第十一章人與環(huán)境重力作用的災(zāi)害與防護地球化學(xué)場與人類健康環(huán)境污染與對策11.1重力作用的災(zāi)害與防護

重力作用的類型四種類型重力作用水-重力作用重力-水作用水下重力作用

重力作用塌陷：先決條件是地下有空洞或孔穴存在，在重力作用下，懸在孔洞之上的巖石突然塌陷，造成破壞。塌陷常發(fā)生在巖溶地區(qū)、礦區(qū)和一些有豎井巷道的工程區(qū)。崩落：發(fā)育在陡峭的、具有斷裂的斜坡上。在風(fēng)化作用中不斷加大的巖石裂縫最終不能抵抗重力的作用沿斜坡快速滑落。地震也是觸發(fā)快速崩塌的原因之一。蠕動：表層堆積物在重力作用下發(fā)生緩慢位移的現(xiàn)象。地下溶洞造成的塌陷崩落頂部巖層在蠕動作用下發(fā)生了彎曲變形重力褶皺

水-重力作用滑坡：是水-重力作用的最主要的形式?；率菑V泛發(fā)育于斜坡上的土體（可有巖石塊體參與）的移動；水破壞滑坡體和滑坡床之間的連結(jié)，使滑坡作用更容易發(fā)生；滑坡床：滑坡體沿其運動的一段斜坡；滑坡體運動：與崩落相比，滑坡體運動的速度非常緩慢；但運動的速度并非均勻的，時快時慢，有時還有很長的平靜期?；麦w的各種構(gòu)造單元1.坍塌類堆積2.塊體類堆積3.階梯狀滑坡體4.環(huán)狀滑坡體5.隆起丘6.頂部裂隙7.斷壁(滑坡壁)

8.塌陷9.滑坡床滑坡體：發(fā)生滑動的巖土混合體，相當(dāng)于圖中的1-5.典型的滑坡體重力-水作用在重力-水作用過程中，物質(zhì)的運動是以固體流的形式運動的，水扮演了重要角色。這種作用形式在暴雨季節(jié)或融雪季節(jié)最容易發(fā)生。泥石流：重力-水作用中最常見的一種形式。泥石流發(fā)生的條件，首先需要有不穩(wěn)定的堆積物，如風(fēng)化作用形成的倒石堆、斜坡面流搬運的坡積物等。泥石流堆積：未分選的各種不同粒度的碎屑物，可經(jīng)過地表流水進行第二次分選。泥流水下重力作用水下的重力作用：主要由不穩(wěn)定的沉積物在觸發(fā)因素的作用下形成的，通常以濁流的形式發(fā)生；發(fā)生在海底或湖底。重力作用的破壞和防護重力作用造成的破壞是地質(zhì)災(zāi)害中最為常見的一種類型，有些快速的崩塌是很難預(yù)測的，造成的危害也是很大的。1980年湖北省遠安縣鹽河池磷礦崩塌，部分山體從標(biāo)高700米處俯沖到標(biāo)高500米處的山谷，崩塌物體積約100萬立方米，覆蓋在南北長560米，東西寬400米的谷地中，最大巖塊有2700噸重，造成307人死亡。三峽鏈子崖危巖1963年意大利Vajont水庫發(fā)生的山體滑坡，2.5億立方米的滑坡體從水庫邊坡滑入水庫中，致使庫水漫出大壩，造成下游1500多人死亡。N2km大壩滑坡體前沿1960滑坡體位置滑坡壁位置Vajont水庫意大利Vajont水庫滑坡示意圖發(fā)生在猶他州Thistle鎮(zhèn)的這個滑坡阻斷了SpanishFork河，掩埋了6號高速公路和西部鐵路丹佛段的主干線。Thistle鎮(zhèn)也被這個堰塞湖所淹沒。造成經(jīng)濟損失4億美元，是美國歷史上經(jīng)濟損失最大的一次滑坡。奉節(jié)縣新縣城滑坡威脅下的建筑物奉節(jié)縣長途汽車站斜坡上建筑物的安全？滑坡破壞了奉巫公路雖然地殼運動在什么時候發(fā)生很難預(yù)測，但我們卻可以通過對重力作用的研究得知在什么地方容易發(fā)生地殼運動，從而可以采取針對性的措施，做到防患于未然。重力地質(zhì)災(zāi)害的防護首先要遵重科學(xué)，盲目行為是最大的危害。斜坡地表巖土的蠕動——鐵路的變形滑坡的保護措施泥石流保護網(wǎng)20.2地球化學(xué)場與人類健康由于地球物質(zhì)分布的不均勻性，在一些地區(qū)會形成某些元素的富集，這些元素的遷移、擴散就會形成一定的地球化學(xué)場。地球化學(xué)場包括了元素的正負異常。一些地方病的形成就是與某種元素的富集或缺失有關(guān)。元素的運移規(guī)律除了和元素的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)外，還和地形地貌、巖石的性質(zhì)、地下水的流向等多種地質(zhì)因素相關(guān)。骨痛病——鎘中毒，使人體喪失吸收磷和鈣的能力；侏儒癥——慢性骨關(guān)節(jié)病變，主要為鈣和鍶元素的缺乏；克山病——心肌損傷引起血液循環(huán)障礙，可能與硒元素缺乏有關(guān)；甲亢——俗稱甲狀腺腫大，與碘缺乏有關(guān)；氟地方病——既可以發(fā)生氟缺乏的病變，也可以發(fā)生氟中毒的病變。甲狀腺機能亢進氟中毒形成氟骨癥人體中的主要元素O——60%C——23%H——10%N——2.6%Ca——1.4%P——1.1%六種元素占人體總量的99.1%人體中的微量元素及其作用硅260細胞組織中鐵60造血、運氧 貧血氟37骨骼生長、牙齒 牙病、骨質(zhì)疏松鋅33新陳代謝 生長緩慢、傷口愈合慢銅1 在一些酶中存在 貧血、骨質(zhì)疏松、膽固醇升高碘0.2甲狀腺激素 甲狀腺腫大鎂0.2新陳代謝鉬0.1在一些酶中存在鎳0.1幫助鐵的吸收鈷0.02維生素B12

