地球化學第1講課件

1、環(huán)境地球化學 (Environmental Geochemistry)礦物、巖石及地球化學教研室陳 亮Tel.mail:課程基本內容用地球化學手段研究人類與環(huán)境之間的關系環(huán)境地球化學主要研究三個方面:1. 人類環(huán)境的化學性質和變化； 環(huán)境的基本特征；全球變化；全球變化的研究手段2. 研究污染物在環(huán)境中的遷移和富集規(guī)律；3. 研究環(huán)境中的化學物質對生物體和人體健康的影響。 有代表性環(huán)境公害事件的實例環(huán)境地球化學 第2頁課程簡介面向地質學、地球化學及工程地質學等專業(yè)涉及的基礎課程及知識化學、地球化學等基礎學科課程地球科學概論、古生物地史學、第四紀地質學及礦物、巖石學與地球

2、化學等專業(yè)基礎課環(huán)境科學及其相關學科的專業(yè)知識授課及學習方法講授與專題研討查閱文獻、綜合歸納、撰寫專題報告或制作ppt環(huán)境地球化學 第3頁主要授課內容課程內容環(huán)境地化的研究內容、方法、發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀及與環(huán)境地化相關的一些問題 全球變化的地球化學研究方法人類與地球化學環(huán)境的關系 環(huán)境地球化學 第4頁教材與文獻教材楊忠芳等，現(xiàn)代環(huán)境地球化學，北京：地質出版社，1999中國科學院地球化學研究所編，高等地球化學，北京：科學出版社，1998,379-433戎秋濤，翁煥新編，環(huán)境地球化學，北京：地質出版社，1989文獻黃潤華，賈振邦編，環(huán)境學基礎教程，北京：高等教育出版社，1999，1-11Eldon

3、 D Enger, Bradley F. Smith, Environmental Science, A study of Interrelationships, 北京：清華大學出版社，2000張?zhí)m生，方修琦，任國玉編著，全球變化，北京：高等教育出版社，2000戴樹桂主編，環(huán)境化學，北京：高等教育出版社，2000各類專業(yè)刊物及有關文獻（CNKI, Elsevier, Springer, Wikipedia）環(huán)境地球化學 第5頁第1章：緒論本章主要內容：環(huán)境地球化學的概念環(huán)境地球化學主要研究內容 環(huán)境地球化學與其它學科的相互關系 環(huán)境地球化學的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及有關問題環(huán)境地球化學 第7頁第1

4、節(jié)：環(huán)境地化的概念及主要研究內容一、概念環(huán)境地球化學（Environmental Geochemistry） 是介于 環(huán)境科學 和 地球化學 之間的一門新興邊緣交叉學科，是研究化學元素在人類賴以生存的周圍環(huán)境中的含量、分布、遷移以及循環(huán)規(guī)律的科學，并研究它們對人類健康造成的影響以及人類生產和消費活動對自然環(huán)境的地球化學規(guī)律造成的影響。同時，還研究全球變化極其對人類的影響。環(huán)境地球化學 第8頁第1節(jié)：環(huán)境地學的概念及主要研究內容研究元素在巖石、土壤、水體和大氣中的含量、分布及其分配規(guī)律，并評價原生環(huán)境的質量，為改造原生環(huán)境提供科學依據；研究個別元素和元素對的環(huán)境地球化學行為，亦即研究對人類有益或

5、有害元素以及生命元素的賦存規(guī)律、結合形態(tài)及其對人類健康的影響；研究區(qū)域環(huán)境地球化學特征，揭示與原生環(huán)境有關的地方性疾病的發(fā)生原因，探討人類長壽的環(huán)境地球化學因素； 研究原生地球環(huán)境及其演化因素的環(huán)境地球化學分類、元素演化過程中能量的作用、元素環(huán)境背景值的確定、原生環(huán)境質量評價以及人類活動對自然環(huán)境的影響和預測等；環(huán)境地球化學 第10頁第1節(jié)：環(huán)境地學的概念及主要研究內容研究人類活動對環(huán)境破壞和污染問題，并闡明污染規(guī)律及其環(huán)境效應；研究過去地球環(huán)境（特別是15萬年以來）的演變歷史以及環(huán)境變化記錄信息的提取以及全球環(huán)境變化規(guī)律等；研究碳、氧、氫、磷、硫及其它元素的全球地球化學和生物地球化學循環(huán)；研

