物废水同时含有无机、有机物废水3 城市生活污染源的污染特征污染物主要为人体排泄物、洗涤用品、腐烂食物城市生活污水特点：含氮、磷、硫高含有机物质多含有大量合成洗涤剂含有多种微生物生活污水与工业废水的不同点：生活污水中的生物可分解的有机物大部分呈胶体状态而 工业废水中有机物呈溶解状态；生活污水中生物难分解 的物质含量少，微生物含量多。4 农业污染源的

14、污染特征污染物主要是牲畜粪便、农药、化肥、城 市污水、工业废水等污染源特点有机质、植物营养物及病原微生物含量高化肥和农药含量高污染源面广、分散、治理难。5 自然污染源的污染特征水体的自然污染源的种类：特殊的地质条件下，某种化学元素大量富集，产 生毒性，污染水体。火山喷发和风蚀作用产生的大量灰尘落入水体，造成水污染。沿海地区由于海水潮汐侵入河流、湖泊、地下水 层，时期污染。水生生物遗体腐败后引起的水体有机物污染。三 污染物的环境水文地球化学效应（一）水体污染机制与水体自净1 水体污染自净机制污染物在水体中始终存在着相互关联的水体污染 和水体自净的两个过程，水体污染的程度取决于 这两个过程的强度。

15、在污染净化机制中，存在有 以下作用。物理作用生化作用化学作用生物作用包括：分解作用；转化作用；富集作用2 水体自净作用概念（广义）：受污染的水体，经过水中 物理、化学、与生物作用，使污染物浓度 降低，回复到污染前水平的现象。（狭义）：水体中的微生物氧化分解有机 污染物使水体净化的过程。（1）水体自净过程特征：进入水体的污染物在自净过程中浓度逐渐下降，大多数有毒物质在多种作用综合影响下，转变为 帝都或无毒的化合物，溶解状态的重金属污染物 被吸附或转变为不溶性的化合物而发生沉淀，复 杂的有机物被微生物利用和分解，最终变为CO2 和H2O,不稳定的污染物转化为稳定的化合物。河流污染、自净的过程：按溶

16、解氧的含量分为四个区段（见图P58，4-3)清洁段；污染段；恢复段；清水段（二）污染物的环境水文地球化学特征1 污染物在地下水中的迁移转化地下水污染系统单元组成：污染源、农作 物、表土层（耕作层）、犁底层、下包气 带层、含水层（见图P59,4-4）污染物在地下水系统迁移转化过程：人为污染源-表土层-下包气带层-含水层-人 类抽取并使用地下水人为污染源-表土层-农作物-人类 各种化学组分的迁移能力见表4-432 氮的环境水文地球化学特征地下水中含氮的主要成分为NO-,微量组分42322有NH+,NO-,NH，N，N 0。主要来源于城镇生活污水、垃圾，工业废水，化肥和 农家肥，大气污染形成的酸沉降，以及土 壤中天然含有的硝酸盐。3 重金属的环境水文地球化学特征纳入饮用水的微量金属包括：汞（Hg）、铬（Cr）、镉（Cd）、铜（Cu）、铅（Pb）、锌（Zn）、铁（Fe）、锰（Mn）、银（Ag）4 微量非金属环境地球化学特征非金属污染主要元素：砷（As）；氟（F）5 酚、氰的水文地球化学特征四 水体污染的危害1 危害人体健康引起急、慢性中毒致癌发生以水为媒介的传染病2 影响工农业生产3 对水生生