1引言环境化学（environmental chemistry）是研究化学物质，特别是化学污染物在环境中的各种存在形态及特性、迁移转化规律、污染物对生态环境和人类影响的科学，主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。它是环境科学研究和环境科学的基础内容之一。2概述造成环境污染的因素可分为物理的、化学的及生物学的三方面，而其中化学物质引起的污染约占80%－90%。环境化学即是从化学的角度出发，探讨由于人类活动而引起的环境质量的变化规律及其保护和治理环境的方法原理。就其主要内容而言，环境化学除了研究环境污染物的检测方法和原理(属于环境分析化学的范围)及探讨环境污染和治理技术中的化学、化工原理和化学过程等问题外，需进一步在原子及分子水平上，用物理化学等方法研究环境中化学污染物的发生起源、迁移分布、相互反应、转化机制、状态结构的变化、污染效应和最终归宿。随着环境化学研究的深化，为环境科学的发展奠定了坚实的基础，为治理环境污染提供了重要的科学依据[1]。 从学科研究任务来说，环境化学的特点是要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象和变化的化学机制及其防治途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。它所研究的环境本身是一个多因素的开放性体系，变量多、条件较复杂，许多化学原理和方法则不易直接运用。 3主要研究领域和内容1研究污染物(主要是化学污染物)在环境(包括大气圈、水圈、土壤岩石圈和生物圈)中的迁移、转化的基本规律，形成环境污染化学这一介于环境科学与化学之间的一门新兴的边缘分支学科。2研究环境中污染物的种类和成分及其定量分析方法，形成环境分析化学(常简称环境分析)。它是环境化学的分支学科。3研究环境中天然的和人为释放的化学性质的迁移、转化规律及其与环境质量和人类健康的关系，形成环境地球化学。它是介于环境与地球化学之间的一门新兴的边缘分支学科。4环境概况及解决方法1有害化学品的污染危害有害化学品是指任何已经被确认为对人类健康和环境有危害性的化学品。随着工农业迅猛发展，有毒有害污染源随处可见，而给人类造成的灾害要属有毒有害化学品为最重。化学品侵入环境的途径几乎是全方位的，其中最主要的侵入途径可大至分为四种，11人为施用直接进入环境；12在生产、加工、储存过程中，作为化学污染物以废水、废气和废渣等形式排放进入环境；13在生产、储存和运输过程中由于着火、爆炸、泄漏等突发性化学事故，致使大量有害化学品外泄进入环境；14在石油、煤炭等燃料燃烧过程中以及家庭装饰等日常生活使用中直接排入或者使用后作为废弃物进入环境。 进入环境的有害化学物质对人体健康和环境造成了严重危害或潜在危险。 以农药这一有害化学品为例，随着农药科技和农业的迅速发展，农药的使用越来越普遍，从不使用农药的自然农业发展到使用农药的现代农业，对于我国这样一个人口众多，耕地面积紧张的大国，农药在解决农作物的自然灾害，促进粮食增产方面发挥了重要作用。但由于农药是一类有毒化学物质，而且是人为主动投加到环境当中，长期大量使用，对环境生物安全和人体健康，必将产生较大的不利影响。这就给人们提出了一个不容回避的现实问题，在充分肯定农药的有利作用的同时，需要充分认识农药对生态环境和人体健康产生的危害[2]。 同时工业废水也是对环境最大的污染源之一，譬如工业废水中的氰化物等有害物质严重污染了全国主要江河湖泊，使水质恶化，特别是淮河、海河、辽河、滇池、巢湖和太湖（简称“三河三湖”）水污染问题更为突出，给当地经济发展和人民生活带来严重影响。工业废水中排放的氰化物对鱼类危害更甚，含苯酚废水可抑制水中细菌、藻类和软体动物生长。用含酚废水灌溉农田能抑制光合作用和酶的活性，破坏农作物生长素的形成，造成减产。生活污水和某些工业废水中常含有一定量的氮和磷，进入水体后会使封闭性湖泊、海湾形成富营养化，造成浮游藻类大量繁殖、水体透明度下降、溶解氧降低、威胁鱼类生存、水质发臭出现“赤潮”。化学废弃物的不适当处置，会造成土壤板结和地下水污染，直接威胁人体健康和人类生存。目前癌症已成为严重威胁人类健康和生命的疾病之一。据世界卫生组织估计，全世界每年有癌症患者600万人，每年因癌症死亡约500万人，占死亡总人数的1/10。我国每年癌症新发病人有150万人，死亡110万人，而造成人类癌症的原因10%～15%与化学因素有关。 再则冷冻与空调设备释放出的氯氟烃气体造成大气平流层的臭氧层破坏，引起地球表面紫外线辐照增强，使人群皮肤癌发病率上升。燃煤发电厂等排放的二氧化硫引起的酸雨导致河流湖泊酸化，影响鱼类繁殖甚至种群消失。土壤酸度增高可使细菌种类减少，肥力减退，影响作物生长。酸雨还使土壤中锰、铜、铅、镉和锌等重金属转化为可溶性化合物，转移进入江河湖泊引起水质污染。 有害化学品对人体健康和环境的危害是我国环境保护中亟待解决的重要问题，必须引起全社会高度重视。2化学品的环境污染控制我国是化工生产量较大的国家，化工产业已形成一个比较完善的体系。要想控制或减少对环境的污染，应从化学品的生产过程中的污染控制方面加以考虑，首先应了解化工厂的污染情况，包括：污染源种类、主要污染物、排放情况、环保措施以及周围环境敏感性等。特别应对污染源分布进行调查和污染物排放量的统计、同时应了解污染影响类型，如是属于一次污染或二次污染、长期污染或短期污染、可逆污染或不可逆污染、局部污染或大面积污染、单因素污染或多因素复合污染等等。化学品的污染危害控制，应采取以下主要措施:21制定和健全环境立法，加强环境执法力度我国于1979年已经颁布了《中华人民共和国环境保护法》，该法是我国有关环境保护的综合性法规，也是环境保护领域的基本法律，主要规定了国家的环境政策、环境保护的方针、原则和措施等；国务院还制定了《水污染防治法实施细则》、《大气污染防治法实施细则》和《固体废物污染环境防治法》等环境保护法律、国务院颁布了《化学危险物品安全管理条例》和《农药管理条例》等化学品管理行政法规。国家还专门制定了环境保护标准、污染物排放标准、环保基础标准和环保方法标准。如已颁布的环境质量标准有《环境空气质量标准》、《地面水环境质量》等；污染物排放准有《工业"三废"排放标准》、《污水综合排放标准》等等；同时地方性环境保护法规、环境保护部门规范性文件都作了明确规定等。这些法律法规的颁布实施对加强有害化学品的安全管理，防止化学物质污染环境和保障人民群众身体健康发挥了重要作用。但是，我国尚未建立起完整的化学物质环境管理法规体系，对化学物质的生产、储存、运输、销售、使用和进出口实行全过程有效管理[3]。 我国现行化学品环境立法需要针对当前化学品管理法律法规中的薄弱环节加以补充完善，并与国际化学品管理体制接轨。此外，当前迫切需要加强的是对化学品管理法律法规的执法力度。对环境保护造成严重污染的企业，应依法给予追究，对人身由环境污染造成危害的应依据法律给予处罚和赔偿。这在日本等工业发达国家早已实行了的法律管理制度。我们还应通过宣传教育提高从事化学危险品生产、贮存、经营、运输和使用的单位和个人的遵法守法意识，加强对有害化学品的安全和环境管理。特别是应按着我国环境保护法来严格管理有害化学品。22加强对重点有害化学品的环境管理 建立相应登记管理制度，对那些已知或怀疑对人类有致癌、致畸、致突变物质或者对环境有严重危害化学品采取禁止或严格限制使用和淘汰、替代措施，以有效减少这些化学物质的污染危害。23推行清洁生产，严格控制有害化学物质向环境中排放 化工污染之所以严重，一个重要原因是一大批老企业长期以来没有进行技术改造，资源、能源消耗太高，排污量太大。全面推行清洁技术改造，通过改革工艺设备，尽可能把"三废"消除在生产过程之中，减轻末端治理的负担，是改变化工生产消耗高、污染大的落后局面的根本途径。