工程地質(zhì)

我國面臨的主要環(huán)境地質(zhì)問題

  現(xiàn)階段我國面臨的最主要的環(huán)境地質(zhì)問題包括:1)淡水資源危機問題;2)土地資源的流失與荒漠化問題;3)地質(zhì)災(zāi)害造成的日趨嚴(yán)重的環(huán)境問題;4)地球化學(xué)循環(huán)對人類生存環(huán)境的影響問題;5)城市發(fā)展中的環(huán)境地質(zhì)問題;6)人類工程、經(jīng)濟活動誘發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題等。在引言中我們講到了水與土是人類生存的最根本條件。它也是人類社會可持續(xù)發(fā)展的最基本的保障。淡水資源土地資源是一個國家發(fā)展所依靠的最根本的資源。它們是不能 有所替代的自然資源,是國家經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)。[5]  (一)、我國的淡水資源問題  我國水資源在時間和空間上的分布是非常不均衡的。
 
  1、從全國各河川流域的水資源( 包括地表水地下水)總量來看東北諸河流域、黃淮海地區(qū)、黃河流域、內(nèi)陸流域地區(qū)四大流域水資源總量約為5 857. 4 X 108m3/a。長江流域、珠江流域、東南諸河流域( 包括臺灣)、西南諸河流域四大流域水資源總量約為22 457. 5 X 108m3/a。
 
  北方水資源量占全國的20. 85% ,南方水資源量占全國的79. 15% 。所以從流域分布上看,北方的水資源與南方水資源的比例為1∶4。同時北方年降水量最少,年均降水量只有40mm,最高為600mm( 東北局部地區(qū)可達700 ~ 800mm);而在南方長江流域及以南地區(qū),年降水量均在1 000mm 以上,及至2 000 多毫米。因此南北方水資源的正常補給量也相差很多。
 
  從耕地面積來看,長江流域及其以南地區(qū)耕地占全國耕地面積的35.4%,而長江流域以北地區(qū)耕地面積占全國的64.1% 。顯然北方耕地所需的灌溉水量要遠遠超過南方地區(qū)。
 
  2、從人口分布來看  長江流域以北地區(qū)的人口占全國的45.3% ,而水資源僅占全國的20% 左右,所以北方地區(qū)的水資源問題是當(dāng)代迫切要解決的問題。
 
  由于我國北方與南方水資源的天然條件差異性較大,加以各地區(qū)對水資源的開發(fā)利用程度的不同,北方與南方存在的水資源問題亦有所不同。但總的看來,北方水資源問題最嚴(yán)重。
 
  (二)、 土地資源流失與荒漠化問題
 
  當(dāng)前世界上對土地資源的可持續(xù)利用研究,都倍受關(guān)注。國際地理聯(lián)合會設(shè)立世界土地利用調(diào)查專門委員會,并推動世界各國編制比例尺為1:1000 000的土地利用圖。美國自然科學(xué)基金委員會把“土地利用地質(zhì)學(xué)”作為重點資助的研究發(fā)展方向。20 世紀(jì)90 年代國際上把土地利用和地表植被的變化作為土地資源合理利用監(jiān)控和保護,以及作為全球變化研究的目標(biāo),成為各國研究重點。  我國到2030 年人口將達到16 億多。但土地(耕地)資源減少和土地退化以至荒漠化日 益嚴(yán)重。1978 ~1988 年的10 年間耕地?fù)p失了366. 7 X 10 4 km2,平均每年損失550 萬畝。土地荒漠化又與水資源的不合理利用有關(guān)。最為嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象,對耕地及土壤肥力破 壞性很大。我國不同程度的水土流失面積達180 > 104  km2。尤其是黃土高原的水土流失, 使這一地區(qū)人民長期處于貧困,沙漠化土地達到149 > 104 km2,目前仍在增加。不合理的利用水資源又使土壤鹽漬化。由于酸雨造成的土壤酸化,以及各種化學(xué)污染的發(fā)展,都是當(dāng)前國土資源利用中面臨的問題。
 
