环境地质概论课件

环境地质学EnvironmentalGeology环境地质学EnvironmentalGeology主讲人：杨来胜教授

Prof.yanglaisheng环境地质学EnvironmentalGeology热诚欢迎全院同学选修《环境地质学》环境地质学EnvironmentalGeology环境地质学EnvironmentalGeology环境地质学EnvironmentalGeology环境地质学EnvironmentalGeology地球不能克隆，人类保护地球，就是保护人类自己。环境地质学EnvironmentalGeology

目录

第1章环境地质概论

第2章环境与可持续开展

第3章星际环境

第4章地球的起源及地壳的形成

第5章地壳的物质组成环境地质学EnvironmentalGeology

第6章风化作用第7章地面流水地质作用

第8章地下水的地质作用第9章冰川地质作用第10章湖泊和沼泽地质作用第11章海洋地质作用第12章风的地质作用

环境地质学EnvironmentalGeology第13章构造地质运动

第14章火山活动与岩浆的侵入作用

第15章变质作用第16章环境地质灾害与防治第17章南京环境地质旅游环境地质学EnvironmentalGeology?环境地质学?课程简介

本课程是用环境地质学理论和方法，揭示环境地质特征和灾害成因，研究人类与地质资源环境之间的相互关系、相互影响，努力改造和优化人类生存环境、合理开发利用天然资源、治理地质灾害的一门学科。环境地质学是运用环境科学、地球科学等学科知识，从地质环境特征解释其成因与开发利用价值，重点强调地质环环境地质学EnvironmentalGeology境的社会性、经济性和应用性。通过本课程的教学，使同学们学会认识与分析地形、地貌、地壳环境特征的形成机理，以及地质灾害的不利因素，增强忧患意识，更好地欣赏自然美，并了解矿物岩石的组成、结构、构造及其它在工业、艺术、建筑装潢等方面的利用价值。激发科学热情，为深入研究人口、资源、环境和经济社会的可持续开展提供专业根底理论与技术方法。环境地质学EnvironmentalGeology

写在前面－沉思往事立残阳，不知何事萦怀抱。新翻乐府凄凉词，曲罢一声长叹。

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随着自然科学和生产力和高速开展，人类与所生存的自然环境即地质环境的矛盾进一步激化，特别是20世纪50年代以来，全球性的环境地质问题日趋锋利，水资源短缺、水质恶化、地面沉降、岩溶塌陷、海水入浸、滑坡、沙漠化以及多发性地方病等，说明地质环境对人类所产生的巨大影响，人类对地质环境环境地质学EnvironmentalGeology的认识与研究推向了一个新的高度，那就是既要研究地质环境对人的影响，也要研究人对地质环境的作用，也就是特别强调了人与地质环境的关系，新的学科一一环境地质学由此诞生了。

环境地质学主要是在地质科学根底上开展起来的介于地质科学和环境科学之间的综合性边缘学科。

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环境地质学具有广泛的研究领域，它包括这样一些研究内容：1、区域地质环境研究，为区域规划、经济发展、国土整治及资源开发等提供科学依据。2、地质灾害的环境地质问题的研究，为预报地质灾害提供依据，为减免灾害提出防范措施。环境地质学EnvironmentalGeology

3、地球化学环境对人类的影响问题。研究不同地区地球化学背景，各种元素丰度及其分布特点；研究空气、水体、土壤和矿物原料中有益、有害元素及致病物质富集、迁移规律；环境地质学EnvironmentalGeology研究地质环境与人畜健康关系，防治某些地方病和职业病，最大限度地减轻由于某些元素的天然富集或短缺对人畜健康和植物生长带来的不良影响。一些城市饮用水水质恶化问题也是当前亟需研究的问题。环境地质学EnvironmentalGeology

4、古气候的变化规律，主要利用地质环境中沉积物反映气候变化的标志，研究地质历史时期特别是第四纪以来气候变化的情况、原因和规律，预测今后气候变化趋势可能产生的危害和提出防范措施。5、工程建设中可能引起的环境恶化环境地质学EnvironmentalGeology问题。大量的工程活动，如城市建设、水利工程、道路建设、矿山、海港工程、电站建设等常常引起人为地质作用，在兴利的同时往往造成地质环境的破坏，引起环境恶化。对人为地质作用及其地质环境环境地质学EnvironmentalGeology

