地球科學概論第十一章地球環(huán)境課件

一章地球的環(huán)境節(jié)地球的大氣環(huán)境節(jié)地球的水環(huán)境節(jié)地球的生態(tài)環(huán)境節(jié)地質(zhì)環(huán)境節(jié)地理環(huán)境

環(huán)境既有空間的概念，也有物質(zhì)組成的概念。在現(xiàn)代環(huán)境科學中，把環(huán)境定義為以某個事物為中心的周圍的一切事物。我們通常說的環(huán)境，是以人類為中心事物的。因此，一般把人類環(huán)境定義為以人為中心事物的周圍一切生物和非生物的、經(jīng)濟基礎(chǔ)和上層建筑的綜合體。

人類環(huán)境可分為人類的自然環(huán)境(簡稱自然環(huán)境)和人類的社會環(huán)境(簡稱社會環(huán)境)。

自然環(huán)境是指人類在地球上賴以生存和發(fā)展的必要的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類周圍各種自然因素的總和，如陽光、空氣、土地、能源等等。第一節(jié)地球的大氣環(huán)境一、大氣圈的主要作用二、氣候帶三、氣象災(zāi)害四、大氣污染五、大氣環(huán)境變遷一、大氣圈的主要作用阻擋紫外線

太陽輻射穿過大氣圈時，大氣中的一些物質(zhì)對太陽輻射的不同波長會產(chǎn)生選擇性吸收?？梢姽獠糠直晃盏暮苌?，而紫外線和紅外線則被大量地吸收，且主要發(fā)生在暖層和平流層。圖11－1大氣中不同氣體成分對光的吸收保溫作用

起保溫作用的氣體通常稱溫室氣體，主要有二氧化碳(CO2)、水汽(H2O)和甲烷(CH4)等。大氣中的水汽、二氧化碳等氣體對來自地面的長波輻射吸收率很高(75％～95％)，這樣就把一部分的太陽能殘留在低層大氣中。調(diào)節(jié)能量分配和改造地面性質(zhì)太陽輻射量隨緯度有規(guī)則地變化。大氣環(huán)流把熱量從低緯度運送到高緯度地區(qū)，不斷調(diào)節(jié)著能量的分配。而來自高緯度地區(qū)的氣體，對低緯度地區(qū)又起到降溫的作用。運動的大氣對大氣中的一些物質(zhì)(尤其污染物)有擴散的作用，是使城市污染空氣稀釋和擴散，降低大氣污染的重要途徑之一。接近地面的運動大氣，對地表的形態(tài)及地面性質(zhì)有著重要的改造作用。二、氣候帶

所謂的天氣是指各種氣象要素和天氣現(xiàn)象的短時間綜合狀況；而氣候則是指一個地區(qū)多年平均天氣狀況的綜合。

一個地區(qū)的氣候通常用氣溫、降水量、風和濕度等要素來表示。影響一個地區(qū)的氣候的因子很多，如太陽輻射、大氣環(huán)流、地面性質(zhì)等。

世界氣候分成若干個氣候帶。熱帶氣候帶溫帶氣候帶

寒帶氣候帶圖11－2全球氣候帶的劃分1、熱帶氣候帶（含赤道帶）2、溫帶氣候帶（含副熱帶）

3、寒帶氣候帶（含副寒帶、極地）三、氣象災(zāi)害

所謂氣象災(zāi)害是指由氣象要素變化而引起的自然災(zāi)害。常見的有臺風、龍卷風、旱澇、霜凍、酷熱等。臺風

臺風是形成在熱帶海洋上的強大的熱帶氣旋，風速可達20～50m/s，大者可達110m/s。通常把形成于西太平洋地區(qū)的熱帶氣旋稱臺風；東太平洋和大西洋地區(qū)稱颶風；印度洋地區(qū)稱熱帶風暴；南半球稱熱帶氣旋。臺風主要發(fā)生在南、北緯5°～20°海水溫度較高的洋面上，全球臺風發(fā)源地主要有8個.臺風在海面上形成后，就隨著氣流的運動而發(fā)生遷移登陸,逐漸減弱至消失。北半球的臺風多發(fā)生在夏秋季節(jié)，而南半球則發(fā)生在1～3月。臺風的破壞力極大。龍卷風

龍卷是積雨云中伸展出來的漏斗狀的渦旋云柱，龍卷伸展到地面時引起強烈的旋風，稱為龍卷風。龍卷風的特點是持續(xù)時間短、活動范圍小(直徑從幾十米到幾百米)、中心氣壓極低、風速快(100～200m/s)。龍卷風具有極大的破壞力，能把人、畜、物卷入至空中帶到它處。

龍卷主要發(fā)生在中緯度(20°～50°)地區(qū)。美國是龍卷出現(xiàn)最多的國家，平均每年出現(xiàn)500次左右；澳大利亞、日本次之。我國主要出現(xiàn)在華南、華東一帶。旱澇災(zāi)害

