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1、第二十章第二十章 人类社会与地质环境人类社会与地质环境20112011年年2 2月月东华理工大学地球科学学院东华理工大学地球科学学院第二十章第二十章 人类社会与地质环境人类社会与地质环境第一节第一节 环境地质学概述环境地质学概述 第二节第二节 人类的地质作用人类的地质作用 第三节控制人口第三节控制人口 珍惜资源珍惜资源 保护环境保护环境第二十章第二十章 人类社会与地质环境人类社会与地质环境 环境、人口和资源环境、人口和资源并列为当今世界最突出和急并列为当今世界最突出和急需解决的三大难题。因此，需解决的三大难题。因此，6060年代末环境地质学年代末环境地质学应运而生，成为发展最迅速的新学科。应运
2、而生，成为发展最迅速的新学科。 南极上空的南极上空的臭氧层空洞臭氧层空洞是人类生存环境恶化是人类生存环境恶化的标志，的标志，温室温室(greenhouse)(greenhouse)效应效应导致了全球气温导致了全球气温和海平面的升高，频繁的和海平面的升高，频繁的地震和火山活动地震和火山活动，洪灾洪灾与干旱与干旱，已经对人类的生存环境构成了严重威胁。，已经对人类的生存环境构成了严重威胁。 臭氧层空洞特征：臭氧层空洞特征： 1. 1. 面积大；面积大； 2. 2. 太空紫外线长驱直入，是构成生命威胁的巨大污太空紫外线长驱直入，是构成生命威胁的巨大污染源；染源； 3. 3. 出现在每年春季，持续时间约
3、出现在每年春季，持续时间约2 2周；周； 4. 4. 规模和形状可变化，一般为一个不规整的园洞，规模和形状可变化，一般为一个不规整的园洞，但但0202年出现双洞；年出现双洞； 5. 5. 成因机理尚未搞清楚。成因机理尚未搞清楚。 温室温室(greenhouse)(greenhouse)效应：效应： 1. 1. 已经使近年全球气温上升了已经使近年全球气温上升了1-21-2度；度； 2. 2. 和剧增的人类城市化及其工厂烟囱的热体排放、和剧增的人类城市化及其工厂烟囱的热体排放、车辆尾气排放、人口剧增、人类用气用电等有关；车辆尾气排放、人口剧增、人类用气用电等有关； 3. 3. 是人类生存环境恶化的
4、一个主要的人为因素。是人类生存环境恶化的一个主要的人为因素。 中国一号冰川的后退数字以及全球海平面变化规律表明，显著的中国一号冰川的后退数字以及全球海平面变化规律表明，显著的全球温室效应是从全球温室效应是从7777年或年或7878年开始的，一直持续到今天。年开始的，一直持续到今天。 全球大气中全球大气中SOSO4 4成分监测表明，北纬区人口多，大气污染严重且持成分监测表明，北纬区人口多，大气污染严重且持续上升；南纬区人口少，大气污染不明显，平滑稳定。续上升；南纬区人口少，大气污染不明显，平滑稳定。必须高度重视环境恶化问题，善待地球就是善待人类自己。必须高度重视环境恶化问题，善待地球就是善待人类
5、自己。乌鲁木齐南乌鲁木齐南 “中国一号冰川中国一号冰川” (25年来已经退缩年来已经退缩25米米)土地沙漠化土地沙漠化:不断扩大的砂山不断扩大的砂山(新疆托克逊新疆托克逊)洁净的能源：亚洲最大的乌鲁木齐风力发电站洁净的能源：亚洲最大的乌鲁木齐风力发电站新疆哈密市三道岭露天煤矿侏罗系背斜新疆哈密市三道岭露天煤矿侏罗系背斜新疆富蕴县可可托海露天伟晶铍矿新疆富蕴县可可托海露天伟晶铍矿 云南兰坪县金顶铅锌矿云南兰坪县金顶铅锌矿 第一节第一节 环境地质学概述环境地质学概述 一、一、基本概念基本概念 环境环境是指人类赖以生是指人类赖以生存的周围事物存的周围事物大气、水、大气、水、土地、岩石、矿产、森林、土