6、自然资源开发中的环境

地质问题。水资源、能源和矿产资源的开发可以造福人民，但同时又往往引起地质环境的改变，甚至导致人为的地质灾害。地下水过量开采常常引起地面沉降，在沿海地区常常导致海水环境地质学EnvironmentalGeology入侵和土地盐碱化；矿山开采往往引起地面塌陷、山崩和人工滑坡；某些矿产，特别是放射性矿产的勘探和开采往往引起环境污染。环境地质工作就是要在自然资源的开发过程中详细研究导致环境恶化原因，提出防止减轻地质环境恶化的措施。环境地质学EnvironmentalGeology近年来，环境地质学在理论和实践方面都有较大开展。许多工业兴旺国家，特别是美国、日本和西欧诸国，非常重视环境地质工作，在理论和实际应用以及运用新技术方面都开展了广泛的研究工作。环境地质学EnvironmentalGeology许多开展中国家也开始加强这方面的研

究。我国环境地质研究，无论在根底理论研

究还是在实际应用方面都取得了显著的成就，

预测、保护、利用和改善地质环境质量为主要目的的环境地质学作为一门新兴的社会公益性学科日益受到重视。可能产生的影响做出评价和预测，为区域经济建设规划和大型工程设计提出科学论证。环境地质学EnvironmentalGeology人口、资源、生态、环境、地质的共生共荣作用〔一体化〕昔闻洞庭水，今上岳阳楼

看在前面—环境地质学EnvironmentalGeology漓江山水环境地质学EnvironmentalGeology新化国家地质公园环境地质学EnvironmentalGeology福建泰宁国家地质公园环境地质学EnvironmentalGeology石林环境地质学EnvironmentalGeology安徽黄山国家地质公园环境地质学EnvironmentalGeology广东丹霞国家地质公园环境地质学EnvironmentalGeology湖南张家界环境地质学EnvironmentalGeology江西庐山环境地质学EnvironmentalGeology新疆克什腾国家地质公园环境地质学EnvironmentalGeology环境地质学EnvironmentalGeology日本四州的多多罗桥〔世界上最大的斜拉桥，主跨890米〕环境地质学EnvironmentalGeology环境地质学EnvironmentalGeology拱桥环境地质学EnvironmentalGeology斜拉桥环境地质学EnvironmentalGeology景观与自然环境的协调(德国)环境地质学EnvironmentalGeology

第1章：环境地质学概论一、什么是环境地质学二、环境地质学的研究内容三、环境地质学学科的产生四、研究环境地质学的目的和意义五、我国环境地质学开展现状

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由于全球人口激增和人类生活水平的日益提高，人类与地质环境之间的矛盾日益突出，为了减轻自然灾害给人类带来的灾难，减缓人类自身经济技术活动给人类生存环境带来的破坏，在本世纪六十年代末期，一门研究人类与地质环境相互作用和影响的新学科－－－环境地质学在西德和北美应运而生。

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一、什么是环境地质学

1.什么是环境

环境是指人类赖以生存的周围事物－－大气、水、土地、岩石、矿山、森林、山脉、动物、植物等的总称。

环境的范围随着科学技术进步而扩大，向下可至地壳下部，向外可达恒远的宇宙空间。

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2.什么是地质环境

地质环境是指大气圈、生物圈、水圈和科学技术研究可及的岩石圈。人类生活在地球上，地球外表的环境主要是人类研究所称的地质环境。

3.什么是环境地质学

环境地质学是认识“系统环境〞的一门综合性学科，是研究环境科学、地质科学，系统了解地球本身的一门根底科学。人类只有一个地球，共同的家园。

环境地质学EnvironmentalGeology4.环境地质学的学习与研究意义不了解地球的学者不算是一个完美的学者，学习环境地质学知识能使从事其它学科工作，在设计施工、决策上站在“地球环境〞的高度上考虑问题。环境地质学是研究地质环境与人类生活和技术经济活动之间相互作用、相互制约、预测天然或人为地质作用发生和开展规律，从而制定改造、利用和保护地质环境，防止和减轻地质灾害环境地质学EnvironmentalGeology对人类的影响，保护和改善地质环境的一门综合性学科。简言之，环境地质学是研究地质环境与人类相互作用，竭力改造人类生存的地质环境的一门科学。它是一门新兴应用地质学科，属于地质学和环境科学之间的边缘学科，就其实质来说，环境地质学是环境科学中重要的分支学科，因为人类生存环境就其本质是属于地质环境范畴。

