环境地球化学论文选题背景和意义

研究采用土壤地球化学剖面法了解研究区化学元素分布及某些对人体必须、有用元素和有害元素的背景状况。设计两条穿越山区—丘陵—平原和食管癌高发区到食管癌中、低发区的土壤剖面：一条从涉县的关防—磁县北贾壁—峰峰矿区—磁县城关—临漳县城关—魏县城关，全长90km；另一条剖面从涉县与磁县交界的合漳开始，经观台，到讲武城，长约40km。表4-5、6是两条剖面不同土壤类型化学元素分析结果的平均值。下面根据表中数据，结合野外调查及地质、地理特点对一些元素的地球化学背景做简要评述。（一）硒除丘陵砂岩区发育的土壤硒较高（48μg/g）外，所有山区、丘陵和平原区土壤硒都低于或略低于全国A层土壤硒平均值（29μg/g），但与谭见安（1989）划分的硒土壤类型对比，本区土壤大多不属低硒类型，而应属于低硒边缘—硒正常类型，也有部分属于低硒土壤类型。因此土壤硒的分布比较复杂。但整体上看，硒具有高—低—高—低的分布趋势，即山区高，丘陵低，平原与丘陵交接处高，平原低。（二）钼南剖面Ⅰ离漳河较远，钼的含量整体偏高；北剖面Ⅱ紧邻漳河，钼的含量整体偏低，基本上＜9μg/g，而这里也是食管癌的高发带。二剖面的共同特点是丘陵地带的钼最低，石灰岩形成的残积土含钼高，冲洪积土钼最低。这是符合事实的，因为石灰岩发育的土壤pH值高，土壤中钼的可给性大，而我国的黄土及其冲积物上发育的土壤，全钼和有效态钼含量都偏低（黎钧耀，1993）。研究区的钼含量低于全国A层土壤和流水冲积沉积。（三）碘二个剖面的土壤碘基本相同，除黄土和残坡积土略高外，其余土都较低，所有土碘都低于我国A层土壤，大部分低于流水冲积沉积。与其它国家及我国同类土壤比较，碘也偏低（表4-7）。表4-7　表土碘含量对比　μg/g国家资料引用贾永平，1989。（四）锌、铜南边剖面I中山区锌大大低于丘陵与平原地区，而在北边剖面Ⅱ没有（表4-6）这种规律，但土壤的锌基本都低于全国A层土壤。铜在剖面Ⅱ的含量高于剖面Ⅰ，尤其在平原及丘陵红土中，另外铜的丰度还与母质和土壤类型有关，原地堆积土和残坡积土中铜最低，粘土和亚砂土含铜较高。（五）铁、钴、镍此三元素由于化学性质相近，在剖面上的变化也很一致，随着土壤类型和母质而波动，铁在全国A层土壤背景值上下变化，钴、镍在丘陵和平原区略低或略高于全国A层土壤背景值，山区出现较低的值。它们比中国黄土钴、镍低。（六）钙、镁、钾、钠钙含量在本区较高，和石灰岩广泛发育有关，在山区石灰岩原地堆积土中钙可达3%，镁含量也偏高，除个别外，都高于中国A层土壤和流水冲积沉积。钾在两个土壤剖面的含量也不相同，剖面I的含量高于剖面Ⅱ。残坡积土中钾最高，但也低于流水冲积沉积。钠在剖面Ⅰ的含量低于剖面Ⅱ。平原区的黄色砂质粘土中最高，其它土壤比流水冲积沉积低不少。（七）锶、钒土壤中锶的含量总体偏低，尤其是石灰岩、砂质页岩为母岩的土壤锶比流水冲积沉积物少一半有余。土壤剖面中表土AB层的Sr略小于C层。两个剖面的土壤与其它国家同类土壤锶相比偏低（表4-8）。钒在山区较低，丘陵和平原地带上升，接近或超过全国A层土壤背景值及流水冲积沉积。表4-8　表土锶含量对比　μg/g国家资料引用贾永平，1989。（八）铬两剖面的平均值为71μg/g，大多数值都高于流水冲积沉积，但比河北省A层土壤背景值（3μg/g）低，比黄土母质（0μg/g）略低，在平原黄色砂质粘土中Cr的含量较稳定。（九）铅、镉剖面Ⅱ的铅高于剖面Ⅰ，都大于全国A层土壤背景值及流水冲积沉积，剖面Ⅱ的有些值高出几倍。土壤镉有一些超高的值（表4-5），令人难以置信，可以肯定有些地方土壤镉过量。（十）汞、砷汞在两剖面的含量除砂岩原地风化土，都在中国A层土壤背景值以下，两剖面有些差别。砷的分布在两剖面相反，剖面I是山区砷低，丘陵和平原偏高，剖面Ⅱ是山区、丘陵的砷高于平原。（十一）pH值从9变化到9，属于偏碱性土壤。土壤元素的化学分析反映出本区土壤处于低钼、锶、碘、锌，高镉、铅、弱碱性环境，而且越往食管癌高发区这一趋势越明显。而硒总体上呈山区—丘陵—平原降低趋势。