旱是指降雨量偏低正常值(平均值)造成的災(zāi)害，而澇是指降雨量高于正常值造成的災(zāi)害。我國是一個多旱澇的國家，幾乎每年都有旱澇災(zāi)害發(fā)生。我國南北方旱澇發(fā)生的時間有點差別，南方以春澇秋旱為特征，而北方則是夏澇冬春旱為特點。

旱澇的發(fā)生是受多種因素影響的，其中大氣環(huán)流、海水溫異常變化、太陽活動、地球自轉(zhuǎn)等因素較為重要，而我國的旱澇主要受西太平洋副熱帶高壓的影響。旱澇在時間上具有交替出現(xiàn)的現(xiàn)象，而且具有一定的周期，如華北地區(qū)的旱澇具有5年、10～11年、35～40年、100年的周期，掌握旱澇發(fā)生的周期，對進行抗旱防災(zāi)是有指導意義的。霜凍

霜凍是指在春、秋農(nóng)作物生長季節(jié)里，由于溫度驟降到0℃以下，致使農(nóng)作物受到危害，甚至死亡。每年秋季發(fā)生的第一次霜凍叫初霜凍，它影響農(nóng)作物的抽穗、揚花和成熟；春季發(fā)生的最后一次霜凍叫終霜凍，其危害主要影響春播、出苗和越冬作物的反青。我國每年都遭受不同程度霜凍的危害，如90年代初我國華東地區(qū)的一次霜凍，使浙江、江西、江蘇等地的桔子樹被凍死，造成了巨大的經(jīng)濟損失。四、大氣污染大氣污染的概念

大氣污染是指大氣中一些物質(zhì)的含量遠遠超過正常本底含量，對人體、動物、植物和物體產(chǎn)生不良影響的大氣狀況。

大氣污染既可因人類活動造成，也可由自然因素引起。但隨著人口的劇增及工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，人類活動成為造成大氣污染的主要原因。大氣污染源及污染物

大氣污染源有人為源和自然源。自然源如森林大火、火山噴發(fā)、地震等釋放出來的各種氣體、煙塵、粉塵等。這些污染源一般都超出了人類所能控制的范圍。人為污染源是人類生產(chǎn)和生活過程中所排放的污染大氣的物質(zhì)。又可分為工業(yè)企業(yè)污染源、家庭爐灶及取暖設(shè)備排放源和交通污染源。這些污染源排放的污染物主要有煙塵、SO2、SO、CO2、CO、NOx、H2S、鉛塵、有機化合物等。

據(jù)統(tǒng)計，世界每年排入大氣的有害氣體就達6.14億t、CO2達64億t(1997年)。目前，城市里最主要的污染源是汽車，它不僅具有排污源低、分散等特點，而且污染物也很復雜。大氣污染的危害

大氣污染的危害是多方面的，首先是對人體產(chǎn)生直接的危害。人體會隨著呼吸有害有毒氣體的增多，出現(xiàn)慢性中毒、急性中毒和致癌作用。大氣污染對動物、植物、水體生態(tài)環(huán)境都有危害。

大氣污染的另一個后果是產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”。出現(xiàn)溫室效應(yīng)的主要原因是人類排放大量的CO2。受“溫室效應(yīng)”的影響，將會導致兩極冰川融化、海平面上升、氣候帶北移、地理景觀變化、蟲災(zāi)增加等現(xiàn)象。

大氣污染還將造成酸雨。酸雨是指pH值低于56的大氣降水，主要是大氣污染物SO2和NOx引起的。它對人體、物體、水體以及動植物都有影響.

臭氧量的減少越來越受到關(guān)注。導致臭氧量減少的原因是人類排放了大量的消耗臭氧的物質(zhì)(四氯化碳、氟氯烴、一氧化二氮、甲烷等)。大氣環(huán)境的保護與治理減少或控制大氣污染物的排放一般有兩種方法，即濃度控制和總量控制?？筛鶕?jù)污染源和污染物的特性，采取不同的具體措施，如改變能源結(jié)構(gòu)、進行技術(shù)革新、改進生產(chǎn)工藝,發(fā)展無污染能源等。合理的城市和工業(yè)布局及規(guī)劃①地理因素。在一些易形成逆溫層的谷地和盆地地區(qū)，不宜把工業(yè)區(qū)建在這些地方。②風向。一個城市，工廠應(yīng)布置在盛行風的下風向，而居民區(qū)則建在上風向。③工業(yè)區(qū)不宜集中。因污染物排放量過大將影響被稀釋和擴散的速度。發(fā)展植樹綠化

