环境水文地质学
时间：2015-08-05 20:59 点击：次
动静乃吉凶之枢机，智虑是福祸之门户。有福必当用彼，无福必当用身。有情者通，无情者滞。天下万物虽然都各有其特性和发展过程，但最终在本体上还是要复归到道上来。
立天之道为阴与阳，立地之道为柔与刚，立人之道为仁与义，立事之道为三道合一。偏离“道”甚至违反规律做事，是产生一切问题的根源。
环境水文地质学的研究内容可分为天然（原生）和人为（次生）环境水文地质问题两大类。
环境水文地质研究的目的任务主要是：
1） 查明环境水文地质条件，合理开发利用和保护地下水资源
2） 查明已发生和可能发生的环境水文地质问题，分析研究其成因
3） 对水文地质环境质量进行评价和预测，提出环境水文地质问题防治对策和措施
4） 防治由于水质引起的地方病，缩小或消除水中有害成分对人体造成的危害，防止或减轻由于水文地质作用对工程建筑造成的危害，防止生态环境恶化等
5） 为城市规划，建设和工业发展等提供环境水文地质依据
6） 进行环境水文地质基础理论研究。
A.自然环境中元素的迁移
在不同的自然地理景观带元素迁移聚集的特征不同，它们对人类的健康有直接的影响。在森林景观带和热带雨林景观带，许多生物地球化学地方病发生在元素缺乏，腐殖质堆积的环境。在干旱草原和荒漠地带，因许多元素是过剩的，因此，也流行一些生物地球化学地方病。而在森林草原地带和黑钙土地带很少发生生物地球化学地方病。
地貌条件对于局部地区元素的迁移、聚集、腐殖质的形成，堆积和流失有重要的影响。就元素的迁移特点而言。山区（如高山、分水岭，岗地等高峻地形）属于风化剥蚀淋溶区，有利于元素的淋溶。盆地、洼地、平原是元素堆积浓缩区，有利于元素的富集与腐殖质的堆积。许多地方病的分布往往与地貌、微地貌密切有关。因为地貌条件反映了地表化学物质组成的差异。
地质条件对元素的迁移，聚集的影响是非地带性的，例如，与地质构造密切相关的现代和古代火山作用，可给局部环境带来大量的元素；与岩浆活动密切相关的多金属矿床可使环境中富含Hg,As等金属元素。
B.地质环境与健康
地貌、岩石、土壤与健康
（一） 地貌与健康
人类的生活及生产活动与地貌的关系最为直接。地形，地貌与人类某些疾病的分布密切相关。地方性氯中毒的分布与地貌的关系十分明显，在封闭的小盆地，碟形洼地病情重，在岗地，坡地病情明显变轻。在内流封闭区病情重，在外流区（排泄区）病情较轻或无病，地方性甲状腺肿的分布则相反，即高亢陡峭的地貌区发病率高，在平原和洼地发病率明显降低，而大骨节病和克汀病多见于两种地形地貌的结合部位。
（二） 岩石与健康
岩石是土壤发育的田质，它不仅决定了土壤的结构和化学成分，而且，对地表水和地下水的化学成分有着广泛的影响。因此，地层岩性与人类健康有关，如，在石灰岩地区，除甲状腺肿外，一般都无地方性疾病。而在某些含有特殊矿物质的地层分布区域矿脉，矿床地区，往往可以见到某些中毒性地方病。但对岩石与健康的问题要做具体分析，因为同样的地层在不同的作用下会导致不同的结果。
（三） 土壤与健康
土壤与人类的生存，健康密切有关。土壤对人类健康的影响主要是通过食物，饮水起作用。土壤类型不同，其化学元素含量亦不同，从而影响人类和牲畜的健康，如地方性甲状腺肿的灰化土冰碛土，砂土区发病率高，大骨节病在沼泽土，草甸沼泽土，腐殖土区发病率高，食管癌在粘土，腐殖质亚粘土区发病率高等。
水质与健康。由于水中元素易于被人体吸收所以水质与人类健康的关系最为密切，饮用水中某些生物必需元素的余缺可直接影响人体健康，总的来说，富含腐殖质的酸性软水，有机污染水，某些元素含量过高或过低的饮水都不利于人体健康。有机质贫乏的中性或弱碱性的适度硬水，无污染的元素含量适中的水，有利于人体健康。石灰岩层中的地下水有益于人体健康。针对性改良饮水水质或调节其中某些成分或改变饮水，可有效地防治地方性疾病。
C.水文地球化学环境的地带性特征及地方病病带 一，酸性弱酸性的水文地球化学环境 本环境的特点是元素贫乏，腐殖质丰富。本带多属森林景观及相毗邻的森林草原景观或森林沼泽景观。本带气候较为寒冷，湿润，植被茂盛，土壤以灰化土，棕色森林土，草原沼泽土等为主，腐殖质大量堆积。 本带年降水量约为600-1000mm，因热量不足，蒸发微弱，水分相对充裕，土壤湿度大，透气性不良，多属于还原环境，植物残体被细菌分解，产生大量的腐殖酸，它们不能被风化壳中的盐基所中和，致使土壤呈酸性反应ph值为3.5-4.5。酸性环境抑制细菌的生长。因此，植物残体得不到彻底分解，长期处于半分解状态，多数元素被禁锢在植物残体中，周而复始，使环境中的元素日趋贫乏。 富含腐殖质的酸性的还原环境决定了本带的水文地球化学作用的性质和强度。本带最大的特点是，在地表水，潜水中含有大量的腐殖酸，尤其是流经沼泽的河水或由沼泽水补给的河水，其含量更高，可占干涸物重量的50%-70%，这些水具酸性。在运动滞缓情况下，本带的地表水，潜水水质不佳。水浑浊，具有腐殖质味或H2S味，静置氧化后有絮状有机胶体沉淀物，但是，在该环境中不受腐殖质污染的地下水、河流冲积层中的潜水，水质较好。在石灰岩地区也往往可以勘探出很好的地下水。 二．中性氧化的水文地球化学环境