6、究農業(yè)環(huán)境介質中化學元素的分布、結合轉化、遷移循環(huán)對農業(yè)生產的影響。環(huán)境地球化學 第11頁第2節(jié)：環(huán)境地球化學與相關學科的關系 三、環(huán)境地化與其它學科間的關系總體上，環(huán)境地球化學從屬于環(huán)境科學分支。它與其它相關學科有密切關系，因此要注意環(huán)境地球化學及各個學科在研究對象、內容、方法等方面的區(qū)別。環(huán) 境 地 球 化 學地球化學環(huán)境科學土壤學醫(yī)藥學生態(tài)學巖石學生物學物理化學礦物學環(huán)境地球化學 第12頁第3節(jié)：環(huán)境地化的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2、環(huán)境地球化學與污染研究 時間二十世紀70-80年代。特點既研究天然產出的化學元素在環(huán)境中的地球化學行為及其與植物、動物和人體健康的關系，更研究人為活動釋

7、放的元素的地球化學行為及其影響；它不僅研究碳、氮、硫、磷等生命支撐元素；同時還研究由人為活動釋放出進入環(huán)境中的各種重金屬和毒性化合物。 這一時期環(huán)境科學的學術特征突出反映在兩個方面：一是它力圖對社會需要的充分滿足和適應，環(huán)境科學把它自身的注意力幾乎全部投入到了人類生產活動引起的局部地方性的或區(qū)域性的污染問題上；其二是具有明顯的拼合性，即這一時期的環(huán)境科學基本上是傳統(tǒng)的地學、生物學、化學、物理學、醫(yī)學、工程學和社會科學的研究活動向環(huán)境污染領域延伸或擴展的結果。該時期特別是八十年代以來我國的環(huán)境地球化學研究得到蓬勃發(fā)展。環(huán)境地球化學 第14頁第3節(jié)：環(huán)境地化的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢3、環(huán)境地

8、球化學與全球環(huán)境變化研究時間二十世紀90年代以來。特點該時期全球環(huán)境變化研究成為當今環(huán)境科學研究中的重大基礎研究前沿。因此，環(huán)境地球化學的研究活動不僅包括地球化學環(huán)境與植物、動物和人體健康，也包括人為活動釋放入環(huán)境中的污染物的地球化學，而且還包括了全球環(huán)境變化的地球化學方面。環(huán)境地球化學的研究范疇實現(xiàn)了第三次擴展或更新。環(huán)境地球化學已被理解為研究人類賴以生存的地球環(huán)境的化學組成、化學作用、化學演化與人類相互關系的科學。環(huán)境地球化學 第15頁第3節(jié)：環(huán)境地化的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1、區(qū)域環(huán)境研究 區(qū)域環(huán)境分異研究區(qū)域環(huán)境地球化學分異特征是區(qū)劃環(huán)境的重要基礎。區(qū)域性環(huán)境規(guī)劃是發(fā)展區(qū)域環(huán)境中

9、協(xié)調資源開發(fā)、發(fā)展經濟和改善環(huán)境的綱領。編制區(qū)域環(huán)境規(guī)劃必須在環(huán)境目標和環(huán)境內容上與區(qū)域規(guī)劃協(xié)調。80年代初以區(qū)域環(huán)境綜合研究為主，著重探索區(qū)域內環(huán)境物質運移和凈化關系。通過分析自然環(huán)境特征和承載能力，闡明了環(huán)境區(qū)域的控制因素及凈化功能，提出了環(huán)境保護分區(qū)，闡明了環(huán)境污染過程及環(huán)境質量狀況，提出了區(qū)域環(huán)境的對策建議。 環(huán)境地球化學 第17頁第3節(jié)：環(huán)境地化的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢區(qū)域環(huán)境背景研究為了評價人為經濟社會對環(huán)境地球化學平衡關系的影響程度，必須了解不同區(qū)域、不同環(huán)境介質中化學元素及化學物質的背景濃度水平。80年代以來以地球化學背景為基本概念，適應于環(huán)境學科發(fā)展所需要的“環(huán)境背景值