植樹綠化不僅可以美化環(huán)境，而且還可吸濾各種毒氣、截留粉塵、凈化空氣，起到保護大氣環(huán)境的作用。因此，應(yīng)把植樹綠化作為改善大氣質(zhì)量的一種基本途徑。五、大氣環(huán)境變遷

自地球形成以來，大氣環(huán)境一直處于變化之中。既有物質(zhì)成分的變化，也有氣溫冷暖和干濕的交替變化。

在氣候冷暖的變化過程中，把地球上氣候極其寒冷(比現(xiàn)今年平均溫度可低8～12℃)、高緯冰川和高山冰川擴展的階段稱冰期。兩個冰期之間氣候相對溫暖(與現(xiàn)代氣溫接近或高一些)的階段稱間冰期。

冰期只占地球歷史的1/10時間，而絕大部分時期為間冰期。地球的大氣環(huán)境主要是處于溫暖的階段中的。圖11－5第四紀時期的氣候波動圖11－6近百余年來全球平均氣溫的變化(1880-1993)

導致氣候變化的因素是多樣的，包括太陽輻射的變化、地球軌道要素的改變、太陽活動、地形變化、大氣環(huán)流等等。事實上，氣候變化往往是諸多因子共同作用的結(jié)果。

未來氣候變化可能有兩種趨勢。其一是由于化石燃料的使用，使大量CO2進入空氣中，使地表增溫。由此，到下個世紀中葉氣溫將明顯升高，屆時極地冰川融化，將帶來一系列的環(huán)境問題。其二是現(xiàn)在氣候正逐漸變冷，來自CO2的影響可能使氣候變冷的趨勢減弱，但不能阻止目前正在形成中的冰期。第二節(jié)地球的水環(huán)境一、水環(huán)境的基本特點二、水圈災(zāi)害三、水環(huán)境污染一、水環(huán)境的基本特點

水環(huán)境是由地球表層的水圈所構(gòu)成的環(huán)境，包括在一定的時間內(nèi)水的含量、分布、運動、化學成分、生物、水體所占的空間以及水體的物理性質(zhì)。

水環(huán)境有以下特點：

水體分布的不均一性地球表層的水體分布是極不均一的。海水占地球表面積的71%，其質(zhì)量占地球表層水體總質(zhì)量的97.5%，而陸地上的水所占質(zhì)量還不到2.5%。陸地上的水體分布也不均一，其中冰川就占據(jù)陸地上水體的85%，且主要集中在兩極地區(qū)。陸地表層的液態(tài)水又以地下水最多，而地面流水是很少的一部分。由于地球表面水體分布的不均一性，造成一些特殊的氣候和陸地景觀，同時也造成人類的淡水“危機”。

水體物質(zhì)成分的差異性各種水體所含的物質(zhì)組成卻差別很大。海水的物質(zhì)成分最復雜，而且鹽類物質(zhì)的含量很高，平均可達35‰。而陸地上的液態(tài)水鹽類物質(zhì)含量卻要低得多，冰川是最低的。干旱氣候區(qū)的鹽湖水氯化物含量可達到飽和度而發(fā)生沉淀；而潮濕溫暖氣候區(qū)的湖水卻常含有較多的鐵、鋁等物質(zhì)。除了這些溶解物質(zhì)外，地面流水的懸浮物含量較高；而地下水的懸浮物質(zhì)就要少得多；海洋中近岸海水較遠岸海水的懸浮物質(zhì)多。若自然水體中含有一些對人體有益的元素，如鍶、硒等，就可成為優(yōu)質(zhì)的礦泉水。

水的循環(huán)性及其環(huán)境效應(yīng)水處于運動之中，不同水體之間存在著循環(huán)與交流。水體的循環(huán)與交流既可以發(fā)生在氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)水之間，也可發(fā)生在海洋與陸地之間，還可發(fā)生在非生物與生物之間、水圈與巖石圈之間。水的循環(huán)是一個既無起點、也無終點的運動系統(tǒng)。水在循環(huán)過程中，產(chǎn)生很多的環(huán)境效應(yīng)，如傳送能量、運輸物質(zhì)、調(diào)節(jié)氣候、清潔大氣等。二、水圈災(zāi)害

發(fā)生于水圈中的自然災(zāi)害有暴雨、洪水、冰雹、海岸侵蝕、海嘯、雪崩等，尤以洪水災(zāi)害最大。我國每年5～8月份是洪水多發(fā)期，并且從南向北逐漸推進。影響洪災(zāi)的因素很多，有天文因素、地球運轉(zhuǎn)因素、海水運動因素、大氣因素等。另外，人類的活動對洪水發(fā)生的頻率和強度也有很大影響，如1998年長江大洪水就與上游大量砍伐森林有關(guān)。

