环境地球化学
环境地球化学
2. 主要研究内容
环境地球化学以研究人类赖以生存的地球环境的化学组
成、化学作用、化学演化与人类活动相互关系及全球环境变 化为主要任务。进而揭示人类生存与环境之间的内在联系。 目前环境地球化学研究集中表现在下面几个方面：
地球化学环境与人类健康，亦即原生环境的地球化学性质
及其与植物、动物和人体健康的关系；
二、可持续发展战略的基本思想
(一)可持续发展鼓励经济增长：
人类通过经济增长提高当代人福利水平，增强国家实力和社会财 富。但可持续发展不仅要重视经济增长的数量，更要追求经济增长的质 量。这就是说经济发展包括数量增长和质量提高两部分。
2.环境地球化学的研究现状
1) 区域环境研究 ；
2) 环境地球化学理论问题的探索 ； 3) 区域性典型环境研究 ；
4) 过去全球变化中环境信息的提取.
1) 区域环境研究
• 区域环境分异研究 ;
区域环境地球化学分异特征是区划环境的重要基础。区域性环境规划是 发展区域环境中协调资源开发、发展经济和改善环境的纲领。编制区域环境 规划必须在环境目标和环境内容上与区域规划协调。
这里隐含了两层含义：一是人类要发展，要满足人类的发展需求；
二是不能损害自然界支持当代人和后代人的生存能力。因此，可持续发展
被明确地理解为一种“正向的”、“有益的”过程，并且可望在不同的空 间尺度和不同的时间尺度，作为一种标准去诊断、去核查、去监测、去仲
裁“自然—社会—经济”复杂系统的健康程度。
可持续发展表现为生态持续、经济持续和社会持续三大特征。其中 生态持续是基础，经济持续是条件，社会持续是目的。人们共同追求的应 是自然—经济—社会复合系统持续、稳定、健康发展。
80年代以来以地球化学背景为基本概念，适应于环境学科发 展所需要的“环境背景值”的调查和研究成为环境地球化学的热 点研究问题。
地球化学特征及环境意义
地球化学特征及环境意义地球化学是研究地球化学元素在地球上的分布、演化和环境意义的学科。
地球化学元素是指地球上存在的化学元素，包括金属元素和非金属元素，它们的存在对地球的演化和生命的存在起着至关重要的作用。
地球化学特征是指地球上不同地区地壳中元素的分布特征。
地球化学特征的研究可以揭示地球的演化历史、构造特征和成矿作用等。
根据元素的分布特征，地球化学元素可以分为两类：亏损元素和富集元素。
亏损元素是指地球地壳中含量较低的元素，如锂、铝、钠、钾等。
这些元素在地壳中分布不均，主要分布在大陆岩石中，而海洋中含量较低。
亏损元素的分布特征与地球的演化历史和构造特征密切相关，其研究可以揭示地球的演化历史和构造特征。
富集元素是指地球地壳中含量较高的元素，如铁、铜、铅、锌等。
这些元素在地壳中分布较为均匀，但不同地区的含量差异较大。
富集元素的分布特征与成矿作用密切相关，其研究可以揭示成矿作用的机制和规律。
环境意义是指地球化学元素对环境的影响和作用。
地球化学元素对环境的影响主要包括以下几个方面。
首先，地球化学元素对生命的存在和发展起着至关重要的作用。
一些元素如碳、氧、氮、氢等是生命的基本组成部分，而另一些元素如钙、镁、钾、钠等则是生命体内的必需元素。
其次，地球化学元素对环境的污染和治理具有重要的意义。
一些元素如汞、铅、镉、铬等对环境和人类健康造成严重危害，需要采取有效的治理措施。
最后，地球化学元素对资源开发和利用具有重要的意义。
一些元素如铁、铜、铝、锌等是工业生产的重要原料，其开发和利用对经济发展具有重要的意义。
综上所述，地球化学特征及环境意义是地球化学研究的重要内容。