本环境属于元素适量、腐殖质贫乏的中性氧化的水文地球化学环境。本带所属范围较广，包括森林草原景观和与其相邻的草原景观和森林景观。本带往往多属于老区，天然植被几乎被砍伐殆尽，取而代之的是大面积的农田和局部的次生林。本区热量较充分，年降水量约为600—1200mm，蒸发作用不强，地表水流通畅，潜水体较低，土壤温度适中，透水性好，多为氧化环境。植被不十分发育，而且植物残体分解较彻底。因此，很少有腐殖质堆积。
天然水多为中性（PH≈7）；矿化度为500㎎/L。腐殖酸含量很低，水质一般较好。
一般来说，在本区很少见到人畜间的地方病，只有在山区和平原地区的部分地区见有地方性甲状腺肿和龋齿流行。
三．碱性弱酸性氧化的水文地球化学环境
本环境最大的特点是元素富集，腐殖质贫乏。本带气候干旱，年降水量为250-400mm，或更少。本带多属干旱，半干旱草原，包括部分沙漠区。主要的土壤为灰钙土，栗钙土。在低洼处可出现盐土和碱土。
本区热量充分，蒸发强烈，水分不足，地表水系不发育，潜水位很低，土壤透水性良好，为氧化环境。因植物稀少，且残体被彻底分解，所以腐殖质贫乏。只有在局部沼泽地和盐沼地有腐殖质的堆积。地表水，潜水多属碱性，PH值为8—10，矿化度为500—1000㎎/L，甚至更高，总硬度为300—650mg/L，或更高，水中CA2+的浓度较高。
在本环境的的大部分地区，因生物元素是过剩的，因而流行着某些生物地球化学地方病。
四．酸性强氧化的水文地球化学环境
本带属于热带、亚热带雨林景观，大致分布于赤道南北30°以内的范围内，本带热量丰裕，水分充沛，年降水量为1000—3000mm左右，植被发育，元素的生物地球化学循环强烈，风化，淋溶作用也十分强烈。本区发育着典型的砖红壤和广泛分布着红壤，局部为黄壤。甚至，在石灰岩层上也会形成红色的粘土风化壳。其中几乎没有Ca和其他的元素。由于碱土元素缺乏，土壤呈酸性，PH值为3.5---5，地表水和潜水多为无机酸性软水，PH值小于6。在本带的水土和食物中I（碘）异常缺乏，因此，地方性甲状腺肿的分布十分广泛。另外，因Na不足以致影响人体发育，而出现小矮症。据报道，本区还流行着缺乏Fe性的热带贫血症，因Mg,Ca缺乏而引起的肌肉萎缩症，还有心血管病流行。
五．非地带性的水文地球化学环境
1.非地带性的元素富集的氧化的水文地球化学环境。例如：在某些火山、温泉分布区可造成局部环境水和土中S，F，Si等元素的富集。在含氯的萤石、磷灰石、水晶石等矿床的分布区，氯在水中高度富集。在上述环境中因某些元素的过剩，可导致人类和牲畜的许多地方性病。
2.非地带性的腐殖富集的还原的水文地球化学环境，最典型的是沙漠中的沼泽。过去，人们以为沙漠中的地区是不会有大骨病的，然后，近来陆续发现了不少的病村。
D.原生环境水文地质的研究方法
一． 综合调查法
1. 对人群疾病的调查和可能与发病有关的社会、经济、生活等因素的调查。因为，有些地方病或生物地球化学病不单是某一或某些元素的缺乏或过剩，而且还与某些社会因素，生活因素有关。
2. 对自然环境因素进行调查，调查访问近几十年来自然环境的变化情况。例如：森林开发，河流改道，地震等。
3. 对地质、地貌、土壤、植被、水文、气象和水文地质的专门调查。尤其要注意对人群饮用水的调查。
好的饮用水标准：透明、无色、无嗅、无异味无沉淀、矿化度适中、各种元素适度且无污染、长期饮用后对人群无不适反应。一般深井水水质均较好，有明显的防病效果。
E.土壤酸碱性的鉴别与改良
一．看土壤颜色：酸性土壤大多呈黑色、褐色、棕黑色；呈白色、葱白色的多为碱性土壤。
二．看植物长势：凡是映江山或针叶植物生长良好的土壤多为酸性；而马炸菜，海蒿子，高粱等地段多为碱性。
三．看水清：土壤浇水后立即渗下，水比较深，多是酸性土壤；浇水时冒出白泡，起白沫，多为碱性土壤。浇水后土壤松软为酸性；浇水后土壤板结，且干的快，土壤表面有一层白粉状物为碱性。
四．看土壤团粒酸性，土壤团粒结构多，抓起一把，仔细观看，有米粒似的土粒；碱性土呈白沙状，团粒结构少或没有。
五．凭手感：酸性土壤在手中有一种松软的感觉，松手以后，土壤容易散开，不易结块；碱性土壤握在手中有一种‘硬实’的感觉，松手以后容易结块而不散开。
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