  最嚴(yán)重的土地資源流失是土壤侵蝕。從本質(zhì)上講,土壤侵蝕也是一種自然地質(zhì)作用過程,但由于人為因素,如不合理的開發(fā)利用土地資源,加劇了土壤侵蝕強度,成為嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)問題。我國國土上土壤侵蝕最嚴(yán)重的地區(qū)是黃土高原,其他如南方巖溶石山地區(qū)及紅土地區(qū)也都有不同程度的土壤侵蝕。土壤侵蝕是自然的、人為的、以及地質(zhì)的多種因素作用的綜合結(jié)果,以往的土壤侵蝕的研究,更多的是從農(nóng)田、水利角度考慮。這樣忽視了其地質(zhì)過程的機理,因此,在治理方案上缺乏全面考慮。
 
  四、人類活動誘發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題是環(huán)境地質(zhì)研究中的一個最突出的問題生產(chǎn)力的發(fā)展,使人類對自認(rèn)條件的改變,產(chǎn)生了巨大的作用。人類的工程活動在改 變著地球的面貌,甚至導(dǎo)致地球上出現(xiàn)一些新的地質(zhì)現(xiàn)象。人類活動對環(huán)境所起的作用是多種多樣的,對環(huán)境可以造成不同規(guī)模、不同程度、不同性質(zhì)的影響。這些影響可能是局部的或區(qū)域的,動力的或靜力的;發(fā)生的部位可能是淺部的,也可能是深部的;可能是化學(xué)的作用,也可能是生物的或機械的作用;作用的時間可能是短期的,也可能是長期的。
 
  (一)人類活動改變著地球表面的形態(tài)
 
  地球形成、演化、發(fā)展的歷史.到了現(xiàn)今階段,除其固有的內(nèi)外地質(zhì)作用仍在推動著地表形態(tài)的運動和發(fā)展外,人已成為一種強大的地質(zhì)作用力。人為地質(zhì)作用對地表形態(tài)影響的規(guī)模與速率,已不亞于天然地質(zhì)作用力 人類活動對地表形態(tài)的影響,隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步還在不斷的擴大。在現(xiàn)階段,主要表現(xiàn)在以下諸方面:
 
  1、人為剝蝕作用 人類在修建鐵路和公路、開挖航道、建造廠房、修建水庫、水渠等等工程活動中要挖掘土石,農(nóng)業(yè)平整土地,礦山剝離蓋層、開采礦石等,都在很大程度上破壞了地質(zhì)結(jié)構(gòu),改變了地表  形態(tài),所產(chǎn)生的地質(zhì)效應(yīng)同天然外動力引起的剝蝕作用是完全一樣的。而且,凡人類活動區(qū)域內(nèi)的這種人為剝蝕作用的強度與速率,遠比天然剝蝕作用大得多。
 
  2、 人為搬運作用 人為搬運作用主要表現(xiàn)在兩個方面:① 人類因耕作而造成全球土壤 流失量為2.40×1010 t/a,超過新生成的表土。加上毀林毀草引起的土壤侵蝕,每年從地表搬走數(shù)百億噸土壤;②為了某種需要(如填筑工程地基、工程場地開挖、采掘礦石、建筑材料等).由人工通過運輸工具進行搬運的。有人估計,人類通過自己的活動每年搬運的物質(zhì)總 量達1.0×104 km3 ,超過了全球水流的搬運強度。
 
  3 、人為堆積作用 人類在地表的堆積作用按需要和性質(zhì)可分為兩類。一類是圍填工程地基和圍海、圍湖造陸,其厚度和分布面積可達相當(dāng)大的規(guī)模 例如,捷克斯洛伐克布拉格市中心區(qū),分布一層厚達6 m的人工堆積土;日本東京港地區(qū)的大片土地是由人工填積而成 的,填海范圍近4 000 hm2  ,擴大了陸地面積。另一類是固體廢棄物和垃圾堆積。前者指建筑施工和工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢棄物(如建筑碎料、舊建筑物拆毀殘渣、工業(yè)灰渣、礦渣廢石、工程棄土等)堆積;后者主要指固體生活垃圾堆積。  4 、人為內(nèi)動力地質(zhì)作用人類興建大型水庫、深井注水等,往往可以促使某些斷層活化或引起地震 水庫蓄水誘發(fā)地震,在世界各地均有實例。如中國、俄羅斯、美國、澳大利亞.瑞士、法國、印度、希臘、意大利、日本、巴基斯坦等。  上述的人為剝蝕作用、搬運作用、堆積作用以及誘發(fā)的地震作用,使得地表形態(tài)發(fā)生了很大變化,形成了新的人為地貌景觀,從而破壞了地質(zhì)環(huán)境的天然平衡條件,對人類的生命財產(chǎn)構(gòu)成威脅 隨著人口的增長、社會生產(chǎn)力的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步,人為地質(zhì)作用力將越來越強,對地質(zhì)環(huán)境的影響亦將更加強烈。
 