海岸侵蝕也是對沿海城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等產(chǎn)生危害的一個重要因素。由于溫室效應(yīng)，兩極冰川融化，使海平面上升，將造成海水入侵，農(nóng)田、鹽田受侵蝕，河口淤塞，土地鹽堿化，海岸防堤損壞等災(zāi)害。近幾年，由于氣候異常，在東歐、我國的青藏高原造成重大雪災(zāi)；由于地震、火山噴發(fā)、臺風等引起的海嘯，也使沿海的生命和財產(chǎn)遭受重大損失三、水環(huán)境污染水體污染及污染源

水體污染是指排入水體中的污染物質(zhì)的含量超過了一定的指標以及水的自凈能力，結(jié)果對人體、動植物等產(chǎn)生危害的水質(zhì)狀況。造成水體污染的污染源有兩大類，即自然污染源和人為污染源。

自然污染源是指自然界的地球化學異常所釋放的物質(zhì)給水體造成的污染，如高礦化度的地下水對河水的污染，礦床周圍的礦化水對河水的污染。

人為污染源是指人類活動產(chǎn)生的污染物給水體造成的污染。這種污染源是當前水體最重要的污染源，而且造成的危害也最大。人為污染源按其污染物的來源可分為工業(yè)廢水、生活廢水和農(nóng)業(yè)廢水。

工業(yè)廢水是指各種工業(yè)、企業(yè)在生產(chǎn)過程中排出的生產(chǎn)廢水、污水、廢液等。由于這種廢水的成分極為復雜，含有毒有害物質(zhì)多，因此，這種污染源對水體的危害最大。生活污水是人們?nèi)粘Ｉ钪挟a(chǎn)生的各種污水的混合液，如廚房、洗滌室、廁所、浴室等。這種污水以含營養(yǎng)物質(zhì)、需氧物質(zhì)、病菌等為主。農(nóng)業(yè)廢水是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，灌溉水通過土壤或排灌渠進入地下水和地表水中的水體，它以含少量農(nóng)藥和化肥為特征。污染物及其危害

造成水體污染的污染物類型很多，有無機物，也有有機物；既有有毒有害物質(zhì)，也有無毒無害物質(zhì)。污染物的不同，其危害差別程度很大。有的污染物只要有很少量就造成水體的嚴重污染，乃至造成水體生物的大量死亡。污染物按其成分、性質(zhì)、造成的危害大致可分為需氧污染物、植物營養(yǎng)物、油類污染物、重金屬及放射性污染物、生物污染物、酚類化合物等，這些污染物造成的危害是不同的。

水體污染的防治（1）加強對水體及其污染源的監(jiān)測和管理（2）控制或減少廢水或污水的排放量（3）合理利用水體的自凈能力（4）污水處理可按其作用原理分為三大類：物理法、化學法、生物法。（5）海洋油污染處理第三節(jié)地球的生態(tài)環(huán)境一、生態(tài)系統(tǒng)的基本概念二、森林生態(tài)系統(tǒng)三、生態(tài)平衡四、生物災(zāi)害一、生態(tài)系統(tǒng)的基本概念生物種群與群落所謂種群是指有一定的空間和時間的同一物種個體的總和。種群是物種具體的存在單位、繁殖單位和進化單位。

群落是指在一定的空間范圍內(nèi)所有生物種群的集合體。這個集合體包括了植物、動物和微生物等各分類單元的種群。群落具有一定的結(jié)構(gòu)、一定的種類組合和一定的種間相互關(guān)系。群落并不是任意物種的隨意組合，生活在同一群落中的各個物種是通過長期歷史發(fā)展和自然選擇而保存下來的。食物鏈與營養(yǎng)級

食物鏈就是第一種生物以第二種生物為食，而第二種生物又以第三種生物為食……彼此就形成一個以食物為紐帶的鏈鎖關(guān)系。如在草原中，兔子以草為食，而狐以兔子為食，狼又捕食狐，狼又被更兇猛的虎或獅子捕食，這就是一個食物鏈。營養(yǎng)級是指食物鏈中的每一個環(huán)節(jié)。如綠色植物是一個營養(yǎng)級，兔子或食草動物是一個營養(yǎng)級，狼或食肉動物又是一個營養(yǎng)級。營養(yǎng)級實際上就是一個儲存能量的一些生物組合，可劃分為第一個營養(yǎng)級(位于最低層，如綠色植物)、第二個營養(yǎng)級(如食草動物)、第三個營養(yǎng)級(食肉動物)……以此類推。一個簡化了的陸地生態(tài)系統(tǒng)及食物鏈生態(tài)系統(tǒng)及其組成

生態(tài)系統(tǒng)是指在一定時間和空間范圍內(nèi)，所有生物和非生物的總和。

生態(tài)系統(tǒng)是一個復雜的綜合體，生物與生物或與非生物之間借助于能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞而相互聯(lián)系、相互影響、相互依存，并形成具有自組織和自調(diào)節(jié)功能的復合體。生態(tài)系統(tǒng)的范圍可大可小，大到全球的生物圈，小到一個池溏等。