积极推行清洁生产，就要选用清洁原料，采用无毒无害物质替代有害原材料、设计清洁工艺、生产清洁产品。同时改善和加强企业内部安全管理等措施，在污染的源头削减污染物和废物产生量并回收利用废物。最大限度消除或削减有害物质的排放。对通过预防不能解决的污染物，应采取源控制措施进行安全处理处置，使污染物达到国家或地方规定的排放标准。24强化危险废物管理 危险废物是指具有易燃性、腐蚀性、反应性、爆炸性、急性毒性、传染性等危险特性之一的废弃物。根据《固体废物污染环境防治法》的规定，从事危险废物的收集、贮存、处置经营活动的单位，必须经环境保护行政主管部门批准并领取经营许可证。25公众监督通过建立和实行危险化学品的安全标签和安全技术说明书制度，在企业员工和化学品使用者中普及化学品安全和环境保护知识。并在全社会积极宣传有关化学品安全与环境保护知识，提高社会公众对有害化学品的危害、安全防护措施和环境保护的认识，大力鼓励公众参与监督有害化学物质的污染防治。5结论要时刻关注生态系统的表现，尽早发现失调的信息，及时扭转不利的情况。积极提高生态系统的抗干扰能力，保护生态系统，预防生态失调。参考文献[1]袁加程环境化学化学工业出版社,2010[2]张瑾环境化学导论化学工业出版社,2008[3]周启星,李培军污染生态学,科学出版社,2001
何中发 夏晨（上海市地质调查研究院，上海200072）摘要：环境地球化学调查是一项与生态环境保护、城市规划、农业发展等关系密切的基础性调查工作。上海市环境地球化学特征显示，地球化学元素可分为均匀分布型、相对分异常型、分异型、强分异型、极强分异常型，同时主城区、新建城区、烟尘工业区、城郊蔬菜种植区表现不同的地球化学特征。提出地球化学资料在住宅建设生态、生态环境友好型土地利用方面应用的展望。关键词：上海市；环境地球化学；成果应用环境地球化学是环境科学的重要分支学科。它是研究环境中化学物质（天然和人为释放的）迁移转化规律及其与环境质量和人类健康关系的学科。是以化学元素在自然界循环为主线，强调自然环境现象的发生机制和演化规律。环境地球化学的重要任务之一就在于及时地研究现代环境的化学变化过程及其趋势，在地球化学的基础上，更加深入地研究组成人类环境的各个系统的地球化学性质［1～5］。目前很多大型城市地区都面临一定的环境地球化学问题。比如，城市化和工业化进程的加快，造成城市饮用水源地水质的下降，城市大气中颗粒悬浮物的增加，城市土壤污染、侵蚀、酸化和硬化以及土壤生物和植被退化等一系列较为严重的城市环境问题，直接危及到城市居民的健康和安全［6～10］。为了摸清上海市环境地球化学的现状特征，2005年9月上海市环境地球化学调查项目正式启动。在上海市开展环境地球化学工作面临着如何在城市地区更好的采集样品的难题，同时如何使研究成果更好的服务于上海市的城市发展也是值得关注的问题。本文首先简单的介绍了上海市环境地球化学特征，然后就如何服务于城市发展和城市建设提出一定的应用设想。1 研究区概况上海位于长江三角洲前缘，太湖平原东侧。其南靠杭州湾，东濒东海，北枕长江入海口，地理位置十分优越，交通便捷。陆地面积6340km2，包括长江水面及沿海沿江滩涂在内，总面积7823km2。上海地区主体部分是三角洲平原，相对高差3～4m。但依地貌形态及其成因，又可划分位西部湖沼平原、北部沿江平原、东部滨海平原、长江口沙岛平原。在西南部湖沼平原区和杭州湾一带，有局部星散残丘保留，多数海拔50～70m。陆域地区最高为天马山，海拔高度97m。2 样品采集与测试1 样品采集表层土壤样品：采样密度1个点/km2，中心城区可适当加密取样，采集深度为0～20cm，4km2分析一个组合样。深层土壤样品：采样密度1个点/4km2，规定采样深度为200cm以下，16km2分析一个组合样。湖泊表层沉积物样品：采样密度1个点/4km2，在入海口或入湖口附近适当加密取样，采集深度为0～20cm。样品不进行组合。湖泊深层沉积物样品：采样密度1个点/16km2，规定采样深度为5m，对于沉积物小于5m的地方，以采集深层湖积物最底部样品为主。样品不进行组合。地表水：非城区采样密度1个点/16km2，在黄浦江、苏州河等水系的上、中和下游分别布设1～2个采样点。浅层地下水：1个点/16km2。2 样品分析测试土壤和湖泊沉积物样品分析测试：分析测试项目为中国地质调查局规定的有关土壤样品52元素（全量）及有机碳和pH值共计54项指标。水体样品分析测试：除按照中国地质调查局规定的21项必测项目外，针对上海市实际情况又选测了10项别的指标，共计31项指标。3 上海市土壤环境地球化学特征1 表层土壤元素总体区域分布特征土壤表层元素分布总体受区域地质母质环境、土壤表层发生层、自然生态环境、环境污染以及自身化学性质等复杂因素制约，表现出区域上显著的变异特征。上海地区受自身特殊的环境要素制约，显示出符合自身特点的地球化学变异特征。对其按照区域变异特性分解，大体划分出以下5种类型。1 均匀分布类型变异系数（CV）≤25％，包括砷、硼、钡、铍、铈、钴、氟、镓、锗、镧、锂、锰、铌、镍、铷、钪、锶、钍、钛、铊、铀、钒、钇、锆、硅、铁、铝、钠、钾、镁等30种元素，区域内基本表现出均匀分布，含量变差不大。直方图统计，这些元素中多数元素含量基本服从正态分布，含量区间窄小，变差不大。这些元素的分布主要受自然地质背景影响，与城市化的进程关系不密切。2 相对分异型25％＜CV值≤50％，包括溴、碘、氮、磷、钙、碳和有机质。这些组分，表现出在全区土壤表层较弱的分异特征，含量有不大的变化范围。含量统计直方图显示，本组元素多数呈对数正态分布，其中基本呈标准。这些元素在区域上的分布特征与土壤类型有非常好的吻合关系。其中溴和碘的高含量地区主要分布沿海地带，氮、磷、钙的高含量地区主要分布在上海市西南部的湖沼相沉积地区，碳和有机质的高含量地区主要分布在农业开发强度大的松江、青浦和金山等地方。3 分异型50％＜CV值≤75％，仅包括铋、铬、铜、硫四元素。统计显示，铬虽属该类，但分异程度并非很高。全区直方图上，铋、铜表现为二重母体分布的型式，表现为原始分布上有着两种不同的分布区，即原生背景场和城市人类活动扰动叠加场。其中铋、铬的高含量地区主要分布在吴淞工业区，铜的高含量地区主要分布在沿黄浦江的一些大型造船基地附近，而硫的高含量地区则主要分布在老居民区比较集中的地方，如黄浦、杨浦等地方。4 强分异型75％＜CV值≤100％，仅包括硒、钨、锌等三元素。显示出这些元素更强的区域变异，含量具更大的变差。全区直方图上，硒、钨基本显示为对数正态分布，带有较强的左偏性质，锌则显示为二重母体分布。硒的高含量地区与人口最密集的地区有比较好的吻合关系，钨的高含量地区主要分布在桃浦、吴淞等工业化开展早的地方，锌的高含量地区主要分布在吴淞、上钢三厂等地方。5 极强分异型CV值＞100％，包括银、金、镉、氯、汞、钼、铅、锑、锡等九元素。直方图上，九元素基本表现为二重母体分布，其一母体反映为土体内上述元素的基本分布特征，另一母体为异常母体，反映为区内的人类活动扰动作用的叠加特征。这些元素分异分布类型与城市建设开发强度的高低有一定的联系，其中，汞、镉和铅的高含量地区主要分布在中心城区等城市化相对高的地方。2 上海市主要生态区土壤环境现状总的看，上海地区土壤受人为扰动比较重，本文根据遥感影像解译全市共划分出11个类别的生态区，并依据地球化学数据全数据的分区进行了统计，获得了各生态区土壤现状情况的基础资料，其中将主要的生态区分述如下：1 中心城区这里指的是上海老城区，范围限在黄埔、卢湾、徐汇、长宁、静安、普陀、闸北、虹口、杨浦等区上世纪80年代前的居民密集区，面积260km2。总体上，老城区表层土壤显示出大量元素富集，按富集系数（K大于5）和变异系数选取有：铋、汞、镉、硒、锌、银、锡、铬、金、磷、硫、铅、碳、有机炭、铜、钼、钨、氟、锑、铈、氯及磷、氮等。以上组分在中心城区的富集特点，一是形成的异常组合元素最多；二是多数元素含量达到最高；三是主要富集元素均形成面状分布；四是形成因素复杂。