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環境地質學是研究人類活動和地質環境相互作用的學科,它是地質學的一個分支,也是環境地學的組成部分。環境地質學的研究內容包括自然和人為引起的環境地質問題,但也有人從狹義的地質環境概念出發,把問題局限於岩石圈。1972年中國開始探討環境地質學的範疇、理論和方法,組建研究機構,到70年代中期,發展成為一門較系統的新學科。

環境地質學環境地質學
環境地質學是研究人類活動和地質環境相互作用的學科,它是地質學的一個分支,也是環境地學的組成部分。環境地質學的研究內容包括自然和人為引起的環境地質問題,但也有人從狹義的地質環境概念出發,把問題局限於岩石圈。1972年中國開始探討環境地質學的範疇、理論和方法,組建研究機構,到70年代中期,發展成為一門較系統的新學科。

1 環境地質學 -研究領域

隨著自然科學和生產力和高速發展,人類與所生存的自然環境即地質環境的矛盾進一步激化,特別是20世紀50年代以來,全球性的環境地質問題日趨尖銳,水資源短缺、水質惡化、地面沉降、岩溶塌陷、海水入浸、滑坡、沙漠化以及多發性地方病等,說明地質環境對人類所產生的巨大影響,人類對地質環境的認識與研究推向了一個新的高度,那就是既要研究地質環境對人的影響,也要研究人對地質環境的作用,也就是特彆強調了人與地質環境的關係,新的學科--環境地質學由此誕生了。

環境地質學主要是在地質科學基礎上發展起來的介於地質科學和環境科學之間的綜合性邊緣學科。

環境地質學具有廣泛的研究領域,它包括這樣一些研究內容:
①區域地質環境研究,為區域規劃、經濟發展、國土整治及資源開發等提供科學依據。

環境地質學中國地質災害分布圖
②地質災害的環境地質問題的研究,為預報地質災害提供依據,為減免災害提出防範措施。

③地球化學環境對人類的影響問題。研究不同地區地球化學背景,各種元素丰度及其分佈特點;研究空氣、水體、土壤和礦物原料中有益、有害元素及致病物質富集、遷移規律;研究地質環境與人畜健康關係,防治某些地方病和職業病,最大限度地減輕由於某些元素的天然富集或短缺對人畜健康和植物生長帶來的不良影響。一些城市飲用水水質惡化問題也是當前亟需研究的問題。

④古氣候的變化規律,主要利用地質環境中沉積物反映氣候變化的標誌,研究地質歷史時期特別是第四紀以來氣候變化的情況、原因和規律,預測今後氣候變化趨勢可能產生的危害和提出防範措施。

⑤工程建設中可能引起的環境惡化問題。大量的工程活動,如城市建設、水利工程、道路建設、礦山、海港工程、電站建設等常常引起人為地質作用,在興利的同時往往造成地質環境的破壞,引起環境惡化。對人為地質作用及其地質環境可能產生的影響做出評價和預測,為區域經濟建設規劃和大型工程設計提出科學論證。

⑥自然資源開發中的環境地質問題。水資源、能源和礦產資源的開發可以造福人民,但同時又往往引起地質環境的改變,甚至導致人為的地質災害。地下水過量開採常常引起地面沉降,在沿海地區常常導致海水入侵和土地鹽鹼化;礦山開採往往引起地面塌陷、山崩和人工滑坡;某些礦產,特別是放射性礦產的勘探和開採往往引起環境污染。環境地質工作就是要在自然資源的開發過程中詳細研究導致環境惡化原因,提出防止減輕地質環境惡化的措施。

2 環境地質學 -研究歷史

20世紀50年代以來,由於工業污染成為嚴重的環境問題,影響到人類健康和生態平衡。因而大批地質學家投入了環境問題的研究。世界一些國家紛紛建立環境地質研究機構,出版書刊。從學科的發展來看,到70年代中期,環境地質學已發展成為一門比較完整、獨立的新學科。

環境地質學火山爆發
人類歷史上最早出現的環境問題,如火山爆發、地震、山崩、泥石流等都是地質因素引起的。對於這些環境問題,人類至今還無法控制和準確預測,因此預測和防治地質因素造成的環境影響 ,是環境地質學研究的內容之一。

地殼表面的化學元素,在成岩作用和風化侵蝕過程中形成了不均勻分佈。生態系統中循環的物質和流動的能量都同地質環境有密切關係。地質體系中化學元素的丰度和賦有狀態必然影響動、植物和人類的生存與發展 。

一個地區某種元素嚴重不足或過剩,就有可能引起地方病。如某些地區由於缺碘或多碘引起居民患地方性甲狀腺腫,高氟地區引起地方性氟中毒。中國的克山病和大骨節病也與環境地質條件有關。研究地質環境與人類健康的關係,也是環境地質學的內容之一。