环境污染形势日益严峻，环境地球化学已成为2O世纪七八十年代以来发展最快的一门学科。环境地球化学研究环境中元素的分布和迁移规律，揭示人与环境之间的本质联系，参与环境问题的讨论。在元素（或污染物）的分布与人体健康及生态效应的关系研究方面取得了丰富的成果，如亚马孙河与采金业有关的 Hg 中毒；孟加拉国的水供应中的 As 中毒问题（Smedley，1999）。环境地球化学在认识地球环境的总体性和相互依存性、揭示全球环境和区域环境质量历史变化方面有重要意义，引导环境地球化学研究工作聚焦于典型区域环境演化的地球化学过程及生态效应研究，包括未来环境演化趋势和防治对策、全球环境变化中气候信息的提取、生态环境敏感及脆弱地区的风化淋溶作用、地-气界面的C和S及大气飘尘的环境地球化学行为、信息系统及模型模拟等（杨忠芳等，1999）。Matthias Zabel等（2001）以尼日尔河沉积扇的岩心研究陆源元素Al、K、Ti、Zr的时间序列，该岩心记录了过去245ka的河流沉积物的变化主要受控于中非的植被覆盖范围，“元素/Al”比值反映了河流盆地中的化学和气候变化条件；K/Al、Ti/Al和Zr/Al记录了非洲季风突变依赖于高纬度地区的气压。GIZaitseva等（2005）对Uyuk洼地的湖泊沉积物所进行的孢粉和地球化学分析重建了大约6ka（BP）欧亚大草原的环境变化历史。GSKonga 等（2006）以黄海东南部晚第四纪沉积岩心的地球化学组分、深海有孔虫稳定同位素重建过去6ka内的古环境变化。Sébastien Bertranda等（2005）通过对Lago Puyehue岩心的有机质、粒度和Al、Ti含量等地球化学指标进行多种沉积序列分析，研究了南智利的短期气候变化规律，研究表明在AD1490到AD1700之间，陆源微粒的增加暗示为潮湿时期；13C的增加反映湖泊生产力的增加，系对高度营养供应的响应；磁化率反映了陆源/生物比值，证明其变化发生在一个整体未受扰动的沉积环境中，该潮湿期与欧洲小冰期（Little Ice Age，LIA）的开始时有关，LIA是全球事件，不仅限于北半球。环境地球化学综合数据库（Jane Plant，David Smith et ，2001）作为全球环境变化研究、预测未来全球和区域环境变化、区域发展战略规划基础的全球数据库，在国际地科联（IUGS）和国际地球化学和宇宙化学协会（IAGC）的支持下，正在建立和完善中。该系统的基本地球化学数据是区域测量和环境状态评价的基础。随着进行区域测量国家的增加，其覆盖面几乎扩展到全球陆地表面。全球地球化学基底值作为土地状况评估的基础，目前已绘制了元素分布图，特别是那些对生命有严重或潜在危害的元素（包括放射性元素）分布图；进一步对潜在危害物质，尤其是有机质的分布也将包括在内。根据全球环境地球化学基底来证明土地污染和降级，自然地球化学变化趋势，并为国家乃至全球尺度的有关环境政策发展提供信息，使个人和社会的行为有利于环境的可持续发展，有助于保护地球表面的土地，因其与新战略规划有关，故被称为“战略地球化学数据库”。就具有悠久的采矿和矿业、制造业、高度城镇化的工业化国家而言，如欧洲国家，日益严重的废弃地和污染地的开发利用，因为法律、财政等的控制，对环境有潜在危害的元素逐渐用作规划和管理的依据之一，这些元素高值区是城市利用中的褐色区（预警区），而不是可扩张发展的绿色区。发展中国家的人口压力、经济发展、土地降级和污染及贫穷的增加影响着地球土地表面及其生命支持系统，这在近赤道热带地区和沙漠区域变得更加敏感，因为其经历了中长期剧烈的化学风化，地表环境支离破碎。全球数据库也对特殊的污染物质、人口事件、土地质量降低区和沙漠化等特别研究提供了有价值的信息。该系统的多介质，地表水和地下水、土壤和河流沉积，多项全球地球化学数据库亦为提高全球环境质量作出了贡献；同时也为探测稀有资源、纠正和改进发展战略的可能提供依据；全球数据库也为预测未来变化提供了保障。政府、国际组织和发展银行增加了用以准备战略数字数据库的资源比例，而地球及其环境作为可持续性土地利用发展规划的基础，被认为是最重要的参数之一。在研究介质方面，海洋沉积物、湖泊沉积物、冰心、黄土、泥炭、珊瑚、洞穴石笋等为环境地球化学研究材料；而红土因其次生特性而在国内外的环境地球化学研究方面仍是个较新的课题。一般认为（黄英等，2002）红土是母岩经历不同程度的红土化作用形成的，不同母岩在相同的气候条件下形成红土，其主要化学成分之间存在统计规律：均以SiO2、Fe2O3和Al2O3为主，随着SiO2含量的减小，Fe2O3、Al2O3或R2O3的含量增大；而pH值、烧失量随着R2O3含量的增大而减小，其化学成分实质上是红土化作用结果的反映。徐瑞松等（2006）提出华南红土从其母岩到表土，普遍表现为SiO2、K2O、Na2O主元素淋失，Fe2O3、Al2O3、N、S富集，从空间上看，其表生地球化学特征受下伏母岩和纬度效应制约，是区域资源环境的具体响应，是长期和多种环境变化的真实记录。朱丽东等（2005）认为近20年来，以红土为载体的古环境研究作为全球变化研究的新热点正在逐步形成，长江中下游、华南、西南等地的红土与环境的研究均有不同程度的进展，其中长江中下游地区作为北方黄土与南方红土的交锋地带，是揭示黄土堆积、红土发育、东亚冬夏季风盛衰之间耦合机制的敏感性地带，是目前人们较为关注的研究区。但从业已发表的成果来看，系统的红土地球化学研究较少。一些结论尚难以令人满意，成因机理上未能给予有力的理论支持。

环境地球化学论文选题背景及意义

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。

学位申请者为申请学位而提出撰写的学术论文叫学位论文。这种论文是考核申请者能否被授予学位的重要条件。　　学位申请者如果能通过规定的课程考试，而论文的审查和答辩合格，那么就给予学位。如果说学位申请者的课程考试通过了，但论文在答辩时被评为不合格，那么就不会授予他学位。　　有资格申请学位并为申请学位所写的那篇毕业论文就称为学位论文，学士学位论文。学士学位论文既是学位论文又是毕业论文。　学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解的知识和科学记录；或是某种已知原理应用于实际中取得新进展的科学总结，用以提供学术会议上宣读、交流或讨论；或在学术刊物上发表；或作其他用途的书面文件。　　在社会科学领域，人们通常把表达科研成果的论文称为学术论文。　　学术论文具有四大特点：①学术性 ②科学性 ③创造性 ④理论性一、学术性学术论文的科学性，要求作者在立论上不得带有个人好恶的偏见，不得主观臆造，必须切实地从客观实际出发，从中引出符合实际的结论。在论据上，应尽可能多地占有资料，以最充分的、确凿有力的论据作为立论的依据。在论证时，必须经过周密的思考，进行严谨的论证。二、科学性科学研究是对新知识的探求。创造性是科学研究的生命。学术论文的创造性在于作者要有自己独到的见解，能提出新的观点、新的理论。这是因为科学的本性就是“革命的和非正统的”，“科学方法主要是发现新现象、制定新理论的一种手段，旧的科学理论就必然会不断地为新理论推翻。”（斯蒂芬·梅森）因此，没有创造性，学术论文就没有科学价值。三、创造性学术论文在形式上是属于议论文的，但它与一般议论文不同，它必须是有自己的理论系统的，不能只是材料的罗列，应对大量的事实、材料进行分析、研究，使感性认识上升到理性认识。一般来说，学术论文具有论证色彩，或具有论辩色彩。论文的内容必须符合历史唯物主义和唯物辩证法，符合“实事求是”、“有的放矢”、“既分析又综合” 的科学研究方法。四、理论性指的是要用通俗易懂的语言表述科学道理，不仅要做到文从字顺，而且要准确、鲜明、和谐、力求生动。表论文的过程　　投稿-审稿-用稿通知-办理相关费用-出刊-邮递样刊　　一般作者先了解期刊，选定期刊后，找到投稿方式，部分期刊要求书面形式投稿。大部分是采用电子稿件形式。　　发表论文审核时间　　一般普通刊物（省级、国家级）审核时间为一周，高质量的杂志，审核时间为14-20天。　　核心期刊审核时间一般为4个月，须经过初审、复审、终审三道程序。　　期刊的级别问题　　国家没有对期刊进行级别划分。但各单位一般根据期刊的主管单位的级别来对期刊划为省级期刊和国家级期刊。省级期刊主管单位是省级单位。国家级期刊主管单位是国家部门或直属部门。