影響與B12一樣鉻0.03胰島素 糖尿病硒 新陳代謝 防治癌癥、心臟病、神經(jīng)系統(tǒng)砷18 作用不明重金屬離子常見的有鉛、汞、鎘、鉈等等常見巖石的化學(xué)成分根據(jù)區(qū)域地質(zhì)情況，通過對巖石地球化學(xué)特征的認識，可以有針對性地進行地方病的防治工作。20.3環(huán)境污染及對策11.3.1固體污染發(fā)生源產(chǎn)生的主要固體廢物礦業(yè)廢石、尾礦、金屬、廢木、磚瓦、水泥、砂石等冶金、金屬結(jié)構(gòu)、交通、機械等工業(yè)金屬、渣、砂石、廢模型、陶瓷、涂層、管道、絕熱和絕緣材料、污垢、廢木、塑料、橡膠、布、紙、纖維、填料、各種建筑材料、煙塵等食品加工業(yè)肉、谷物、蔬菜、硬果殼、水果、煙草等橡膠、皮革、塑料等工業(yè)橡膠、塑料、皮革、布、線、纖維、染料、金屬等石油化工工業(yè)化學(xué)藥劑、金屬、塑料、橡膠、陶瓷、瀝青、淤泥油氈、石棉、涂料等電器、電器儀器儀表等工業(yè)金屬、玻璃、木、橡膠、塑料、化學(xué)藥劑、研磨料、陶瓷、絕緣材料等紡織服裝工業(yè)布頭、纖維、金屬、橡膠、塑料等發(fā)生源產(chǎn)生的主要固體廢物造紙、林業(yè)、印刷等工業(yè)刨花、鋸末、碎木、化學(xué)藥劑、金屬填料、塑料等居民生活食物、垃圾、紙、布、木、金屬、塑料、玻璃、陶瓷、器具、庭院植物修剪物、碎磚瓦、臟土、灰渣、糞便、雜品等商業(yè)機關(guān)同上，另有管道、碎砌體、瀝青、其他建筑材料、各種有害廢渣、廢汽車、廢電器、廢器具等市政維護、管理部門臟土、碎磚瓦、樹葉、死禽獸、舊金屬、鍋爐灰渣、污泥等農(nóng)業(yè)秸稈、蔬菜、水果、果樹枝條、糠秕、人畜糞便、農(nóng)藥等核工業(yè)及放射性醫(yī)療單位金屬、含放射性廢渣、粉塵、污泥、器具和建筑材料等續(xù)表固體廢棄物的特點及其危害在自然條件影響下，固體廢棄物中的一些有害成分會轉(zhuǎn)入大氣、水體和土壤中，參與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，因而具有潛在的、長期的危害性。固體廢棄物對人類環(huán)境的危害是多方面的，從其對各環(huán)境要素的影響，主要表現(xiàn)為：侵占土地、污染土壤、污染水體、污染大氣。國家每年需要拿出大量的資金和寶貴的耕地處理垃圾，固體垃圾處理的主要途徑：垃圾分類：實現(xiàn)垃圾的減量化和資源的循環(huán)使用。無害化垃圾處理：垃圾焚燒爐、發(fā)電廠的粉塵變水泥等等。海洋傾倒：主要為一些不會造成污染的固體廢棄物，如拆除的房屋垃圾等，沿海城市常用的手段。垃圾填埋地的選擇及處理：基礎(chǔ)堅硬，下部有隔水層，如巖漿巖、結(jié)晶程度高的變質(zhì)巖、致密的粘土巖等。低地和地下水運動的下游地區(qū)，以防止污染擴散。地基處理，如在填埋地鋪水泥，塑料隔層等，尤其對有害物質(zhì)的處理。放射性垃圾采用深井或特殊處理的山洞集中存放。深井填埋的地質(zhì)構(gòu)造是有隔水層的向斜，也可以采用廢棄的鉆井。一個正在處理的垃圾填埋場環(huán)境地球化學(xué)“炸彈”自然環(huán)境有自己的承受能力和自然凈化過程，在自然過程允許的范圍內(nèi)可以進行正常的運作。超過這一范圍，自然過程即無法承受，但開始是并不容易被發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過一段時間的積累，由量變到質(zhì)變，污染就會猛然爆發(fā)，并且很難恢復(fù)。11.3.2水污染主要來自人為污染，是人為排入水體的污染物質(zhì)超過了水的自凈能力，使水的組成及水質(zhì)發(fā)生變化，造成生物生存條件惡化，對人類生活和健康帶來不良影響的現(xiàn)象。是目前最為嚴重的污染問題，主要污染源來自工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。可以通過地面徑流和地下水滲流擴散。水污染工業(yè)污染有機物和無機物污染：有機物污染是工業(yè)污染中最為嚴重的，造紙、制革是中國污染最嚴重的兩大污染源，主要是小企業(yè)，有機磷污染。無機物污染：主要來自各種重金屬、非金屬有毒物和酸、堿物質(zhì)。金屬有毒物主要為汞、鉻、鎘、鉛、鎳、銅、鋅、鈷、錳、鈦、釩、鉬和鉍等。非金屬有毒物主要有砷、氟、硫、氰等。農(nóng)業(yè)污染主要是農(nóng)藥和化肥的使用。有機氯農(nóng)藥，具有很強的穩(wěn)定性，在自然環(huán)境中的半衰期為十幾年到幾十年；這類物質(zhì)的水溶性低而脂溶性高，可以通過食物鏈在人體和動物體內(nèi)富集，對動物和人體造成危害。生活污染

