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环境水文地质

第一章绪论1.地质环境:是地壳上部包括岩石、地下水、微生物、大气在内的相互联系和制约的系统,它应具有物质组成、地质结构、和动力作用这三个基本要素。

2.环境地质:是地质学的分支,是研究由于人类活动导致地质环境中的物质组成、性质和状态和地质结构变化及有关的地质现象的学科。

3.环境水文地质问题:在自然界地下水与岩石、土壤、大气、生物之间建立了平衡关系,由于人类活动(开采、疏干、充水、污染)破坏了这种平衡,使地下水的组分、性质状态和水动力条件特征发生变化,我们把这类问题统称为环境水文地质问题。

例:与天然成分变化有关的地方病和公害病;由于水质变坏、水量减少而限制了水资源的使用问题。

4.环境水文地质基本认识:1地质学中一门新兴的应用学科,是环境科学的重要组成部分2以水文地质学为基础,研究水文地质环境的基本特征、功能和自身演变规律3侧重研究人类活动与地质环境相互作用、相互影响、相互制约的关系;4为人类合理开发利用地质矿产资源和保护人类生存的地质环境,在可持续发展战略中做出贡献5.人类活动对地下水环境的影响:(1)地下水大规模开采:①水井互阻、出水量减少、停止自喷。

②含水层疏干、区域地下水位下降。

③地面沉降、海水入侵。

④地下水质污染(不同成分混合;含水层水动力条件改变;包气带金属氧化物进入;取水工程本身对水质的影响)。

(2)工业生产:废水、废气、废渣。

(3)农业生产:农药、化肥,土壤次生盐碱化。

(4)水工建筑及跨区调水:水动力条件改变、区域水循环改变。

(5)矿山开采:降落漏斗、补、径、排条件改变;矿坑水(酸性废水,重金属离子浓度增大)6.原生环境水文地质:是研究水文地质环境与人类健康关系的学科。

次生环境水文地质:是指因近代人类活动所污染的水文地质环境.7.环境水文地质学的研究内容:(1)原生:天然水文地质环境(包括地下水环境及土壤环境)与地方病的关系;研究深度较深。

(2)人为的:地下水水质恶化引起的环境问题、地下水开采引起的环境问题、废物排放引起的环境问题;研究深度较浅。

8.原生环境水文地质主要研究内容:(1)元素迁移的水文地质条件;(2)控制种类地方病的水文地质因素;(3)改水防病的综合措施。

第二章原生环境水文地质1.我国古代对原生水文地质的认识:(1)水土环境与健康:管子,李时珍,李吉甫(2)对环境水质的选择:座禹(3)对矿泉水的研究与利用:张衡2.国外对原生水的研究分类文地质:(1)景观学派:研究气温、湿度、高程、辐射等物理因素对人类健康的影响,而且是一些定性的描述性的研究。

(2)周期律学派:侧重于研究生物必需元素的周期变化规律。

研究原子的性质、结构及其与生物体之间的关系。

3.国外专题性研究:①大骨节病的研究②脑溢血病的研究③心血管病的研究④癌症的研究⑤其它疾病的研究4.环境生命元素与人体健康:相关性(人体某种元素与标准丰度曲线具有相关性),选择吸收性(某些元素在组织中的分布)5.组合的致病影响:拮抗(颉颃)作用共轭对Cu-Mo协毒作用:HgCl无机汞小甲基汞HgCOOH毒性大。