6、地、岩石、矿产、森林、山脉、动物和植物等的总山脉、动物和植物等的总称。称。地质环境地质环境是指是指大气圈、水圈、生物圈大气圈、水圈、生物圈和科学技术研和科学技术研究可及的究可及的岩石圈岩石圈之之总称总称，它又称为，它又称为自然环境自然环境。环境地质学环境地质学是研究是研究人类人类经济经济活动活动与与地质环境地质环境之间之间相相互作用、相互影响互作用、相互影响的学科。的学科。二、二、环境地质学的研究内容环境地质学的研究内容1.1.城市地质学城市地质学 2.2.灾害地质学灾害地质学 3.3.资源地质学资源地质学4.4.废物处置地质学废物处置地质学 5.5.医学地质学（地方病）医学地质学（地方病）
7、6.6.旅游地质学旅游地质学 7.7.军事地质学军事地质学 8.8.环境法规环境法规1)1)主要由主要由自然自然地质作用地质作用引起的引起的原生原生地质环境地质环境 ( (地震、火山等地震、火山等) )2)2)主要由主要由人类活人类活动动造成的造成的次生次生地地质环境质环境 ( (地下水、地下水、大气污染大气污染 ) )其包括以下其包括以下分支分支：第二节第二节 城市兴衰与地质环境城市兴衰与地质环境 （一）城市兴衰的地质因素（一）城市兴衰的地质因素 城市的兴衰城市的兴衰与与地质环境地质环境有着密切的关系有着密切的关系 1 1）地质环境变化较小，稳定兴盛的城市）地质环境变化较小，稳定兴盛的城市
8、2 2）随地质环境演变而变迁的城市）随地质环境演变而变迁的城市 3 3）随地质环境变化多次兴衰并重建的城市）随地质环境变化多次兴衰并重建的城市 4 4）因地质环境巨变而衰亡的城市）因地质环境巨变而衰亡的城市 5 5）因发现丰富的地质资源而诞生的现代化城市）因发现丰富的地质资源而诞生的现代化城市 选择新城址要考虑到新城址的选择新城址要考虑到新城址的区域地质区域地质稳定性稳定性、资源供给资源供给以及以及地形地貌地形地貌因生存环境恶化而废弃的女儿国遗址因生存环境恶化而废弃的女儿国遗址因生存环境恶化而废弃的女儿国遗址因生存环境恶化而废弃的女儿国遗址( ( ( (新疆库车新疆库车新疆库车新疆库车) )
9、) ) 克孜尔千佛洞（新疆库车）克孜尔千佛洞（新疆库车）烽火台遗迹（新疆玛纳斯）烽火台遗迹（新疆玛纳斯） （二）城市规划的地质因素（二）城市规划的地质因素 城市用地选择是城市规划地重要工作内城市用地选择是城市规划地重要工作内容，地质环境又是决定城市用地选择的主要因素：容，地质环境又是决定城市用地选择的主要因素： 1 1）岩、土体类型）岩、土体类型 2 2）水文地质条件）水文地质条件 3 3）地形及地貌条件）地形及地貌条件 4 4）城市地质作用）城市地质作用 （三）城市建设的地质因素（三）城市建设的地质因素 1 1）地基选择，）地基选择，2 2）城市地下空间的开发利）城市地下空间的开发利用，用，
10、3 3）城市地质灾害防治，）城市地质灾害防治，4 4）城市废物处置，）城市废物处置，5 5）城市供水，城市供水，6 6）建筑材料供给。）建筑材料供给。广东仁化县广东仁化县垮塌构造现象垮塌构造现象新疆玛纳斯第四系中逆断层新疆玛纳斯第四系中逆断层 虎丘斜塔（虎丘斜塔（959-961）7层层8面，面， 重重6000吨。残高吨。残高47.7m, NE斜斜2.34m（2049,最大最大3049）比萨斜塔（比萨斜塔（1174-1283）8层圆形，塔层圆形，塔高高55.863m。8层底层底48.552m处，塔东处，塔东偏偏4.545m(5021), 8层顶层顶56.705m处处, 东偏东偏6.785m (6
11、049).第三节第三节 人体健康与地质环境人体健康与地质环境 一、人体的元素组成一、人体的元素组成 构造人体生命的元素可分三类：构造人体生命的元素可分三类： 1) 1)生命机体不可缺少的宏量元素生命机体不可缺少的宏量元素：氧、碳、氢：氧、碳、氢、钾、钠、钙、镁、硫、磷和氯，占人体重量、钾、钠、钙、镁、硫、磷和氯，占人体重量99.9599.95 2) 2)生命机体所必需，稍有过剩或不足将有损健生命机体所必需，稍有过剩或不足将有损健康的元素康的元素( (主要是微量元素主要是微量元素)(0.01%)(4000m4000m），），此外还要注意人类活动、洋流方向、流速、海浪、风此外还要注意人类活动、洋流