1 地球化学背景狭义的地球化学背景是对地球化学而言的，主要是根据受矿化作用影响与否来建立的。地球化学找矿教科书有定义：“不受矿化作用影响或没有矿石碎屑混入的地区中，化学元素的一般含量和一般变动幅度”。矿化作用影响的明显标志是矿田、矿床、矿点及矿化异常等。针对某一矿化元素而言，排除了矿化作用影响和其他污染作用的正常地区的矿化元素的一般含量和变化范围，可作地球化学背景。广义的地球化学背景则是对勘查地球化学而言的，其概念要根据研究对象的变化而变化。如农业地球化学勘查、环境地球化学勘查等的地球化学背景就不是以矿化元素为对象，而是以土壤肥料化学元素或污染物化学元素为研究对象。一般来说，勘查地球化学的背景值的确定是以所要解决的问题的关键性化学元素为依据对象。“凡是调查对象的影响范围以外的地区，就叫背景区。那里的化学元素的一般含量及一般变化幅度就叫背景值。”这就是广义地球化学背景的概念。地球化学背景值的概念是一个相对的概念，取决于研究内容和研究地区（范围）等因素。从研究内容来看，不同的研究对象在同一地区其地球化学背景的含义和背景值是不相同的。从研究地区来看，相同的研究对象在不同地区其地球化学背景的含义和背景值也是不相同的，所以有全球背景、大构造圈背景、区域背景等等之分。另外，在研究地区，地球化学背景值不是惟一确定的值，而是在一定范围内不规则的波动和变化值。一个地区如果没有发现地球化学异常，并不能说明该异常元素在该地区缺失或不存在，而是由于该化学元素的含量被地球化学背景的波动值所掩盖。如果采用合理的数据处理方法，常常可以揭示一些被掩盖的地球化学异常，这是地球化学背景的相对性的另一表现形式。2 地球化学异常及其分类地球化学异常是相对于地球化学背景的对应概念。地球化学异常区是指与地球化学背景区有显著差异的元素含量富集区或贫化区。在异常区内各种自然介质中，元素的含量与周围背景区有明显差异，该元素的含量值称为地球化学异常值，简称异常。地球化学异常主要根据异常特征、异常的成因、异常的赋存介质等原则来分类。按异常特征可作如下分类。（1）正异常。异常区内异常元素的含量的平均值高于周围背景区。这样的异常往往是该元素在该区被带入，以元素的富集作用为特征。（2）负异常。异常区内异常元素的含量的平均值低于周围背景区。这样的异常往往是该元素在该区被带出，以分散作用为特征。按异常的成因可作如下分类。（1）原生异常。狭义的原生异常的涵义是内生作用过程中所形成的异常，主要是指在岩浆作用、变质作用、气成作用，热液作用等内生地质作用过程中形成的地球化学异常。广义原生异常还包括有沉积岩中的地球化学异常，指的是赋存于固化岩石中的地球化学异常。（2）次生异常。次生异常是指表生作用中所形成的地球化学异常。这类异常赋存于地表的疏松覆盖物、水系沉积物、水、空气和生物体等介质中。次生异常可按异常的赋存介质再细分。（1）残积-坡积异常。这类异常是在残积-坡积物形成过程中同时形成的，赋存于基岩或矿体上方的残积-坡积物中。（2）分散流异常。该类异常沿异常源所在汇水盆地的水系分布，赋存于水系沉积物中。（3）水文地球化学异常。该类异常赋存于地表水和地下水中。（4）生物地球化学异常。该类异常赋存于生物体（主要是植物）中。（5）气体异常。以气体状态赋存于地表上方的大气中，亦存在于岩石与土壤的孔隙中。3 地球化学异常的主要参数地球化学异常的主要参数值有：异常下限、异常衬度、异常强度、异常面积、异常规模、异常浓度分带性和综合异常组分特征等。1 异常下限又称背景上限，它是划分异常与背景的临界值。大于或等于此值者为异常，小于此值者为背景。在背景范围内，在一定的信度（例如信度α=05）下，异常下限T为：勘查技术工程学式中背景平均值Cb和标准离差值Sb可分别由以下统计公式求出：勘查技术工程学式中N为参与统计计算的数据个数；Ci为第i个样品的含量值。2 异常衬度异常衬度CI（或对比衬度、对比值）是指某一指示元素所形成的异常含量平均值CA与异常所在区域该元素的背景平均值Cb（或异常下限值T）的比值：勘查技术工程学或勘查技术工程学3 异常强度它是指指示元素含量值的大小。可用该指示元素异常含量平均值CA来度量。如果异常多为高含量值组成，也可用异常的最高含量值度量。4 异常面积以异常下限值所圈定的异常范围。5 异常规模综合了异常强度与面积（或宽度）而提出的参数值。往往用异常线金属量或异常面金属量度量。（1）异常线金属量是为了对比各剖面异常的规模大小而设定的。当测线上采样点是等间距时勘查技术工程学是第i 条测线上的金属量，单位为 m×10-6；C A是第 i 条测线上的异常含量平均值，单位为10-6；Cb是异常外围的背景平均值，单位为10-6；Li 是第i 条测线上的异常宽度，单位为 m；θ是第i 条测线与异常长轴方向的交角。当测线上采样点是不等间距时勘查技术工程学Lj是第i条测线上某一端点至第j个采样点的距离，单位为m；5［Lj+1-Lj-1］是第j个采样点所控制的实际距离，单位为 m；是第j 个采样点的异常含量值，单位为 10-6；其他符号同前。（2）计算异常面金属量值应用如下的公式：勘查技术工程学PS为异常面金属量值，单位为m2×10-6；CA是异常范围异常含量平均值，单位为10-6；Cb是异常外围的背景平均值，单位为10-6；S是异常面积，单位为m2。（3）标准化异常面金属量值勘查技术工程学或勘查技术工程学NAP为标准化异常面金属量值，单位为m2×10-6；CA、Cb、T、S分别为异常含量平均值、背景平均值、异常下限值和异常面积。6 异常浓度分带性也称为异常浓度梯度。异常浓度梯度值越大，说明元素所形成的异常具有很好的分带性；异常浓度梯度值越小，说明元素所形成的异常分带性越差；异常浓度梯度值趋于零时，元素异常不具分带性。7 综合异常组分特征是由多个指示元素组合反映出的地球化学异常特征。