6.微量元素的营养价值及毒性:(1)参与构成酶和酶的激活剂:在人体内已发现近千种酶,其中50%~70%的酶都需要微量元素参与,或由微量元素组成酶的激活剂。

(2)构成机体内重要的载体和电子传递系统:如铁参与血红蛋白和肌红蛋白的合成,在氧的运输和贮存上起重要作用。

(3)参与激素及其辅助因素的合成:合成甲状腺激素的碘,维生素B12中的钴。

(4)调控自由基水平:微量元素铜、锌、锰、铁和硒等构成的酶类,通过不向机理和方式阻止自由基的生成。

(5)对机体营养和生长发育的作用:碘、硅、锌、钼等对机体的正常发育非常重要。

(6)对机体免疫功能的作用:铁、锌、铜、硒等缺乏可使肌体免疫功能明显受损。

7.8.地质环境与健康:(1)地形地貌与健康:大骨结病与地形地貌的关系;病岛和健康岛。

(2)岩石与健康:元素丰度。

(3)土壤与健康:主要是通过谷物来实现的,元素来自各种岩石风化释放的后生地球化学过程,其中风化壳和土壤的形成过程对岩石再分配其重要作用。

(4)地质环境与健康:控制生命元素分布规律。

沉降带:海洋封成水、元素富集。

隆起带:地表水强烈交替稀释,造成微量元素贫乏。

(5)水文地质与健康:水动力条件对元素的富集影响。

9.土壤与健康中土壤风化过程:机械破碎(物理风化),富钙化阶段(硫化矿物受到氧化而变为硫酸盐,并形成次生碳酸盐矿物),富硅铝阶段(硅酸盐及铝硅酸盐矿物分解而形成粘土矿物),富铝化阶段(硅酸盐矿物完全分解,使铁和铝变成水氧化物(如氢氧化铁和氢氧化铝等)而残留下来)10.常见地方病成因:克山病病因:有生物病因说营养缺乏说水土病因说氟病的成因类型按地带性的分布有蒸发浓缩型淋失贫化型第三章次生环境水文地质1.地下水污染:凡是在人类活动的影响下,地下水水质变化朝着水质恶化的方向发展的现象和过程。

2.原生劣质水:天然地质环境中也可能出现不宜人类饮用或作其他用途使用的地下水3.地下水污染源:引起地下水污染的各种物质来源。

4.地下水污染物:凡是人类活动导致进入地下水环境,会引起水质恶化的溶解物或者悬浮物,无论其浓度是否达到是水质明显恶化的程度均称为污染物。

5.地下水污染的特点:(1)局限性:除地下工程或者岩溶区,三废污染物必须经过包气带或越流途径的才能进入含水层;(2)隐蔽性:即使地下水某些组分严重污染,但往往还是无色无味,不易从颜色、气味等鉴别出来。

即使人类饮用受污染的地下水,对人体的影响也只是慢性的长期效应,不易察觉;(3)难以恢复性:地下水含水层一旦污染,难以再恢复原来的状态;(4)缓慢性:赋存于孔隙介质的地下水,在串珠状肥肉微孔中缓慢渗流,因此地下水污染物的运移极为缓慢,在相当长一断时间内污染仅局限于一定的范围;(5)生态性:注水和疏干等人为活动,如抽水、采矿、水工建筑、人工回灌等,可加速或减缓地下水污染进程.6.地下水污染源的分类:(1)按成因分:人为污染源(工业废水,城镇生活废水,农牧区污水),天然污染源(海水入侵,深层矿水)(2)按空间分布:点污染源(工厂、矿山、废渣场,),线污染源(污水沟渠,公路),面污染源(农田,城市地面沉降)7.地下水污染物分类:(1)化学污染物(有机、无机、重金属)(2)生物污染物(细菌、病毒、寄生虫)(3)放射性污染物(放射性元素)(4)热能量污染物(能量)8.地下水区域背景值:在一个特定区域内相对清洁区(未受污染区域)监测得到的地下水各种组分的质量参数的统计平均值。

9.POPs(持久性污染物):指人类合成的能持久存在于环境中、通过生物食物链(网)累积、并对人类健康造成有害影响的化学物质。

特性:高毒、持久、生物积累性、远距离迁移性10.地下水污染途径分类根据污染源分为:污水渠道和污水坑的渗漏固体废堆的淋滤,化学液体的渗溢农业生活的污染,采矿活动的污染根据水力学分类:间歇入渗型:有毒或有害物质周期性(灌溉、降雨)渗入含水层;受污染的对象主要是浅层地下水;常与大气降水或灌溉对应;污染源一般呈固态。