对地球化学元素的分布特征和环境意义的研究有助于揭示地球的演化历史和构造特征，为资源开发和利用提供科学依据，同时也有助于保护环境和人类健康。
理学环境地球化学简介
Pb
设得兰群岛 <0.07 <0.8
<0.04
21
挪威北
0.01
加拿大西北
0.06
9-14
南极
<0.0004 <0.015
0.63
欧洲
0.2-7 0.5-620 <0.009-2.8 55-340
北美
0.04-2.4 <1-41 0.07-38 45-13000
日本
25
1.6
200
夏威夷或艾 20
8-92
-
0.02-0.55 -
加拿大 6.3
0.09-0.56 0.01-0.16 5.2-14.1
芬兰 0.47-10.8 0.01-0.7 0.03-0.86 2.5-8.9
瑞典 -
0.22
0.004-0.99 -
ห้องสมุดไป่ตู้
苏联 0.085
2.5
-
6.3-21
日本 3.5-52 0.4
0.04-0.33 3.4
环境地球化学简介
一、元素的环境地球化学分类 （一）元素的环境地球化学分类及存在形
态 1.元素的环境地球化学分类
环境地球化学简介
（1）生命元素 • 生命组成元素：H、C、N、O、Ca、P、
K、S • 生命必需元素：Fe、Cu、Zn、Mn、Co、
I、Mo、Se、F、Cr、V、Ni、Br
环境地球化学简介
化物等，如CaSO4•2H2O（石膏）, PbCO3 （白铅矿）, Pb(OH)2, CaF2
环境地球化学简介
(4)物理化学吸附作用 • 粘土对Cr、Cd、As、Cu、Pb、Zn、Hg
的去除深度为15cm, 净化率达89.3-100%。 • 粘土对酚，氰的去除深度小于20cm, 净化
地球化学特征及环境意义
地球化学特征及环境意义
首先，地球化学特征可以揭示地球内部的组成和成分。
通过对地壳、地幔和地核等不同地球圈中物质组成的研究，可以了解地球的地球化学构造和演化过程。
例如，地壳主要由氧、硅、铝、铁、镁和钙等元素构成，这些元素的分布和含量反映了不同地质过程的引起的岩石成因。
此外，地球化学特征还揭示了地球内部的地热活动和地球构造的特征，例如地球内部的岩石圈的活动、地震、火山喷发等。
其次，地球化学特征在环境演化和全球变化研究中有着重要意义。
地球化学特征是了解地球历史和环境演化的重要线索。
通过对古生物化石、地层、岩石和化石等样品的分析，可以准确地重建地球过去的气候和环境变化，以及生物演化和地球系统之间的相互作用。
例如，通过对地球化学标记物的分析，如同位素比值和元素含量，可以推断过去的气候变化、海平面变化和生物演化情况。
此外，地球化学特征还可以评估地球环境的污染程度和变化趋势，如大气中的温室气体含量、水体和土壤中的重金属和有机物含量等，为环境保护和可持续发展提供科学依据。
另外，地球化学特征对资源评价和开发具有重要意义。
通过研究地下水、矿床和石油等自然资源中的地球化学特征，可以判断资源的质量和可利用性。
例如，矿床的形成和富集与地球化学过程紧密相关，通过对矿床地球化学特征的分析，可以确定矿产资源的类型、分布和储量。
此外，地球化学特征还可以指导资源的高效利用和保护，例如根据土壤和植物的地球化学特征，可以进行农田肥料的优化施用和农作物产量的提高。
环境地球化学
环境地球化学[文档模板：环境地球化学]一、文档简介本文档主要介绍环境地球化学的相关内容，包括环境地球化学的定义、环境地球化学的研究内容、环境地球化学的应用等方面的内容，旨在提供有关环境地球化学的全面知识和丰富经验，为环境地球化学的研究工作提供参考和指导。