环境地质学EnvironmentalGeology二、环境地质学的研究内容

1.环境地质学主要包括两方面的研究内容：

〔1〕由自然地质作用引起的原生地质环境〔或第一地质环境〕问题－－

例如，火山、地震、海啸、矿产资源短缺、泥石流、滑坡、海岸侵蚀、冰川、膨胀土等引起的地质灾害。

环境地质学EnvironmentalGeology〔2〕由人类活动引起的次生地质环境〔第二地质环境〕问题－－

例如地面沉降、地下水污染、洪水、崩塌、土地沙漠化、废物引起的环境污染、咸水入侵等引起的地质灾害。

在上述两种地质灾害中，有些灾害〔例如崩塌、地下水污染、洪水、土地沙漠化、矿产资源短缺、地方病等〕既有自然原因，也有人为原因，有其双重性。

环境地质学EnvironmentalGeology2.环境地质学与地球科学的关系

环境地质学的研究内容十分广泛，涉及地球的许多科学，尤其是：构造地质学、水文地质学、工程地质学、地球化学、矿床学、第四纪地质学、岩石学、矿物学、地貌学等。

此外还涉及环境化学、经济学、环境法规等学科。其中水文地质学和工程地质学是环境地质学的支柱。环境地质学EnvironmentalGeology3.环境地质学应包括的分支学科和研究方向

根据国外已趋成熟的模式，环境地质学应包括以下各分支学科的研究内容：

1〕城市地质学

2〕灾害地质学

3〕资源地质学

4〕废物处置地质学

5〕医学地质6〕旅游地质学

7〕军事地质学

8〕环境法规环境地质学EnvironmentalGeology根据国外已趋成熟的模式，环境地质学应包括以下各分支学科和研究方向：

1.城市地质学

城市地质学是将地质学理论和方法应用于城市地区的规划和管理的学科。随着人类文明的进步和生活的提高，世界都市化的趋势大大加快，人口分布的城市密集化程度，已成为当今衡量一个国家兴旺与否的公认重要标志之一。明显的事实是，环境地质学EnvironmentalGeology据1990年统计，全球人口最多的五个大城市全局部属工业发达国家〔墨西哥，2021万，居第一位，其次是纽约，1700万；东京，1600万〕，有史以来，开展中国家的城市第一次被排除在人口最多的五大城市之外。在人口高度密集的城市中，随时都感受到地质环境与居民生活的依赖关系，例如，开展城市时地域的选择，城市建筑物地基的选择〔尤其近代超高层建筑物〕，城市建筑材料的取得，城市用水的供给和探求，城市废环境地质学EnvironmentalGeology物处置，居民可能遭受以下地质灾害的袭击和威胁——火山、地震、滑坡、海啸、洪水、地面沉降等。凡此种种，无一不与地质环境研究有关，于是，环境地质学研究首先在城市中展开，环境地质学概念首先在城市中萌生、发展，城市地质学这一术语几乎与环境地质学术语同时诞生。例如，W·J·Wayne(1968)在评述环境地质学产生过程时写道：在都市中进行人类环境的地质学研究尤显重要，城市地质学这一术环境地质学EnvironmentalGeology语实际上是环境地质学的同义词。Flawn等〔1970〕指出：现在，城市地质工作是环境地质学研究的核心〔1970年正值环境地质学创立初期〕。1980年，英国学者、牛津大学的D·Leveson编写出版了地质学和城市环境一书〔GeologyandtheUroanEnvironment〕,更强调环境地质学研究对城市地区的重要性。目前，世界上许多国家都十分重视城市规划和建设中的地质评价和论证工作，美国环境地质学EnvironmentalGeology把进行大城市及其邻区的地质调查和制图工作，列为环境地质学的一项战略任务，并在有些州开展了区域性城市地质总体规划和评价工作。苏联研究了城市地区可能产生的地质作用，制订了相应的防范措施。2.灾害地质学