人類賴以生存的地質環境是經過億萬年演化而形成的。在這一環境中,地質體系的各部分之間、地質體系與生態系統之間已形成一種動態平衡的關係。

產業革命以來,特別是第二次世界大戰以後,由於人口劇增,科學技術迅猛發展,人類活動已變成干預和改變自然體系的強大營力。環境地質學的一個重要任務就是研究人類活動所引起的環境地質問題,這其中主要包括:

化學污染引起的環境地質問題:現代工業和農業的飛躍發展,廢棄物的排放和農藥化肥的施用,把大量有害化學物質散布到地質環境中,逐漸改變地球表面的化學組成,生態平衡的物質基礎便遭到破壞。這一方面直接危害人類的生存和健康,如出現公害病;另一方面還引起自然環境不可逆轉的變化,如大氣中二氧化碳濃度的增高,臭氧層被破壞等問題。污染物在地質環境中的遷移、轉化、積累、凈化的過程,十分複雜,研究這種過程是環境地質學的基本任務之一。

大型工程和資源開發引起的環境地質問題:大型工程建設和資源開發活動,使地貌不斷發生變化,如大礦坑出現,山頭被削平,廢石堆積如山,水系改變, 海岸線被侵蝕等。這樣就留下一些難以處置的環境問題,如露天礦開採后的生態恢復問題,河流大壩和水庫建成后的綜合性生態影響問題等。預防工程建設對環境的不良影響,也是環境地質學的基本任務。

城市化引起的環境地質問題:由於人口的高度集中,能源和材料的大量消耗,廢棄物的大量排放,大型和高層樓房的建設而引起的城市環境地質問題有:水資源(特別是地下水)的勘探、開發、利用和保護的問題,地下水硬度升高的防治問題,地質環境的容量問題地面沉降的防治問題,同城市工程建設有關的工程地質問題等。這些問題都同城市建設和發展、同城市人民的生活息息相關。也是環境地質學的研究內容。研究這些問題可為新城市的合理規劃和舊城市的改造提供科學依據。

3 環境地質學 -研究方法

通過對化學物質在環境中的遷移轉化規律的研究,以及對礦物組成和結構特徵的研究,探索地質環境的變化。如水土流失現象與風化過程相關,而風化速率又同組成岩石的礦物性質和外部水熱條件有關,通過對礦物成分和物理化學性質的測定和研究,可以評價風化作用的進程。

又如克山病、氟中毒等疾病的地區分佈與某些環境地質因素相關,研究這種特定區域地質環境中化學元素的丰度及其在各個生態環節中的運動規律,有利於揭示人體健康與地質環境間的內在聯繫,以及這些地方病的病因。

環境地質學環境的工業污染
再如,通過對工業污染物的追蹤研究,可以發現污染物由於地表水的灌溉經過土層滲入地下水的途徑。此外,評價大氣顆粒物對環境質量的影響時,也要應用礦物學的方法,即不僅要考慮它們的濃度,而且要研究它們粒徑的分散度、形態特徵、礦物和化學組分特徵。

在環境地質學的研究中,為了確定各種環境要素之間的關係,綜合分析影響環境質量的地球內力、地表外力和人類活動三種營力之間的相互作用統一宏觀研究與微觀研究的結果,必須應用現代數學原理和計算方法。如設計研究工作的程序,檢驗樣品和數據的代表性,分析數據資料的相關性,進行環境質量的綜合評價,建立環境地質或環境地球化學模型,預測地質環境的演化趨勢,擬定環境控制的最佳方案等都需要應用系統分析方法。

地質環境問題具有空間性、動態性和綜合性。分析和表示環境地質問題,圖上作業是一種理和計算方法。如設計研究工作的程序,檢驗樣品和數據的代表性,分析數據資料的相關性,進行環境質量的綜合評價,建立環境地質或環境地球化學模型,預測地質環境的演化趨勢,擬定環境控制的最佳方案等都需要應用系統分析方法。

地質環境問題具有空間性、動態性和綜合性。分析和表示環境地質問題,圖上作業是一種有效的方法。環境地質圖不僅能表示出某一時刻的環境狀態,而且能表示出隨時間流逝所發生的系統變化。因此在環境地質圖中,除了應用各種地質圖件的顏色和線條等製圖語言外,還要有數字和數學符號。這些數字和數學符號同一定的環境數學模式相關聯,因而可使圖件與電子計算機聯用,形成動態環境地質圖。一套完整的區域環境地質圖包括環境地質單要素圖、環境質量綜合評價圖、環境演化趨勢圖、環境區劃圖、環境規劃圖等。

為解決人類環境問題而發展起來的環境地質學在基礎理論和研究方法上帶有地學、生態學、物理學和化學等學科相互滲透、融合的特色。但環境地質學仍然是以地質學作為學科基礎的。

4 環境地質學 -參考資料

[1] 大科普網 http://www.ikepu.com/geography/environment/environoment_branch/environoment_geology_total.htm
[2] 在線教育 http://edu.beelink.com.cn/20031201/1470795.shtml
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