本文档的主要受众为从事环境地球化学研究工作的科研人员和学生。
二、环境地球化学的定义环境地球化学是研究地球与环境相互作用过程中发生的化学现象和地球化学过程的学科。
环境地球化学研究的内容包括环境污染物的来源、转化与归宿、环境中物质循环和行为以及人类活动对环境的影响等。
三、环境地球化学的研究内容1. 环境污染物的来源与转化环境污染物是指引起环境污染的物质，通常包括大气污染物、水污染物、土壤污染物等。
环境污染物会对生态环境以及人类健康造成不良影响。
环境地球化学研究环境污染物的来源、转化和传输过程，为环境污染物的治理提供科学依据。
2. 环境中物质循环与行为环境中的物质循环是指物质在环境中的不断传输、转化和再生的过程。
环境地球化学研究环境中物质循环的机制、规律和影响因素，为环境中物质循环的控制提供科学依据。
3. 人类活动对环境的影响人类活动在短时间内对环境造成的影响可能会对长时间的生态平衡造成不可逆的破坏。
环境地球化学研究人类活动对环境的影响机制和影响程度，为人类活动的可持续发展提供科学依据。
四、环境地球化学的应用环境地球化学有着广泛的应用领域，如环境污染治理、环境风险评估、环境保护等方面。
同时，环境地球化学的研究成果还可应用于资源勘查、生态环境保护和自然灾害预测等方面。
五、附件列表（此处列出本文档所涉及的附件，如：相关文献、研究报告、数据分析等。
）六、法律名词及注释（此处列出本文档所涉及的法律名词及注释，如：《中华人民共和国环境保护法》、《环境影响评价管理办法》等。
）七、实际执行中可能遇到的困难及解决办法（此处列举在实际执行过程中可能遇到的困难及解决办法，如：样品采集不当、实验数据异常等。
《环境地球化学》教学大纲4.4
《环境地球化学》教学大纲课程名称：环境地球化学课程编号：S011034课程学时：32课程学分：2课程性质：学位课适用专业：环境科学，地球化学先修课程：环境科学、环境化学、地球科学概论大纲执笔人：教研室主任：课程简介《环境地球化学》为环境科学专业硕士研究生的一门学位课，主要介绍化学元素和微量物质在人类赖以生存的周围环境中的含量、分布特征和来源，生物—非生物复合系统中化学物质（包括营养物质，主要是针对污染物）的生物地球化学循环的基本过程（包括迁移、转化和保留等）与反应机制及其与人类健康的关系，揭示人为系统干扰下区域及全球环境系统的变化规律，为资源合理开发利用，环境质量有效控制及人类生存、健康服务。
重点介绍地表环境中典型有机物质（主要为痕量有机污染物）的来源、分布、地球化学循环（迁移、转化与归宿），以及有关全球性和区域性环境问题。
环境地球化学是环境地学和有机地球化学的一个重要分支。
本课程共分五章，第一章介绍痕量有机污染物的主要类型、分布特征及污染源分析；第二章介绍有机污染物环境地球化学循环；第三章介绍有机污染物的环境生态效应；第四章介绍有机污染物的微生物降解及环境污染修复；第五章介绍环境地球化学分析技术。
一、课程目的与要求《环境地球化学》为环境科学专业硕士研究生的一门学位课，课程的任务是介绍化学元素和微量物质（主要为痕量有机污染物）在人类赖以生存的周围环境中的含量、分布规律及来源，生物—非生物复合系统中化学物质（包括营养物质，主要是针对污染物）的生物地球化学循环的基本过程（包括迁移、转化和保留等）与反应机制及其与人类健康的关系，揭示人为系统干扰下区域及全球环境系统的变化规律，为资源合理开发利用，环境质量有效控制及人类生存、健康服务。