無論大小如何，生態(tài)系統(tǒng)都應(yīng)包括生產(chǎn)者、消費者、分解者和無機環(huán)境4個組成部分。

無機環(huán)境即非生物的物質(zhì)和能量，其中包括水、氣體、土壤和陽光等。

生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)中最積極的因素，它包括所有的綠色植物和某些細菌。它們通過光合作用，將二氧化碳和水等無機物轉(zhuǎn)化成有機物，將太陽能儲存起來，使生態(tài)系統(tǒng)獲得能量。

消費者是生態(tài)系統(tǒng)的消極因素，它不能為生態(tài)系統(tǒng)制造有機物和能量，而是直接或間接地依賴于生產(chǎn)者而生存，消費者包括各類動物。

分解者也是生態(tài)系統(tǒng)的積極因素，是把生態(tài)系統(tǒng)中一些復雜的有機物逐步分解為簡單的無機物，便于生產(chǎn)者吸收。它包括細菌、真菌、土壤原生動物等。生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質(zhì)循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動是通過食物鏈來完成的。如綠色植物把太陽能轉(zhuǎn)化成生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的能量，而食草動物把綠色植物的能量轉(zhuǎn)移到第二營養(yǎng)級上，食肉動物又把能量轉(zhuǎn)移到第三營養(yǎng)級。這樣，生態(tài)系統(tǒng)中的能量就一級一級地流動下去。

生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動遵循能量守恒定律。生態(tài)系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)，能量流動是單向的不可逆過程，始終是從能量較豐富的低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級。

生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞的十分之一法則生態(tài)系統(tǒng)能量流動另一個原則是“十分之一”法則，就是在能量流動過程中，前一個營養(yǎng)級的能量轉(zhuǎn)移給后一個營養(yǎng)級的能量效率一般為10％左右，其它的能量通過散熱或呼吸、排泄等形式輸出生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)是指各種物質(zhì)和元素從環(huán)境到生物，又從生物到環(huán)境的這種往返不停的運動。生態(tài)系統(tǒng)的分類

森林生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系統(tǒng)陸地生態(tài)系統(tǒng)荒漠生態(tài)系統(tǒng)極地生態(tài)系統(tǒng)高山生態(tài)系統(tǒng)自然生態(tài)系統(tǒng)苔原生態(tài)系統(tǒng)海洋生態(tài)系統(tǒng)水生生態(tài)系統(tǒng)淡水生態(tài)系統(tǒng)城市生態(tài)系統(tǒng)人工復合生態(tài)系統(tǒng)礦山生態(tài)系統(tǒng)半自然生態(tài)系統(tǒng)

三、生態(tài)平衡

在任何一個正常的生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動和物質(zhì)循環(huán)總是不斷進行著，在一定時間和空間范圍內(nèi)，生產(chǎn)者、消費者和分解者之間都保持著一種動態(tài)的穩(wěn)定，這種穩(wěn)定狀態(tài)就稱生態(tài)平衡。

破壞生態(tài)平衡的因素很多，有自然的，也有人為的。自然的因素如地震、火山噴發(fā)、森林大火、干旱、洪水等，它們都可能破壞生態(tài)系統(tǒng)的某一個成分或營養(yǎng)級，造成生態(tài)系統(tǒng)失衡。人為的因素主要表現(xiàn)在不合理地開發(fā)和利用自然資源或人為的破壞。如大量砍伐森林、過度開墾草原、城市化發(fā)展、水體的污染等，都會使生態(tài)平衡遭受破壞。如1998年長江流域出現(xiàn)的特大洪水，就與長江流域上游的森林生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞密切相關(guān)。

一個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(或平衡)，與生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、能量流動和物質(zhì)循環(huán)的途徑有關(guān)。一般是在成分多樣、能量流動和物質(zhì)循環(huán)途徑復雜的生態(tài)系統(tǒng)中，比較容易保持穩(wěn)定；相反，成分單純、結(jié)構(gòu)簡單的生態(tài)系統(tǒng)通常就比較脆弱。因此，森林生態(tài)系統(tǒng)比草原生態(tài)系統(tǒng)更易保持穩(wěn)定，草原生態(tài)系統(tǒng)比苔原生態(tài)系統(tǒng)更具有穩(wěn)定性。我們經(jīng)常說的要保持生物的多樣性，這就是為了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是，一個生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力是有限的，超出了這個限度，生態(tài)系統(tǒng)本身的調(diào)節(jié)能力就不會再起作用，生態(tài)平衡就會遭到破壞。四、生物災(zāi)害