环境地球化学论文选题背景

葛晓立　张光弟　张绮玲　刘新平　罗代洪（中国地质科学院生物环境地球化学研究中心，北京　100037）Johnson CC（British Geological Survey，UK）王元　吉富泉（张家口地方病研究所，河北　张家口）摘要　本文采用路线剖面法，通过岩石、水系沉积物、土壤及其剖面的综合研究，对张家口克山病区硒环境背景和克山病间的关系得出以下结论。①本区各种岩石硒含量范围为11～19μg/g，相互间差异不大，与克山病不发生直接关系。②水系沉积物主要来自上游的中基性火山岩和斜长片麻岩，硒含量为05～09μg/g，比岩石硒低近一倍，且未出现异常高值点。③克山病重中病村位于分水岭两侧较平缓的坡地和北侧低山丘陵之间开阔的谷地，前者的土壤为上侏罗系石英斑岩和流纹岩残坡积层发育的草甸土，后者主要是黄土，其次是冲积层发育的灰钙土和砂土（在分水岭北侧）；中低病村和无病村主要分布在分水岭南侧山谷、冲积河滩、谷地和阶地地形，土壤为冲积砂土（无灰钙土），土壤硒的含量呈现从重病村→中低病村→非病村降低的趋势。例外的情况是在分水岭两侧附近的草甸土。上述土壤表层硒的分布趋势在土壤剖面硒的分异中，被初步解释。关键词　张家口　硒　地球化学张家口地区位于中国河北省北部，与内蒙古接壤，是我国克山病病区之一。从1945年发现病情到现在，已有50多年历史。但大规模正式调查却是在1962～1972年的10年间。根据这次调查，确认沽源、张北两县克山病区为重病区（发病率＞50/10万），赤城、崇礼、尚义县为中病区（发病率30～50/10万），怀来、康保、涿鹿县为轻病区（发病率＜31/10万）。在8县35个乡366个村中共有人口303776人，病人4999人。主要集中于沽源县的丰源店、小厂、长梁乡和张北县的战海、大囫囵、三号乡。几乎80%以上的病人分布在这6个乡的35个行政自然村中。发病人群主要集中于20～49岁年龄段的育龄妇女和10岁以下的儿童，前者更为显著。本区地形地貌上呈北高南低、南陡北缓的格局。就本文涉及到的沽源、张北、赤城、崇礼四县而言，前两县处于高原低山平原区，后两县为山地丘陵谷地。两者以近东西走向的分水岭为界，克山病则沿分水岭两侧分布，并发病率有由分水岭向两侧随海拔的降低而降低的趋势（图1、2）。目前，虽然一些病区有自然消退现象，但在另一些地方却有新的病情出现。例如在沽源县喇嘛洞村，1972年普查为轻病村，但1992年调查检出率达到21/114，其中15个病人年龄都在50岁以下，包括20岁左右的年轻人。张北大囫囵二道湾村，1964年普查只有9个病人，现在已增至38人。值得注意的是，这些新检出病人和病情有新发展的村，都位于分水岭北侧，离分水岭较远，属于低山丘陵盆地。地形似乎有向山区与平原过渡带发展的趋势。图1　猫峪－后平头梁地质地球化学素描图（A剖面）1—第四系沉积物；2—上侏9统酸性火山岩；3—中侏罗统中基性火山岩：4—太古宇变质岩；5—燕山期花岗岩；6—土壤；7—水系沉积物；8—岩石图2　海流图－许家营地质地球化学素描图（B剖面）1—第四系沉积物；2—上侏罗统酸性火山岩；3—中侏罗统中基性火山岩；4—印支期花岗岩；5—岩石；6—土壤这些新老病情的发生再次说明张家口地区目前依然存在克山病致病的因素和条件。然而由于本区研究工作滞后，使病因至今仍不十分清楚。张家口市地方病研究所与张家口医专联合对病区进行了饮水取样化验，发现病区水镁比非病区低2～3倍，提出本区克山病与环境低镁有关的结论。但是对病区与非病区，病人与非病人发镁和血镁的对比分析，却未得出相似的结论。另一方面，对于全国比较一致公认的克山病与环境缺硒相关的观点，在本区也未得到证实。正因为如此，本区克山病的防治效果并不十分理想。中国地质科学院生物环境地球化学研究中心和英国地质调查局联合张家口市卫生局和地方病防治研究所，从1995年开始对克山病开展的以硒为主的环境病因研究已经取得了重要进展。本文在病区进行的地质地球化学测量与地形地貌观察的基础上，对硒地球化学环境背景进行综合分析，从而了解硒在张家口地区生态环境系统中的分布状态、转化规律及其与克山病间的成因联系。1　克山病分布特征张家口地区克山病主要集中于沽源县的丰源店、小场、长梁乡和张北县的战海、大囫囵、三号乡，全区几乎90%以上的病人分布在这6个乡的35个行政自然村。2　研究方法根据克山病的分布特点和发展趋势，本区硒地球化学环境背景分析采用了综合地质、地理、地球化学和地方病流行病学调查的方法，在对克山病进行重、中、轻（非）分类基础上，进行野外实地调查、重点取样和路线剖面测量，以查明硒及相关元素在各种环境介质中（岩石、水系沉积物、非耕作土壤）的分布及其对本区硒环境状态的作用与影响，为进一步分析硒与克山病的关系提供背景资料。1　路线剖面测量根据克山病的分布、地形地貌和交通条件，在1:5万地形图上设计了东西2条剖面。东剖面南起赤城县猫峪，北止沽源县后平头梁，呈北北东走向，4km；西剖面南起崇礼县海流图，北止张北县许家营，呈南北向，全长35km。两条剖面各自穿越了两个类似的地貌景观区（山地河谷滩地和高原丘陵平原）及其分布的重、中、轻（非）病村，沿剖面间隔2km左右选点观察取样，样品包括岩石、水系沉积物、土壤等（表1）。采样情况如下。岩石样品：采集了出露的各种岩石类型样品，共16件。水系沉积物：本区水系不发育，只在东剖面南侧虎龙沟、中堡采集了5个样品。土壤样品：为了解本区的硒环境地球化学背景，尽量避开耕作土，采集未污染的原生土壤，共47件。表1　张家口地区地球化学剖面采样情况①1—残积物，2—坡积物，3—冲积物，4—冲洪积物，5—风积物；②LPG示印支期花岗岩，J3示晚侏罗系酸性火山岩，J2示中侏罗系中－基性火山岩，AM示寒武纪变质岩，JG示侏罗系花岗岩。土壤剖面样：在上述土壤样品中，选择27件土壤深度剖面样，观察硒在土壤各层中的分异流动状态。2　流行病学调查沿剖面以村为单位进行1992～1996年间各种地方病和癌症等疾病的发病率和死亡人数的回顾性调查。有关克山病的检出率列于表2中。