学生通过本课程的学习，熟悉地球表面有机污染物的类型、性质、分布和地球化学循环原理；了解环境地球化学研究进展；掌握有关环境地球学方面的科研方法和样品分析技术。
《环境地球化学》既是一门理论基础课，又是一门实践性都很强的课程，具有综合性、多样性、交叉性和实践性很强的特点，要求学生通过本课程的学习，不仅要熟悉有机污染物环境地球化学循环的基本原理，还必须能够形成运用所学知识解决有机污染物造成的实际环境科学问题思路，培养环境样品分析检测的能力和环境质量评价的科学方法。
环境生物地球化学
环境生物地球化学
环境生物地球化学是研究生物体与地球环境相互作用及其地球化学过程的学科。
它主要关注生物体对地球化学循环的影响和相互作用。
环境生物地球化学研究的主要内容包括：
1. 生物地球化学循环：研究生物体参与地球化学循环的过程，如碳循环、氮循环、硫循环等。
生物体通过光合作用、呼吸作用等过程，对地球化学元素的循环起到重要作用。
2. 生物地球化学过程：研究生物体参与的地球化学过程，如生物矿化作用、生物地球化学反应等。
生物体通过生物矿化作用可以形成石灰岩、硅质岩等地质物质，同时还会参与一系列地球化学反应，影响地球化学循环。
3. 生物地球化学效应：研究生物体对环境的影响和效应。
生物体通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，调节大气中的气体成分；同时生物体还可以吸收和转化污染物，对环境污染起到一定的净化作用。
4. 生物地球化学模拟和预测：利用数学模型和实验方法，模拟和预测生物体与地球环境相互作用的过程和效应。
通过建立生物地球化学模型，可以更好地理解和预测生物体对地球环境的影响，为环境保护和资源利用提供科学依据。
环境生物地球化学研究生物体与地球环境相互作用的过程和效应，探索生物体在地球化学循环中的作用，为环境保护和资源利用提供科学依据。
环境地球化学
环境地球化学
环境地球化学是一门涉及地球化学和环境问题的学科，研究改变地球表层环境和生物
系统的有机、无机物质迁移和动态，以及生物活动中所产生的化学反应和转化机制。
它介
绍地球表层的化学性质以及这些性质是如何受环境条件的影响的。
地球表层的化学性质受
到不断变化的环境条件的控制，并与地球上的各种地质过程和生命活动和环境污染有关。
环境地球化学的研究贯穿了地球系统的整个生物圈，从生态系统到水环境系统，从大
气系统到土壤系统。
它利用现代分析和测量技术，采用了包括气相色谱-质谱分析，原子
荧光光谱，透射电子显微镜，核磁共振等技术来了解物质迁移的动态以及生物环境的变化。
与环境地球化学研究相比，环境地球化学的应用更为广泛，主要是用于诊断和控制环
境污染和环境损害，确定地表环境中有机物和无机物两类物质迁移的特征，及其对环境对
人体健康的影响，以及在太阳能分解过程中发生的化学变化。
此外，还利用环境地球化学
来探究风化作用，研究土壤污染，研究地球环境等问题。
近年来，环境地球化学进入了无毒、可循环利用的新型地球材料的研究，发展出了许
多对环境污染治理有用的分析方法和技术，这些技术对于保护水源，控制土壤污染，以及
研究全球变化的知识的发展都具有重要作用。
环境地球化学不仅探究改变地球表面环境和生物系统的有机、无机物质迁移和动态，同时也可以为土壤、水体污染、地球环境和全球变化等提供重要的理论和技术支持，重要
性日益增加.。
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长江三角洲第一硬黏土与古环境
