《环境地质分析与评价》课件-第九章 环境地质评价与制图

第九章环境地质评价与制图01地壳中元素的存在形式和丰度值岩石中的矿物和岩石基质是地壳中元素存在的主要形式之一，矿物成分主要包括硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐等，形成过程中经历了复杂的化学反应和物理过程。地壳中元素的丰度值受到岩石形成历史和地质演化的影响，重元素经历了聚集和分散的过程，轻元素可能在地球形成之前就存在于宇宙中。元素以岩石圈形式存在丰度值受地球圈层分异演化影响地壳中元素的丰度值受地球圈层分异演化影响，元素在地球各部分之间进行迁移和分布，形成不同分布模式和丰度值。丰度值还受地质环境影响，元素溶解度和迁移能力随地质环境变化而变化，地质构造和地壳运动也影响元素分布和迁移。02地表环境中元素的化合物形式和迁移特点元素的存在形式元素在自然界中的存在形式对其迁移特性有一定影响。例如，某些元素如钾、钠、钙等以离子态存在，易于迁移。而有些元素如重金属、有机污染物等则以固体或液体形态存在，迁移能力相对较差。化学反应化学反应是影响元素迁移的重要因素之一。例如，某些元素如铁、锰等在水中发生化学溶解，导致水中元素浓度的增加。而另一些元素如重金属则发生化学沉淀，使其迁移能力降低。物理作用物理作用也是影响元素迁移的重要因素之一。例如，风化作用可以使岩石表面元素的化学活性增强，从而使其更容易迁移。而降雨则可以促进土壤和水的侵蚀，使元素更容易进入地下水系统。受物理化学条件影响自然地理环境中的土壤类型、酸度、有机质含量等因素都会影响元素的迁移特性。自然地理环境对元素迁移特性的影响人为活动改变土壤结构，加速元素侵蚀和迁移过程，导致环境污染如重金属污染、有机污染物污染等，从而影响元素的迁移特性。人为活动对元素迁移特性的影响受自然地理和人类活动影响周期性变化01元素的迁移特性具有周期性变化特征。例如，气候的变化可以导致土壤湿度的变化，从而影响元素的迁移特性。此外，植被的变化也可以对元素的迁移特性产生影响。地带性变化02元素的迁移特性具有地带性变化特征。例如，随着纬度的变化，土壤的pH值、有机质含量等会有所不同，这会对元素的迁移特性产生影响。地区性变化03地区的自然地理环境不同也会对元素的迁移特性产生影响。例如，山区和平原地区的自然地理环境存在差异，因此元素的迁移特性也会有所不同。具有周期性、地带性和地区性变化水的作用水是天然溶解剂，可以溶解一些元素并使其更容易迁移。例如，一些重金属在水中发生溶解，使其更容易进入土壤和植物中。水质的影响水质的好坏也会对元素的迁移特性产生影响。例如，酸性物质可以促进某些元素的溶解，从而使其更容易迁移。而碱性物质则可以抑制某些元素的溶解，从而使其更容易沉淀。水生生物的作用水生生物可以吸收一些元素并使其在生物体内聚集。例如，一些重金属在水中被生物吸收后可以聚集在生物体内，从而使其在生物体中分布更加均匀。水是天然溶解剂，加剧元素迁移植物根系可以吸收土壤中的元素并将其转移到植物体内。例如，一些植物可以吸收土壤中的重金属离子，从而使其在植物体内聚集。植物根系的作用土壤微生物可以分解有机物质并释放元素到土壤中，从而促进元素的迁移。例如，一些微生物可以分解落叶和植物残体中的碳、氮等元素，将其释放到土壤中以便被植物吸收。土壤微生物的作用生物生存环境影响元素吸收03地壳中元素的迁移方式0102气态迁移元素的气态迁移主要是通过气体扩散、扩散和升华等方式进行的。