表2　剖面样点中克山病患病情况调查表（1992～1996）续表3　样品分析采集的土壤、水系沉积物样品带回实验室后自然风干并拣出枯草碎石放入烘箱，在不超过60℃的温度下烘干、粉碎磨至200目（74μm），岩石样品也粉碎研磨至200目。地矿部岩矿测试所用原子荧光法分析测定了硒元素含量，土壤样品还加测了pH值。3　克山病区硒的环境背景由样品的测试结果编制的综合环境地质地球化学剖面图（图1、2），可总结出如下环境背景特征。1　岩石硒地球化学特征本区各类岩石硒含量见表3。虽然病区与侏罗系火山岩对应，但各类岩石含量都较接近且偏低。因此，岩石中的硒与克山病无直接的成因关系。表3　岩石类型及硒含量（μg/g）2　水系沉积物硒的地球化学特征水系沉积物一般反映上游汇水盆地中岩石的特征。在东剖面虎龙沟、中堡的水系沉积物主要来自上游的J：中基性火山岩和太古宙老变质岩（图1）。5件水系沉积物硒的含量范围为05～09μg/g，平均06＆ug/g，低于上述两类岩石硒含量。除中堡附近的一个样点水系沉积物与岩石硒含量相差较大之外，其他各点岩石与水系沉积物的硒都较接近，因此水系沉积物基本反映了原岩低硒的特征，而且没有异常发生。3　非耕作土壤硒地球化学特征剖面沿线发育有砂土、褐土、灰钙土和草甸土四种土壤类型（表1）。砂土的母质一般为冲积层，灰钙土母质多为冲积层＋风积层，而褐土和草甸土则主要是残坡积母质层。草甸土呈黑色或灰褐色，分布于分水岭附近及北侧低山丘陵坡地，母质层原岩多为石英斑岩、流纹岩等，在原地风化剥蚀后形成土壤。一般在岩石出露的地方土层较薄，在地势低洼的地方土层较厚。但不论厚薄，这种草甸土都能划分出A、B、C三层，含有机物的腐殖层通常在10～20cm左右，A层土的pH值为7～8。褐土分布于分水岭两侧，特别是北侧高平原上的丘陵岗地，大多不在剖面图范围中。其母质层多为中基性安山岩，土层较薄，A层土壤不太发育，pH值为6～6。灰钙土分布于分水岭北侧山丘之间开阔的谷地中，成土母质为厚达数米的黄土层＋冲积层，有较薄的A层，pH7～2，B、C层则较难区分。这种灰钙土是分水岭北侧特有的类型。砂土则在分水岭两侧都有出现，主要产于河滩及一二级阶地上。在分水岭北侧，地势平坦，河流不发育，现有河流量小、流速缓，两侧无阶地；而分水岭南侧则经常出现河谷阶地，因而形成“U”形谷地貌。砂土一般呈褐灰黄色，土层厚薄不等。阶地上的砂土较厚，分异较好；河滩砂土较薄，分异较差。A层不发育或较薄，土质差，肥效低，pH值为8～9。在东剖面（图1）分水岭南侧，虎龙沟至清泉堡一段为“V”形谷地，河流为山间小溪，冲积层对土壤贡献不大，河流两侧土壤以残坡积的褐土为主；清泉堡—猫峪一段，河流已发展成二级或三级较成熟河段，冲积层十分发育，河流两侧或一侧出现一、二级阶地，剖面南侧土壤硒的分布除了清泉堡一个砂土样品硒含量较高为2μg/g外，其余都在2～6μg/g范围内变化。但是虎龙沟以北2个中侏罗系玄武安山岩残坡积层发育的褐土样品和砂土样品硒含量为3～6μg/g，呈锯齿状分布，一个砂土样品硒为5μg/g，一个草甸土样品硒为2μg/g。前韭菜沟—韭菜沟一段为草甸土，三个样品硒含量分别为3、2、4μg/g，韭菜沟—后平头梁一段是风成黄土形成的灰钙土和冲积层形成的砂土，两个灰钙土样品硒为6～7μg/g，一个砂土硒为0μg/g。在西剖面（图2）分水岭南侧坝顶—板申图以北为晚侏罗流纹岩和石英斑岩残坡积层发育的黑色草甸土，4件样品硒含量范围为15～2μg/g。板申图—海流图间为地势较宽阔的河流滩地，砂土土壤，其母质为来自上游石英斑岩、流纹岩和以花岗岩为主的碎屑物质，8件样品硒含量范围为08～1“g/g。分水岭北侧—阿不太沟为黑色草甸土，4件样品硒含量为1～4μg/g。阿不太沟—战海一段为黄土＋冲积土发育的灰钙土和砂土，4件样品硒含量为3～2μg/g。战海—许家营北坡为草甸土，3件样品硒含量为1～3μg/g。许家营北坡—许家营为河滩砂土，2件样品硒含量为4μg/g。由以上2条剖面土壤硒的分布可以看出：①草甸土有两个硒值范围，一个在分水岭山脊两侧较平缓的坡地，范围为10～2“g/g，另一个分布于离分水岭北侧较远的低山丘陵坡地，硒在4～3μg/g之间变化；②中酸性火山岩、花岗岩和黑云斜长片麻岩等，虽然时代不同，但岩石成分相近，岩石硒含量也较相近，因此由它们形成的土壤硒含量也大多相近；③由冲积层＋黄土形成的灰钙土硒含量在3～7“g/g之间变化，呈锯齿状分布，可能与黄土和冲积土的成分复杂有关；④河流冲积砂土硒的含量变化较大（08～5μg/g），表现为三种情况，一种为在本剖面分水岭南侧砂土，硒为4～6μg/g，第二种为两剖面南侧砂土，硒为08～1μg/g，第三种为两剖面北侧与灰钙土伴生的砂土，硒为4～5μg/g。4　结果讨论调查发现克山病重病村和中病村耕作土有两种类型，在分水岭山脊附近村庄的耕作土大多为黑色草甸土（如坝顶、阿不太沟、平头梁），在低山丘陵之间开阔的河滩和谷地中的村庄耕作土大多为灰钙土和砂土（如后平头梁、干水河、战海、韭菜沟）。上述列举的重中病村的耕作土与2条剖面中的非耕作土类型是一致的。因此可以认为本区克山病中高检出率（＞1%）村子的土壤类型主要是草甸土、灰钙土和砂土。它们可以看成是克山病高危险区的一种土壤环境背景。在东剖面虎龙沟—猫峪一带，近年也检出克山病人（＜1%），其耕地在虎龙沟主要是低山坡地，以褐土为主，母质层是玄武安山岩和黑云斜长片麻岩的残坡积层；在清泉堡—猫峪，耕地为河滩阶地砂土，母质层来自黑云斜长片麻岩和安山岩的水系沉积物。它们同样与剖面测量的非耕作土类型一致。在西剖面中，板申图—石窑子—海流图一带克山病检出率为0，当地耕作土与剖面非耕作土类型一致，为河滩砂土，因此河滩砂土（无灰钙土）可视为轻—非克山病区的土壤类型。对比耕作土与非耕作土的硒含量水平发现，重中病村耕作土硒含量范围为063～263μg/g，而非耕作土的草甸土硒则为1～2μg/g和4～3ug/g，灰钙土3～7μg/g，砂土4～5μg/g；非病村耕作土硒为043～163μg/g，而非耕作河滩砂土则为08～1μg/g。其中非病村两种土壤的硒含量变化较吻合，重中病村非耕作草甸土第一种硒含量与耕作土较一致，而第二种范围的硒与灰钙土和砂土组合的硒都远远高于耕作土，有的甚至超过了4“g/g高硒土壤界限，其原因目前还不清楚，有待进一步查明。