2 新建城区指上世纪80年代后期尤其改革开放来新发展的城区，面积312km2。本次调查，新城区土壤地球化学分布的比较复杂，元素地域性变化较大。据统计，本类区富集元素包括银、金、铋、镉、氯、铜、汞、碘、钼、铅、硫、锑、硒、锡、钨、锌等15种元素，其中富集度最大的元素为镉、汞、金、汞、锡、碘等。镉的富集度高，K值达65；变异系数大，CV值达41％；区内有全区首高的高达20000μg/g；分析其原因，很可能是老厂区固体污染物所致。其次为钼，属于一种强烈的不均匀分布，变异系数CV值5％，最高值量64μg/g。总体看，本类生态区处在老城区外围，土壤污染态势相对于老城区具有递降态势。3 烟尘工业区本次调查，将宝钢、上钢一厂、上钢三厂的烟尘工业独立划出，借以调查工业烟尘对附近土壤的的质量的影响效应。总计划出面积160km2，除厂区外，也包括厂区附近烟尘集中沉降的大概范围，排放物不仅仅是降尘，还有工厂排放的固体排放物、污水等。由本次调查，烟尘工业区土壤受人为污染影响程度仅仅弱于上海中心城区，从污染强度和元素组合两方面评定，排在第二位。据资料统计结果，本类生态区受污染的元素有：银、金、铋、镉、铬、铜、汞、锰、钼、铅、锑、锡、钨、锌、铁、钛、镍、锗、钙、钡等，非金属元素砷、氯、氟、碘、磷、硫、硒、碳、有机质等，共计29项指标，比中心城区多出8项。具有特征性的是类如钙、钡、锶、氟等在其他环境下表现平稳，在此类生态区也出现了高量分布。该生态区的第二个特征是：银、金、镉、汞、钼、铅、锡、钨、锌等元素均达区域背景的2倍以上，且呈总体较高。分析认为，这种特征是由于该类工业区固体排放物、污水系统污染是一方面，长期的工厂粉尘和烟尘飘落对周围的均一性污染可能是更重要的方面。4 城郊老蔬菜地主要为城近郊环城的老蔬菜地，面积312km2。《上海土壤》将这部分土壤定为菜园灰潮土，是长期种植蔬菜，土壤耕作活动强烈，施肥、灌水频繁，土壤肥力高的一种土壤。但也因不当施肥灌溉和农药喷洒，致使土壤污染严重。本次调查显示区内银、金、铋、镉、铬、铜、汞、氟、碘、锰、钼、磷、铅、硫、锑、锡、硒、锶、钨、锌、钙、碳和有机质含量偏高，其中银、金、汞、钼、铅、硫、锑、锡、硒、钨、锌都在区域背景值的2倍以上，镉接近于2倍。且除银显示为极强变异外，这些偏高量分布元素（组分）变异并不强烈，只达到相对分异～分异～强分异程度，说明老菜地遭受了较均匀的偏高扰动量，但总体又比中心城区、烟尘工业区偏低。迄今，按照土壤环境指标标准，以汞、镉、铅、铜的分级临界值计，本类区土壤几乎全部属二类土壤，少量三类土壤。3 上海市城市土壤中一些重要无机、有机指标相关性研究城市土壤中的各个指标之间具有密切的关联，对上海市城市地区表层土壤中的一些重要无机、有机指标进行研究，这些指标为：pH值、有机碳含量、有机质含量、含水量、As、Cd、Cr、Cu、Hg、Mn、Nb、P、Pb、S、Sb、Se、Sn、Zn、HCH、DDT、PAHs等，研究结果如下：（1）在HCH、DDT、PAHs等有机污染物中，HCH异构体之间、DDT衍生物之间、PAHs分量之间大都具有显著的相关关系。（2）As、Cd、Cr、Cu、Hg、Mn、Nb、P、Pb、S、Sb、Se、Sn、Zn中Hg、Nb与其他元素不具有明显的相关关系，As、Cd、Pb与Cr、Cu、Mn、S、Sb、Se、Zn具有显著的相关关系。（3）有机碳、有机质、S与大多重金属具有显著的相关关系；pH值与重金属、有机污染物等相关关系不明显；pH值与有机质、有机碳具有负的相关关系；含水量与重金属、有机污染物、pH值等指标不具有相关关系。（4）苯并［a］芘和PAHs与有机质、有机碳、P、Se具有显著的相关关系，苯并［a］芘、PAHs、HCH、DDT等有机污染物与重金属间相关性不明显。4 上海市土壤环境地球化学调查成果应用展望上海市环境地球化学调查项目所覆盖的区域面积广泛，涉及的环境介质相对比较全面，测试分析的指标比较系统，应用领域非常宽广。在这里只针对城市人居环境建设及土地规划方面的应用作一简单介绍。1 住宅建设生态指标研究随着经济的发展人们对居住环境的要求越来越高，于是近年来国外流行的绿色建筑应运而生，所谓绿色建筑是指能充分利用环境自然资源，并以不触动环境基本生态平衡为目的而建造的一种生态住宅建筑。它除对建筑结构、建筑材料、绿化面积、生活垃圾处理、环境噪声等有较高要求外，对居住区的土壤环境也有较高的质量限制条件。结合上海市土壤环境地球化学调查成果，提出适合上海市的人居环境建设方面的土壤环境标准体系。可从土壤的放射性水平、土壤中重金属及有机污染物含量水平等3个方面来考虑，选出具体的指标，确定具体某个指标的分级标准，最后综合制定出人居环境土壤质量标准体系。2 生态环境友好型土地利用模式研究生态环境友好型的土地利用模式，就是按照土地的自然生态条件和环境承载力，进行土地规划，优化配置土地资源，使不同功能用地之间的位置关系与比例关系协调，增强土地利用集约程度，从而实现经济效益、生态效益的双丰收。生态环境友好型的土地利用模式的总体目标：土地资源利用率显著提高，土地可持续发展能力不断增强，生态环境明显改善，土地利用与经济发展和社会进步和谐统一。充分利用和挖掘已经获得的全市土壤环境地球化学信息，为生态环境友好型土地利用模式的研究奠定坚实的基础。5 结束语环境地球化学调查作为一项基础性、公益性、全局性的地质调查工作，可为研究生态环境、农业发展、居民健康、土地资源利用等问题提供比较有针对性的第一手素材［12］。如何充分发掘环境地球化学调查数据中蕴涵的生态地质环境信息，使之更好的服务地方建设与社会发展需要，是摆在相关地学科技人员的一项长期而艰巨的任务［13］。另外全国各省市地区环境差异巨大，如何在服务于地方城市建设上体现当地的特色也是目前迫切要解决的问题之一。参考文献［1］张辉，马东升环境地球化学、环境化学、环境生物无机化学的联系与区别环境化学，2000，19（2）：190～192［2］涂光炽等地球化学上海：上海科学技术出版社，1984，326～358［3］戎秋涛，翁焕新等环境地球化学北京：地质出版社，1990，1～30［4］李天杰土壤环境学北京：高等教育出版社，1995，20～34［5］杨忠芳，朱立等现代环境地球化学北京：地质出版社，1999，1～21[6] Paterson E, Sanka M and Clark L Urban soil sa spollutantsinks-a case study form Aberdeen, S Applied Geochemistry,1996, 11:129～131[7] Lu Ying(卢瑛),Gong Zitong(龚子同)and Zhang Ganlin(张甘霖) Characteristics and management of urban Soil andEnvironmental Sciences(土壤与环境),2002, 11(2):206～209[8] Zhang Jiasi(章家思)and Xu Qi(徐琪) The forming characteristics of urban soil and its Soil(土壤),1997(4):189～193[9] Tang Hongxiao(汤鸿霄) Environmental nano-pollutants and their micro-interfacial processes in the Acta ScientiaeCircumstantiae(环境科学学报),2003,23(2):146～155[10] Jiang Haiyan(蒋海燕) , Liu Min(刘敏), Huang Shenfa(黄沈发) Status quo and trend of urban soil contamination Journal of Safety and