例如，氧气和氮气在空气中的扩散迁移速度非常快，而其他元素的气态迁移则相对较慢。离子迁移元素的离子迁移是通过溶解在水或其他溶剂中，然后通过离子交换、吸附和溶解等方式进行的。例如，钠、钾、钙等元素的离子可以通过溶解在水中被人体吸收。机械迁移元素的机械迁移是通过风化、侵蚀和搬运等方式进行的。例如，土壤中的元素在风化作用下可以逐渐转移到土壤中，经过雨水或河流的搬运作用可以转移到下游地区。物理化学迁移元素的物理化学迁移是通过物理化学作用进行的。例如，溶解度、离子强度和电场等都可以影响元素的迁移。生物迁移元素的生物迁移是通过生物体代谢和分泌物等方式进行的。例如，一些元素可以被植物和动物吸收和积累，经过代谢后可以转移到粪便或土壤中。030405气态、离子态、机械迁移、物理化学迁移和生物迁移元素性质影响迁移强度活泼元素比不活泼元素更容易迁移。离子形态的元素迁移能力强于分子形态。温度升高，元素迁移速度加快；pH值升高，迁移方式改变。土壤酸碱度和腐殖酸、有机酸等影响天然水pH值，重金属络合作用促进迁移，羟基络合作用提高溶解度，氯离子作用提高难溶重金属溶解度并减弱吸附。元素形态影响迁移强度环境条件影响迁移强度土壤和天然水pH值影响元素性质和迁移强度影响其迁移方式04土壤和天然水的pH值及其对元素迁移的影响土壤中可交换的阳离子和土壤胶体吸附的阴离子，可以与溶液中的其他离子发生反应，从而改变溶液的pH值。活性酸度包括未被交换的阴离子和有机酸，受土壤物理化学性质、腐殖酸和有机酸含量影响，变化不如活性酸度明显。潜性酸度酸性条件下元素易形成胶体沉淀，减少溶解度；碱性条件下元素更易形成沉淀，并与土壤胶体吸附的离子发生交换作用，改变元素分布和迁移行为。pH值对元素迁移的影响土壤酸度分为活性酸度和潜性酸度天然水pH值受土壤酸碱度影响天然水的pH值受土壤酸碱度影响，酸性土壤会使天然水pH值下降，碱性土壤会使天然水pH值上升。腐殖酸和有机酸对天然水pH值的影响腐殖酸和有机酸能与水中其他离子发生反应，改变水中离子的溶解度和分布，从而影响天然水的pH值。pH值对元素迁移的影响pH值能影响水中元素的迁移行为，酸性条件下元素易形成胶体沉淀，碱性条件下元素易形成沉淀并与水中其他离子发生交换作用。010203天然水pH值受土壤酸碱度和腐殖酸、有机酸影响重金属与腐殖酸、有机酸的络合重金属与腐殖酸和有机酸发生络合反应，形成稳定的络合物，增加溶解度。pH值对重金属络合作用的影响酸性条件增强络合，碱性条件减弱络合。络合物对元素迁移的影响重金属络合物促进元素从土壤向水中的迁移。重金属络合作用促进迁移03020103羟基络合物对元素迁移的影响羟基络合作用降低水中元素的溶解度，促进元素迁移。01羟基络合物的形成羟基与某些元素发生络合反应，形成具有较高溶解度的羟基络合物。02pH值对羟基络合作用的影响酸性条件下羟基络合物的形成更活跃，碱性条件下则更困难。羟基络合作用提高溶解度氯离子对重金属溶解度的促进作用氯离子可以与重金属离子发生络合反应，形成较为稳定的络合物。这些络合物相对于重金属单质来说具有更高的溶解度，更容易从土壤中迁移到水中。氯离子对重金属吸附的减弱作用氯离子可以减弱土壤中对重金属的吸附作用，使得重金属更容易从土壤中迁移到水中。氯离子作用提高难溶重金属溶解度并减弱吸附稳定性影响：稳定性较高的络合物不易从土壤中迁移至水中，而稳定性较低的络合物则更容易迁移。因此，络合物的稳定性可以影响水中元素的迁移行为。络合物稳定性影响迁移05腐殖质对元素迁移的作用腐殖质吸附能力受重金属离子浓度、温度和时间影响，浓度越高、温度越高，吸附能力越强。腐殖质吸附重金属离子的程度影响元素迁移，与腐殖质一起迁移到地下水中增加元素在水中的存在形式和迁移强度。腐殖质结构特性使其具有吸附重金属的能力，不饱和的羧基可与重金属离子形成稳定的络合物。腐殖质可吸附重金属形成络合物