生活污染是人們在日常生活中所產(chǎn)生的廢水，主要包括廚房、洗滌、沖洗廁所和沐浴等污水。水俁(y?)病1953年日本水俁地區(qū)出現(xiàn)的一種怪病，患者口齒不清、耳聾眼花、行動艱難。由于人體攝入甲基汞所引起的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，至今仍無有效治療方法。由一家生產(chǎn)氮氣工廠汞催化劑廢水污染所引起的。11.3.3大氣污染三大問題溫室效應(yīng)臭氧空洞氧氣消耗溫室氣體能導(dǎo)致溫室效應(yīng)的痕量氣體稱為溫室氣體，主要包括：二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氯氟烴類(CFCs)、氧化亞氮(N2O)和臭氧(O3)等。其中尤以CO2的溫室作用最明顯?？刂艭O2的排放是解決溫室效應(yīng)的一個措施，CO2的產(chǎn)生還有其他方式，保護植物是另一個措施。溫室效應(yīng)的利和弊，使溫度升高，海平面上升，造成威脅；另一方面，溫度升高可以減少能源的損耗，使降雨量增加，促進植物生長。臭氧層是地球和人類的保護傘，也是促成酸雨的罪魁禍首。自1969年以來，全球除赤道以外，臭氧層中臭氧的平均含量減少了3%～5%，全球臭氧層都已受到損害。南極中心地區(qū)上空臭氧破壞尤為嚴重，臭氧含量比正常含量減少了65%，南極邊緣地區(qū)減少了30%～40%。臭氧層被破壞的主要原因是人造化工制品氯氟烴和哈龍（鹵代烷-Cl和Br自由基）污染大氣的結(jié)果。對流層頂部飛行的飛機排出氧化氮氣體，也是破壞臭氧層的催化劑。農(nóng)業(yè)無控制地使用化肥，各種燃料燃燒，都產(chǎn)生大量氧化氮，這些都是破壞臭氧層的因素。1995年1月23日，聯(lián)合國大會通過決議，確定從1995年開始，每年的9月16日為“國際保護臭氧層日”。聯(lián)合國大會確立“國際保護臭氧層日”的目的是紀念1987年9月16日簽署的《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》，要求所有締約的國家根據(jù)“議定書”及其修正案的目標(biāo)，采取具體行動紀念這一特殊日子。1987年制定的《蒙特利爾議定書》規(guī)定的受控物質(zhì)中有3種哈龍(1211，1301，2402)列入各簽約國生產(chǎn)和消費的限制對象南極1980-1991年臭氧空洞的變化臭氧濃度最近世界氣象組織發(fā)表的一份新聞公報說，在南極上空的臭氧層空洞在2002年9月底已分成兩小塊，一塊集中在南美洲最南端的西部上空，另一塊位于非洲南部頂端東南部的上空。世界氣象專家認為，這是前所未有的現(xiàn)象。世界氣象組織宣布今年（2012-2013年）南極上空的臭氧層空洞的面積越來越小，為近10年來所觀察到的最小數(shù)值，這是實施1987年《蒙特利爾議定書》減少氟里昂和其他有害氣體向大氣層排放的結(jié)果。然而，削減損壞臭氧層有害氣體的排放量是一個漸進過程，即使各國完全遵守《蒙特利爾議定書》等一系列防止大氣污染的國際協(xié)定，氟里昂等有害物質(zhì)在今后10年內(nèi)仍對臭氧層構(gòu)成嚴重威脅，修復(fù)南極上空臭氧層空洞尚需50年時間。氧氣消耗自然界氧氣的消耗主要是生物的呼吸和風(fēng)化作用，煤田氧化自燃過程等。氧氣的產(chǎn)生主要是植物的光合作用。人類消耗氧氣主要是各種燃燒過程：工廠的各種燃煤、燃油、燃氣各種交通工具的燃油、燃氣家庭爐灶或采暖中的各種可燃物燃燒大氣污染的主要污染源和污染物

