南京大学_普通地质学_20人类社会与地质环境.ppt

第二十章人类社会与地质环境 普通地质学 南京大学地球科学系舒良树 环境 人口及能源是当代世界面临的三大难题人类的生存环境本质上是地质环境 其包括大气圈 水圈 生物圈和岩石圈四个相互联系和制约的统一整体 人类地质环境 环境地质学 南极上空的臭氧层空洞是人类生存环境恶化的标志 温室 greenhouse 效应导致了全球气温和海平面的升高 频繁的地震和火山活动 洪灾与干旱 已经对人类的生存环境构成了严重威胁 臭氧层空洞特征 1 面积大 2 太空紫外线长驱直入 是构成生命威胁的巨大污染源 3 出现在每年春季 持续时间约2周 4 规模和形状可变化 一般为一个不规整的园洞 但02年出现双洞 5 成因机理尚未搞清楚 温室 greenhouse 效应 1 已经使近年全球气温上升了1 2度 2 和剧增的人类城市化及其工厂烟囱的热体排放 车辆尾气排放 人口剧增 人类用气用电等有关 3 也是人类生存环境恶化的一个主要的人为因素 中国一号冰川的后退数字以及全球海平面变化规律表明 显著的全球温室效应是从77年或78年开始的 一直持续到今天 全球大气中S04成分监测表明 北纬区人口多 大气污染pollution严重且持续上升 南纬区人口少 大气污染不明显 平滑稳定必须高度重视环境恶化问题 善待地球就是善待人类自己 第一节环境地质学的一般概念 一 环境与地质环境环境 environment 是指人类赖以生存的周围事物 大气 水 土地 岩石 矿产 森林 山脉 动物和植物等的总称 地质环境 geologicalenvironment 是指大气圈 水圈 生物圈和科学技术研究可及的岩石圈之总称 又称为自然环境 二 环境地质学的研究内容环境地质学是研究人类经济活动与地质环境之间相互作用 相互影响的学科 环境地质学研究的主要内容 1 主要由自然地质作用引起的原生地质环境 originalgeologicalenvironment 或第一地质环境 2 主要由人类活动造成的次生地质环境 secondarygeologicalenvironment 或第二地质环境问题 环境地质学的分支学科和研究方向 1 城市地质学 urbangeology 2 灾害地质学 hazardousgeology 3 资源地质学 4 废物处置地质学 5 医学地质学 medicalgeology geomedicine 6 旅游地质学 7 军事地质学 militarygeology 8 环境法规 environmentallaw 第二节城市兴衰与地质环境 一 城市兴衰的地质因素城市的兴衰与地质环境有着密切的关系1 地质环境变化较小 稳定兴盛的城市2 随地质环境演变而变迁的城市3 随地质环境变化多次兴衰并重建的城市4 因地质环境巨变而衰亡的城市5 因发现丰富的地质资源而诞生的现代化城市选择新城址要考虑到新城址的区域地质稳定性 资源供给以及地形地貌 二 城市规划的地质因素城市用地选择是城市规划地重要工作内容 地质环境又是决定城市用地选择的主要因素1 岩 土体类型2 水文地质条件3 地形及地貌条件4 城市地质作用三 城市建设的地质因素1 地基选择 2 城市地下空间的开发利用 3 城市地质灾害防治 4 城市废物处置 5 城市供水 6 建筑材料供给 第三节人体健康与地质环境 一 人体的元素组成构造人体生命的元素可分三类 1 生命机体不可缺少的宏量元素 氧 碳 氢 钾 钠 钙 镁 硫 磷和氯 占人体重量99 95 2 生命机体所必需 稍有过剩或不足将有损健康的元素 主要是微量元素 0 01 钼 铁 锌 铜 锰 钴 碘 钒 铬 氟 硅 硒 溴 铝 锗 镓 锡等 3 生命机体不需要 但易被人体吸收的有害元素 镉 汞 铅 钛 铀 钍等 二 微量元素的生理功能1 某些微量元素可以协组给人体输送宏量元素 2 微量元素是构成人体多种酶的组分或激活剂 一旦失去或缺乏 酶就丧失活力 3 某学微量元素是构成人体激素和维生素的重要成分和活性组分 一旦缺少 