环境地质学诞生的背景，就是一方面人类在长期生产环境地质学EnvironmentalGeology实践和生活实践中，愈来愈感到许多自然现象给他们带来了灾难，例如地震、火山、喷发、海啸、洪水、泥石流等，虽然它们是不可抗拒的自然灾害，但他们意识到可通过人为努力，可以减轻这类灾害损失，另一方面，随着科学技术的开展和人类经济活动的增多，人类的生存活动对大自然和人类生存环境带来了巨大的破坏，例如地下水污染，地面沉降、咸水入侵等，人类为了更好地保环境地质学EnvironmentalGeology护自己的生存环境，抵御自然灾害，在自然灾害斗争实践中，逐步创立了环境地质学这一学科。自然灾害恶化了人类的生存环境，因此，研究地质灾害，最大限度地减轻地质灾害对人类平安生活的威胁和对经济的破坏程度，成了环境地质的最重要研究内容之一。没有地质灾害，也就不能创立环境地质学学科。环境地质学EnvironmentalGeology3.资源地质学环境地质学研究的根本任务之一，是保护和充分利用地质资源。地质资源包括水资源、土地资源、矿产资源〔包括能源资源〕、防止水土流失，防止水资源和矿产资源短缺，是环境地质学的重要研究内容。在国外一些经典的环境地质学教程中，将资源地质学分成假设干类作介绍，例如分为水资源、土地资源、矿产资源和能源等，从地质学观点论环境地质学EnvironmentalGeology述资源供需矛盾、管理方法等。4.废物处置地质学合理处置城市垃圾、工业废物和放射性废物，是净化人类环境的重要措施，地表水、地下水、地下水污染和地方病等，在很大程度上与生活、工业废物污染有关，据报道，全世界仅400余个大城市，每年就要排放三十亿吨固体废物和五百立方公里废水。废物的最终处置一般要采用地质环境地质学EnvironmentalGeology掩埋的方法：将废物埋在土壤、岩石等介质中，使它们与人类环境暂时或永久隔离。实际上：废物处置主要是地质学研究问题，尤其在选择处置场时，需综合地应用构造地质学、水文地质学、岩石学、矿物学、地貌学等学科理论和方法。5.医学地质学研究人类健康与地质环境〔第一地质环境和第二地质环境〕关系的学科即医学地质学，它是环境地质学的重要研究内容环境地质学EnvironmentalGeology之一，在国外一些教材上，将引起地方病的地质环境归入长期地质灾害之列。医学地质学主要研究和探索土壤、水中微量元素对人体和生物健康的影响。地方病的分布有明显的区域性，受一定地质环境的制约，不同类型岩石经风化后生成不同化学成分和不同性质的土壤，在其上生长的作物中的微量元素成分和含量也不同，由此造成进入食物链〔主要是农作物——动物环境地质学EnvironmentalGeology——人体〕中微量元素种类和丰度的差异，并最终可能导致地方病的发生。例如，在某些山区和缺碘地区，甲状腺肿患者增多；在干旱盆地或含氟高的火山岩分布区常发生氟中毒症；大骨节病多发生在饮水中富含SO4、腐植质的地区。又例如，在印度口腔癌发病率高，在以色列那么乳腺癌发病率较日本的同一发病率高八倍，日本、冰岛的胃癌发病率较高，亚洲的食管癌发病率较高等。环境地质学EnvironmentalGeology在我国，目前将医学地质学列入环境地球化学的研究范畴。