缺乏时形成难溶物沉淀当水中重金属离子浓度较高时，腐殖质能与重金属离子结合形成难溶的络合物或沉淀物，从而降低元素进入食物链和人类健康的风险。腐殖质的缺乏可能促使土壤中某些元素形成难溶的沉淀物；而腐殖质的参与则可促进这些元素的溶解和迁移，减少沉淀物的形成。腐殖质还能调节土壤pH值，影响元素的溶解度和迁移强度。腐殖质可以吸附重金属元素和其他离子，如锰、砷等，减少其在土壤和地下水中的迁移强度。腐殖质对元素的吸附作用受到元素离子浓度、腐殖质浓度、温度等因素的影响。腐殖质对元素的吸附作用影响元素的迁移和分布，改变元素的溶解度和迁移强度，影响元素在土壤和地下水中的分布和迁移路径。胶体吸附的元素有锰、砷等06地质地貌对元素迁移的影响岩层褶皱岩层在形成之后经过强烈的褶皱和变形，会产生不均匀的密度和成分分布，这为元素的迁移提供了条件。在褶皱形成的过程中，元素会随着岩层的密度和成分的变化而发生迁移，从而在褶皱的背斜和向斜处形成不同的元素聚集。断裂节理岩层在形成之后还可能发生断裂和节理，这些裂隙可以成为元素迁移的通道。元素会随着这些裂隙扩展到新的位置，从而在断裂节理处形成元素的聚集。岩层褶皱、断裂、节理等地区元素迁移强烈侵蚀作用侵蚀作用是指自然界中固体物质从地球表面剥落的过程，例如河流、风等的作用会导致土壤的侵蚀和元素的流失。风化作用风化作用是指大自然中岩石表面发生物理、化学和生物变化的过程，元素在这个过程中会逐渐释放出来，随着雨水的冲刷等过程迁移到新的位置。元素迁移在风化和侵蚀过程中，元素会逐渐从岩石中释放出来，随着雨水的冲刷等过程迁移到新的位置，从而在土壤和地下水中形成不同的聚集。岩石风化侵蚀元素迁移VS山区由于地形复杂，雨水冲刷强烈，容易导致元素的淋失。在雨水的冲刷下，元素会随着水流进入河流等水体中，从而造成水体的污染。低平地区富集低平地区由于地势低平，雨水冲刷较弱，容易导致元素的富集。在雨水的冲刷下，一些元素会随着雨水渗透到地下水中，随着时间的推移，这些元素会在地下水中逐渐聚集，从而在低平地区形成元素的富集。山区淋失地形地貌影响淋失堆积在山区，由于地形复杂，雨水冲刷强烈，容易导致元素的淋失。在雨水的冲刷下，元素会随着水流进入河流等水体中，从而造成水体的污染。在低平地区，由于地势低平，雨水冲刷较弱，容易导致元素的富集。在雨水的冲刷下，一些元素会随着雨水渗透到地下水中，随着时间的推移，这些元素会在地下水中逐渐聚集，从而在低平地区形成元素的富集。淋失富集山区淋失，低平地区富集火山岩浆活动火山岩浆活动是指火山喷发时产生的岩浆和火山灰等物质填充地球表面形成火山群的过程。这种过程会导致土壤和地下水中元素的富集和迁移。火山灰沉积物吸附元素火山灰沉积物可以吸附空气中的元素尘埃，随着时间的推移，这些元素会逐渐吸附在火山灰沉积物上，随着火山灰沉积物的分解和溶解进入土壤和地下水中，从而造成土壤和地下水中元素的富集。火山岩浆活动影响元素迁移目录原生环境地球化学异常影响人体健康人体元素含量与地壳岩石丰度有关地方性甲状腺肿与碘的关系目录氟中毒病在全球的分布和影响大骨节病是一种地方性畸形骨关节病大骨节病的防治原则07原生环境地球化学异常影响人体健康03促进骨骼生长矿泉水中的钙和磷对于骨骼的生长和维持起着至关重要的作用，可以预防骨质疏松等疾病。