1、 环境地质学复习 第一章 绪论 一、环境地质学的定义、研究对象与任务 环境地质学是地质科学中一门新兴的分支学科，也是环境科学的重要组成部分。它是应用地质科学、环境科学以及其它相关学科的理论与方法，研究地质环境的基本特性、功能和演变规律及其与人类活动之间相互作用、相互制约的关系的一门学科。研究对象： 是人类社会与地质环境组成的复杂系统。任务：在分析地质环境组成要素的特征和变化规律的基础上，研究人类活动与地质环境的相互关系，揭示环境地质问题的发生、发展和演化趋势，全面评价地质环境质量，提出地质环境合理开发、利用和保护的对策与方法，为实现人类社会、经济的可持续发展提供科学依据 二、环境地质学的研究内
2、容、研究方法 研究内容：全球变化的研究区域环境地质问题的研究（各章）资源开发环境地质问题的研究（三、四、五、六章）地质灾害研究与防治（八章）城市环境地质研究（七章） 重大工程建设的环境地质研究（七章）医学环境地质研究（九章）生态环境地质研究（各章）现代科学技术在环境地质学的应用研究 研究方法自然历史分析法 地球化学法 系统分析法 环境地质制图方法 模型模拟与预测方法 环境地质评价方法 现代科学技术方法 第二章 环境地质学的基本理论问题一、地质环境的内涵与基本特征二、环境地质作用 人类-地质环境系统中的地质环境与环境地质作用的基础概念内容。 1.如何理解地质环境概念？地质环境的基本特征有哪些？
3、地质环境系指岩石圈及其表层风化产物，包括地球岩石圈和表层风化层两部分地质体的组成、结构和各类地质作用与现象。 与人类的关系：是人类生存发展的基本场所，它构成了人类生活和生产条件的客观实体。 与其它环境的关系：地质环境与大气圈、水圈和生物圈及宇宙环境间的物质交换和能量流动（地质作用） 地质环境的基本特征：地质环境的容量 ：可用特定地质空间可能提供人类利用的地质资源量和对人类排放的有害废物的容纳能力来评价。地质环境的质量 ： 1.自然地质条件的稳定性； 原生地球化学背景； 地质资源的丰富程度； 抗人类活动干扰的能力； 受污染或受破坏的程度地质环境的相容性：是指地质环境对人类施加的某种干扰的适应性地
4、质环境的反馈作用：即地质环境受人类活动干扰后对这种干扰做出某种反应的作用。 2.举例说明什么是环境地质作用？环境地质作用主要指人类与地质环境间的相互作用，各种自然地质因素、自然地质现象对人类的作用，即自然地质作用；构造运动、地震作用、岩浆和变质作用。包括风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、负荷地质作用和硬结成岩作用。人类活动对地质环境的作用与反作用，即人为地质作用及上述地质环境的反馈作用。人为剥蚀地质作用；人为搬运地质作用；人为堆积地质作用；人为塑造地形作用；人为活动的其它地质作用。 3.如何解决人地关系危机？可持续发展的定义 “既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发
5、展。” 其基本含义是指在不损害后代满足其需要的前提下，追求一种最大限度地满足当代人们生产、生活需要的发展模式。 第三章 土地资源与地质环境1.解释 土壤、土地和土地资源等概念土壤：土壤是位于陆地表面具有肥力的能生长植物的疏松土层。包括矿物质（占土壤固体总量的 90%以上）、有机质（1-10%）、水分（土壤溶液）和空气。功能：自然资源； 保护环境的重要净化剂。 土地是具有一定面积的确定边界的地理单位。包括地质地貌、土壤、植被、微生物、湿热状况等自然要素，是由上述各要素共同作用而形成的自然综合体。 自然属性：面积；质量 社会经济属性 土地资源是指在一定时期内、在一定技术条件下能够被人类利用的土地。