本文对富硒草甸土提出一种可能的解释是：前韭菜沟—韭菜沟（图1）和许家营南坡（图2）都是未开垦的山地草甸土，由于长期的土壤分异和土壤成熟度增高，富含有机物的A层土壤相对不含有机物的B层含硒量有较大增长（图3-a）。由于母质中酸性火山岩硒平均为19μg/g（表3），由此推测由C→B→A层硒为强富集趋势；与耕作土相伴的非耕作草甸土（如阿不太沟、坝顶）A、B、C层硒分异不明显（图3-b），C→B→A硒含量则呈弱富集趋势。需要特别指出的是处于分水岭顶端的B-13样品是远离耕地的山地草甸土，与两侧呈明显不同的强分异特征，虽然B→A富集方向不同，但它同样表明远离耕作区的耕作土的强烈分异和富集趋势。由此看来，在耕作区的非耕作土（可能包括耕作土）由于弱的富集趋势，从硒含量并不很高的母质层（C）进入表层（A）的硒也不高，从而呈低硒特征，而远离耕作区的非耕作土，由于强的富集趋势，使A层的硒含量比C（或B）层高很多，呈高硒特征。图3　A、B两剖面土壤硒含量深度变化图通常情况下，土壤硒的分异作用决定于土壤成分、粒度、氧化—还原电位、有机物含量等对于高硒的非耕作灰钙土和砂土组合，由于成土母质来源相当复杂，既有风成黄土外来物质，又有附近的冲积物碎屑，因此其C层代表的母质层硒含量有可能较高（图3-c）。对于灰钙土，土壤粒度变化不大，pH分布特征也不明显，虽然土壤处于地势开阔的低洼处，氧化淋滤作用相对不是太强，但由于表层（A）有机物对硒的吸附作用也较弱，因此形成A→B→C富集趋势，其中A→B的分异不太明显，只是由于成土母质本身硒含量高，所以在分异后A层仍处于高硒状态。在砂土深度剖面中（图3-C），则因为由下向上粒度变细，对硒的储存作用由下向上增强，将这种作用叠加于类似灰钙土的两种作用上，可出现B→A的富集趋势，并且由于C（或B）层本身高硒，故表层（A）处于高硒状态。在图3-B中，pH的分布无规律可循，它们对硒的影响亦不清楚，但由分水岭B-13样点向南北两侧A层土壤的厚度逐渐增加，因此有机物对硒的吸附也应逐渐增加。同时随着高度降低，向两侧氧化淋滤作用也相应降低，表现为在由山顶向两侧的深度剖面中由表层向深部硒增加越来越慢。如果我们把所有草甸土的成分看成是一致的，土壤剖面粒度变化也是一样的，那么土壤分异作用强度主要由土壤有机质含量和氧化淋滤程度来判断，这样我们就将看到图3-B中分水岭最高点由于氧化淋滤作用大于有机质对硒的吸附作用而使B、C层硒含量急剧增高，分异作用明显。向两侧由于氧化淋滤变弱而有机质作用增强，两种作用抵消后，硒的分异变弱，但是随着A层增加，有机质对硒的作用越来越强，而氧化淋滤越来越弱，A层硒的含量增高，B、C层硒含量减少，分异作用又变得明显，只是硒积累的方向发生了变化。图1中绝大多数土壤硒含量都大于4μg/g，然而剖面上几乎每个村子都存在克山病。在图2中许家营土壤硒大于4～3μg/g，仍然检出04%的克山病人；相反板申图—海流图是本区土壤硒最低的（08～1μg/g），反而未检出克山病人。这些都是令人费解的。但是耕作土硒与克山病关系研究成果显示由重病村→中病村→非病村与土壤低硒→中硒→高硒间存在对应关系，这与非耕作土重中病村土壤硒大于4～5μg/g（图1中重病村土壤硒除外），低病村土壤硒2～6μg/g，非病村08～1μg/g的分布有类似的特征，只是非耕作土硒含量大多数情况下比耕作土高得多。5　结论张家口克山病区硒的地球化学环境有以下特点。（1）本区出露的各种岩石硒含量范围为11～19μg/g，相互间差异不大。在综合地球化学剖面图上岩石硒分布近于直线，与克山病检出率曲线不产生对应关系，因此岩石硒与克山病之间无直接关系。（2）本区水系不发育，故用水系沉积物反映硒的环境背景存在困难，局部采样试验发现水系沉积物含量（05～09μg/g）是岩石中的一半，无异常特征，这说明岩石在风化作用过程中硒因流失而离散。（3）本区由于土壤类型多样，硒地球化学环境特征比较复杂。野外观察和对比后发现，克山病重中病村主要发生于分水岭两侧较平缓的坡地和低山丘陵之间开阔的谷地，前者的土壤为中侏罗系石英斑岩和流纹岩残坡积层发育的草甸土，后者主要是黄土，其次是冲积物堆积发育的灰钙土和砂土；中低病村主要分布于山谷冲积河滩与阶地，土壤为冲积砂土（无灰钙土）。无病村亦位于山间谷地，土壤为冲积砂土。因此草甸土和灰钙土＋砂土是克山病重中病区主要土壤环境类型，冲积砂土是低病区及非病区土壤主要类型。草甸土的硒有两个分布范围，位于分水岭两侧的草甸土硒为1～2μg/g；位于分水岭北侧低山丘陵坡地的草甸土硒含量为4～3μg/g。灰钙土含硒量为3～7μg/g。砂土有3个硒分布范围：08～1μg/g，与无病村对应；4～6μg/g，与中轻病村对应；4～5μg/g，与灰钙土组合及重中病村相对应。因此土壤类型、硒含量与克山病村间大体有以下对应关系：地球化学环境：农业·健康这与耕作土研究的结论基本上是一致的。就土壤中硒含量总体上高于岩石和沉积物的硒含量而言，表明成土作用过程中生物和有机质对硒起着富集的作用，区内大多数克山病重中病村土壤中的硒含量高于非病村土壤中硒含量这一事实，与其他克山病区的结论不符，同时也与本区病村粮食和人体硒水平较低不相吻合。由此可见，不同介质中硒含量与克山病间不是简单的线性关系，而是蕴含着丰富的内涵。（4）本文首次尝试应用岩石、水系沉积物和土壤地球化学剖面与土壤深度剖面相结合的地球化学分析方法，在探讨硒的地球化学背景分布和解释不同土壤类型硒状态的分布方面都取得了明显效果。实践证明这是一种比较经济、快捷、实用的环境地球化学分析方法。参考文献梁占魁，王元张家口地区33个克山病病村普查报告中国地方病学杂志，1987，V6，N4，p244《中华人民共和国地方病与环境图集》编辑组编中华人民共和国地方病与环境图集北京：科学出版社，1989王子健硒的生态学研究进展环境化学，1993，V12，N3，p237～243侯少范，李继珠等暖温带地理景观中土壤硒的分异特征地理学报，1992，V47，N1彭安，徐朗秋腐殖质及土壤某些组分对硒（Ⅵ）的吸附解吸作用，见：环境中重金属研究文集，北京：科学出版社，1988