6.旅游地质学大自然不仅给人类带来灾难，而且也赐予人们以旅游佳境，让人赏心悦目，留恋忘返，或在风景胜地安营扎寨，修养生息，尽尽饱览大自然美。旅游美境可使人精神倍增，心旷神悦，延年益寿，旅游美境无不与地质体和地质作用有关，例如，巍环境地质学EnvironmentalGeology峨的叠峦山色，神奇的峰林怪石，秀丽的河川泉，烟波浩渺的明湖碧海和神秘的溶岩幽洞，都是地质工匠留下的杰作。甲天下的桂林山水是可溶性岩石在特定的地质作用〔造山、断裂、风化、溶蚀〕条件下的产物，碧波万顷的太湖沿岸秀丽的元头渚、西山胜景，是湖水冲刷悬岩的结果，闻名于世的比萨斜塔的虎丘斜塔是缺乏地质知识的设计师的误会之作······。环境地质学不仅要研究环境地质学EnvironmentalGeology给人类带来苦难的地质灾害，而且也要研究给人类带来欢悦的地质胜景。旅游地质学的任务就是运用地质学的根本理论，方法和技术手段，寻找和研究各种旅游地质资源，探讨其形成机制和分布规律，进而对旅游区、旅游景点进行鉴定、评价、规划和设计，其最终目的是为了开发、利用、保护地质旅游资源。目前，在国外的大局部环境地质学教材中，还未列入旅游环境地质学EnvironmentalGeology地质学的内容。7.军事地质学由于战争的需要，在地质学和军事学之间开展成了一门交叉学科——军事地质学，它研究地质条件如何影响军事施工和作战部署的问题，其具体任务，是为军队修路架桥选址，获取饮用水，编制、判读和解释各种图件，获得军事施工所需的资源等。实践证明，地质学家在战争中起着重要作用，德国在第一次世界大战和美国环境地质学EnvironmentalGeology第二次世界大战期间，在军队中都配备有地质学家。美国还成立了军事地质部队。目前，在国外环境地质学教材中，有关军事地质学的内容尚较少，但已成为环境地质学的内容之。8.环境法规为了保护人类生存环境，环境地质学研究也必须遵循各自国家的一系列环境法规。在六十年代后期，西方国家开始制订环境地质学EnvironmentalGeology一系列环境法规。环境法规的种类很多，例如矿山开采法、水资源法、土地使用法等。在水资源法中规定：不允许过量开采地下水，以免引起地面沉降、地下水污染等环境问题；矿山开采法规定，在矿山开采前应预先提出土地复田方案，对违反者，轻那么处以罚款，重那么判刑或处死。我国的这类法规还不够健全。除以上内容外，现在趋向于将农业地质学也列为环境地环境地质学EnvironmentalGeology质学的研究内容之一。在国外的环境地质学教材中，一般不单独介绍环境水文地质学和环境工程地质学，而是将这两学科中的研究内容分别归入水资源利用、灾害地质学、废物处置地质学、医学地质学等局部介绍，由于在我国目前流行的环境水文地质学和环境工程地质学书刊中，几乎包括了大局部环境地质学中研究的内容，这也许就是目前我国一些人将环境环境地质学EnvironmentalGeology水文地质学和环境工程地质学看作环境地质学同义词的原因。此外，在西方的有些环境地质学书刊中，将灾害天气现象〔例如酸雨〕和空气污染等内容也列入环境地质学之中，我们认为这不适宜，虽然大气圈是属地质环境范畴，但将空气污染及某些灾害性天气列入，将使环境地质学内容过于庞杂，而且这些现象与地质作用相去甚远。环境地质学EnvironmentalGeology为了使人们对环境地质学的研究有一较全面的认识，纠正目前国内少数人对环境地质片面的理解，更为了让广阔学生对它有较准确的理解，在尚未正式出版我国的环境地质学教材之前，建议先择优编译出版一本国外较经典的环境地质学教材，十分有必要。环境地质学EnvironmentalGeology三、环境地质学学科的产生

产生环境地质学这一概念思想的时间是在1962年，环境地质学这一术语于1964年诞生在美国。20世纪70年代，环境地质学这一术语才被介绍到我国。至今，环境地质学在西方国家已开展成为一门较系统、较成熟的学科，已出版了10余种EvironmentalGeology这同一名称的环境地质学教材。