6、它的范畴随着历史、社会、经济与技术等条件的变化而变化。关系：土壤是土地表层的重要组成部分，两者是整体与部分的关系。能被利用的土地为土地资源。 2.土地环境问题有哪些？（可以举出例子）如草场退化、森林破坏、水土流失、水环境恶化、土地沙质荒漠化、土地盐碱化、砖红壤和土壤板结、土地污染和耕地减少等。 3.水土流失及其防治水土流失是指地球陆地表层土壤、成土母质及岩石碎屑，在水力、风力、重力和冻融等外力作用下，发生各种形式的剥蚀、搬运和再堆积的过程。中国水土流失的特点：1.分布广、面积大；2.侵蚀形式多样、类型复杂；3.土壤流失严重；4.水土流失主要来源于坡耕地；5.开发建设加剧水土流失。水土流失的防治
7、对策：遵循水土流失规律，贯彻“预防为主，防治结合”和“工程措施、生态效应、社会效应和经济效益统筹兼顾“的原则 坚持治理与开发相结合、治山与治水相结合，对全流域统一规划、综合治理，因时、因地制宜，退耕还林还草； 加强沿河流域的山地灾害防御、农田基本建设和地方工程建设； 采取”上游保、中游挡、下游导“的措施 4.沙质荒漠化及防治措施土地沙质荒漠化是指在干旱、半干旱和部分半湿润地区，由于自然因素或者人类活动的影响，破坏了自然生态环境的脆弱平衡，使原非沙漠地区出现了以风沙活动为主要标志的、类似沙质荒漠景观的土地退化以及在沙漠地区发生的沙漠环境向外围前进扩展的过程。简言之，沙漠化就是沙漠的形成和扩张阶段
8、。沙质荒漠化是人类强烈经济活动与脆弱生态环境相互影响、相互作用的产物。 气候变异 和 人类活动 是沙质荒漠化的两个重要影响因素。人为活动：包括过渡放牧 (28.3%)、垦殖 (25.4%) 、采樵（ 31.8%)以及工矿与城市建设 (9%)和 水资源利用不合理(5.5%)等加速荒漠化进程。防治：途径在于保护天然植被、建立人工植被，合理调整农业生产结构和布局，加强人工草场生态系统的建设，合理开发利用水资源。采取 农业、林草、水利和工程 等有效措施进行综合治理。 5.土壤盐碱化及其防治 土壤盐渍化（也称盐碱化）指土壤中积聚盐、碱且其含量超过正常耕作土壤水平，导致作物受到伤害的现象。盐渍化是一种渐变
9、性地质灾害，它是盐分在地表土层中逐渐富集的结果。由于人类不合理灌溉造成的盐渍化过程，成为次盐渍化，其形成的盐渍土，称为次生盐渍土。中国西北地区：含盐分的地表水以地面蒸发消耗为主； 盐分被水带入湖泊和洼地，渗入地下，随毛细作 用上升地表；沿海地带：海水入侵或海岸的退移平原地区：河床淤积抬高或修建水库，使沿岸地下水位升高影响因素：干旱气候是土壤盐渍化的主要外界因子；地形地貌也影 响盐渍化程度。人为因素：灌溉用水管理不善防治对策：采取水利措施与农业生物措施相结合的技术途径，推广节水灌溉技术和渠道防渗、防漏技术，提高水资源利用效率，防止地下水抬升；改良盐碱地，改善土壤理化性质和空气、水分状况，增强有益