Environment(安全与环境学报),2004,4(5):73～77[11] 成杭新,杨忠芳,奚小环等长江流域沿江镉异常源追踪与定量评价的研究框架地学前缘,2005,12(1):261～272[12] 姜作勤地质工作信息化若干问题的思考地质通报,2004,23(9):839～845[13] 廖启林,翁志华等覆盖区多目标地球化学调查数据应用前景浅析——以江苏省国土生态地球化学调查有关成果为例地质通报,2005,24(8):772～777The Environmental Geochemical Characteristicsand Application of Geological AchievementsHe Zhongfa, Xia Chen(Shanghai Institute of Geological Survey, Shanghai 200072)Abstract: Environmental geochemistrical investigation is a basic survey subject which is nearly correlative with ecological environmentalprotection, municipal programming and agricultural The environmental geochemistrical characteristics show that geochemistricalelements are classified into equably distributing-type, oppositely abnormal distributing-type, abnormal distributing-type, doughty abnormaldistributing-type and greatly doughty abnormal distributing- Synchronously , the geochemistrical characteristics the main city zone, newcity zone, soot industrial area and suburban vegetable plantation display the different geochemistrical The paper expatiate thatthe geochemistrical data vista in the appliance of howff building ecology and friendly ecological environmental land Key words: Shanghai City; Environmental geochemistry; Achievement application
注意！别让环境哭！
8个，够不够你挑？？？o(∩_∩)为了地坏上的生命—--拯救我们的海洋保护蓝天碧水为拯救我们的地球掀起一场环境革命别把花草弄疼花草树木的倾诉尊崇自然、敬畏生命保护地球，从我做起判天地之美、析万物之理
地球化学环境与人类生存密切相关人们的生活环境与地球上地球化学场的分布有着密切的联系。地球表面元素分布的不均匀，一般通过食物、水、空气影响人体。当其含量变化（过高或过低）超出人体生理调节适应的范围时，人体健康即受影响，出现一些与地球化学场有关的疾病。在人体内的生物化学过程中，微量元素起着关键性的作用，目前已知的起关键性作用的元素有：Fe、Mn、F、Zn、Cu、Mo等14种人体必需的元素和Hg、Pb、Cd等有害元素。不同的微量元素在人体内有其各自的生物学作用及有害性。例如，氟是一种能增进骨骼和牙齿强度的元素，若缺乏氟，则龋齿发病率增高，若氟过量，又会引起斑釉齿；钼对生命的存在有关键性的作用，在土壤缺钼时，则食管癌流行，在高钼区，则痛风症多发。各微量元素间又能相互拮抗和协同人体的生物学作用。元素含量指标和病种指标的确定所谓元素含量指标是指人体为维持机体正常生理功能，对必需元素的需要范围和对有害元素的承受范围。在环境中，这些元素的含量不足或过量，都会有碍于健康，引起疾病。为此，需对这些元素确定其最低允许浓度和最高允许浓度，即元素含量指标。表6-1-1给出了某地区水系沉积物中一些元素的含量指标。它的确定是以某地区的地表土壤中元素丰度为健康基准含量，考虑到人体内的平衡作用以及水系沉积物与土壤的差异，将必需元素的基准含量的4倍和1/4倍分别作为过量和缺乏的含量限，对于有害元素，根据其毒性程度分别以基准含量的2倍、4倍、8倍作为对健康有影响的含量限。表6-1-1 水系沉积物中元素含量指标王成，1987。区域地球化学在人体健康问题上的应用，浙江地质科技情报，第3期。表6-1-2是用浙江土壤区域化探普查结果确定的地球化学病种指标。从表中可看出，不同的微量元素及其组合在人体内的生物作用不同，在环境中，其过量或缺乏都会引起地球化学病。这些引起地球化学病的元素及其组合称为地球化学病种指标王成，1987。区域地球化学在人体健康问题上的应用，浙江地质科技情报，第3期。。表6-1-2 地球化学病种指标（据王成，1987）注：＊本病发生在40～60岁绝经期妇女。实例（1）渡口市及其周围环境质量评价渡口市是一座新兴的中型工业城市，市区及其外围基岩广为出露。基岩区域地球化学测量为环境质量综合评价提供了基础资料。根据区内不同类型岩石中元素分布的统计资料（图6-1-1），对渡口地区进行了初步的地球化学区划。依基岩中元素的共生组合和含量差别，该区可大致划分为五个环境地球化学区（图6-1-2）。图6-1-1 渡口地区不同类型岩石中主要微量元素的丰度（据刘英俊等，1987）图6-1-2 渡口地区地球化学分区略图（据刘英俊等，1987）第Ⅰ区位于测区东、南及西北部，是大片闪长岩类分布的地区。该区的地球化学特点是，元素组合比较简单，元素含量变化幅度不大，且多数低于地壳同类岩石的平均丰度。含量较高的元素主要是Cd、G a、Ba，其次是Co、Cr、Pb，其他元素含量均较低。第Ⅱ区位于测区东南部，区内有面积不大的前震旦纪变质岩呈带状分布。地球化学特点是，元素种类少，含量低，除Cd、Ba、Co外，其他元素含量均接近或低于地壳同类岩石的平均丰度。第Ⅲ区位于测区西北部，出露地层为以石灰岩为主的早古生代地层。经光谱半定量分析，微量元素均未能检出。通过定量分析，发现Co、Cd、Pb、As的含量稍高，其他微量元素含量大大地低于地壳同类岩石的平均丰度。第Ⅳ区位于测区中部，有各类火成岩出露，富集了各种铁族元素和稀有、放射性元素。根据不同岩石类型中元素组合的不同，可将本区分为四个亚区，依次是玄武岩亚区（1）、正长岩亚区（2）、辉长岩亚区（3）和花岗岩亚区（4）。第Ⅴ区位于测区西南和东部，出露地层为中生代煤系地层。许多元素含量虽未形成异常，但多数含量偏高。通过对渡口地区不同岩石类型及其所含化学元素的分析对比可知，在测区东南部，岩性及其化学元素组合相对比较简单，沉积岩和前震且纪变质岩分布面积较大，地形高差比测区西北部小，岩石遭受的侵蚀作用也相对较小，三叠纪含煤层虽已开采，但现有资料表明，对环境影响不大，其他矿产资源尚未大规模开采，人为地造成各种化学元素迁移的因素少，环境质量相对较好。在测区西北部、中部和东北部，岩石类型及其化学元素组合比较复杂，各种火成岩广泛出露，影响人体的元素较多，较大的地形高差使岩石受到较甚的剥蚀作用，攀枝花共生矿正在进行大规模开采，选矿、冶炼过程正在大量排放“三废”，自然的和人为的因素使各种化学元素发生迁移，不断地转入生态环境，使环境质量降低。目前急需制订一合理方案，进行综合治理[1]。（2）北京地区高氟区与地质环境的关系地矿部物化探科技情报网，1987。物化探技术在城市工程中应用经验交流会论文集。