摘要：硬黏土形成在沿海和陆架相互作用的地带，受陆海交互作用的影响, 对气候及海平面变化尤为敏感，包含了复杂的古环境信息。
本文从土壤形态和土壤剖面两个方面对硬黏土进行了描述，并进一步说明硬黏土是一种古土壤，同时以长江三角洲第一硬黏土为例，说明了它所蕴含的古气候信息及其与海平面的关系。
关键词：硬黏土古环境
硬黏土形成在沿海和陆架相互作用的地带，受陆海交互作用的影响, 对气候及海平面变化尤为敏感，包含了复杂的古环境信息。
长江三角洲晚第四纪地层中普遍发育若干层厚度不等的暗绿色、黄绿色或黄褐色的硬质黏土层,在工程地质上俗称“硬质黏土”或“老黏土”。
按其年代由新到老依次为第一、第二、第三……硬质黏土层。
目前对第一硬黏土层研究较详。
第一硬黏土是古土壤。
1硬黏土概述
1.1土壤形态
从颜色上看，硬黏土大致可以分为两类，一类是分上、下两层的暗绿色硬黏土层和黄褐色硬质黏土层；另一类为单一的黄褐色硬质黏土层。
这跟海水的影响程度有关；硬黏土质地以细粉砂为主，其次是粗粉砂和黏土；呈块状构造；土壤中含有新生体。
1.2土壤剖面
第一硬黏土层分布在长江三角洲南北两翼，埋深3-25m，西部浅，东部深，总体上具有自西向东的自然坡度。
西部硬黏土层的厚度最大，平均7．2 m，向东变薄，至上海市区平均为2．9 m。
——这可能和暴露时间长短有关系。
上部含较多植物根屑, 具团粒结构, 中、下部淀积层内黏粒胶膜及铁锰质结核发育, 底部逐渐过渡到保留有原生沉积构造的母质层。
硬黏土与上下地层的关系：三角洲前缘古土壤层上覆滨浅海泥质沉积, 后缘上覆湖沼相泥质沉积,与上覆层呈突变接触关系。
下伏黄色滨海、河流相粉细砂或黏土质粉砂, 呈渐变接触关系。
1.3硬黏土是古土壤
古土壤指过去气候与地貌环境相对稳定环境下形成的土壤，其发育或由于形成土壤的气候或地形环境的变化而中断，或在后来的地质过程中被其他沉积物掩埋。
探讨并证明硬黏土是古土壤主要看硬黏土是否是经历了明显的成土改造。
古土壤特征比较明显的层位在硬土层的上部：
第一，植物碎屑—黑色腐殖质，含有植物碎屑表明硬黏土确实经历了生物的改造作用
第二，黏粒含量高—黏化作用，古土壤层的黏粒( < 0 . OO5 m m ) 含量均比层高, 可以达到4 0 一50 % , 而且其中细黏粒的含量比粗黏粒含量高,大部分是长石及铁镁类矿物在成壤过程中经黏化作用形成的,黏粒含量高是土壤形成过程中的一种特征
第三，黏粒胶膜—说明硬黏土经历过淋溶淀积作用
第四，土壤新生体，铁锰结核，石膏——说明硬黏土经历过氧化还原作用，潜育、潴育化过程
第五，缺乏层理—植物的生长、细菌的作用淋溶和淀积作用以及黏粒化、氧化、还原等作用和过程都会造成原始层理的破坏, 使土壤层不显层理。
因此,缺乏层理构造也是古土壤的重要标志之一。
第六，孔隙—硬黏土中含有各种各样的孔隙和裂隙，有囊状孔洞、椭圆形孔洞、不规则孔洞、弯月形裂隙、树枝状裂隙、垂直裂隙以及倾斜裂隙等，这些裂隙的形成因素主要有生物因素（土壤动物、植物根系）、物理因素（干湿交替，冻融交替）、化学因素(化学风化)，这也表明硬黏土经历了明显的成土改造。
第七，有孔虫颜色—有孔虫壳体为黄褐色, 受到氧化铁浸染, 明显地不同于上覆滨、浅海相层的白色壳体。
2.硬黏土中植物硅酸体与古气候
2.1植物硅酸体
植物硅酸体是指合成后沉积在植物细胞内或细胞间具有一定生理生态功能和稳定形态特征的水合二氧化硅颗粒。