10、微生物活动，提高肥力。 第四章 水资源与地质环境1.水资源及其特征狭义上指人类能够直接使用的淡水，即自然界水循环过程中，大气降水落到地面形成径流，流入江河、湖泊、沼泽和水库中的地表水，以及渗入地下的地下水。以径流量表示水资源的数量。广义上是指人类能够直接和间接使用的各种水和水中物质，在社会生产中具有使用价值的水都可称为水资源。它包括地球上所有的淡水和咸水，即包括天然水，也包括人类利用工程或生物措施处理更新中的水（中水）。水资源的特征 储量的有限性； 补给的循环性； 时空分布的不均匀性； 用途的不可替代性； 利用不当的危害性。2.水体污染有关的几个概念水体：自然界水的积聚体。水、溶解物、悬浮物、
11、底质和水生生物等水环境：地球上分布的各种水体以及与其密切相连的诸要素如河床、海岸等 水体污染：当进入水体的污染物质超过水体的环境容量或水体的自净能力，使水质变坏，从而破坏了水体的原有价值和作用的现象。水质：是指水和其中所含的杂质共同表现出来的综合特性。污水的水质指标： 主要有 pH 值、悬浮物、有机物浓度 （ BOD、 COD、 TOC 等）、污水的细菌污染指标 （细菌总数、大肠菌群个数）、有毒物质指标 （铅、汞、铬等）。 主要污染物： 需氧 污染物、 植物营养物 、 重金属 、有毒化合物、 酸、碱与无机盐类、 漂浮物、放射性物质、病原微生物和致癌物、工业废热水等。2.水体污染机制 污染物的性
12、质、污染源大小及收纳水体=水体自净+水体污染 3.水资源开发的负环境效应有哪些？ 区域地下水位下降、地面沉降 、海水入侵4.简述地面沉降的形成机制及防治对策地面沉降是指某一区域内由于各种原因导致的地表浅部松散沉积物压实加密引起的地面标高下降的现象，又称地面下沉或地陷。特点是波及范围广、下沉速度缓慢、以垂直运动为主，不易觉察，危害大。地面沉降形成机制：土体覆盖层荷载引起的 总应力 由土壤孔隙中的水（ 孔隙水压力 pW，中性压力）和土颗粒（ 有效压力 ， pe)共同承担。水位降导致孔隙水压力减少，导致土中有效压力的等量增加，结果引起粘土层产生次生固结压密；水位降减少水的浮托力，并产生附加应力（相当
13、于水位降的水柱重量），含水砂层排水固结，含水砂层压密下沉。粘土层的固结变形和砂层的压密变形的相互叠加造成了地面沉降。地面沉降治理：限制和压缩地下水开采量 ： 人工补给地下水（人工回灌）；地面沉降区治理。 5.海水入侵的形成机制是什么？海水入侵是由于滨海地区地下水动力条件发生改变，引起海水或高矿化度咸水向陆地淡水含水层运移而发生水土侵入的过程和现象，又称盐水入侵、海水内浸、咸水入侵等。海水入侵的机制：是咸淡水相互作用、相互制约的复杂的流体动力学过程。自然状态下，含水层中的咸水、淡水维持相对稳定的平衡状态。地下淡水浮托在海水或咸水之上，形成过渡带或临界面。大量开采地下水使淡水压力降低，临界面向陆地
14、方向移动，原有平衡被打破，含水层中淡水的储存空间被海水取代，造成海水入侵。防治对策：合理开采地下淡水资源、人工回灌、阻隔水流、监测预测。 6.水资源开发的正环境效应有哪些？ 控制土壤返盐 调蓄地下库容；改善水质：第五章 矿产资源开发与地质环境1.矿产资源的概念及其特征矿产资源 ：指所有埋藏于地壳中或出露于地表， 可被人们开采利用 的 矿物质聚集体 。广义的矿产资源 指在内外力地质作用下，元素、化合物、矿物和岩石相对富集，人类开采后能得到有用商品的物质形态和数量。狭义的矿产资源 是指自然界产出的物质在地壳中富集成具有开采价值或潜在经济价值的形态和数量。矿产资源一般包括： 能源资源 即矿物燃料和核