环境地质学EnvironmentalGeology众所周知，地球是人类的摇篮，它不仅我们提供生存的环境，而且也为我们提供丰富的资源。人类在长期的进化过程中，适应大自然，与大自然形成了某些程度的平衡，这种平衡促进了人类的开展，然而随着人口激增，社会生产力开展，人类向大自然的大量索取，破坏了这种平衡，人类的经济活动作用于地质环境，在一定范围内破坏了平衡的地质环境，由此产生了一系列环境问题。环境地质学是人类认识自然，环境地质学EnvironmentalGeology利用自然和改造大自然的智慧结晶，也是人类与自然灾害作斗争的产物。进入二十世纪以来，随着世界人口激增，城市数量和规模迅速开展，以及开采矿产资源，进行工程建设等，人类活动已构成了一种不可无视的地质营力，它可造成人为地质灾害，恶化人类自身的生存环境，给人类社会带来巨大损失。例如过度抽取地下水，引起地面沉降，海水入侵；滥伐森林引起频繁的洪灾，土地沙漠化等。

环境地质学EnvironmentalGeology城市地面沉降迫使人们去探索沉降的原因和解决途径，提供探索，终究解决了这一问题。限制抽取地下水，同时向地下回灌地表水，使世界上许多大城市已沉降的地面开始反弹上升。这样人们认识到唯有通过科学技术才可以减轻灾害程度，阻止和改变人为地震灾害的发生。又例如，建造海堤，防止海岸风暴、海啸灾害；在海啸多发地区修建公园或植树，既可以防止或减轻灾害，又美化了环境等。环境地质学EnvironmentalGeology四.研究环境地质学的目的和意义

地球作为人类生命之源正在不断受到威胁，为此，世界各国都十分重视优化环境。

1990年，著名的诺贝尔奖特别增设了一项新奖－－地球奖。以奖励为了提高一切生物生存质量而作出卓越奉献的个人和团体，其中七项奖中有3项与环境地质学有关，

环境地质学EnvironmentalGeology这七项奖是：

地球道德奖

人口增长问题

裁军或消减军备

资源保护

粮食能源淡水

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1.研究环境地质学的目的

研究环境地质学是研究协调人、资源和环境三者的关系，合理开发和保护天然资源，评价和预测自然地质作用对人类可能造成的灾害，阻止和改变由人类生产活动造成对周围环境的危害，增进人类健康和优化人类的生存环境。

环境地质学EnvironmentalGeology2.研究环境地质学的意义

研究环境地质学在于运用地质学原理和现有的科学技术最大限度地减轻和阻止地质灾害对人类社会的危害，能为社会创造巨大的物质财富，同时促进人类社会更富有、更文明、更健康。3.研究目的和意义的佐证我国进入突发公共事件高危期，突发公共事件损失占GDP的6%。

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1)每年损失惊人

2003年，我国因生产事故损失、各种自然灾害损失发事件损失共计达6500亿元人民币，相当于损失我国GDP的6％。2004年，全国发生各类突发事件561万起21万人死亡175万人受伤，全年自然灾害，事故灾难或社会平安造成的直接经济损失超过4550亿元。环境地质学EnvironmentalGeology2〕进入突发公共事件高危期

从自然的角度分析，中国是世界上受自然灾害影响最为严重的国家之一，灾害种类多，灾害发生频率高，灾害损失严重，受灾害影响的人口在2亿左右。

从社会的角度分析，我国目前正进入经济社会开展的关键期，同时又是矛盾凸显期。人民内部矛盾出现一些值得重环境地质学EnvironmentalGeology视的新问题，如果处置不得当，有可能会出现社会危机。

五、我国环境地质学开展现状

早在两千多年前，我国就研究地质地理环境和矿物与人体健康的关系，即医学地质学研究。在医书T素向.异法方宣论中指出：由于各地的地理位置、地形、水文、气象等条件不同，各地居民有着不同的生活习惯和不同的健康状况。

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在我国古代就懂得用矿物作治病的药物，在唐代使用的矿物药已超过百种，至明代，李时珍将矿物药归纳有253种，例如，赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿、滑石、蛇纹石、明矾石、钟乳石、芒硝、硼砂等。

不偿失我国古代的许多治山改水宏伟业绩，实际上也是环境地质学的实践活动。

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自20世纪50年代起，我国的水文地质，工程地质工作者就开始进行许多环境地质学工作，例如国土的整治。地质灾害的研究和防治，地下水资源的合理开发利用和地方病防治等，其中在防治地面沉降、地方病