10、”的調查和研究成為環(huán)境地球化學的熱點研究問題。區(qū)域環(huán)境效應研究地方性分布的疾病是典型的環(huán)境效應。我國環(huán)境地球化學工作者對地方病的環(huán)境病因作了大量研究，對克山病、大骨節(jié)病、地方性氟中毒、地方性甲狀腺腫等疾病進行了環(huán)境地球化學病因研究，同時對伽師病、地方性砷中毒、肝癌、肺癌、宮頸癌、鼻咽癌、食管癌、腸癌等地方性或區(qū)域性高發(fā)疾病的環(huán)境地球化學病因進行了探索，揭示了許多有意義的現(xiàn)象。環(huán)境地球化學 第18頁第3節(jié)：環(huán)境地化的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢區(qū)域環(huán)境容量研究區(qū)域地球化學分異導致同一種化學元素或污染物在不同區(qū)域生態(tài)效應的差異。亦即不同地球化學環(huán)境類型的環(huán)境介質中，允許存在的污染物的臨界數(shù)量不盡一

11、樣。實際上是一個環(huán)境容量問題。從地球化學角度看，環(huán)境容量是一定地域單元內環(huán)境條件、環(huán)境背景、污染物性質及其人體健康和生物學效應的函數(shù)。對于確定的地域和污染物而言，環(huán)境容量是稀釋擴散和凈化降解能力及其生態(tài)效應的綜合評估。二十世紀80年代來，我國環(huán)境地球化學工作者分別對大氣、水體及土壤環(huán)境容量的具體含義、計算方法進行了廣泛的討論，并在土壤環(huán)境標準、農灌水質標準、污泥施用標準、污染物排放總量及土壤污染預測等方面體現(xiàn)出較大的實際意義。環(huán)境地球化學 第19頁第3節(jié)：環(huán)境地化的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2、環(huán)境地球化學理論問題方面的探索環(huán)境介質中重金屬和微量物質的含量水平、分布規(guī)律、賦存狀態(tài)、運移特征、

12、轉化機制及其對生物學效應的研究土壤植物系統(tǒng)污染生態(tài)學的研究環(huán)境質量變異地球化學原理的確立“環(huán)境界面地球化學”概念的提出核素示蹤技術在環(huán)境地球化學領域的廣泛應用環(huán)境地球化學 第20頁第3節(jié)：環(huán)境地化的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢3、區(qū)域性典型環(huán)境研究解決區(qū)域性環(huán)境問題首先要認識這些問題產生的原因及其發(fā)展演繹過程。因此應在較大的時空尺度下，綜合多種環(huán)境要素的影響和變化，對比自然演化過程與人為干擾影響的份額，深入剖析其發(fā)生演繹機理，揭示問題實質。環(huán)境地球化學以其宏觀與微觀結合的工作方法、多種環(huán)境因子的界面作用原理、對比識別自然變化與人為干擾的關系等學科特長，來認識和解決典型區(qū)域的環(huán)境問題 。環(huán)境地球化學 第21頁第3節(jié)：環(huán)境地化的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢4、過去全球變化中環(huán)境信息的提取提取過去全球歷史演變過程中地質和地球化學的記錄，可預測未來地球環(huán)境的演變，并為評價現(xiàn)今的環(huán)境提供了對照的基準。在過去歷史記錄的研究方法上，樹輪、湖泊沉積物、海洋沉積物、冰巖心、黃土剖面、古土壤、沉積巖層、孢粉及火山灰等均提供了可供人類分析環(huán)境演變的豐富信息。環(huán)境地球化學 第22頁第3節(jié)：環(huán)境地化的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及發(fā)