南京大學(xué)普通地質(zhì)學(xué)20人類社會與地質(zhì)環(huán)境

1、第二十章 人類社會與地質(zhì)環(huán)境,普通地質(zhì)學(xué),南京大學(xué)地球科學(xué)系 舒良樹,環(huán)境、人口及能源是當(dāng)代世界面臨的 三大難題人類的生存環(huán)境本質(zhì)上是地質(zhì)環(huán)境，其包括大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈四個相互聯(lián)系和制約的統(tǒng)一整體。 人 類 地質(zhì)環(huán)境,,環(huán)境地質(zhì)學(xué),,南極上空的臭氧層空洞是人類生存環(huán)境惡化的標(biāo)志,溫室(greenhouse)效應(yīng)導(dǎo)致了全球氣溫和海平面的升高,頻繁的地震和火山活動,洪災(zāi)與干旱

2、,已經(jīng)對人類的生存環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。臭氧層空洞特征：1.面積大，2.太空紫外線長驅(qū)直入，是構(gòu)成生命威脅的巨大污染源。3.出現(xiàn)在每年春季，持續(xù)時間約2周，4.規(guī)模和形狀可變化，一般為一個不規(guī)整的園洞，但02年出現(xiàn)雙洞。5.成因機(jī)理尚未搞清楚、,溫室(greenhouse)效應(yīng): 1.已經(jīng)使近年全球氣溫上升了1-2度，2.和劇增的人類城市化及其工廠煙囪的熱體排放、車輛尾氣排放、人口劇增、人類用氣用電等有關(guān),3.也是人類生存環(huán)境惡化的一個

3、主要的人為因素。 中國一號冰川的后退數(shù)字以及全球海平面變化規(guī)律表明，顯著的全球溫室效應(yīng)是從77年或78年開始的，一直持續(xù)到今天。 全球大氣中S04成分監(jiān)測表明，北緯區(qū)人口多，大氣污染pollution嚴(yán)重且持續(xù)上升；南緯區(qū)人口少，大氣污染不明顯，平滑穩(wěn)定　 必須高度重視環(huán)境惡化問題，善待地球就是善待人類自己。,第一節(jié) 環(huán)境地質(zhì)學(xué)的一般概念,一、環(huán)境與地質(zhì)環(huán)境環(huán)境(environment)是指人類賴以生存的周圍事物—大氣

4、、水、土地、巖石、礦產(chǎn)、森林、山脈、動物和植物等的總稱。地質(zhì)環(huán)境(geological environment)是指大氣圈、水圈、生物圈和科學(xué)技術(shù)研究可及的巖石圈之總稱。又稱為自然環(huán)境。二、環(huán)境地質(zhì)學(xué)的研究內(nèi)容環(huán)境地質(zhì)學(xué)是研究人類經(jīng)濟(jì)活動與地質(zhì)環(huán)境之間相互作用、相互影響的學(xué)科。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)研究的主要內(nèi)容：1）主要由自然地質(zhì)作用引起的原生地質(zhì)環(huán)境(original geological environment)(或第一地質(zhì)環(huán)境)。2

5、）主要由人類活動造成的次生地質(zhì)環(huán)境(secondary geological environment)(或第二地質(zhì)環(huán)境問題)環(huán)境地質(zhì)學(xué)的分支學(xué)科和研究方向(1)城市地質(zhì)學(xué)(urban geology)，(2)災(zāi)害地質(zhì)學(xué)(hazardous geology)，(3)資源地質(zhì)學(xué)，(4)廢物處置地質(zhì)學(xué)，(5)醫(yī)學(xué)地質(zhì)學(xué)(medical geology ; geomedicine)，(6)旅游地質(zhì)學(xué)，(7)軍事地質(zhì)學(xué)(military ge

6、ology)，(8)環(huán)境法規(guī)(environmental law),第二節(jié) 城市興衰與地質(zhì)環(huán)境,一、城市興衰的地質(zhì)因素城市的興衰與地質(zhì)環(huán)境有著密切的關(guān)系1）地質(zhì)環(huán)境變化較小，穩(wěn)定興盛的城市2）隨地質(zhì)環(huán)境演變而變遷的城市3）隨地質(zhì)環(huán)境變化多次興衰并重建的城市4）因地質(zhì)環(huán)境巨變而衰亡的城市5）因發(fā)現(xiàn)豐富的地質(zhì)資源而誕生的現(xiàn)代化城市選擇新城址要考慮到新城址的區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性、資源供給以及地形地貌,二、城市規(guī)劃的地質(zhì)因素城市用地

7、選擇是城市規(guī)劃地重要工作內(nèi)容，地質(zhì)環(huán)境又是決定城市用地選擇的主要因素1）巖、土體類型2）水文地質(zhì)條件3）地形及地貌條件4）城市地質(zhì)作用三、城市建設(shè)的地質(zhì)因素1）地基選擇，2）城市地下空間的開發(fā)利用，3）城市地質(zhì)災(zāi)害防治，4）城市廢物處置，5）城市供水，6）建筑材料供給,第三節(jié) 人體健康與地質(zhì)環(huán)境,一、人體的元素組成構(gòu)造人體生命的元素可分三類：1)生命機(jī)體不可缺少的宏量元素：氧、碳、氫、鉀、鈉、鈣、鎂、硫、磷和氯，占人

8、體重量99.95％2)生命機(jī)體所必需，稍有過?；虿蛔銓⒂袚p健康的元素(主要是微量元素)(<0.01%)：鉬、鐵、鋅、銅、錳、鈷、碘、釩、鉻、氟、硅、硒、溴、鋁、鍺、鎵、錫等。3）生命機(jī)體不需要，但易被人體吸收的有害元素：鎘、汞、鉛、鈦、鈾、釷等,二、微量元素的生理功能1）某些微量元素可以協(xié)組給人體輸送宏量元素。2）微量元素是構(gòu)成人體多種酶的組分或激活劑，一旦失去或缺乏，酶就喪失活力。3）某學(xué)微量元素是構(gòu)成人體激素和維生素