15、燃料； 原料资源 有金属原料（金属矿产）和非金属原料（非金属矿产）。 特征：不均匀性（地区分布）、有限性、相对性及生态性。 2.露天采矿对地质环境的影响有哪些？露天开采对环境的影响：泉水枯竭、河水改道、边坡失稳发生崩塌、滑坡；矿山剥离堆土及矿渣堆积占用土地；淤塞河道、导致水患和矿山泥石流； 矿山三废造成的土壤、水体及大气污染；破坏地貌景观，形成矿山荒漠化，加速水土流失等。 3.露天矿边坡失稳及防治原则（边坡稳定性） 露天矿边坡的破坏主要有两大类：具有明显滑动面的边坡失稳破坏和蠕动-坍塌变形破坏。边坡岩土体中软弱结构面的发育程度及其组合关系是控制露天矿边坡稳定性的主要地质因素. 以预防为主，综合
16、整治。在边坡开挖和采矿过程中，应及时排除地表水、深降强排地下水，减少爆破次数、降低爆破强度，合理确定不同深度岩体的边坡角，适时修正边坡轮廓，提高边坡稳定性等。对大型采矿边坡，还需构筑抗滑挡土墙、抗滑桩、灌注水泥砂浆及减载、排水等工程措施。 边坡的稳定性：边坡一般是指具有倾斜坡面的土体或岩体，由于坡表面倾斜，在坡体本身重力及其他外力作用下、整个坡体有从高处向低处滑动的趋势，同时，由于坡体土(岩)自身具有一定的强度和人为的工程措施，它会产生阻止坡体下滑的抵抗力。一般来说，如果边坡土(岩)体内部其一个面上的滑动力超过了土(岩)体抵抗滑动的能力，边坡将产生滑动，即失去稳定；如果滑动力小于抵抗力则认为边
17、坡是稳定的。 4. 地下采矿对地质环境的影响？地下采矿对地质环境的影响主要表现为：地下采掘开挖引起地面开裂与沉陷；矿坑疏干排水造成地面塌陷、泉水枯竭、河水 断流及区域地下水位下降；深井排水或注水诱发地震。5.采矿引起地面塌陷的机制？（p92) 6.采矿诱发地震的机制？1.诱发构造型矿震：是因采矿导致断层的复活和弹性能量的提前释放造成的地震。进一步分为采矿直接引起矿震和抽水采矿诱发矿震两类。一、采矿直接引发矿震是由于采矿使地下应力失去平衡而诱发的地震。采矿形成的自由空间使采空区周围的岩体由原来的三向受压变成两向受压或单向受压，引起应力的重分布，在采空区范围内沿原有断裂形成应力集中地段，促使地壳岩
18、体应变能力提前分散释放，诱发地震。二、采矿抽水也可诱发地震 。抽水后，断裂面失去水压而发生卸荷作用，形成偏差应力。当偏差应力大于断面的抗剪强度时，即诱发地震。2.诱发塌陷型地震多起因于采空区和顶板陷落 。地震波由顶板块体脱落敲击底板而产生，矿震分布范围较小，震源极浅，大多处于开采平面上。 岩爆又称冲击地压，是指承受强大地压的脆性煤，矿体或岩体，在其极限平衡状态受到破坏时向自由空间突然释放能量的动力现象，是一种采矿或隧道开挖活动诱发的地震。在煤矿、金属矿和各种人工隧道中均有发生。 5. 矿山地质环境治理的基本原则1.立法原则（法律确定责任、法规明确环境质量标准） 2.生态风险评价原则 3.最少量
19、化原则 4. 资源化原则5.无害化原则 6.生态系统的恢复和重建原则 第 六章 能源与地质环境1.能源及其分类 是指能为人类利用并可获得能量的资源。包括：提供某种形式能量的物质资源（矿物燃料）; 和某种物质的运动形式（风力、水力、太阳能）。一次能源 :自然界现已存在，可以直接使用而不改变其基本形态的能源 .如煤炭、石油、天然气、水力、太阳辐射等二次能源 :由一次能源加工转换得到的产品能源。如电能、汽油、沼气（ CH4 )、火药、酒精等。可再生能源 ; 指不会随人类的开发利用而递缩的能源，既能够重复产生的自然资源 . 水力、潮汐、太阳辐射、风力、地热等 .不可再生能源 ;指经过漫长的地质年代生成
