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(nèi)容用地球化學手段研究人類與環(huán)境之間的關(guān)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(zhì)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(zhì)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(zhì)學、地球化學及工程地質(zhì)學等專業(yè)涉及的基礎(chǔ)課程及知識化學、地球化學等基礎(chǔ)學科課程地球科學概論、古生物地史學、第四紀地質(zhì)學及礦物、巖石學與地球

2、化學等專業(yè)基礎(chǔ)課環(huán)境科學及其相關(guān)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(nèi)容課程內(nèi)容環(huán)境地化的研究內(nèi)容、方法、發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀及與環(huán)境地化相關(guān)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(guān)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(zhì)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(zhì)出版社，1989文獻黃潤華，賈振邦編，環(huán)境學基礎(chǔ)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(guān)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(nèi)容：環(huán)境地球化學的概念環(huán)境地球化學主要研究內(nèi)容 環(huán)境地球化學與其它學科的相互關(guān)系 環(huán)境地球化學的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及有關(guān)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(nèi)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(chǎn)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(nèi)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(zhì)量，為改造原生環(huán)境提供科學依據(jù)；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(jié)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(guān)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(zhì)量評價以及人類活動對自然環(huán)境的影響和預(yù)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(nèi)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(yīng)；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(nóng)業(yè)環(huán)境介質(zhì)中化學元素的分布、結(jié)合轉(zhuǎn)化、遷移循環(huán)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(guān)學科的關(guān)系 三、環(huán)境地化與其它學科間的關(guān)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(guān)學科有密切關(guān)系，因此要注意環(huán)境地球化學及各個學科在研究對象、內(nèi)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(chǎn)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(guān)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(shù)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(yīng)，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(chǎn)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(lǐng)域延伸或擴展的結(jié)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(chǔ)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(guān)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(chǔ)。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(diào)資源開發(fā)、發(fā)展經(jīng)濟和改善環(huán)境的綱領(lǐng)。編制區(qū)域環(huán)境規(guī)劃必須在環(huán)境目標和環(huán)境內(nèi)容上與區(qū)域規(guī)劃協(xié)調(diào)。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(nèi)環(huán)境物質(zhì)運移和凈化關(guān)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(zhì)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(jīng)濟社會對環(huán)境地球化學平衡關(guān)系的影響程度，必須了解不同區(qū)域、不同環(huán)境介質(zhì)中化學元素及化學物質(zhì)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(yīng)于環(huán)境學科發(fā)展所需要的“環(huán)境背景值

10、”的調(diào)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(yīng)研究地方性分布的疾病是典型的環(huán)境效應(yīng)。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(yīng)的差異。亦即不同地球化學環(huán)境類型的環(huán)境介質(zhì)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(nèi)環(huán)境條件、環(huán)境背景、污染物性質(zhì)及其人體健康和生物學效應(yīng)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(yīng)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(nóng)灌水質(zhì)標準、污泥施用標準、污染物排放總量及土壤污染預(yù)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(zhì)中重金屬和微量物質(zhì)的含量水平、分布規(guī)律、賦存狀態(tài)、運移特征、

12、轉(zhuǎn)化機制及其對生物學效應(yīng)的研究土壤植物系統(tǒng)污染生態(tài)學的研究環(huán)境質(zhì)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(shù)在環(huán)境地球化學領(lǐng)域的廣泛應(yīng)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(chǎn)生的原因及其發(fā)展演繹過程。因此應(yīng)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(zhì)。環(huán)境地球化學以其宏觀與微觀結(jié)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(guān)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(zhì)和地球化學的記錄，可預(yù)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)