这些激素和维生素就难以合成 4 影响核酸代谢三 地方病的环境地质致因地方病又称水土病 其分布具有鲜明的区域性 与一定的地质环境有关 克山病及大骨节病 以心肌坏死和骨骼关节病变为主要症状 跟土壤和主粮中贫Sc贫Mo有关 甲状腺肿 粗脖子 病 人体缺碘或过量摄取碘所造成 氟病 过量吸收氟元素引起的一种全身慢性中毒症 心血管病 其发病受环境水文地球化学因素制约 此外还与气候 经纬度 社会经济因素 血型以及工业污染等诸多因素有关 癌症 环境地质致因 1 岩石类型玄武岩 安山岩及富腐殖质岩土分布区内居民的食管癌发病率高 石灰岩分布区肝癌高 2 地貌由山区向平原 食管癌发病率逐渐降低 3 环境水文地质特征饮用富含腐殖质及有机质的沟 塘水可致癌 四 地质药物包括古生物药物 矿物药物和岩石药物三类古生物药物 由化石构成 如哺乳动物的骨骼化石 矿物药物 由天然矿物构成 如朱砂 辰砂 雄黄 雄黄 自然铜 黄铁矿 赭石 赤铁矿 磁石 磁铁矿 白石英 石英 紫石英 萤石 大青盐 石盐 等岩石药物 由岩石构成 如钟乳石 钙华 花蕊石 含蛇纹石大理岩 海浮石 多孔状喷出岩 等 第四节废物处置的地质环境 废物 工农业生产或生活中的废弃物 俗称垃圾废物按物理状态可分为 固体 液体 气体 按来源分 城市废物 矿石选冶废物 工业废物 农业废物 疏浚废物等 按危险性分 危险性废物和非危险性废物 按有无放射性分 放射性废物和非放射性废物 废物处置场址的合理选择是安全处置的首要因素 如何选择就是环境地质学的研究课题 一 城市废物处置的地质环境城市固体废物处置方法 地表填埋法处置选址应注意的场地水文地质条件 1 地下水潜水面应较深 至少低于场地基底10 15m 2 前曾潜水流动方向不至于污染附近供水水源 3 尽量使填埋场原理当地地下水含水层位 4 地形较高 排水条件较好 5 在场地附近不存在灰岩溶洞 6 场地基底不存在断裂 滑坡 泥石流 崩塌等潜在危险 7 宜选择粘土 致密页岩作废物掩埋介质 8 场地决定岩石中裂隙不发育 9 场地地下水流速小于30cm a 城市生活污水处置 污灌 斜地漫流或快速入渗 对于危害较大的工业废液 则先净化处理再浓缩残浆固化后作为固体废物处置 二 放射性废物处置的地质环境核废物的分类 按放射性比活度核毒性大小 低放废物 中放废物 高放废物 按物理状态 固体 液体 气载废物 处置方法 将气载及液体废物转为固体废物 再加以陆地浅埋或深埋处置 核废陆地处置场的选址原则 1 地质构造稳定 2 处置介质的透水性差 3 场地的地下水不丰富 4 处置场远离供水水源 地表水体核地下含水层 5 远离城镇和人口聚居地 高放核废海洋处置海域的要求 海底地质构造稳定 海底粘土沉积厚度较大 海水较深 4000m 此外还要注意人类活动 洋流方向 流速 海浪 风力 风向等因素 第五节人为地质作用 由人类地质活动造成的环境恶化 一 地面沉降 局部地表的缓慢降低 主要是过量抽取地下水以及地下矿藏采空后 地下静压力失去平衡而造成上覆岩层下层 二 咸水入侵 因地下水位下降或咸水侵入地下淡水层 使地下淡水咸化 称为咸水入侵 saltwaterintrusion 包括地下淡水层与咸水层串层和海水入侵 三 地下水污染 地下水水质因认为因素而恶化称为地下水污染 groundwaterpollution 四 海平面上升海平面上升的人为因素 1 温室效应使全球气温升高 2 过量开采地下水及地下矿产造成沿海城市地面下降 3 人类经济活动造成大量陆地岩土碎屑随水流进入海域 4 海水因温度升高而体积膨胀 五 土地沙漠化 过度农垦 过度放牧及过度樵柴 破坏生态平衡 导致和加剧土地的沙漠化 desertification 六 土壤盐碱化 盐和碱在土壤表层迅速积累的过程称为土壤盐碱化 七 水土流失土壤被风 流水侵蚀和冲刷而去 称为水土流失后果 农田肥力下降 河湖淤积 洪水泛滥以及生态环境恶化 可分为自然致因和认为致因八 诱发地震由人类活动诱发的地震称为诱发地震 如水库蓄水 采矿 废液深井处置和核爆炸等 九 矿产资