生物災(zāi)害主要有蟲災(zāi)、森林大火、紅潮、鼠災(zāi)、瘟疫（包括禽流感、豬流感）等。森林大火是目前威脅森林生態(tài)系統(tǒng)最嚴重的災(zāi)害之一。蟲災(zāi)年年都會發(fā)生，殃及世界各地。蟲災(zāi)主要有蝗災(zāi)、棉鈴蟲災(zāi)、水稻蟲災(zāi)、松毛蟲災(zāi)等。鼠災(zāi)主要是損耗糧食和傳播疾病。

第四節(jié)地質(zhì)環(huán)境一、地質(zhì)環(huán)境的基本特征二、地質(zhì)災(zāi)害三、地質(zhì)環(huán)境與人體健康一、地質(zhì)環(huán)境的基本特征

地質(zhì)環(huán)境主要是指固體地球表層地質(zhì)體的組成、結(jié)構(gòu)和各類地質(zhì)作用與現(xiàn)象給人類所提供的環(huán)境。地質(zhì)環(huán)境是具有一定空間的客觀實體，其上限是地表或巖石圈的表層；而對地質(zhì)環(huán)境下限位置的確定，目前大致有兩種意見：一種是從人類活動對環(huán)境影響的角度衡量，把下限定為人類的科學技術(shù)水平和生產(chǎn)活動的能力所能達到的地殼深部；另一種則是從環(huán)境對人類和其他生物的影響來衡量，其下限達到與區(qū)域地殼穩(wěn)定程度有關(guān)的地殼深部甚至地幔。地質(zhì)環(huán)境的容量

地質(zhì)環(huán)境的容量指某個特定地質(zhì)空間可能承受人類社會經(jīng)濟發(fā)展的最大潛能。人類所有生產(chǎn)和生活的消費物資，都是直接或間接地取自地質(zhì)環(huán)境。人類在生產(chǎn)和生活過程中產(chǎn)生的一切廢棄物，又都直接或間接地排放到地質(zhì)環(huán)境之中。所以，地質(zhì)環(huán)境的容量，可以用特定地質(zhì)空間可能提供人類利用的地質(zhì)資源量和對人類排放的有害廢物的容納能力來評價。地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量

在一定程度上，是由地球物理因素和地球化學因素決定的。地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的好壞，可以由以下幾個方面的條件評定：(1)自然地質(zhì)條件的穩(wěn)定性(2）原生地球化學背景(3）抗人類活動干擾的能力(4）受污染或受破壞的程度地質(zhì)環(huán)境的反饋作用

即地質(zhì)環(huán)境受人類活動干擾后，對這種干擾所作出的某種響應(yīng)。當人類作用力不大時，通過地質(zhì)環(huán)境內(nèi)部的調(diào)節(jié)能力，對外界的沖擊進行補償和緩沖，維持地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的穩(wěn)定性，表現(xiàn)為不易覺察的、“隱蔽的”形式；當人類作用力增大，超過地質(zhì)環(huán)境內(nèi)部的調(diào)節(jié)能力時，地質(zhì)環(huán)境只有通過劇烈的變動，才能建立起新的平衡關(guān)系，反饋就以“顯露的”形式表現(xiàn)出來。二、地質(zhì)災(zāi)害

地質(zhì)災(zāi)害是指由于地質(zhì)營力或人類活動而導致地質(zhì)環(huán)境發(fā)生變化，并由此產(chǎn)生各種危害或嚴重災(zāi)害，使生態(tài)環(huán)境受到破壞、人類生命財產(chǎn)遭受損失的現(xiàn)象或事件。

地質(zhì)災(zāi)害按成因可分為兩類，一類是自然地質(zhì)災(zāi)害，即自然條件下形成的地質(zhì)災(zāi)害，如地震、火山噴發(fā)、滑坡、泥石流等；另一類是人類活動影響誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，如地面沉降等。

地震以構(gòu)造地震最具有普遍性，危害也最大。地震造成的破壞可分為直接地震災(zāi)害和間接地震災(zāi)害。直接地震災(zāi)害是指由于強烈地面震動及震動產(chǎn)生的地面斷裂和變形，引起建筑物倒塌和損壞，造成人身傷亡及大量社會物質(zhì)的損失。地震作為一種地質(zhì)過程人類尚無法控制。

預測地震，減少地震災(zāi)害所造成的損失，是一項艱巨而繁重的任務(wù)，目前還只是處于探索階段。火山

火山活動以多種形式造成傷亡和破壞，包括熔漿流、灼熱的火山灰流、蒸汽噴發(fā)以及火山爆發(fā)引起的地震、海嘯、氣候變化、火山灰的降落和火山泥流等。此外，還以有毒氣體危害人畜。近幾十年來，隨著科學的發(fā)展，人們已逐步掌握了火山活動的規(guī)律，火山災(zāi)害在一定程度上可作預測和預防。寧靜式火山噴發(fā)，已經(jīng)可以有把握地對其進行監(jiān)測和預報，因而危害不大。猛烈式火山噴發(fā)可以通過地震儀、地傾斜儀、溫度監(jiān)測器和氣體探測器等提出預報。如果氣體噴出量越來越多，硫質(zhì)成分越來越濃，溫度越來越高，這就表明大規(guī)模火山噴發(fā)即將發(fā)生?；鹕綍o人類帶來災(zāi)難，但在許多方面也會給人類帶來好處。崩塌