  (二)人類破壞了地球表面的植被
 
  植被是陸地的外衣和保護層,也是陸地上的綠色水庫,起著調(diào)節(jié)氣候的作用。由于商業(yè)、開發(fā)耕地、樵薪等原因,人類大肆砍伐森林和毀壞草地。過度的放牧、開荒墾殖以及樵薪等活動,使得草地面積日益縮減。      如果沒有森林植被,地球上生物產(chǎn)量的91%將消失,大量物種將滅絕;全世界7O%的潑水將白自流八大海,人類將出現(xiàn)水危機;陸地上9O%的動植物將面臨干旱威脅;生物固氨量將減少90%,生物放氧量將減少67%;許多地方的風(fēng)速將增加6O ~80%億萬人將毀于風(fēng)災(zāi);人類將得不到燃料用柴、建材和林副產(chǎn)品;許多地區(qū)將發(fā)生洪水災(zāi)害和干旱災(zāi)害;許多地區(qū)的水土流失、土壤沙質(zhì)荒漠化將進一步加劇,黃土高原的水土流失和土壤沙質(zhì)荒漠化就是典型的例證??偠灾厍蛏先魶]有森林,人類將難以生存。
 
  (三)人類活動改變了地球表層內(nèi)的地球化學(xué)過程
 
  人類通過采礦和選冶,使分散的元素集中起來.制成各種金屬和非金屬產(chǎn)品,隨著這些產(chǎn)品的使用以致廢棄,元素又發(fā)生了新的遷移;人類開采和制造化學(xué)肥料,合成一些新的、過去未曾存在過的合成物,通過施用或使用直至廢棄,也在地殼表層產(chǎn)生元素遷移;礦業(yè)活動,可以改變某些礦物在地殼內(nèi)的分布狀況,發(fā)生礦物的人為遷移和富集作用。上述人類活動不同程度地改變了某些地區(qū)地殼表層的地球化學(xué)過程。
 
  (四)人類活動改變了水的循環(huán)途徑和物質(zhì)成分
 
  修建水庫、引水灌溉、工業(yè)和生活用水,特別是抽扳地下水等人為作用,都直接改變水的運動方式和循環(huán)途徑。 例如,在長期大規(guī)模強力開采地下水的地區(qū),由于開采區(qū)含水層中水壓力的降低,導(dǎo)致含水層和隔水層發(fā)生新的壓密作用,引起地面沉降,在巖溶發(fā)育地區(qū)發(fā)生地面塌陷,水動力條件的變化還可以改變水與巖石(或土)之問的天然化學(xué)均衡條件,引起巖石化學(xué)性質(zhì)與物理性質(zhì)的變化和水化學(xué)性質(zhì)的變化。
 
  值得一提的是,工業(yè)廢水,廢液和生活污水的不臺理排放,化肥和農(nóng)藥的施用,工業(yè)和生活垃圾的任意堆放,都會改變海水、湖水,河水和地下水的化學(xué)組分,特別是砷、汞、硫、鎘、苯、酚等進人水體,可直接或間接地危害人畜健康。  目前,世界上約有3O億人口居住在近海地帶,人類在陸地上活動所產(chǎn)生的大多數(shù)液體和固體廢物都排人了海洋。據(jù)統(tǒng)計:現(xiàn)在每年約有6.5×10t垃圾排人海洋,僅流人海洋的石油每年就超過3.2×10t;近年來,在一些國家的海域內(nèi)經(jīng)常發(fā)生海洋哺乳動物大批死亡事件,造成這些慘劇的主要是多氯聯(lián)苯,而目前工業(yè)發(fā)達國家每年流人海洋的多氯聯(lián)苯高達1.1×10t。海洋是地球上生命支持系統(tǒng)的一個必不可少的組成部分,保護海洋環(huán)境是一項十分重 要而緊迫的任務(wù)。
 