12、方向、流速、海浪、风力、风向等因素。力、风向等因素。二、放射性废物处置的地质环境二、放射性废物处置的地质环境 第五节人为地质作用第五节人为地质作用 一、一、对地壳的侵蚀（破坏）作用对地壳的侵蚀（破坏）作用人类活动已超过某些自人类活动已超过某些自然地质营力，成为一种特殊然地质营力，成为一种特殊的、巨大的地质营力，有人的、巨大的地质营力，有人称为第三地质作用。称为第三地质作用。 人类的地质作用及造成的破坏分为以下几个方面：人类的地质作用及造成的破坏分为以下几个方面：在采掘固体矿产，开采石油、在采掘固体矿产，开采石油、天然气和地下水，建设地下工程天然气和地下水，建设地下工程的过程中，人类破坏了地壳的
13、结的过程中，人类破坏了地壳的结构和构造，改变了岩石的空间分构和构造，改变了岩石的空间分布状态、地应力状态以及地下水布状态、地应力状态以及地下水系，造成了以下恶果：系，造成了以下恶果： 1.1.地面沉降；地面沉降；2.2.咸水入侵；咸水入侵； 二、二、对地表的侵蚀（改造）作用对地表的侵蚀（改造）作用 人类为了各种需要而改变地表的人类为了各种需要而改变地表的形态，形成各种人为景观，如围海造形态，形成各种人为景观，如围海造田、水库、河流改道以及修建了大量田、水库、河流改道以及修建了大量的工程建筑、铁路和公路。造成了地的工程建筑、铁路和公路。造成了地壳应力状态、地表形态及地下水系的壳应力状态、地表形态
14、及地下水系的改变，破坏了生态平衡，使环境恶化：改变，破坏了生态平衡，使环境恶化： 1.1.诱发地震；诱发地震；2.2.滑坡、泥石流；滑坡、泥石流；3.3.土地沙漠化；土地沙漠化；4.4.土土壤盐碱化；壤盐碱化；5.5.水土流失。水土流失。三、三、废弃物的堆积（排放）作用废弃物的堆积（排放）作用 大气污染带来大气污染带来的环境问题的环境问题 臭臭氧氧层层破破坏坏问问题题 人类生产和生活产生的大量废弃物。有固体的、人类生产和生活产生的大量废弃物。有固体的、液体的、气体的，无论何种废弃物，都可能严重地污染液体的、气体的，无论何种废弃物，都可能严重地污染水圈、破坏大气，危害人类健康：水圈、破坏大气，危
15、害人类健康： 1.1.地下水污染；地下水污染；2. 2. 大气污染，大气污染，酸雨问题酸雨问题温温室室效效应应问问题题第五节第五节 人为地质作用人为地质作用 由人类地质活动造成的环境恶化。由人类地质活动造成的环境恶化。 一、地面沉降一、地面沉降 局部地表的缓慢降低，主要是过量抽取地下水以局部地表的缓慢降低，主要是过量抽取地下水以及地下矿藏采空后，地下静压力失去平衡而造成上覆及地下矿藏采空后，地下静压力失去平衡而造成上覆岩层下层。岩层下层。 二、咸水入侵二、咸水入侵(saltwater intrusion)(saltwater intrusion) 因地下水位下降或咸水侵入地下淡水层，使地因地下
16、水位下降或咸水侵入地下淡水层，使地下淡水咸化，称为咸水入侵，包括地下淡水层与咸水下淡水咸化，称为咸水入侵，包括地下淡水层与咸水层串层和海水入侵。层串层和海水入侵。 三、地下水污染三、地下水污染(groundwater pollution)(groundwater pollution) 地下水水质因认为因素而恶化称为地下水污染。地下水水质因认为因素而恶化称为地下水污染。 四、海平面上升四、海平面上升四、海平面上升四、海平面上升 海平面上升的人为因素：海平面上升的人为因素：海平面上升的人为因素：海平面上升的人为因素：1 1 1 1）温室效应使全球气温）温室效应使全球气温）温室效应使全球气温）温室效