北京地区的高氟区分布在13个区县80个乡的360多个村，氟斑牙和氟骨症患者达20万人。患氟斑牙，不仅影响牙齿的美观，而且影响咀嚼功能，不利于对食物的消化、吸收。患氟骨症，轻则腰腿、关节痛，重则四肢变形，不能像正常人一样自由伸曲，严重者使劳动力丧失，甚至生活上不能自理。图6-1-3 北京山区水系沉积物中全氟含量异常示意图（据地矿部物化探科技情报网，1987）氟中毒与含氟矿物、岩石的关系在北京地区，发现的含氟矿物主要有萤石、磷灰岩、黑云母、金云母和角闪石等。萤石中氟含量为7%，磷灰石中氟含量为4%，云母、角闪石中氟含量为n×102×10-6～n×104×10-6。北京山区水系沉积物全氟异常图表明，全氟异常（异常下限为800×10-6）与中性岩、基性岩、片麻岩、酸性岩和萤石矿有着密切的关系，异常是由这些岩矿石中含氟矿物相对富集所引起的（图6-1-3）。经试验，昌平上庄一带富含磷灰石的闪长岩、辉长岩附近，全氟异常高达27400×10-6。过80目筛的辉长岩、闪长岩样品，用蒸馏水浸泡三天，其水溶液中氟含量为3mg/L，比正常饮用水中氟含量（5mg/L）还低。因此可认为，由中、基性岩和片麻岩中的磷灰石引起的全氟异常与氟中毒无关。酸性岩与氟中毒有密切关系。酸性岩中全氟含量较高，可高达n×103×10-6，这是因为酸性岩中，磷灰石常与金云母等含氟矿物伴生并含有萤石矿物，往往有萤石脉分布，酸性岩经风化后，所含的氟很容易被水溶出而进入地下水。在地下水与地表水滞流的特定的水文地质环境中，水与含氟矿物接触时间长、接触面积大，地下水中的氟含量超标，这种环境中的裂隙水、孔隙水的含氟量可达1mg/L以上，最高达0mg/L。萤石矿与氟中毒关系更为密切。萤石全氟含量高达7%，萤石风化物的全氟含量也较高，可达7%。在萤石矿附近，由于萤石及其风化物碎屑沿水系运移，在一定范围内引起全氟异常，萤石及其风化物中的氟可被水溶出，造成饮用水中氟含量的增多。高氟区与平原低洼区碱性环境的关系 硅酸盐矿物是土壤的主要组分。硅酸盐矿物在物理化学风化作用下，形成碎屑及次生硅酸盐矿物——粘土矿物，在各种自然力的作用下，不断地向沉降地带运移，形成平原区的巨厚松散堆积物。F－和O－及OH－的同晶取代作用使硅酸盐矿物中普遍含氟，另外，土壤胶体和粘土矿物对氟有吸附作用，使土壤中的氟含量增高，以致各地土壤的全氟含量相近，约200×10-6。当处在碱性环境时，土壤里难溶的氟化物在羟基的作用下，使其中的氟以离子状态活跃在土壤中，土壤胶体和粘土矿物所吸附的氟，在碱性环境中容易被释放，使土壤中氟的活动性增加。此时，土壤里的氟离子随地下水流动而迁移到低洼地带，经强烈的蒸发，不断地在地表富集，形成高氟环境。因此，在碱性环境区，浅层地下水氟含量往往较深层地下水的高，长期饮用浅层高氟水，就会引起严重的氟中毒。另外，在碱性环境的土壤里，活性氟易被植物吸收，例如，大兴小皮营和前甫的黄豆、玉米、小麦等农作物的氟含量超过标准2～3倍。若长期食用高氟食物，会使人体内骨氟含量增加，造成严重的氟骨症。图6-1-4 北京地区饮水中氟含量异常示意图（据地矿部物化探科技情报网，1987）高氟区与地下热矿化水分布的关系 氟与地下热矿化水关系密切。当地下热矿化水在深部循环时，溶滤俘获了一定数量的源于岩浆中的化学成分，使其富含氟、氡、镭、偏硼酸、硫化物及可溶性二氧化硅等。北京地区地下热矿化水的氟含量在5～0mg/L之间。温泉和热水井中流出的热矿化水的扩散，各种用途的深水井不断增多，部分水井未严格封孔，使不同层的地下水连通混染，可造成饮水中的氟含量超标。北京的已知地热区，如延庆胡家营（1号异常）、海淀温泉一带（8号异常）、昌平小汤山一带（9号异常）、昌平太平庄一带（13号异常）、朝阳区北太平庄一带（14号异常）、房山良乡一带（16号异常）和廷庆康庄一带（2号异常）饮水中氟含量均超标准（图6-1-4）。总之，通过对北京地区高氟区与地质环境关系的研究，初步认为北京地区氟中毒区有以下四种类型：①萤石矿中氟溶出引起的氟中毒区；②酸性岩含氟矿物溶出引起的氟中毒区；③平原低洼地区碱性环境下活性氟积聚引起的氟中毒区；④地下热矿化水浸染漫延引起的氟中毒区。
摘 要 以水化学数据为依据，应用相关分析，结合地质、水文勘探资料，对煤矿酸性矿排水( AMD) 的水化学特点及其成因进行了研究。煤矿 AMD 在一定的物质条件和环境条件下形成，只要条件适宜，不管是高硫煤还是低硫煤均可产生酸性水; 低 pH、高 Eh、高 TDS 及高硬度是煤矿 AMD 的重要特征，水中的 SO42 －与其 EC 之间以及 Fe3 +/ Fe2 +比值与其 Eh 值走势具有良好的一致性，水中微量元素及重金属来源较复杂，如 Ni、Cu、Co、Zn 等来源于黄铁矿的氧化溶解，但 Pb、Sr 等主要来自 AMD 对煤系地层中煤及岩石中矿物的淋滤作用。任德贻煤岩学和煤地球化学论文选辑一、引言煤矿在开采过程中，因含煤地层中所含硫化物( 主要为黄铁矿) 的赋存环境变化而自发进行氧化还原反应，可导致产生酸性矿排水( AMD) 。AMD 的低 pH 值和较高的矿化度特征，说明其有很强的溶解性和侵蚀性，这种矿排废水能携带大量的重金属及有害化学物质进入环境。煤矿酸性矿井水在我国分布广泛，北方主要分布在陕、晋、鲁和内蒙等省区，南方分布在川、桂、贵、浙、闽等省区。目前，对 AMD 的研究多集中在金属矿床、矿尾库等的酸性矿排水治理方面，而对含煤地层环境下产生的 AMD 的水化学数据中所蕴含的丰富环境地球化学信息的解读还不多见。煤矿 AMD 的化学特征在一定程度上反映了相应地区的物质组成、主要水—岩反应和水中组分的相互作用等环境信息，对这些信息的研究可了解煤矿AMD 的产生、变化过程及可能产生的环境效应，为煤矿环境治理及模拟预测提供可靠依据。笔者通过对福建省永安及上京两个矿区的井下现场勘查，系统采集和测试了煤层、顶底板岩石、黄铁矿以及矿井中的酸性水样品，通过综合分析这些数据，试图总结煤系酸性水的水化学特征，并探讨其中所反映的环境信息。二、研究区地质环境区内地层主要由上石炭统船山组、下二叠统栖霞组、文笔组、童子岩组、上二叠统翠屏山组及第四系残坡积物层组成。下二叠统童子岩组为主要含煤地层，由一套海陆过渡相岩性组成，以泥质岩为主，次为粉砂岩和砂质岩，砂岩多为钙质胶结。普遍含形态各异、含量不等的菱铁矿和黄铁矿结核。童子岩组内由下而上分为第 1、第 2、第 3 段，其中第 1 和第 3 段为含煤段。在永安矿区，第 3 段为主要含煤段，自上而下有 0 ～11 号煤层，其中 1 号、2 号、5 +6 号、9 号为主采煤层。在上京矿区，第 1 段为主要含煤段，煤层自上而下为 22 ～ 49 号煤，其中 33、34、38、45、48 等 16 层煤层为可采煤层。研究区沟谷发育，植被茂盛，海拔最高点标高为809m，最低点为300m。本区为亚热带潮湿气候区，年平均降雨量和气温分别为1565mm、9℃，气温最高2℃，全年相对湿度平均79%。水文地质条件属简单—中等类型，下部栖霞灰岩富水性较强，但远离煤层(距煤层200m左右)，正常情况下对煤层没有影响。大气降水是矿坑水的直接或间接补给水源。另外煤系构造裂隙发育，但富水性弱，岩性为砂岩，钻孔涌水量Q=57～5L/s，渗透系数K=073～15m/d。裂隙水水质为HCO3-Ca-Mg和HCO3-SO4-Cl-Mg型，总矿化度016～15g/L，属低矿化度具侵蚀性水。三、样品采集与检测为全面了解永安矿区童子岩组内整个含煤地层酸性水的情况，在永安矿区东坑仔矿的0号、1号、9号和上京矿区小华煤矿的34、38、48号等主采煤层的顶底板、煤和水及部分黄铁矿进行采样。在井下现场测定了水样温度、Eh值和pH值，其余水质项目按取样标准处理后送核工业北京地质研究院测定。用等离子质谱法(ICP-MS)测定水中阳离子及痕量元素含量;离子色谱法(IC)测定氯离子、氟离子、溴离子、硝酸根离子和硫酸根含量;采用容量法测定碳酸根、重碳酸根、氢氧根的浓度。