  (五)人類活動改變了大氣的物質(zhì)成分
 
  目前,世界上每年有8.2×10t污染性二氧化碳被排人大氣層,有9億以上的人生活在對健康有害的二氧化硫濃度超標(biāo)的環(huán)境中,有10億左右的人生活在超標(biāo)的懸浮顆粒中。國際環(huán)保組織公布的資料顯示,全世界污染最嚴(yán)重的15個城市中,中國就占了6個 我國北方城市的 總懸浮顆粒年平均值超過800μg/m 3,有些城市冬季超過l 000μg/m3  ,超過國家大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的兩倍多,全國500多個城市中達到大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不足10%。
 
  造成大氣污染的主要原因是人類無節(jié)制地向大氣中排放廢氣和固體廢棄物,而嚴(yán)重的大氣污染對人類的生產(chǎn)和生活造成了嚴(yán)重的影響。例如:1948年美國洛杉磯產(chǎn)生光化學(xué)煙霧事件,造成幾萬人急性中毒;1952年英國倫敦發(fā)生硫酸煙霧事件,短短5天時問就造成4 000余人死亡;l970年,日本東京出現(xiàn)硫酸和光化學(xué)混合煙霧事件。
 
  由于在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展過程中大量地燃燒石油、煤炭天然氣等化學(xué)燃料,從18世紀(jì)到現(xiàn)在,大氣中二氧化碳的濃度已增加了27,達到353 mg/g,且每年以0.5%的速度遞增。大氣中二氧化碳濃度的增高導(dǎo)致了“溫室效應(yīng)”,從上世紀(jì)末到現(xiàn)在,全球大約變暖0.6℃左右, 且地球表面的溫度仍在持續(xù)增高。
 
  (六)人類活動使地球上的物種日漸減少
 
  地球上生命出現(xiàn)在38億年前,比地球形成晚了約7億年。生命出現(xiàn)以后,在氣候環(huán)境條件制約下,沿著由簡單到復(fù)雜,由低級到高級,由水生到陸生的規(guī)律進化著。這種進化是不可逆的,經(jīng)過漫長的演化過程,終于形成了種類繁多的生物界。  生物滅絕的原因有自然的和人為的兩種。自然原因包括地球內(nèi)和地球外等諸多外在因素和生物本身的內(nèi)在因素。人為因素主要有以下幾個方面:① 生物的棲息地遭到破壞.例如,填湖填海造田造陸、森林的砍伐 開荒墾殖 工業(yè)和居民占地等等,使水生及森林和草原的居住者失去棲息地;② 公路、鐵路和各種設(shè)施把生物的棲居地分割為零星碎塊,成為被人類活動“海洋”包圍的 小島”,使生物種群大為縮小,基因交流受到限制,因而降低生存能力;③環(huán)境污染,包括空氣污染、水質(zhì)惡化和酸雨等,使有些植物物種 河湖中的魚類和陸上的動物物種消失;④ 掠奪性的狩獵獸鳥,滅種性的捕撈魚蝦,廣泛使用殺蟲劑等(因經(jīng)濟利益驅(qū)使)直接或間接殺害和毒害生物。目前,促使生物加速滅絕的這些因素仍呈增強 趨勢。
 
  總結(jié)
 
  綜上所述,地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)在人類活動的影響下已發(fā)生了巨大的變化,其范圍已經(jīng)不是局部問題,而常常是區(qū)域的或全球性的問題。這反映了人類與地質(zhì)環(huán)境的不執(zhí)調(diào),從而導(dǎo)致了人類生存和發(fā)展的一系列矛盾乃至危機。希望我們能通過對以上問題的認(rèn)識做出相應(yīng)的措施,從而有效控制人類活動對環(huán)境地質(zhì)帶來的損害。