17、应使全球气温升高，升高，升高，升高，2 2 2 2）过量开采地下水及地下矿产造成沿海城市）过量开采地下水及地下矿产造成沿海城市）过量开采地下水及地下矿产造成沿海城市）过量开采地下水及地下矿产造成沿海城市地面下降，地面下降，地面下降，地面下降，3 3 3 3）人类经济活动造成大量陆地岩土碎屑）人类经济活动造成大量陆地岩土碎屑）人类经济活动造成大量陆地岩土碎屑）人类经济活动造成大量陆地岩土碎屑随水流进入海域，随水流进入海域，随水流进入海域，随水流进入海域，4 4 4 4）海水因温度升高而体积膨胀。）海水因温度升高而体积膨胀。）海水因温度升高而体积膨胀。）海水因温度升高而体积膨胀。 五、土地沙漠化五
18、、土地沙漠化五、土地沙漠化五、土地沙漠化 过度农垦、过度放牧及过度樵柴，破坏生态平衡，过度农垦、过度放牧及过度樵柴，破坏生态平衡，过度农垦、过度放牧及过度樵柴，破坏生态平衡，过度农垦、过度放牧及过度樵柴，破坏生态平衡，导致和加剧土地的沙漠化导致和加剧土地的沙漠化导致和加剧土地的沙漠化导致和加剧土地的沙漠化(desertification)(desertification)(desertification)(desertification)。 六、土壤盐碱化六、土壤盐碱化六、土壤盐碱化六、土壤盐碱化 盐和碱在土壤表层迅速积累的过程称为土壤盐碱化。盐和碱在土壤表层迅速积累的过程称为土壤盐碱化。盐和
19、碱在土壤表层迅速积累的过程称为土壤盐碱化。盐和碱在土壤表层迅速积累的过程称为土壤盐碱化。 七、水土流失七、水土流失 土壤被风、流水侵蚀和冲刷而去，称为水土流土壤被风、流水侵蚀和冲刷而去，称为水土流失。失。 后果：后果：农田肥力下降、河湖淤积、洪水泛滥以农田肥力下降、河湖淤积、洪水泛滥以及生态环境恶化，可分为自然致因和人为致因。及生态环境恶化，可分为自然致因和人为致因。 八、诱发地震八、诱发地震 由人类活动诱发的地震称为诱发地震，如水库由人类活动诱发的地震称为诱发地震，如水库蓄水、采矿、废液深井处置和核爆炸等。蓄水、采矿、废液深井处置和核爆炸等。 九、矿产资源枯竭九、矿产资源枯竭 矿产资源是有限
20、的、不可再生的，随着人口的矿产资源是有限的、不可再生的，随着人口的快速增长，矿产资源面临枯竭的危险。快速增长，矿产资源面临枯竭的危险。 十、块体运动十、块体运动 泥石流灾害，山体滑坡等。泥石流灾害，山体滑坡等。第六节控制人口第六节控制人口 珍惜资源珍惜资源 保护环境保护环境一、严格控制人口增长一、严格控制人口增长 目前世界人口总数目前世界人口总数已经超过已经超过6060亿，地球已亿，地球已接近接近“人满为患人满为患”了。了。 二、二、合理利用地球资源合理利用地球资源三、三、减少破坏保护环境减少破坏保护环境 自然资源自然资源是是有限的有限的、绝大部分是、绝大部分是不能再生不能再生的。由的。由于世
21、界人口于世界人口快速增长快速增长，矿产资源被，矿产资源被急剧消耗急剧消耗，因而，因而矿产矿产资源资源枯竭枯竭已是人类已是人类面临的面临的重大问题重大问题。我们我们决不能决不能给给子孙后代子孙后代留下留下一个一个贫瘠的贫瘠的地地球球 一方面在一方面在人类活动人类活动中尽量中尽量减少减少对自然环境的对自然环境的破破坏坏。 另一方面另一方面提高提高技术手段技术手段，对各种，对各种自然灾害自然灾害给予给予及时、准确及时、准确地地预报预报并加以并加以控制控制，最大限度最大限度地地减少减少自然灾害自然灾害带来的带来的损失损失和和破坏破坏。我们只有一个我们只有一个地球，保护地球是地球，保护地球是人类永恒的主题。人类永恒的主题。 掌握环境地质学的概念及研究内容；了解人类活动对地球环境的破坏、改造和污染，明确保护环境、保护地球的意义与责任。学习重点：重点是环境地质学的研究内容。 作业及思考题：1.人类与地球是如何相互影响的？ 2.何谓环境地质学？有哪些主要内容？本章学习要求