对煤样、煤层顶底板岩样及黄铁矿样品进行了X射线衍射(XRD)分析和等离子质谱分析。四、结果与讨论井下AMD的环境特征在井下调研时发现，大量褐红色氧化铁沉淀物与酸性水伴生，可视其为存在酸性水或曾经有酸性水产出的标志。酸性水常常出现在松散、破碎的煤层顶板处及平巷上部的采空区下方，这些现象表明酸性水明显受环境条件的控制，这可能与含氧水的进入有关。在无破碎区，地表水中有限溶解氧在缓慢的下渗过程中，被浅部地层中的物质消耗，不足以氧化较深部的含硫矿物而产生酸性水。地质勘探资料表明，本区煤系由以铝、硅酸盐矿物为主的泥岩、粉砂岩及砂岩组成，地层中碳酸盐岩组分相对很少，CaCO3仅以脉状或钙质胶结物形式产出。有关黄铁矿氧化动力学实验表明［1］，在有碳酸盐岩存在时，产酸能力受到抑制。Holmstrom［2］等的研究表明，尾矿是否产生酸性排水和释放重金属主要取决于碳酸盐矿物的含量，而不是硫化物的含量。永安矿区煤中总硫含量小于1%，为低硫煤，但却产生了pH值低达75的酸性水，这一事实表明不管是高硫煤还是低硫煤均可产生酸性水。煤层AMD的水化学特征所取水样有3种类型:煤层酸性水样、煤层非酸性水样、地表水样。各水样的化学组成检测结果见表1，样品中除JS8为地表水外，其余为井下矿排水。根据矿井原钻孔资料，未经淋滤的地层裂隙水的水质为HCO3-Ca-Mg和HCO3-SO4-Cl-Mg型，总矿化度016～15g/L。而经淋滤煤层后形成的酸性水的组成变化很大，按库尔洛夫表达式计算后，水质类型变为SO4-Ca-Mg(如DS2)和SO4-Mg-Fe-Ca(如HS5)型水，TDS为64～398g/L，为高矿化度水。表1 永安矿区煤层矿井水水化学常量组分含量w单位:mg·L－1注:－为未检出;表中硬度以CaCO3计。由表1可以得出本区煤矿酸性有如下特点:(1)pH值变化范围较大，可从5点几至2点几，而在pH≤00的水中，HCO－3含量均为未检出。根据水中碳酸系统平衡关系，此时水中的碳酸盐组分以H2CO3或游离CO2形式存在，即水的总碱度趋于零，具有较强的侵蚀性。(2)酸性水具有SO42－高、总硬度高和TDS高的三高特征。SO2－4含量在阴离子中占绝对优势，表1中HS7水样硫酸根离子浓度达9mg/L，煤矿酸性水水化学类型一般为SO2－4－Ca、Mg(Fe、Al)型。酸性水使地层中碳酸盐类及铝硅酸盐类矿物大量溶解，而造成水的高硬度和高TDS，TDS>1g/L。如，HS7的TDS达5mg/L。酸性水中硫酸盐是其矿化度主要贡献者，水中SO2－4离子浓度与其电导率(EC)具有良好的对应关系(图1)。(3)煤矿酸性水的Eh范围在600～800mv，是一种高氧化态水，水中的多价态元素以高价态存在，如Fe3+、V5+、Mn4+、Cr6+等。检测结果表明，Fe3+/Fe2+比值在多数情况下与环境的Eh值有良好的相关性(图2)，Eh随Fe3+/Fe2+值增加而增加，Fe3+/Fe2+比值在井下酸性水环境中起到决定电势作用。图1 电导率与SO42－含量走势相关图图2 Eh与Fe3+/Fe2+走势相关图AMD中微量组分来源分析造岩矿物及矿石矿物中的微量元素通常以类质同象形式存在，而天然水中微量元素的分布通常受环境中水—岩相互作用控制。对永安矿区酸性矿坑水样中50多种微量元素进行了ICP—MS测定。对7个矿井水样中含量100×10－9以上的微量元素与水样中的主要特征元素进行了相关分析(表2)。综合分析上述数据，并结合煤、岩及黄铁矿样品的XRD分析结果，可得出以下初步结论:(1)pH值与大多数组分呈负相关，说明各组分的溶解度随介质pH的降低而增大，尤其对Fe和Al溶解度影响较大。同时也可能与它们在pH增大时易形成氢氧化物胶体而沉淀有关。胶体形成后对其他微量元素的吸附产生共沉淀是pH对微量元素含量的一个间接影响。(2)Ni、Co、Zn、Y等与Fe、SO2－4高度相关，相关系数大于94，说明它们的来源与黄铁矿的氧化溶解密切相关。Ni、Co、Zn均为过渡元素，常在黄铁矿中与铁形成类质同象替代，而在黄铁矿风化过程中被释放进入溶液;与Fe、SO2－4有较高相关性的还有Na、Cu、Mg、Mn元素，这些元素在地球化学上与铁元素常亲密共生，说明黄铁矿是其部分来源，或是黄铁矿的氧化溶解对它们的释放迁移有重要影响。(3)水中Pb-K和Pb-Al的相关系数分别为77和64，而与Fe和SO2－4的相关系数较低，分别为39和41。ICP-MS对煤、岩、矿的分析结果表明，大多数煤样品中的Pb含量高于同层位中黄铁矿的Pb含量，且由于本区为低硫煤，因此黄铁矿对矿井水中Pb的贡献相对较小，即本区酸性水样中的Pb除来源于黄铁矿的氧化溶解外，还来源于地层中的含铅矿物，如钾长石、黑云母的水解反应:任德贻煤岩学和煤地球化学论文选辑(4)锶是广泛存在于地下水中的一种微量元素。它在造岩矿物中的分配主要受钙和钾的互带性控制［3］，Sr2+主要是以类质同象的形式存在于含钙、钾的铝硅酸盐矿物中，随着含锶的钙长石、钾长石、白云母等矿物的水解，锶被释放而进入地下水中。本研究水样中锶含量在几百～上千μg/L，Sr与Ca呈正相关，相关系数为79，与K的相关系数仅为27。本水样中的锶可能主要来源于钙长石的水解反应。赵广涛(1998)［4］对崂山矿泉水的研究得出Ca-Sr的相关系数为6636，而K-Sr的正相关则不明显。这一结论与本文结果较为吻合，但是否具有代表性还有待研究。表2 永安酸性煤矿坑水中特征组分及微量元素间的相关系数矩阵五、结论(1)煤矿AMD可产生于高硫煤或低硫煤层中，含氧水沿破碎带入渗和地层中相对少量的碳酸盐岩是产生煤矿AMD的重要条件。(2)低pH、高矿化度和高硬度是煤矿AMD的水化学的典型特征。水中的硫酸盐是其矿化度的主要贡献者;煤矿酸性水中的SO2－4含量与其电导率具有良好的对应关系;Eh随Fe3+/Fe2+比值的增加而增加，Fe3+/Fe2+比值决定着煤矿酸性水的电势。(3)煤矿AMD中含有众多重金属及其他微量元素。其中Ni、Co、Zn、As等主要有害微量元素来源于黄铁矿的氧化分解，而Pb、Sr等则来源于酸性水对地层中物质的溶滤作用。煤矿酸性水的酸度大大增加了环境中有害化学物质的出溶率和迁移性。参 考 文 献［1］ Nicholson R V，Gillham R W，Reardon E J Pyrite oxidation in carbionate buffered solution: Experimental Kineti- Geochim Cosmochim Acta，1988，52: 1007 － 1085［2］ Holmstrom H，Salmon U J，Carlsson E et Geochemical investigations of sulfide-bearing tailings at Kristineberg，north- ern Sweden，a few years after The Science of the Total Environment，2001，( 273) : 111 － 133［3］ 文冬光，沈照理，钟佐 水-岩互相作用的地球化学模拟理论及应用 中国地质大学出版社，1998［4］ 赵广涛，李玉瑛，曹钦臣等 青岛西北地区矿泉水的水化学特征与形成机理 青岛海洋大学学报，1998，28( 1) :135 － 141The environment geochemistry information of the coal mine acid mining drainageYUE Mei1，2，ZHAO Feng-hua1，REN De-yi1( Department of Resource ＆ Earth Sciences，University of China Mining ＆ Technology( Beijing) ;Key Laboratory of Coal Resource，Ministry