地表元素迁移课件

第一节 地表元素迁移及其控制因素1第1页/共17页—地表元素迁移二、控制地表元素迁移集散的主要因素地表环境是在太阳能流的直接支配下，与周围各种无机物

质和生命有机体不断进行能量交换的开放系统。不同纬度带由

于不同季节太阳高度角的不同，所获得的太阳辐射能量不一样。太阳辐射使地表的水热状况重新分配，影响生物生长量的变化，同时还改变地表的物质结构和地貌特征，因而也就改变了地表

环境中元素迁移、分散富集的基本条件，使地表化学元素的迁

移、集散过程复杂、多样。按照元素迁移介质的不同，其迁移类型可归结为气态迁移、水迁移和生物迁移三大类。—地表元素迁移Back2第2页/共17页1

气态迁移3第3页/共17页4第4页/共17页5第5页/共17页二、控制地表元素迁移集散的主要因素气候条件基质特征生物作用人为影响光热条件、水量分布与气流变化等气候因子是控制地表化学元素迁移与时空分布的主导因素。地质矿物组成是决定地表化学元素组成的主要物质来源。生物有机体是地表化学人类的生产活动促使地壳深处释6第6页/共17页元素迁移最 放出来的化学元主要的动因。 素与人工合成的新物质源源不断地进入环境第二节 地表元素迁移的主要过程与地域分异规律7第7页/共17页一、元素迁移的主要过程按环境介质的不同划分为水迁移过程大气迁移过程生物迁移过程水是地球表面上

分布最广的一种物质。水分子的偶极性质与

很高的介电常数，使

水成为自然界中各种

极性物质的良好溶剂,水还是影响大气环境

与生物过程的一个基

本要素，在地球表面，气一液（水）一固三

相中，水相正处其中

间位置，起启下的重

要作用。水面表层（50～100µm）生

物

作

用 光

化

学

反

应对流上涌的上升运动 风浪作用扩散作用 溶解作用泡沫反应 沉降作用水

体物质存在的形式：溶解态、悬浮微粒态风成气溶胶破裂的泡沫水面蒸发降尘降雨降雪大气圈物质存在的形态：气、液、固（气溶胶与微粒物质）水—气界面处物质的转换机理Back8第8页/共17页大气中的化学元素除未自陆地尘土、火山喷发和海洋表面盐沫等之外，现代人类活动与生物过程释放的物质增长很快，且多以悬浮颗粒物或气溶胶的形式存在，它们从陆地或水面进入大气之后，依元素性质与存在状态之不同，多数在污染源地附近沉降或经降雨的淋洗作用返回地面。部分也可以呈气溶胶形式进入高空环流再迁移到很远的地方。1981年10月12日京津地区SO2迁移的模式1981年8月24日京津地区SO2迁移的模式Back9第9页/共17页元素的生物迁移过程与生物生命过程的形成与分解是紧密相连的，元

素生物迁移的途径大致有：①在没有人为干预的自然条件下，植物通过根

系从风化壳或土壤深处吸收各种元素至体内，待植物枯死之后，再返回原

地的土壤表层，这时的元素迁移只是通过植物“泵”的作用从风化壳或土壤深层转移到土壤表面。②土壤中的无机元素或有机化合物经植物、草食动物、肉食动物或人以及微生物的吸收、摄食、分解过程，转移到其他地方去。③水体中（包括水底沉积物）的元素经过水生生物的吸收转移之后，部分返回原来的水体，部分被人类移往他处。①大气搬运；②气溶胶和蒸气从土壤表面进入大气圈；③来自大气的固态和水溶态沉降物的进入；④元素的生物循环；⑤地表径流；⑥地下径流单元景观中元素迁移循环示意图10第10页/共17页二、地表元素迁移过程中形态的变化地表环境是一个多变的复杂体系，干湿条件、生物变化与人类活动都会引起不同环境介质特别是水和沉积物的pH值、Eh值的改变，促使许多金属元素的价态、化合态与结合态的变化，进而会改变元素的环境化学行为与生态环境毒性。如水中的溶解态元素不但易被生物吸收，增加毒性，而且也有利于元素迁移，扩大影响范围。水样通过0.45µm滤膜过滤颗粒态金属溶解态金属可交换的离子态与碳酸盐结合态的与结水合合态氧化物结与合有态机质及硫化物的原残生渣矿态物碎屑不稳定态稳定态游离态金属离子不有稳机态的金和属无络机合的物稳有定机金的属和络无合机物的与有胶机体的结和合无的机金的属11第11页/共17页三、地表元素迁移的地域分异规律12第12页/共17页经过大量的统计分析，可以看出有如下区域分异规律：我国东部湿润半湿润地区，形成了自东北的暗棕壤、棕色针叶林土壤到华北、华中区的褐土、黄榇壤至长江以南的红壤、赤红壤和砖红壤地区。我国北部的草原荒漠土中元素背景含量的经向变化也很明显。我国地表元素迁移的地域分异规律与我国南热北寒、东湿西于的地理特征是一致的，与控制元素迁移的生物、气候特征的变化是吻合的。第三节 地表元素迁移与环境保护环境地理系统是一个由自然生态系统与社会经济系统所组成的结构复杂具有多向反馈的大系统。环境地理系统及其物质流的关系13第13页/共17页当前环境污染已呈现出由城市、工厂的点源污染向城乡地表径流面源污染扩散的趋势，环境污染治理也从单项治理向全流域综合控制的方向发展。城市污水生活污水工业废水一级净化或二级生化处理工程二级生化处理工程农田土地处理工程湿地污水净化工程污水库氧化塘改造工程生物操纵与水产增养殖工程区域水资源的优化管理与保护城市污水流域控制配套工程示意图14第14页/共17页流域污染控制工程的个例15第15页/共17页白洋淀流域地处我国华北半湿润的季风气候区，水源缺乏，污染严重。本流域西接太行山麓，东邻渤海与冀中平原的低洼湿地，是一个半封闭的水陆交错生态系统。它受水、陆两种景观生态形成因素的制约与激活，可以通过互补协同作用与