地球化學(xué)第1講課件

1、環(huán)境地球化學(xué) (Environmental Geochemistry)礦物、巖石及地球化學(xué)教研室陳 亮Tel.mail:課程基本內(nèi)容用地球化學(xué)手段研究人類(lèi)與環(huán)境之間的關(guān)系環(huán)境地球化學(xué)主要研究三個(gè)方面:1. 人類(lèi)環(huán)境的化學(xué)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(xué)物質(zhì)對(duì)生物體和人體健康的影響。 有代表性環(huán)境公害事件的實(shí)例環(huán)境地球化學(xué) 第2頁(yè)課程簡(jiǎn)介面向地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)及工程地質(zhì)學(xué)等專(zhuān)業(yè)涉及的基礎(chǔ)課程及知識(shí)化學(xué)、地球化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科課程地球科學(xué)概論、古生物地史學(xué)、第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)及礦物、巖石學(xué)與地球

2、化學(xué)等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課環(huán)境科學(xué)及其相關(guān)學(xué)科的專(zhuān)業(yè)知識(shí)授課及學(xué)習(xí)方法講授與專(zhuān)題研討查閱文獻(xiàn)、綜合歸納、撰寫(xiě)專(zhuān)題報(bào)告或制作ppt環(huán)境地球化學(xué) 第3頁(yè)主要授課內(nèi)容課程內(nèi)容環(huán)境地化的研究?jī)?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(wèn)題 全球變化的地球化學(xué)研究方法人類(lèi)與地球化學(xué)環(huán)境的關(guān)系 環(huán)境地球化學(xué) 第4頁(yè)教材與文獻(xiàn)教材楊忠芳等，現(xiàn)代環(huán)境地球化學(xué)，北京：地質(zhì)出版社，1999中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所編，高等地球化學(xué)，北京：科學(xué)出版社，1998,379-433戎秋濤，翁煥新編，環(huán)境地球化學(xué)，北京：地質(zhì)出版社，1989文獻(xiàn)黃潤(rùn)華，賈振邦編，環(huán)境學(xué)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(xué)出版社，2000張?zhí)m生，方修琦，任國(guó)玉編著，全球變化，北京：高等教育出版社，2000戴樹(shù)桂主編，環(huán)境化學(xué)，北京：高等教育出版社，2000各類(lèi)專(zhuān)業(yè)刊物及有關(guān)文獻(xiàn)（CNKI, Elsevier, Springer, Wikipedia）環(huán)境地球化學(xué) 第5頁(yè)第1章：緒論本章主要內(nèi)容：環(huán)境地球化學(xué)的概念環(huán)境地球化學(xué)主要研究?jī)?nèi)容 環(huán)境地球化學(xué)與其它學(xué)科的相互關(guān)系 環(huán)境地球化學(xué)的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及有關(guān)問(wèn)題環(huán)境地球化學(xué) 第7頁(yè)第1

4、節(jié)：環(huán)境地化的概念及主要研究?jī)?nèi)容一、概念環(huán)境地球化學(xué)（Environmental Geochemistry） 是介于 環(huán)境科學(xué) 和 地球化學(xué) 之間的一門(mén)新興邊緣交叉學(xué)科，是研究化學(xué)元素在人類(lèi)賴(lài)以生存的周?chē)h(huán)境中的含量、分布、遷移以及循環(huán)規(guī)律的科學(xué)，并研究它們對(duì)人類(lèi)健康造成的影響以及人類(lèi)生產(chǎn)和消費(fèi)活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的地球化學(xué)規(guī)律造成的影響。同時(shí)，還研究全球變化極其對(duì)人類(lèi)的影響。環(huán)境地球化學(xué) 第8頁(yè)第1節(jié)：環(huán)境地學(xué)的概念及主要研究?jī)?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(píng)價(jià)原生環(huán)境的質(zhì)量，為改造原生環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)；研究個(gè)別元素和元素對(duì)的環(huán)境地球化學(xué)行為，亦即研究對(duì)人類(lèi)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(duì)人類(lèi)健康的影響；研究區(qū)域環(huán)境地球化學(xué)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(lèi)長(zhǎng)壽的環(huán)境地球化學(xué)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(xué)分類(lèi)、元素演化過(guò)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(píng)價(jià)以及人類(lèi)活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的影響和預(yù)測(cè)等；環(huán)境地球化學(xué) 第10頁(yè)第1節(jié)：環(huán)境地學(xué)的概念及主要研究?jī)?nèi)容研究人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境破壞和污染問(wèn)題，并闡明污染規(guī)律及其環(huán)境效應(yīng)；研究過(guò)去地球環(huán)境（特別是15萬(wàn)年以來(lái)）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(xué)和生物地球化學(xué)循環(huán)；研