20、，一旦使用在短期难以再生成的能源 . 如化石燃料、核燃料等。常规能源 ;指在一定历史时期和科学技术水平下，已经被人类广泛应用的能源 . 煤炭、石油、天然气、水力、核裂变材料等 .新能源 ;由于科学技术进步新发现的能源资源或利用先进技术新开发的能源产品；以新的方式利用的能源 . 太阳能、地热能、海洋能沼气、风能等 .2.什么是能源环境问题？能源环境问题就是指人类在开发和利用能源过程中对环境造成的危害，以及这种危害反过来对人类社会的影响。它包括生态环境的破坏和环境污染两个方面。目前，全球主要能源环境问题有：温室效应、酸雨、臭氧层破坏、烟雾和热污染等。 3.什么是温室效应？CO2变化的主要原因是什么
21、？温室效应：大气中的某些组分，如 CO2、H2O 等气体能让太阳短波辐射通过，但却可以强烈吸收长波辐射，就像温室中的玻璃一样，使地表大气温度提高，所以称为温室效应。二氧化碳变化的主要原因为：矿物能源总消耗量大幅增加；大面积森林及植被破坏。 第七章 人类活动与地质环境 1.大型水利水电工程对地质环境的影响和破坏的主要表现是什么？大型水利水电工程对地质环境的影响和破坏主要表现： 地形地貌的改变、水利工程影响区水文地质条件的变化及其环境影响、水库岸坡失稳、水库淤积、水库渗漏与浸没、水库诱发地震、大坝下游引水灌溉区土壤盐渍化2.什么是水库边岸再造？影响因素有哪些？水库蓄水后库区水文条件急剧变化，在库岸
22、斜坡与库水相互作用过程中因库岸失稳塌落和岸边淤积而引起的岸坡形态的改变称为水库边岸再造。（饱水，动水压力，波浪冲刷）主要：岸坡坍蚀 岸坡崩滑破坏 大型水利水电工程环境地质问题 水库边岸再内在因素：库岸地貌形态、（高陡）斜坡岩土体的性质、岸坡结构、地下水类型、库岸植被覆盖程度 岸边人工建筑物的分布。外在因素：库水动态、风浪特性、大气降水,库面浮冰3.与城市化过程相关的环境地质问题有哪些？与城市化过程相关的环境地质问题很多：区域地壳稳定性问题、地基稳定性问题、深基坑开挖引起的边坡稳定性问题、水质污染及水资源保护问题（水环境问题）、城镇固体废弃物处置问题、城市地质灾害、城市土地利用与规划等。4.城市
23、化带来的水问题有哪些？（一）城市水灾害问题致灾能量增大、损失增加 洪水 城市最普遍的水患困扰是城市遭受暴雨的自适应能力。（二）城市水资源短缺水资源不足：区域性地下水位下降.北方城市：地面沉降，洪涝灾害。沿海城市：海水入侵、地下水咸化（三）城市水污染问题 第八章 地质灾害1.地质灾害及其内涵;地质灾害是指由于地质作用（自然的、人为的或综合的）使地质环境产生突发的或累进的破坏，并造成人类生命财产损失的现象或事件。地质灾害的内涵包括两个方面：致灾的动力条件和灾害事件的后果。动力条件：包括内动力地质作用和外动力地质作用，还包括人为活动对地球表层系统的作用，及人为地质作用。后果：只有对人类生命财产和生存
24、环境产生影响或破坏的地质事件才是地质灾害。 2.中国地质灾害的分布规律是什么？ 海拔 4000m 以上的青藏高原、寒冻作用普遍，冻胀、融沉、泥流、雪崩等灾害发育；（高原区） 第一级和第二级阶梯地貌过渡带，地形切割强烈，山地地质灾害，如滑坡、崩塌、泥石流、水土流失分布广泛，灾度也高；（中部地区） 西北诸省土地荒漠化作用强烈； 东部平原除土地盐渍化外，地面沉降、 岩溶塌陷、地裂缝广泛发育，沿海诸省，海水入侵、海岸侵蚀等强烈发育。 3.描述地震的参数概念？地震震级：以地震过程中释放出来的能量总和来衡量，释放出来的能量越大则震级越高。一次地震只有一个震级，1-1.5mg/L,产生斑釉齿；3-6mg/L