of Education，Beijing 100083，China; Anhui University of Sciences ＆ Technology，Huainan 232001，China)Abstract: The chemical characteristic and its formation of the coal acid mining drainage are discussed in this paper based on the spot investigation，samples examination，applied the cor- relation analysis method，and combined w ith the geology and hydrogeology background informa- Coal AMD formed in the specific substance and environment And w hen the con- dition is meet，the AMD can be produced in both high or low sulfur in the Low pH and high Eh，TDS，hardness are the important characteristic of coal AMD There are good relation betw een SO2 －4and EC，Fe3 +/ Fe2 +radio and E Some trace elements and harmful heavy metal such as Ni、Cu、Co、Zn in the AMD come from pyrit dissolution w hile some others like Pb、Sr are mainly come from the AMD eluviation to the coal and Key words: coal AMD; chemical characteristic; trace elements; correlation analysis( 本文由岳梅、赵峰华、任德贻合著，原载《煤田地质与勘探》，2004 年第 32 卷第 3 期)
我们倡导：转变观念和思路，加强引导，树立绿色低碳发展观。发展绿色低碳经济、促进可持续发展是人类社会未来发展的必然选择。政府部门要从政策层面上支持和引导大力发展绿色低碳产业，引导、支持社会树立绿色发展和低碳发展的理念。以发展绿色低碳经济实践和探索为起点，寻求适合国情的绿色低碳经济发展模式。为遏止气候变化不断恶化的势头，积极采取自主行动，从多种环节入手，节能减排降耗，减轻环境灾害，切实履行量化减排义务我们希望：加强科技创新，提倡低碳生活，建设生态环境。世界各国、全球企业应负担起共同但有区别的责任，应对资源环境压力。以已开展的生态环境保护治理为榜样，寻求经济发展新模式，承担企业社会责任，加大节能减排和低碳技术的研发，加快节能环保和装备的推广应用，推动技术创新和制度创新，发展低碳能源技术，推行能源高效利用、清洁能源开发、绿色GDP核算等研究，建立低碳经济发展模式和低碳社会生活消费模式我们期待：开展低碳技术国际交流，发展碳排放权交易国际合作。加强政府间国际合作，进而推动企业合作，有序推进低碳生态产业转移，促进低碳和生态经济在全球的合理分布和共同发展。积极建立环境权益交易市场，探索清洁发展机制，推动全球统一碳交易市场形成，改善发展中国家的碳定价权我们努力：推广发展低碳绿色金融的成功经验，积极探索发展绿色低碳经济的投融资途径，不断探索创新投融资机制，将减排降碳纳入金融体系的服务范畴，制定和完善符合国情的促进低碳产业发展的经济激励措施，利用碳金融体系的支撑使碳减排获得持续不断的融资，从碳减排权中提高能效及可持续发展的收益，努力争取全球低碳经济竞争的主动权
“地球”是人类共同的家园，保护环境，就是保护人类生存的环境。所以，让我们共同提高环保意识，从我做起，从身边的小事做起，从一张小纸片做起。 同学们，你们知道吗？虽然“环保”两个字写起来十分简单，但要做起来可就不是那样简单了。所以到现在为止，还有很多人没有做到“环保”。如果再这样下去，在五年后、十年后，未来地球将会变成什么样子呢？可能天是灰蒙蒙的，再也看不到云；到处可以看到垃圾，没有人清扫；还是每隔几天就会有一次可怕地沙尘暴······，可能还有很多我们无法想象的东西。 这样真是太可怕了。可是再看看，现在真正在环保的人又有多少呢？你们看街道边的垃圾桶，每一个旁边都有几个垃圾，尽管这些垃圾离垃圾桶只有一步之遥，可是四周来来往往的人没有一个主动将垃圾捡起来放到垃圾桶里，而态度大多都是视而不见。而且，现在每年又有多少棵树被砍伐，送去工厂，做成一次性筷子，做成纸巾给那些贪图方便的人使用，或是拿到市场上去卖······ 这有一些工厂，有废水就往河里排放，使现在很多小河里的水变得浑浊不清，散发着臭气，而且还有毒。所以现在有很多河里的小鱼都死了。我想，如它们会说话，可能会说：“醒醒吧，人类！不要再破坏环境了，不要再破坏自己美丽的家了，你们一定会后悔莫及的。难道你们不想要这个家了？如果你们还想要，那就请你们马上行动，来保护我们吧！”。 其实想挽救这个地球很简单，只需从身边的小事做起。看到地上有垃圾，弯下腰把垃圾捡起；保护野生动物，不再贪图他们那鲜美的肉；或是呼吁人们爱护环境······。 让我们共同来保护我们的这个美好的家园吧！
中国环境问题 中国环境政策 绿色和平在中国 世界观察研究所发布的《世界状况报告》中指出：中国面临着一些世界上最严峻的环境挑战。 世界上污染最严重的20个城市里，中国占了16个，同时大约有300个中国城市面临严重的水资源短缺问题。 中国的385个物种被列为濒危物种。中国温室气体（GHG）排放量在过去的十年中迅速增长。中国目前是世界上最大的温室气体排放国之一。据估算，在2006年燃烧化石燃料和制造水泥造成了62亿吨的二氧化碳排放。 中国的空气质量对大众健康构成极大威胁。据估计，中国每年死于呼吸道感染的人多达40万，这其中，空气污染是致病的直接原因。 “我们的奋斗目标是：让人民群众喝上干净的水、呼吸清新的空气，有更好的工作和生活环境。”
环保很重要~~地球是大家的’(地球只有一个)~~世界卫生组织(WHO)报导:世界20个污染最严重的城市，中国占16个~经济损失八千万人民币(保守估计)~导致每年三十五万人提前死亡~~(有何方法?)(拒绝外国工业?)(可是利益上会受损)(健康重要’还是财富重要?)~请大家三思~据报导:五湖三江都被污染了~~因为招揽连外国他们自己都不敢要的工业’(工业废水’有的很毒)~~唉!我们只管眼前有钱赚~(下一代可怜了)~~祝福大家!中国大陆三分之二城市深陷垃圾围城困局~