由于地壳中化学元素在区域分布上的差异性，因此形成了不同的地球化学背景及异常。在一定的区域范围内或一定的地质体内，一些特征的成矿元素及其伴生元素的含量处于正常状态，这些区域地质体则称为某些元素的地球化学背景区。这里所说的正常状态，主要是指没有受到矿化影响的情况下，一些特征的成矿元素及其伴生元素的含量变化处于“原始”状态。在背景区内，某些特征元素的平均含量值，称作这些元素的区域背景平均值，简称背景值。为求得某一地区或某一地质体内某一元素的背景值，取样应该避开矿区或矿化带。在统计计算时，必须将那些过高含量或过低含量值剔去。背景值既然是指某一特定的区域某一地质体内化学元素的正常含量，因此，不同的区域或不同的地质体中某一化学元素的背景值不一定相同，甚至存在着显著的差异性。求取元素的背景时，要按不同的区域与不同地质体，分别统计计算。背景含量是在一定范围内元素含量变化的一系列数值。而背景平均值也不是一个确定的数值，它与参加统计计算的数据个数、样品分析方法的精度以及计算方法的选择等都有着密切关系。也可以说是这些因素的概率函数值。在地球化学找矿中，背景值的确定是十分重要的。它是划分异常区与背景区的基础，而仅仅用克拉克值尚不足以将两者区别开。为了说明这一问题，试举一例。表 3 1 为华南地区不同时代花岗岩中 Sn 的平均含量值。该表显示，华南地区花岗岩中 Sn 的含量平均值即背景值，均高于全球花岗岩的平均含量值。假如事先工作者不了解华南地区不同时代花岗岩中 Sn 的含量分布特征，并未计算其背景值，那么，仅仅用全球花岗岩中 Sn 的含量平均值(3 ×10－ 6)作为区分异常区和背景区的标准，势必将 Sn 平均含量高于3 ×10－ 6的花岗岩体划作 Sn 的异常区。如表 3 1 所示，这样有可能将加里东晚期、华力西－印支期及燕山期的花岗岩体均作为 Sn 的异常区。事实上，这些时代的花岗岩体中的 Sn 含量尽管为酸性岩体中 Sn 的平均含量的几倍甚至十几倍，但仍然属于背景的范围。表3-1 华南不同时代花岗岩中 Sn 的平均含量如前所述，地球化学背景往往不是一个固定的数值，而是在一定范围内起伏的一系列数值。这个变化范围有一个最高值、一个最低值和一个平均值: ①地球化学背景起伏变化的最高值称为背景上限; ②地球化学背景起伏变化的最低值称为背景下限; ③地球化学背景起伏变化的平均值称为背景值。地球化学背景和背景值随研究范围的不同，有全球性的、地球化学省的、区域性的和局部性的(图 3 1)。图3-1 各种地球化学背景值