污染指數(shù)污染物50空氣質(zhì)量一級100空氣質(zhì)量二級200空氣質(zhì)量三級300400500可吸入顆粒物(mg/m3)0.1200.3000.5000.6250.8751.000SO2(mg/m3)0.0500.1500.2501.6002.1002.620氮氧化物(mg/m3)0.0500.1000.1500.5650.7500.940空氣質(zhì)量的主要指標(biāo)倫敦?zé)熿F事件1952年12月5~8日，寒流入襲倫敦，使倫敦上空連續(xù)4天煙霧彌漫，煤煙層經(jīng)久不散，溫度逆增，大氣中煙塵濃度高達4.46mg/m3，二氧化硫濃度達3.8mg/m3

。居民開始出現(xiàn)咳嗽、胸悶、頭痛、呼吸困難等癥狀，4天中死亡的人數(shù)比正常年份高出4000多人，造成震驚世界的煙霧事件。洛杉嘰光化學(xué)煙霧事件洛杉磯處于50km長的盆地中，氣候溫和、陽光充沛。在第二次世界大戰(zhàn)之后，洛杉嘰制造業(yè)迅速地崛起，交通也迅速發(fā)展，大量一氧化碳、氮氧化物、碳氫化物等氣體劇增。1952年，在強烈的陽光照射下，這些污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成了一種淺藍色、有刺激性的煙霧，造成二次污染。400多名老人因此喪失生命。之后世界上許多城市也多發(fā)生光化學(xué)煙霧事件。印度博帕爾毒氣事件1984年12月2日午夜，死神降臨到印度博帕爾市上空。該市美國聯(lián)合碳化物公司所屬的農(nóng)藥廠存放甲基異氰酸甲脂的存儲罐泄漏，不多時45噸劇毒氣體泄漏殆盡。時值半夜，大氣結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，風(fēng)力不大，毒氣稀釋慢，隨風(fēng)徐徐侵入搏帕爾市區(qū)的大街小巷。博帕爾市民從睡夢中驚醒，極大的恐懼使人們在大街上盲目地奔逃，市區(qū)一片混亂，生命在死神的面前是那樣的脆弱。這次事故使1400多人喪生，2萬多人受嚴重毒害，15萬人接受治療，許多人雙目失明，同時受害的還有數(shù)以萬計的牲畜。嚴重的污染破壞了城市生態(tài)，樹葉脫落，草木皆枯，湖水變色……北京~中國中東部的霧霾昨天的倫敦、洛杉磯=今天的北京今天的倫敦、洛杉磯=明天的北京？11.3.4放射性與環(huán)境巖石中經(jīng)常含有放射性物質(zhì)，如鈾、鍶、釤、釹、甚至是鉀和碳的一些同位素都具放射性。像巖漿巖一類的巖石往往含有大量放射性同位素，其中最主要放射行物質(zhì)是鈾。在巖漿巖地區(qū)生活就需要注意這種污染，同樣在居室裝修的過程中選擇裝修材料也是重要的一環(huán)。