9、的重要成分和活性組分，一旦缺少，這些激素和維生素就難以合成。4）影響核酸代謝三、地方病的環(huán)境地質(zhì)致因地方病又稱水土病，其分布具有鮮明的區(qū)域性，與一定的地質(zhì)環(huán)境有關(guān)。,克山病及大骨節(jié)?。阂孕募乃篮凸趋狸P(guān)節(jié)病變?yōu)橹饕Y狀。跟土壤和主糧中貧Sc貧Mo有關(guān)。甲狀腺腫(粗脖子)病：人體缺碘或過量攝取碘所造成。氟病：過量吸收氟元素引起的一種全身慢性中毒癥。心血管?。浩浒l(fā)病受環(huán)境水文地球化學(xué)因素制約，此外還與氣候、經(jīng)緯度、社會經(jīng)濟(jì)因素、

10、血型以及工業(yè)污染等諸多因素有關(guān)。癌癥：環(huán)境地質(zhì)致因，1）巖石類型 玄武巖、安山巖及富腐殖質(zhì)巖土分布區(qū)內(nèi)居民的食管癌發(fā)病率高，石灰?guī)r分布區(qū)肝癌高。2）地貌 由山區(qū)向平原，食管癌發(fā)病率逐漸降低。3）環(huán)境水文地質(zhì)特征 飲用富含腐殖質(zhì)及有機(jī)質(zhì)的溝、塘水可致癌。,四、地質(zhì)藥物包括古生物藥物、礦物藥物和巖石藥物三類古生物藥物：由化石構(gòu)成，如哺乳動物的骨骼化石。礦物藥物：由天然礦物構(gòu)成，如朱砂(辰砂)、雄黃(雄黃)、自然銅(黃鐵礦)、赭

11、石(赤鐵礦)、磁石(磁鐵礦)、白石英(石英)、紫石英(螢石)、大青鹽(石鹽)等巖石藥物：由巖石構(gòu)成，如鐘乳石(鈣華)、花蕊石(含蛇紋石大理巖)、海浮石(多孔狀噴出巖)等,第四節(jié) 廢物處置的地質(zhì)環(huán)境,廢物：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或生活中的廢棄物，俗稱垃圾廢物按物理狀態(tài)可分為：固體、液體、氣體；按來源分：城市廢物、礦石選冶廢物、工業(yè)廢物、農(nóng)業(yè)廢物、疏浚廢物等；按危險性分：危險性廢物和非危險性廢物；按有無放射性分：放射性廢物和非放射性廢物。廢物處

12、置場址的合理選擇是安全處置的首要因素，如何選擇就是環(huán)境地質(zhì)學(xué)的研究課題。,一、城市廢物處置的地質(zhì)環(huán)境城市固體廢物處置方法：地表填埋法處置選址應(yīng)注意的場地水文地質(zhì)條件：1）地下水潛水面應(yīng)較深，至少低于場地基底10-15m；2）前曾潛水流動方向不至于污染附近供水水源；3）盡量使填埋場原理當(dāng)?shù)氐叵滤畬游唬?）地形較高，排水條件較好；5）在場地附近不存在灰?guī)r溶洞；6）場地基底不存在斷裂、滑坡、泥石流、崩塌等潛在危險；7）宜選擇粘土、致密

13、頁巖作廢物掩埋介質(zhì)；8）場地決定巖石中裂隙不發(fā)育；9）場地地下水流速小于30cm/a。城市生活污水處置：污灌、斜地漫流或快速入滲，對于危害較大的工業(yè)廢液，則先凈化處理再濃縮殘漿固化后作為固體廢物處置。,第五節(jié) 人為地質(zhì)作用,由人類地質(zhì)活動造成的環(huán)境惡化：一、地面沉降：局部地表的緩慢降低，主要是過量抽取地下水以及地下礦藏采空后，地下靜壓力失去平衡而造成上覆巖層下層。二、咸水入侵：因地下水位下降或咸水侵入地下淡水層，使地下淡水咸化，

14、稱為咸水入侵(saltwater intrusion)，包括地下淡水層與咸水層串層和海水入侵。三、地下水污染：地下水水質(zhì)因認(rèn)為因素而惡化稱為地下水污染(groundwater pollution)。,四、海平面上升海平面上升的人為因素：1）溫室效應(yīng)使全球氣溫升高，2）過量開采地下水及地下礦產(chǎn)造成沿海城市地面下降，3）人類經(jīng)濟(jì)活動造成大量陸地巖土碎屑隨水流進(jìn)入海域，4）海水因溫度升高而體積膨脹。五、土地沙漠化：過度農(nóng)墾、過度放牧及過

15、度樵柴，破壞生態(tài)平衡，導(dǎo)致和加劇土地的沙漠化(desertification)。六、土壤鹽堿化：鹽和堿在土壤表層迅速積累的過程稱為土壤鹽堿化。,七、水土流失土壤被風(fēng)、流水侵蝕和沖刷而去，稱為水土流失后果：農(nóng)田肥力下降、河湖淤積、洪水泛濫以及生態(tài)環(huán)境惡化?？煞譃樽匀恢乱蚝驼J(rèn)為致因八、誘發(fā)地震由人類活動誘發(fā)的地震稱為誘發(fā)地震，如水庫蓄水、采礦、廢液深井處置和核爆炸等。九、礦產(chǎn)資源枯竭礦產(chǎn)資源是有限的、不可再生的，隨著人口的快速