陡坡上的巖、土體在重力作用下，突然、迅速地向坡下垮落的現(xiàn)象，稱為崩塌。規(guī)模巨大的巖體或山體發(fā)生崩塌稱為山崩。崩塌往往發(fā)生在很陡的斜坡地帶，坡度常大于60°～70°。這些陡坡通常由堅硬而裂隙發(fā)育的巖石組成，尤其在垂直節(jié)理發(fā)育或?qū)永?、劈理的傾向與坡向一致的地方更易發(fā)生崩塌。美國加州塞麥特國立公園巖體崩塌產(chǎn)生的巖屑堆美國加州塞麥特國立公園巖體崩塌產(chǎn)生的巖屑堆崩塌發(fā)生是巖石中已有裂隙隨著風化作用的不斷進行而進一步擴大和發(fā)展，使陡坡處于極不穩(wěn)定狀態(tài)，一旦遇到地震、暴雨或不合理地開挖坡腳、地下采空等因素的觸發(fā)，巖體即發(fā)生崩塌。大規(guī)模崩塌會嚴重破壞鐵路、公路、礦山、村鎮(zhèn)和良田，危及人民生命財產(chǎn)安全，造成巨大災(zāi)害?；?/p>

是指斜坡上的土體或巖體在重力作用和其他因素的影響下，沿著一定的軟弱面或軟弱帶整體地向下滑動?；掠苫麦w、滑動面(帶)、滑床、滑動臺階和滑坡壁等組成。圖11－9滑坡立體圖圖11－9滑坡立體圖地震、降雨和融雪等是誘發(fā)滑坡的重要因素?；碌男纬蛇^程，從初期的巖土體緩慢蠕動至快速滑動一般需較長時間，有的歷時幾個月或幾年；但也有突然爆發(fā)的滑坡。大規(guī)模的滑坡常常掩埋村鎮(zhèn)、摧毀廠礦、中斷交通、堵塞江河、破壞農(nóng)田、毀壞森林。泥石流

是突然爆發(fā)的、含有大量泥砂、石塊等固體物質(zhì)并具有強大破壞力的特殊洪流。

形成泥石流的三個基本條件是：①地勢陡峻，流域面積大，山高溝深；②有豐富的固體碎屑物質(zhì)；③在短時間內(nèi)有充沛的水量。特大暴雨或連續(xù)降雨后的暴雨，都是觸發(fā)泥石流的重要條件。在冰川發(fā)育區(qū)和積雪區(qū)，泥石流的爆發(fā)還與氣候突然增溫或雪崩有關(guān)。由于泥石流容重大、流速快，因此不僅有極其強大的搬運能力，而且其侵蝕、搬運和沉積過程極為迅速。泥石流具有突然爆發(fā)、歷時短暫、來勢兇猛、破壞性大的特點，因此經(jīng)常沖毀耕地、破壞交通、堵塞河道、摧毀城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村，給人民生命財產(chǎn)造成巨大的損失。地面沉降

是指主要在人為因素作用下，由于地殼表層土體、巖體壓縮而導致區(qū)域性地面標高降低的一種地質(zhì)現(xiàn)象。

通常主要是由于不合理地開采地下流體(地下水、天然氣和石油等)以及地面建筑物負荷過重引起的。土體或巖體中流體的釋出，使巖、土體的浮托力喪失或減小，巖、土體所承受的壓力增大，固體顆粒之間的孔隙受壓縮而變小，達到一定程度時就出現(xiàn)地面沉降。它具有形成發(fā)展緩慢、持續(xù)時間長、影響范圍廣、成因機制復雜和防治難度大的特點，是一種對城市建設(shè)、經(jīng)濟發(fā)展和人民生活構(gòu)成威脅的地質(zhì)災(zāi)害。地面塌陷是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下，向下陷落，并在地面形成塌陷坑洞的一種地質(zhì)現(xiàn)象。可分為巖溶地面塌陷和非巖溶地面塌陷。塌陷使大量的建筑物變形、倒塌、道路坍塌、田地毀壞、水井干枯、風景點破壞等。

不合理的或強度過大的人類活動都有可能誘發(fā)和導致地面塌陷，這些活動主要有：礦區(qū)地下采空、地下工程排水、過量抽采地下水、人工蓄水、加載、振動及地表滲水等。土壤流失