01促进新陈代谢矿泉水中的矿物质和微量元素对人体内部系统起着重要的生理作用，如维持心脏和肺的功能，参与免疫和消化等过程。02增强免疫力矿泉水中的一些矿物质和微量元素可以刺激免疫系统的活性，从而增强免疫力。良性作用与矿泉水有关地方性甲状腺肿与缺碘有关，缺碘会导致甲状腺肿大，摄入含碘丰富的食物和食盐可减少流行。氟中毒病氟的来源包括风化的矿物和岩石、火山喷发，土壤含氟量差异大，天然水中氟分布不均一。中国大骨节病患者多分布于山区，防治原则是消除致病生态因子多样性。恶性作用与微量元素缺乏有关08人体元素含量与地壳岩石丰度有关人体微量元素在生物化学过程中起关键作用微量元素在人体内的生理功能碘和铁等微量元素参与合成甲状腺激素和血红蛋白等生物化学过程。微量元素分布与地壳岩石丰度的关系地球表面的微量元素分布受到地壳岩石丰度的影响。原生环境地球化学异常与人体健康的关系原生环境地球化学异常可以影响人体健康，例如通过饮用矿泉水等途径对人体元素摄入产生影响。环境污染对人体元素含量的影响环境污染可以改变人体元素的含量，通过空气、水和食物等途径进入人体内的污染物，可以影响人体元素的含量和平衡。碘和铁等微量元素缺乏会导致一系列健康问题，例如地方性甲状腺肿和缺铁性贫血等。这些疾病的发生与环境中的微量元素含量有关，可以通过改善环境条件和合理饮食来预防和治疗。碘和铁等微量元素过量也会对人类健康产生负面影响，例如导致甲状腺肿大和贫血等病症。因此，合理摄入微量元素是维持人类健康的关键之一。碘、铁等微量元素对维持生命代谢有重要作用09地方性甲状腺肿与碘的关系甲状腺肿流行与缺碘、摄入量低、环境因素有关。甲状腺肿病可由长期摄入过多碘引起。碘是人体必需微量元素，缺碘会导致甲状腺肿大。缺碘导致甲状腺肿大甲状腺肿流行与缺碘、摄入量低有关01在缺碘地区，人们如果能够摄入足够的碘，就可以减少甲状腺肿的流行。人们应通过饮食中添加碘元素或者使用碘水溶液等方式，提高碘摄入量。环境因素对甲状腺肿流行的影响02环境污染可能引发甲状腺肿流行。长期摄入过多碘也可能导致甲状腺肿03合理控制碘的摄入量可避免过量摄入。甲状腺肿流行与缺碘、摄入量低、环境因素有关碘的作用碘是人体必需的微量元素之一，促进新陈代谢，参与蛋白质、碳水化合物和脂肪的代谢过程，维持正常生理功能。缺碘的危害长期缺乏碘会导致甲状腺功能减退、智力发育障碍、体质虚弱等多种疾病，身材矮小、皮肤干燥、毛发枯萎等症状。补碘的重要性为了防止缺碘引起的不良后果，人们应该合理补充碘元素，可以通过饮食中添加海产品、碘盐等方式来补充碘元素，缺碘地区的人们还应该注意补充其他微量元素。碘是人体必需微量元素10氟中毒病在全球的分布和影响印度是全球氟中毒病高发地区之一，存在严重的氟病问题。印度氟病问题在山区和半山区流行情况更严重，与环境、气候、饮食习惯等因素有关。印度氟病问题治理难度大。印度氟病问题严重中国对于大骨节病的治理也采取了一系列措施，例如推广使用低氟水源、加强对于水源的监测和管理等。然而，由于氟的来源广泛且存在多种影响因素，治理难度很大。中国是全球氟中毒病的高发国家之一，各地均有氟病流行。大骨节病是一种典型的氟病，在中国的一些山区和半山区流行非常广泛。中国大骨节病的发病率很高，据不完全统计，中国大骨节病患者达200万人，其中黑龙江省发病最多。