连续入渗型:污染方式自上而下;污染物经包气带连续入渗,包气带为饱和状态;污染源一般呈液态;污染对象为潜水。

越流型:污染通过越流的形式;人类活动引发越流方向发生改变;难以查清越流具体地点及地质部位;污染承压水或潜水;污染源为天然高砷水或矿山等。

径流型:污染通过地下水径流的形式进入含水层;污染范围可能不大;污染程度往往由于缺乏自然净化作用而显得十分严重;液体污染。

11.地下水污染调查方法:资料收集、现场踏勘、遥感方法、地球物理方法、钻探方法、监测方法12.地下水监测点可分为区域性和控制性监测点,水位监测频率一般3天或5天监测一次,水质监测一般一年四次。

(监测六大污染毒物指汞镉氰酚砷铬)第四章环境水文地质作用1.水资源开发利用的环境地质效应:.区域地下水位持续下降,城市水资源危机加剧,地下水质恶化,海水入侵,诱发地震缺氧灾害2.环境水文地质作用:(1)环境水文地球化学作用:指在人工干预下,在一定渗流和水文地球化学条件下,物质迁移、转化的作用,是决定污染物质迁移转化规律的主要作用。

包括:氧化还原作用,盐效应,(2)环境水动力作用:指由地下水动力要素变化而引起的地质环境中相互间的能量交换作用。

包括:水诱发地震,地面沉降,岩溶地面塌陷。

(3)环境水物理作用:指地下水对热能的传播和转化而引起的建筑物地基失稳和地下水水质变坏的环境作用。

包括:冻胀作用,冰锥冰丘,热融滑坡,冰融进化作用。

(4)环境水文地质生态作用:水质、水量和水温等的变化都可引起生态平衡的破坏。

包括:水体中耗氧有机物分解,水体富营养化过程。

3.诱发地震:指因水库蓄水而诱使坝区、水库库盆或近岸范围内发生的地震。

类型:①岩溶塌陷型。

②断层破裂型。

4.水体营养化:是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。

5.热融滑坡:山坡上含冰量大量冻土,热平衡遭到破坏,发生融化并下滑。

冰椎冰丘:冻结层下承压地下水沿断裂带上升,在季节融化层下冻成冰核,在地面形成鼓丘。

冻胀(融沉)作用:土体冻胀隆起夹托建筑物上升。

融化季节造成地面沉降冰融净化作用:冰和正在冻结的水之间进行盐分再分配。

第五章环境水文地质勘察1.环境水文地质勘察基本任务①查明区域水文地质条件;②查明已发生和可能发生的区域性水位下降或上升、水资源衰竭、水质污染与恶化、海水人侵等水文地质问题,分析研究其成因;③进行区域地下水环境评价和预测研究,提出环境水文地质问题防治对策或措施方案,对地下水资源开发利用进行监督。

2.环境水文地质调查分类(1)天然环境水文地质条件,主要应调查收集下列资料:◼气候、水文、土壤和植被状况;◼地层岩性、地质构造和地貌特征及主要矿产;◼包气带岩性、厚度与结构;含水岩层的岩性、结构、厚度和富水性;隔水岩层岩性、厚度、结构;◼地下水水位、水质和水温特征;地下水类型、补给、径流和排泄条件;◼地下水环境背景值(污染起始值)或对照值。

(2)人为环境水文地质条件调查地下水开发利用状况调查,应了解主要开采层的层次、开采量、开采强度;开采井的密度、深度、施工结构质量更替情况;开采过程中水质、水量、水位的变化。

(3)地下水污染源调查:工业,农业,生活污水污染源3.主要环境水文地质问题的调查:(1)地下水水质问题调查(2)地下水污染调查,(3)地下水资源衰减状况调查(4)地下水降落漏斗调查(5)地下水开采量衰减调查(6)含水层疏干状况调查(7)地面沉降与地面塌陷调查(8)其它环境水文地质问题调查4.环境水文地质试验(1)室内土柱试验(定义)试验应在选定的土体样品(原状或扰状)试验地段采取有代表性的进行土柱淋溶试验,通过对于滤出水水质的测试,分析试验过程中有机物的降解,天然有机物的迁移、累积等引起地下水水质变化的环境化学效应的机理。

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