6、究農(nóng)業(yè)環(huán)境介質(zhì)中化學(xué)元素的分布、結(jié)合轉(zhuǎn)化、遷移循環(huán)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。環(huán)境地球化學(xué) 第11頁(yè)第2節(jié)：環(huán)境地球化學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系 三、環(huán)境地化與其它學(xué)科間的關(guān)系總體上，環(huán)境地球化學(xué)從屬于環(huán)境科學(xué)分支。它與其它相關(guān)學(xué)科有密切關(guān)系，因此要注意環(huán)境地球化學(xué)及各個(gè)學(xué)科在研究對(duì)象、內(nèi)容、方法等方面的區(qū)別。環(huán) 境 地 球 化 學(xué)地球化學(xué)環(huán)境科學(xué)土壤學(xué)醫(yī)藥學(xué)生態(tài)學(xué)巖石學(xué)生物學(xué)物理化學(xué)礦物學(xué)環(huán)境地球化學(xué) 第12頁(yè)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(shì)2、環(huán)境地球化學(xué)與污染研究 時(shí)間二十世紀(jì)70-80年代。特點(diǎn)既研究天然產(chǎn)出的化學(xué)元素在環(huán)境中的地球化學(xué)行為及其與植物、動(dòng)物和人體健康的關(guān)系，更研究人為活動(dòng)釋

7、放的元素的地球化學(xué)行為及其影響；它不僅研究碳、氮、硫、磷等生命支撐元素；同時(shí)還研究由人為活動(dòng)釋放出進(jìn)入環(huán)境中的各種重金屬和毒性化合物。 這一時(shí)期環(huán)境科學(xué)的學(xué)術(shù)特征突出反映在兩個(gè)方面：一是它力圖對(duì)社會(huì)需要的充分滿(mǎn)足和適應(yīng)，環(huán)境科學(xué)把它自身的注意力幾乎全部投入到了人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)引起的局部地方性的或區(qū)域性的污染問(wèn)題上；其二是具有明顯的拼合性，即這一時(shí)期的環(huán)境科學(xué)基本上是傳統(tǒng)的地學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程學(xué)和社會(huì)科學(xué)的研究活動(dòng)向環(huán)境污染領(lǐng)域延伸或擴(kuò)展的結(jié)果。該時(shí)期特別是八十年代以來(lái)我國(guó)的環(huán)境地球化學(xué)研究得到蓬勃發(fā)展。環(huán)境地球化學(xué) 第14頁(yè)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(shì)3、環(huán)境地