中国各地均有氟病流行11大骨节病是一种地方性畸形骨关节病中国的大骨节病主要分布在山区和半山区，其中黑龙江省是发病最多的地区之一。根据相关数据统计，中国有大骨节病患者达200万人，其中黑龙江省发病最多。大骨节病的发病原因目前尚不明确，但是有生物地球化学说、食物性真菌中毒说、综合生态效应说等学说。在中国的地区性地方病中，大骨节病是一种比较常见的地方性畸形骨关节病。它主要发生在山区和半山区的儿童和青少年中，是一种与地理环境、气候条件、饮食习惯等密切相关的疾病。发病区域发病患者发病原因中国大骨节病患者达200万人，其中黑龙江省发病最多大骨节病在中国的分布区域与地势、地形有着密切的关系。一般来说，海拔越高、气候越湿润的地区越容易发生大骨节病。地势、地形因素大骨节病的发生与气候条件密切相关。一般来说，这些地区的气候比较湿润，空气湿度较大，温度较低，这种气候条件容易导致关节部位的病变。气候因素大骨节病的发病区域与地理环境也有着密切的关系。这些地区一般都是山区或半山区，地形复杂，土壤条件较差，这种地理环境容易导致疾病的流行。地理环境因素大骨节病与地势、地形、气候有关认为大骨节病的病因与生物地球化学元素有关，特别是某些元素在人体内的平衡失调。生物地球化学说大骨节病是由食物中的真菌毒素引起，长期食用含真菌毒素的食物会导致关节病变。食物性真菌中毒说大骨节病由多种因素共同作用，包括土壤、水源、气候等环境因素的综合效应。综合生态效应说地理环境、气候条件、饮食习惯等与大骨节病发生有关。元素平衡失调和食物中真菌毒素的摄入也是可能的病因。主要关联因素大骨节病病因未明12大骨节病的防治原则通过植树造林、保持水土、改善土壤等措施，减少大骨节病流行的生态因子。改善生态环境在山区、半山区积极发展生态农业、林果业等可持续产业，减少对自然环境的破坏。调整产业结构加强监测与预警建立大骨节病监测体系，及时掌握病情流行趋势，提前采取措施进行干预。同时加强预警预报，及时发布预警信息，指导群众采取措施应对可能的大骨节病流行。加强宣传教育，提高群众健康意识和自我保护能力，提倡均衡饮食、适度运动等健康生活方式，减少大骨节病发生的外部诱因。推广健康生活方式开展医学干预针对大骨节病患者开展医学干预，如补充碘、铁等微量元素，改善甲状腺功能等措施，缓解病情并减少复发率。13环境污染对人体的影响

急性影响急性中毒事件农药、重金属、有害气体等大量排放引起急性中毒事件，如砷中毒导致咳血、吐血和便血等症状，严重污染环境，后果严重。引发呼吸道疾病空气污染刺激呼吸道黏膜，引发支气管炎、哮喘、肺癌等呼吸道疾病。引发皮肤病污水、废水、废渣等引起皮炎、湿疹、皮肤癌等皮肤病，有害物质如重金属、有机氯等可引起皮肤过敏、发炎、癌变等。致癌01有些污染物具有致癌作用，如苯、甲苯、苯胺等。这些污染物可以在体内积聚，通过内分泌和遗传因素影响细胞分裂和增殖，导致正常细胞变成癌细胞。遗传毒性02有些污染物具有遗传毒性，如有机氯、有机磷杀虫剂、重金属等。这些污染物可以通过饮食、呼吸等途径进入人体内，影响遗传物质的稳定性，导致基因突变、染色体畸变和遗传疾病的发生。损害免疫系统03有些污染物可以损害人体的免疫系统，使人体容易感染各种疾病。例如，吸烟可以影响免疫系统的功能，使人体容易感染感冒和其他呼吸道疾病。慢性影响有些污染物具有致畸胎作用，如铅、汞、有机氯等。这些污染物可以通过母体传递给胎儿，或者在胎儿发育过程中对胎儿造成影响，导致畸形、智力低下等严重后果。致畸胎有些污染物可以诱发肿瘤，如石棉、镉等。