是指土壤或土體在水力、風力和重力作用下被沖刷、剝蝕和吹失的現(xiàn)象，其中以水的侵蝕(即水土流失)最為顯著。

土壤流失的損失不只是對耕地而已。土壤流失還造成大量的泥沙在小溪、河流、運河或者水庫中淤積起來，影響航運、灌溉，減少發(fā)電量，使水庫過早降低效益甚至報廢，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失。土壤流失還會促使生態(tài)系統(tǒng)惡化，如土壤層變薄、肥力降低、含水量減少、熱量狀況變劣等，逐步失去生長植物、保蓄水分的能力，從而影響調(diào)節(jié)氣候、水分循環(huán)等功能。沙漠化

是指原來的非沙漠地區(qū)出現(xiàn)以風沙活動為主要特征的類似沙漠景觀的環(huán)境改變過程。世界土地沙漠化日趨嚴重，據(jù)統(tǒng)計，地球上每年有600萬hm2的土地變?yōu)樯衬疵糠昼娋陀?0hm2的土地被沙漠吞噬。三、地質(zhì)環(huán)境與人體健康

組成人體的化學元素約60多種，其平均含量和地殼中化學元素平均含量有明顯相關(guān)性，表明人體的組成與地球化學環(huán)境有密切的關(guān)系。構(gòu)成人體生命的元素可分為3類：①生命不可缺少的主要組成元素，由氧、碳、氫、鉀、鈉、鈣、鎂、氮、硫、磷、氯等11種元素組成，占人體元素含量的9995％；②生命所必需但稍為過量或缺少就有害的微量元素，如鉬、鐵、鋅、銅、碘、氟、錫等；③生命不需要但易被人體吸收的有害元素，如鎘、汞、鉛、鈾等。圖11－10人體血液和地殼中元素含量的相關(guān)性

微量元素保持適當濃度對人體健康是有益的，但如果缺乏或過量又會引起疾病或死亡。

如缺鐵會引起貧血，但鐵含量過多，則會引起急性鐵中毒、嘔吐、胃腸道出血，甚至死亡。有害元素如砷、汞、鉛、鋇等，當它們超過一定濃度時，就會對人體產(chǎn)生危害。人體中某種微量元素或有害元素的多少，與飲水、食物及空氣中的元素有關(guān)，而它們又與地殼表層巖石及土壤的化學成分有密切的關(guān)系。研究表明，地方病的發(fā)生、發(fā)展明顯地受自然地球化學環(huán)境的控制，具有強烈的地帶性分布特征。

現(xiàn)已查明，有20多種地方病是由于原生地質(zhì)環(huán)境中某些微量元素過多或不足而失調(diào)所造成的。黑龍江、陜西等省流行的克山病，是一種病因尚未完全了解的地方性心肌病，主要發(fā)生在山區(qū)吃當?shù)刈援a(chǎn)糧的農(nóng)業(yè)人群中，有些病帶處于低硒環(huán)境。河南省食道癌發(fā)病率高的地區(qū)，土壤和巖石中的銅、鋅、釩、鋯等元素含量偏高，從而導致食道細胞癌變。第五節(jié)地理環(huán)境一、地理環(huán)境的基本特征二、人類與地理環(huán)境的關(guān)系三、地理環(huán)境的保護

地理環(huán)境是指地球表層人類生存的客觀環(huán)境，包括自然環(huán)境和社會環(huán)境。

地理環(huán)境包含海陸表面的上下具有一定厚度的空間范圍。通常認為上界是對流層頂；下界在陸地上深約2km，海洋中則包括海平面直到海底的全部水域。顯然，該范圍是大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈在地球表層的彼此交匯和重疊區(qū)域，因此地理環(huán)境具有綜合性特點。一、地理環(huán)境的基本特征地理環(huán)境的整體性和差異性地理環(huán)境是由氣候、水文、地貌、生物和土壤等多個自然要素構(gòu)成的。這些要素不是孤立存在的，而是彼此相互聯(lián)系、相互制約并相互作用的，構(gòu)成一個有機的整體。整體性就是指組成地理環(huán)境的各要素之間存在著不可分割的內(nèi)在聯(lián)系，如果其中一個要素發(fā)生變化，就會影響整個地理環(huán)境的變化。地理環(huán)境的整體性并不等于均一性。整個地球的地理環(huán)境是由無數(shù)個小的地理環(huán)境所組成，這樣就出現(xiàn)了地理環(huán)境的多樣性即差異性。差異性的原因是由于地理環(huán)境的各組成要素在時空分布上的不均一性造成的。地域分異的規(guī)律性地域分異是指地球表層地理環(huán)境各組成成分(即要素)或自然綜合體沿地理坐標方向或者其他一定方向，分異成相互有一定差別的不同等級單元的現(xiàn)象。自然綜合體是地理環(huán)境的各種要素相互聯(lián)系、相互制約并有規(guī)律地結(jié)合成具有內(nèi)