8、球化學(xué)與全球環(huán)境變化研究時(shí)間二十世紀(jì)90年代以來(lái)。特點(diǎn)該時(shí)期全球環(huán)境變化研究成為當(dāng)今環(huán)境科學(xué)研究中的重大基礎(chǔ)研究前沿。因此，環(huán)境地球化學(xué)的研究活動(dòng)不僅包括地球化學(xué)環(huán)境與植物、動(dòng)物和人體健康，也包括人為活動(dòng)釋放入環(huán)境中的污染物的地球化學(xué)，而且還包括了全球環(huán)境變化的地球化學(xué)方面。環(huán)境地球化學(xué)的研究范疇實(shí)現(xiàn)了第三次擴(kuò)展或更新。環(huán)境地球化學(xué)已被理解為研究人類(lèi)賴(lài)以生存的地球環(huán)境的化學(xué)組成、化學(xué)作用、化學(xué)演化與人類(lèi)相互關(guān)系的科學(xué)。環(huán)境地球化學(xué) 第15頁(yè)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(shì)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(xué)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(kāi)發(fā)、發(fā)展經(jīng)濟(jì)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(biāo)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(yùn)移和凈化關(guān)系。通過(guò)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(hù)分區(qū)，闡明了環(huán)境污染過(guò)程及環(huán)境質(zhì)量狀況，提出了區(qū)域環(huán)境的對(duì)策建議。 環(huán)境地球化學(xué) 第17頁(yè)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(shì)區(qū)域環(huán)境背景研究為了評(píng)價(jià)人為經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)環(huán)境地球化學(xué)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(xué)元素及化學(xué)物質(zhì)的背景濃度水平。80年代以來(lái)以地球化學(xué)背景為基本概念，適應(yīng)于環(huán)境學(xué)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(xué)的熱點(diǎn)研究問(wèn)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(guó)環(huán)境地球化學(xué)工作者對(duì)地方病的環(huán)境病因作了大量研究，對(duì)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(jìn)行了環(huán)境地球化學(xué)病因研究，同時(shí)對(duì)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(xué)病因進(jìn)行了探索，揭示了許多有意義的現(xiàn)象。環(huán)境地球化學(xué) 第18頁(yè)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(shì)區(qū)域環(huán)境容量研究區(qū)域地球化學(xué)分異導(dǎo)致同一種化學(xué)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(xué)環(huán)境類(lèi)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(shí)際上是一個(gè)環(huán)境容量問(wèn)題。從地球化學(xué)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(xué)效應(yīng)的函數(shù)。對(duì)于確定的地域和污染物而言，環(huán)境容量是稀釋擴(kuò)散和凈化降解能力及其生態(tài)效應(yīng)的綜合評(píng)估。二十世紀(jì)80年代來(lái)，我國(guó)環(huán)境地球化學(xué)工作者分別對(duì)大氣、水體及土壤環(huán)境容量的具體含義、計(jì)算方法進(jìn)行了廣泛的討論，并在土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、農(nóng)灌水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、污泥施用標(biāo)準(zhǔn)、污染物排放總量及土壤污染預(yù)測(cè)等方面體現(xiàn)出較大的實(shí)際意義。環(huán)境地球化學(xué) 第19頁(yè)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(shì)2、環(huán)境地球化學(xué)理論問(wèn)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(yùn)移特征、

12、轉(zhuǎn)化機(jī)制及其對(duì)生物學(xué)效應(yīng)的研究土壤植物系統(tǒng)污染生態(tài)學(xué)的研究環(huán)境質(zhì)量變異地球化學(xué)原理的確立“環(huán)境界面地球化學(xué)”概念的提出核素示蹤技術(shù)在環(huán)境地球化學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用環(huán)境地球化學(xué) 第20頁(yè)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(shì)3、區(qū)域性典型環(huán)境研究解決區(qū)域性環(huán)境問(wèn)題首先要認(rèn)識(shí)這些問(wèn)題產(chǎn)生的原因及其發(fā)展演繹過(guò)程。因此應(yīng)在較大的時(shí)空尺度下，綜合多種環(huán)境要素的影響和變化，對(duì)比自然演化過(guò)程與人為干擾影響的份額，深入剖析其發(fā)生演繹機(jī)理，揭示問(wèn)題實(shí)質(zhì)。環(huán)境地球化學(xué)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(duì)比識(shí)別自然變化與人為干擾的關(guān)系等學(xué)科特長(zhǎng)，來(lái)認(rèn)識(shí)和解決典型區(qū)域的環(huán)境問(wèn)題 。環(huán)境地球化學(xué) 第21頁(yè)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(shì)4、過(guò)去全球變化中環(huán)境信息的提取提取過(guò)去全球歷史演變過(guò)程中地質(zhì)和地球化學(xué)的記錄，可預(yù)測(cè)未來(lái)地球環(huán)境的演變，并為評(píng)價(jià)現(xiàn)今的環(huán)境提供了對(duì)照的基準(zhǔn)。在過(guò)去歷史記錄的研究方法上，樹(shù)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(lèi)分析環(huán)境演變的豐富信息。環(huán)境地球化學(xué) 第22頁(yè)第3節(jié)：環(huán)境地化的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及發(fā)