地球科学与环境保护论文选题背景和意义初中

环境保护的根本目的是保护和改善我们自身的生存环境，君不见，在鸟语花香、山清水秀的乡村别墅（或山区小筑）中居住和生活是多么美好惬意的事而喧嚣的城市越来越不适合居住吗？另一方面，地球只有1个，各个国家的人民都需要这种生活，只是1个或少数国家去保护环境是没有用处的，所以，环境保护是各个国家都要协作完成的，这就有了国际压力，联合国有专门负责这个的。中国前N年只顾发展经济，而没把环境保护当重点，空气污染、大气浑浊、破坏环境等等比较严重，不过，亡羊补牢为时不晚，所以现在环境保护越来越重要。低碳生活、节能节电、节能减排等都是为了保护环境。

1、环境保护就是运用环境科学的理论和方法，在更好地利用自然资源的同时，深入认识污染和破坏环境的根源及危害，有计划地保护环境，预防环境质量恶化，控制环境污染，促进人类与环境协调发展，提高人类生活质量，保护人类健康，造福子孙后代。2、维护生态平衡，保护环境是关系到人类生存、社会发展的根本性问题。3、提升环保的政策力度，从而更好地采取治理和应对突发环境事故，是当前急不可待的任务。

什么是地球科学，地球科学研究的任务、对象、意义？答：人类生活在地球上，衣食住行等一切活动都离不开地球。如人们要靠山川大地获取生活资料以维持生命，要从地球中开采矿物资源制造生产和生活工具，要了解地球上的自然地理和气候条件以便发展生产，要与地球上发生的各种自然灾害作斗争。因而，人类在长期的实践中逐步加深了对地球的认识，并且逐渐形成了一门以地球为研究对象的科学——地球科学。地球科学简称地学，是数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学六大基础自然科学之一。主要包括地理学(含土壤学与遥感)、地质学、地球物理学、地球化学、大气科学、海洋科学和空间物理学以及新的交叉学科（地球系统科学、地球信息科学）等分支学科。地球科学研究的根本任务在于认识地球，并利用这种认识保证人类生存和发展所需要的自然资源，保护和改善人类的居住环境。地球科学以地球为研究对象，包括环绕地球周围的气体（大气圈）、地球表面的水体（水圈）、地球表面形态和固体地球本身。具体为（1）地球的结构：层圈状（2）地球的构造：指地球各个部分之间关系及其它们的分布规律及演化。如大气圈、水圈、岩石圈、地幔、地核，壳幔作用，山脉-盆地，大陆-海洋（3）地球物质：各种元素-矿物-岩石-矿床-地层，它们的分布及其迁移富集规律（4）地质事件：地壳运动在地表反映如地震、火山、海啸、褶皱、断裂等；（5）预测和预防将来发生的地质事件地球科学是人类在实践和应用中逐渐发展起来的，因此，其研究首先具有重要的实际意义和应用意义: (1)地球科学在寻找、开发和利用自然资源中起着巨大作用。能源在整个国民经济中居于首要位置，而现阶段的能源资源还主要是依靠石油、天然气和煤等，这些都必须从地下寻找和开采；发展工业需要充足的矿产资源作为原料保证，发展农业所需要的磷、钾等肥料的原料也是来自于地下矿产资源；水资源对人类社会的重要性更是不言而喻，无论工业、农业、以及民用都离不开水，而地下水是目前水资源的重要来源，也需要用地球科学的理论寻找和开发。（2）地球科学在指导人类如何适应、保护、利用和改造自然环境以及同各种自然灾害作斗争方面发挥着重要作用。气象学的研究与人类的生活、生产等各方面的活动关系极为密切。在农业生产中，利用短期和中、长期的气象预报，可以加强各种农事活动的计划性，如播种、移栽、收割等；为了保护农作物，避免或减轻一些不良天气现象，如霜冻、干旱、大风、暴雨等的危害，必须洞悉这些天气现象的发展规律。同样，对于航空工作也随时都需要气象情报来保证飞行安全；航海工作也要避免恶劣天气的危险；强烈的暴雨、风、雪会影响陆上的交通安全；此外，水利、城市建设、林业乃至人类生活的一举一动都无不与气象或天气变化有着紧密的联系。（3）有关自然环境的利用、改造和管理的研究，首先必须进行定性评价，地理学是这类定性评价的主要依据。要实现生产力的合理布局，必须对全部地理条件加以综合考虑，从区域规划、建立合理的区域经济结构出发，择优选取。如农业区划、工业布局、交通建设、环保、城市规划、旅游等多方面都有地理学的应用问题。其中主要是自然资源和条件的评价，人类影响地理环境所引起的变化预测，环境的合理地域组织，区域经济结构的优选等方面的应用。（4）地球科学也是一门理论性很强的自然科学。它承担着揭示整个地球的形成、演变规律的科学使命。它的研究对人类正确地认识自然界、建立辩证唯物主义世界观起着重要作用，对整个自然科学的发展也具有促进和推动作用。百度文库-feDvVRcZEMFszx09Jbg7

环境地球化学论文选题意义

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

为了揭示上述表层岩溶系统土壤CO2含量和地下水动态变化特征，图2～图7给出了各系统气温和降水随时间的变化。从这些指标的动态对比分析，可以得出如下认识。1）土壤CO2含量与气温变化密切相关：即气温较高时，土壤CO2含量也增加。由于夏季气温高于冬季，及气温存在逐年（逐月）增高趋势，故土壤CO2含量夏季较冬季有明显增加，并也呈现逐年（逐月）增加趋势。据研究（Reardon等，1979；Suarez等，1993），这是气温较高，土壤生物作用较强，因而其生产CO2较快有关。所以土壤CO2含量动态可以反映系统环境温度的变化。2）地下水动态变化既取决于土壤CO2动态变化（CO2效应，即土壤CO2浓度高，有利于碳酸盐岩的溶解，因而水中增加），也与降水动态密切相关，即存在稀释效应（降水多，特别是暴雨时降低）。然而，对于北方温带干旱气候条件，由于表层岩溶系统土壤CO2含量较低及变幅较小，地下水动态变化主要表现为稀释效应（图4、图5），此时CO2效应被掩盖。对于东北温带湿润气候环境，由于表层岩溶系统土壤CO2含量较高及变幅较大，地下水动态变化主要表现为CO2效应（图6）。3）地下水动态变化的CO2效应，反映了岩溶系统具有良好的环境调节功能（袁道先，1997；Liu等，1998）：即由于岩溶作用，土壤CO2被消耗，从而使土壤向大气释放的CO2减少，这对于降低大气CO2含量，缓解温室效应是非常有利的。