地球化学环境与人类生存密切相关人们的生活环境与地球上地球化学场的分布有着密切的联系。地球表面元素分布的不均匀，一般通过食物、水、空气影响人体。当其含量变化（过高或过低）超出人体生理调节适应的范围时，人体健康即受影响，出现一些与地球化学场有关的疾病。在人体内的生物化学过程中，微量元素起着关键性的作用，目前已知的起关键性作用的元素有：Fe、Mn、F、Zn、Cu、Mo等14种人体必需的元素和Hg、Pb、Cd等有害元素。不同的微量元素在人体内有其各自的生物学作用及有害性。例如，氟是一种能增进骨骼和牙齿强度的元素，若缺乏氟，则龋齿发病率增高，若氟过量，又会引起斑釉齿；钼对生命的存在有关键性的作用，在土壤缺钼时，则食管癌流行，在高钼区，则痛风症多发。各微量元素间又能相互拮抗和协同人体的生物学作用。元素含量指标和病种指标的确定所谓元素含量指标是指人体为维持机体正常生理功能，对必需元素的需要范围和对有害元素的承受范围。在环境中，这些元素的含量不足或过量，都会有碍于健康，引起疾病。为此，需对这些元素确定其最低允许浓度和最高允许浓度，即元素含量指标。表6-1-1给出了某地区水系沉积物中一些元素的含量指标。它的确定是以某地区的地表土壤中元素丰度为健康基准含量，考虑到人体内的平衡作用以及水系沉积物与土壤的差异，将必需元素的基准含量的4倍和1/4倍分别作为过量和缺乏的含量限，对于有害元素，根据其毒性程度分别以基准含量的2倍、4倍、8倍作为对健康有影响的含量限。表6-1-1 水系沉积物中元素含量指标王成，1987。区域地球化学在人体健康问题上的应用，浙江地质科技情报，第3期。表6-1-2是用浙江土壤区域化探普查结果确定的地球化学病种指标。从表中可看出，不同的微量元素及其组合在人体内的生物作用不同，在环境中，其过量或缺乏都会引起地球化学病。这些引起地球化学病的元素及其组合称为地球化学病种指标王成，1987。区域地球化学在人体健康问题上的应用，浙江地质科技情报，第3期。。表6-1-2 地球化学病种指标（据王成，1987）注：＊本病发生在40～60岁绝经期妇女。实例（1）渡口市及其周围环境质量评价渡口市是一座新兴的中型工业城市，市区及其外围基岩广为出露。基岩区域地球化学测量为环境质量综合评价提供了基础资料。根据区内不同类型岩石中元素分布的统计资料（图6-1-1），对渡口地区进行了初步的地球化学区划。依基岩中元素的共生组合和含量差别，该区可大致划分为五个环境地球化学区（图6-1-2）。图6-1-1 渡口地区不同类型岩石中主要微量元素的丰度（据刘英俊等，1987）图6-1-2 渡口地区地球化学分区略图（据刘英俊等，1987）第Ⅰ区位于测区东、南及西北部，是大片闪长岩类分布的地区。该区的地球化学特点是，元素组合比较简单，元素含量变化幅度不大，且多数低于地壳同类岩石的平均丰度。含量较高的元素主要是Cd、G a、Ba，其次是Co、Cr、Pb，其他元素含量均较低。第Ⅱ区位于测区东南部，区内有面积不大的前震旦纪变质岩呈带状分布。地球化学特点是，元素种类少，含量低，除Cd、Ba、Co外，其他元素含量均接近或低于地壳同类岩石的平均丰度。第Ⅲ区位于测区西北部，出露地层为以石灰岩为主的早古生代地层。经光谱半定量分析，微量元素均未能检出。通过定量分析，发现Co、Cd、Pb、As的含量稍高，其他微量元素含量大大地低于地壳同类岩石的平均丰度。第Ⅳ区位于测区中部，有各类火成岩出露，富集了各种铁族元素和稀有、放射性元素。根据不同岩石类型中元素组合的不同，可将本区分为四个亚区，依次是玄武岩亚区（1）、正长岩亚区（2）、辉长岩亚区（3）和花岗岩亚区（4）。第Ⅴ区位于测区西南和东部，出露地层为中生代煤系地层。许多元素含量虽未形成异常，但多数含量偏高。通过对渡口地区不同岩石类型及其所含化学元素的分析对比可知，在测区东南部，岩性及其化学元素组合相对比较简单，沉积岩和前震且纪变质岩分布面积较大，地形高差比测区西北部小，岩石遭受的侵蚀作用也相对较小，三叠纪含煤层虽已开采，但现有资料表明，对环境影响不大，其他矿产资源尚未大规模开采，人为地造成各种化学元素迁移的因素少，环境质量相对较好。在测区西北部、中部和东北部，岩石类型及其化学元素组合比较复杂，各种火成岩广泛出露，影响人体的元素较多，较大的地形高差使岩石受到较甚的剥蚀作用，攀枝花共生矿正在进行大规模开采，选矿、冶炼过程正在大量排放“三废”，自然的和人为的因素使各种化学元素发生迁移，不断地转入生态环境，使环境质量降低。目前急需制订一合理方案，进行综合治理[1]。（2）北京地区高氟区与地质环境的关系地矿部物化探科技情报网，1987。物化探技术在城市工程中应用经验交流会论文集。北京地区的高氟区分布在13个区县80个乡的360多个村，氟斑牙和氟骨症患者达20万人。患氟斑牙，不仅影响牙齿的美观，而且影响咀嚼功能，不利于对食物的消化、吸收。患氟骨症，轻则腰腿、关节痛，重则四肢变形，不能像正常人一样自由伸曲，严重者使劳动力丧失，甚至生活上不能自理。图6-1-3 北京山区水系沉积物中全氟含量异常示意图（据地矿部物化探科技情报网，1987）氟中毒与含氟矿物、岩石的关系在北京地区，发现的含氟矿物主要有萤石、磷灰岩、黑云母、金云母和角闪石等。萤石中氟含量为7%，磷灰石中氟含量为4%，云母、角闪石中氟含量为n×102×10-6～n×104×10-6。北京山区水系沉积物全氟异常图表明，全氟异常（异常下限为800×10-6）与中性岩、基性岩、片麻岩、酸性岩和萤石矿有着密切的关系，异常是由这些岩矿石中含氟矿物相对富集所引起的（图6-1-3）。经试验，昌平上庄一带富含磷灰石的闪长岩、辉长岩附近，全氟异常高达27400×10-6。过80目筛的辉长岩、闪长岩样品，用蒸馏水浸泡三天，其水溶液中氟含量为3mg/L，比正常饮用水中氟含量（5mg/L）还低。因此可认为，由中、基性岩和片麻岩中的磷灰石引起的全氟异常与氟中毒无关。酸性岩与氟中毒有密切关系。酸性岩中全氟含量较高，可高达n×103×10-6，这是因为酸性岩中，磷灰石常与金云母等含氟矿物伴生并含有萤石矿物，往往有萤石脉分布，酸性岩经风化后，所含的氟很容易被水溶出而进入地下水。在地下水与地表水滞流的特定的水文地质环境中，水与含氟矿物接触时间长、接触面积大，地下水中的氟含量超标，这种环境中的裂隙水、孔隙水的含氟量可达1mg/L以上，最高达0mg/L。萤石矿与氟中毒关系更为密切。萤石全氟含量高达7%，萤石风化物的全氟含量也较高，可达7%。在萤石矿附近，由于萤石及其风化物碎屑沿水系运移，在一定范围内引起全氟异常，萤石及其风化物中的氟可被水溶出，造成饮用水中氟含量的增多。高氟区与平原低洼区碱性环境的关系 硅酸盐矿物是土壤的主要组分。硅酸盐矿物在物理化学风化作用下，形成碎屑及次生硅酸盐矿物——粘土矿物，在各种自然力的作用下，不断地向沉降地带运移，形成平原区的巨厚松散堆积物。F－和O－及OH－的同晶取代作用使硅酸盐矿物中普遍含氟，另外，土壤胶体和粘土矿物对氟有吸附作用，使土壤中的氟含量增高，以致各地土壤的全氟含量相近，约200×10-6。当处在碱性环境时，土壤里难溶的氟化物在羟基的作用下，使其中的氟以离子状态活跃在土壤中，土壤胶体和粘土矿物所吸附的氟，在碱性环境中容易被释放，使土壤中氟的活动性增加。此时，土壤里的氟离子随地下水流动而迁移到低洼地带，经强烈的蒸发，不断地在地表富集，形成高氟环境。因此，在碱性环境区，浅层地下水氟含量往往较深层地下水的高，长期饮用浅层高氟水，就会引起严重的氟中毒。另外，在碱性环境的土壤里，活性氟易被植物吸收，例如，大兴小皮营和前甫的黄豆、玉米、小麦等农作物的氟含量超过标准2～3倍。若长期食用高氟食物，会使人体内骨氟含量增加，造成严重的氟骨症。图6-1-4 北京地区饮水中氟含量异常示意图（据地矿部物化探科技情报网，1987）高氟区与地下热矿化水分布的关系 氟与地下热矿化水关系密切。当地下热矿化水在深部循环时，溶滤俘获了一定数量的源于岩浆中的化学成分，使其富含氟、氡、镭、偏硼酸、硫化物及可溶性二氧化硅等。北京地区地下热矿化水的氟含量在5～0mg/L之间。温泉和热水井中流出的热矿化水的扩散，各种用途的深水井不断增多，部分水井未严格封孔，使不同层的地下水连通混染，可造成饮水中的氟含量超标。北京的已知地热区，如延庆胡家营（1号异常）、海淀温泉一带（8号异常）、昌平小汤山一带（9号异常）、昌平太平庄一带（13号异常）、朝阳区北太平庄一带（14号异常）、房山良乡一带（16号异常）和廷庆康庄一带（2号异常）饮水中氟含量均超标准（图6-1-4）。总之，通过对北京地区高氟区与地质环境关系的研究，初步认为北京地区氟中毒区有以下四种类型：①萤石矿中氟溶出引起的氟中毒区；②酸性岩含氟矿物溶出引起的氟中毒区；③平原低洼地区碱性环境下活性氟积聚引起的氟中毒区；④地下热矿化水浸染漫延引起的氟中毒区。
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