这些污染物在长期接触后可以导致肿瘤的发生，如肺癌、皮肤癌等。诱发肿瘤远期影响14环境污染物的迁移转化规律污染物在环境中被稀释，其浓度降低，对人体健康的危害也会相应减少。例如，当污染物在水体中稀释很多倍后，其危害也会相应减少。稀释作用污染物在环境中被沉降，会逐渐减少其在环境中的浓度。例如，当污染物在土壤中逐渐沉降并转化为固体后，其危害也会相应减少。沉淀作用污染物在环境中可以被其他物质中和，从而减少其危害。例如，当污染物被含有酸性物质的物质中和后，其危害也会相应减少。中和作用化学性污染物生物降解作用污染物在生物体内可以被酶分解为无害物质，例如，当有机污染物被微生物分解时，可以将其转化为水和二氧化碳等无害物质。生物转化作用污染物在生物体内可以转化为其他物质，例如，当有机污染物被转化为有机酸时，可以将其酸性减弱并减少对身体的危害。生物积累、浓缩、放大作用污染物在生物体内可以逐渐积累、浓缩和放大作用，例如，当污染物被摄入生物体内后，随着时间的推移和不断代谢，它在生物体内的积累会逐渐增加，从而对生物造成危害。生物性污染物15人体与污染物的相互作用吸收途径污染物吸收的主要途径包括呼吸道、消化道和皮肤。呼吸道是气体污染物的吸收通道，而皮肤则通过毛孔和汗腺等结构进行吸收。吸收过程污染物通过吸入、摄取或接触等方式进入人体，经过消化系统、呼吸系统和皮肤等组织，经过吸收进入血液循环系统，最终到达全身各部位。影响因素吸收速率和吸收程度受到多种因素的影响，如污染物的性质、浓度、接触时间、人体健康状况等。吸收分布特点污染物在人体内的分布具有不均匀性，这主要是由于不同器官和组织的代谢过程和分布特点不同所导致的。分布机制污染物在人体内的分布机制主要包括血液循环、淋巴系统和组织细胞吞噬等过程。这些过程通过血液和淋巴液将污染物从血管转移到组织，最终沉积在细胞内或细胞之间。影响因素污染物在人体内的分布受到多种因素的影响，如污染物的性质、浓度、接触时间、人体健康状况等。分布生物转化的类型生物转化是由多种酶催化的化学反应，主要包括氧化还原反应、重氮化反应、还原反应、水解反应等。生物转化的产物生物转化产生的产物主要包括酸、碱、酯、醛、酮等有机物以及某些无机物。这些产物有的是污染物本身分子的电子被争夺或原子被转移的结果，有的是污染物分子与生物大分子发生反应的结果。生物转化的影响生物转化可以改变污染物的化学性质和物理性质，使其更加稳定或更具毒性。同时，生物转化可以加速污染物的排出，但也可能导致二次污染。生物转化排泄的方式污染物通过肾脏进入尿液、经过肝脏的胆汁进入粪便等途径排出体外，同时人体的呼吸、汗液、乳汁、毛发脱落也是排泄途径，其中肾脏是最重要的排泄途径。排泄的过程污染物经过肾小管和肾小囊的过滤和重吸收作用，最终到达膀胱并排出体外，同时尿道会对尿液进行生理性净化作用。排泄16化学污染对人体健康的危害010203引起器官功能损伤化学污染物在低浓度长期作用下，通过与人体器官发生相互作用，影响器官的正常功能。例如，重金属、有机污染物等可以穿过细胞膜进入细胞内，直接损伤细胞内各种组织和器官，导致细胞功能异常和器官损伤。诱发慢性疾病低浓度化学污染物通过刺激人体免疫系统、内分泌系统和神经系统等，诱发一系列慢性疾病。例如，吸烟引起的肺癌和慢性阻塞性肺疾病（COPD）等疾病与烟草中含有的尼古丁等化学物质有关。影响免疫系统化学污染物可以影响免疫系统的正常功能，使人体更容易感染各种疾病。例如，有机污染物可以抑制人体免疫细胞的活性，导致免疫力下降。低浓度长期效应