南京大学普通地质学20人类社会与地质环境.ppt

1、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

2、。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(enviro

3、nment)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(geological environment)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(original geological environment)(或第一地质环境)。2）主要由人类活动造成的次生地质环境(secondary geological environment)(或第二地质环境

4、问题) 环境地质学的分支学科和研究方向 (1)城市地质学(urban geology)，(2)灾害地质学(hazardous geology)，(3)资源地质学，(4)废物处置地质学，(5)医学地质学(medical geology ; geomedicine)，(6)旅游地质学，(7)军事地质学(military geology)，(8)环境法规(environmental law),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

5、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

6、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。,

7、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

8、，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

9、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

10、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

11、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(saltwater intrusion)，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(groundwater pollution)。,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、矿产资源枯竭 矿产资源是有限的、不