植物硅酸体以二氧化硅为主要成分，其含量为70％～90％，另含有吸附水3％～12％、有机碳1％～6％，还含有Al、Fe、K、Ca、Mn、Ti等微量元素。
硅酸体由于以硅质成分为主。
具有很强的抗风化能力，在植物体腐烂、分解、搬运、埋藏过程中能较完好地保存下来，其成分也较少受后生作用的改造。
在进行古环境重建中，是一种极好的指标。
长江三角洲地区晚第四纪古土壤中植物硅酸体的主要类型有反映暖湿气候的扇型、方型、长方型、长鞍型、短鞍型、竹节型、Y型、哑铃型、旋转导管型；反映冷干气候的棒型、帽型、尖型。
草本植物硅酸体在类型和数量上均占绝对优势，源于阔叶类木本植物的硅酸体数量仅占硅酸体总量的2％-10％。
2.2蕴含的古气候信息
植物硅酸体A值即古土壤植物硅酸体中反映暖湿气候的扇型、方型、长方型与反映冷干气候的棒型、帽型、尖型的含量比值。
自下向上总体呈减小趋势,表
明古土壤发育期间气候由暖湿向冷干转变（表明古土壤主要是在末次冰盛期前的海退过程中发育的）
根据植物硅酸体A值在古土壤各个层位的变化，可把当时的古气候分为两个期：古土壤下部至中部，A值波动明显指示该层段发育过程中气候曾有明显变化,为末次冰盛期之前海退发生后的气候转型时期；自中部向上,A值一致减小,反映气候趋于冷干,为气候转型期过后的稳定变化时期；上部，长江三角洲地区晚第四纪古土壤上部植物硅酸体A值并未记录气候明显转暖,推测末次冰盛期之后的海侵速度较快,古土壤尚未显著增厚就已被淹没,由此可见,末次冰盛期前的海退延时较长,尔后的海侵相对迅速,气候由暖变冷一个相对缓慢的过程,而由冷向暖转变却很迅速。
3 硬黏土与海平面升降的关系
硬黏土形成于末次亚间冰期向末次冰盛期过渡的时期, 从地层上讲，在LG 和PG海侵旋回之间，成土母质为河漫滩沉积，其母质的沉积及成土发育过程受海平面变化的控制，大致可分为三个阶段：
A,沉积与成土交替作用时期（大致相当于氧同位素3期）：①前期，海平面下降,海岸线东移,洪水期间,河水漫滩,泥砂沉积；洪水过后,沉积物经受成土作用——在沉积与成土的交替作用下,古土壤剖面厚度不断增加。
②中后期，随着海平面下降,河床不断加深,加以气候趋于干冷,降水减少,河水漫滩次数逐渐减少,规模变小,古土壤厚度的增加不如前期显著，至海面降至接近最低之时,河水基本上不能溢出,洪泛沉积作用中止。
这一阶段是古土壤剖面增厚的主要时期B,暴露成土期（大致相当于氧同位素2期）：由于洪水漫滩沉积作用中止,古土壤厚度不再明显增加，成土作用占主导地位，这一阶段的前期海平面不断下降,并降至最低之后,海平面回升,随着海平面的不断上升,海水内侵,至古土壤濒临被时,阶段2终止。
——硬黏土在这一阶段经受了长期统一的成土改造，最终在外观上表现为一个较厚的古土壤剖面,貌似单一土壤剖面。
C,淹埋期（大致相当于氧同位素1期）:古土壤被海水淹没,成土作用结束,古土壤的沉积一成土发育过程终结,海相沉积物覆于古土壤层，早期成岩作用开始,古土壤层经受新的改造。
从另一角度来看，既然硬黏土这一古土壤的形成受到海平面的明显控制，那么，它则明显记录了海平面的变化及间冰期-冰期转换的过程。
硬黏土中蕴含的古环境信息的获得是通过对硬黏土若干指标的分析得到的，如,磁化率、植物硅酸体、有机元素、孢粉等指标。
本文主要叙述了硬黏土中植物硅酸体所蕴含的古气候信息及其硬黏土与海平面升降的关系。
在今后对硬黏土的研究过程中，笔者认为应做以下三方面的拓展：
第一，应加强对第二、第三硬黏土层的研究。
第二，目前对长三角南翼的硬黏土研究较多，北翼较少，今后应加强对北翼硬黏土的研究。
第三，应注重多指标的综合分析。