25、 产生氟中毒，引起骨骼变形，称为氟骨症； 10mg/L，可致产生致残的氟中毒。 大骨节病：大骨节病是一种地方畸形骨关节病。主要发生在儿童和少年中，其症状为关节疼痛，关节增粗变形，运动障碍和肌肉萎缩，严重影响人们的劳动和生活。这在我国民间有“柳拐子”、“大罗拐”之称 生物地球化学说：大骨节病是矿物质代谢障碍性疾病，是由于病区的土壤、水及植物中某些元素缺少、过多或比例失调所致。环境中缺乏 Ca、S、Se 等元素或金属元素 Cu、Pb、Zn、Ni、Mo 等过多可致病；环境中元素比例失调，如 Sr 多 Ca 少、Se 多SO42-少或 Si 多 Mg 少等也可致病。此外，大骨节病与环境中腐殖酸含量高有
26、关。 克山病的环境地球化学病因说：克山病与饮水中腐殖酸过量有关。腐殖酸可能通过两种途径引起克山病：一种是腐殖酸可与多种元素形成络合物或螯合物，它们影响人体对 Se、Mn、Mg 等元素的吸收，导致人体缺乏这些微量元素而致病；另一种可能因某种低分子腐殖酸的毒性直接损害心肌而致病。此外，环境中亚硝酸盐、Ba 含量高，也可引起中毒，导致克山病的发生。 过量的氟摄入可使人体的钙磷代谢平衡受到破坏，过量的氟可与钙结合沉积于骨骼和软组织中，血钙因而降低，导致甲状旁腺功能增强，溶骨细胞活性增高，促进溶骨和骨吸收。氟化钙的形成也影响牙齿钙化，造成牙冠钙化不全，牙釉质受损。负离子与钙、镁离子结合，可导致烯醇化酶、
27、酮戊二酸脱氢酶、胆碱酯酶等的活性抑制，促进氟中毒的发生。 第十章1.环境地质调查的目的是什么？环境地质调查的目的是通过对区域地质环境条件和由自然地质作用及人类活动引起的环境地质问题的调查研究，评价预测资源开发与国土整治的环境地质条件，论证重大区域性环境地质问题和有关地质灾害的地质环境背景，拟定地质环境保护对策，为区域经济与社会可持续发展、生态环境建设与地质环境保护提供科学依据。 2.环境地质质量评价环境地质质量评价，系指经过人的综合分析，按照一定的标准，采用适当的方法措施，求得环境地质质量的过程。它是环境地质研究的重要任务之一(图 131)。地质环境的区域性特点，决定了环境地质质量评价的任务就
28、是充分揭示地质环境的区域性差异规律。 地质环境质量，一定程度上，是由地球物理因素和地球化学因素决定的。 区域地质环境质量评价区域地质评价的重点：地质环境条件的区域规律、地质灾害、区域地壳稳定性和人类活动对地质环境的影响区域地质评价的内容： 各种工程建筑活动、开发矿产活动、农业生产活动、综合活动和地质灾害等五个方面。 环境地质区划 环境地质区划就是根据地质环境结构特征要素和功能性质等进行区域划分，指出各区域的有利因素和不利因素，使人类活动能充分地利用有利的地质环境条件，合理避开或限制不利条件 ，建立减轻自然灾害系统工程。 环境地质区划原则，应是根据地质环境特征、人类活动方式、环境地质问题和开发利用与保护改善方向、措施的差异性，作为区划的基本原则。 环境地质图图系应反映的内容：大致包括以下几个方面：地质环境(包括地质资源)的基本条件，地质环境对人类生存和发展的制约作用，人类开发利用地质环境和地质资源的状况；内外动力地质作用及其引发的地质灾害与环境地质问题；水资源、矿产资源、能源等开发利用的环境地质问题和地质灾害：各类工程建设与地质环境的相互作用及主要环境地质问题；废弃物的处理、处置及对地质环境的污染；开发利用地质资源与保护地质环境的对策措施。
