环境地质学

环境地质学（environmental geology），应用地质学的理论与方法，研究地质环境的基本特性、功能和演变规律，研究人类活动与地质环境之间的相互作用、相互制约的关系，预测人类开发利用自然中遇到和可能引发的地质问题，探索在发展社会经济的活动中合理利用与保护地质环境途径的学科。它是地质学中综合性、应用性很强的前缘学科，也是环境科学的重要组成部分。其研究目的是保护人类的健康和安全，保护人类的环境质量，促进土地及其他各类资源的合理利用。

研究简史

环境地质学的兴起，与人类在20世纪对环境与环境保护意识的觉醒密切相关。20世纪50年代以来，由于环境问题成为突出的社会问题，影响到人类的生存和健康。因此大批地质学家关注环境问题的研究。60年代初期环境地质学在国外书刊上出现。最初使用这个名词的是T.E.哈克特(1962)，他认为“环境地质学是研究和使用地质学达到协调和完善状态的一个新方向”。美国人E.A.科勒(1975)指出：“环境地质学是一门应用地质学，主要研究人与自然环境之间的相互作用的各个方面。”由美国M.阿贝利主编的环境辞典中，将环境地质一词定义为“应用地质数据和原理，解决人类占有或活动造成的问题（如矿物的采取、废弃物的消纳、地表侵蚀等地质评价）”。苏联学者把环境地质学定义为地质生态学，指出：“地质环境与大气圈和水圈的相互作用，可能导致地球表面不断变化，出现生态和社会性的危险过程（灾害）；人类大规模经济和技术活动影响着地质环境状态和性质的改变，地质环境对国民经济的目标功能，起着超前的决定作用”。20世纪以来，人类大规模经济建设，由于CO2大量排放，气候变暖，大气圈的变化深深地影响着地球环境。80年代初期，苏联莫斯科大学的E.M.谢尔盖也夫举出了人类工程经济活动的大量数据和事实，说明现今人类是强大的地质营力，并认为人类工程经济活动已使自然地质作用改变。国际地科联环境规划地质科学委员会1992年出版的《地学在规划和管理人类环境中的重要作用》一书中指出：“环境问题的难点、焦点普遍存在，在这个星球上，几乎没有一个地方环境状况不需要引起重视。由于人口压力和缺乏规划，比较小的环境问题往往给许多人带来潜在或实际的灾难，人们不能制止环境问题的发生，但改善规划和维持人类社会的方式，是环境地质科学的目的。”诺贝尔奖获得者、荷兰大气化学家P.J.克鲁岑2000年提出了将“人类纪”作为现今地质年代，并以18世纪为起点。强调以人为中心，大气圈、水圈、生物圈和地圈相互作用是研究重点。

中国学者从20世纪70年代以后对环境地质开始有所讨论，中国地质学家刘东生(1972)首先探讨环境地质学的范畴、理论和方法，并在中国科学院地球化学研究所组建了中国第一个环境地质研究机构。胡海涛、张宗祜、陈梦熊等地质学家也都先后对环境地质学给予明确的定义。从1986年以来，中国加强了环境地质工作，开展了长江、黄河、珠江等大江大河及一些重要城市的环境地质评价与编图工作，为国土整治及重大工程的合理布局提供了科学依据。

研究内容

大体可以归纳为6个方面。

①气候与地质环境的相互关系。海岸带历来是各国经济发展带，也是气候与地质环境的相互关系最为敏感的地带。2004年发生在印度洋的海啸殃及南亚许多国家。2005年8月发生在美国墨西哥湾密西西比州和路易斯安那州的“卡特里娜”、“丽塔”飓风席卷美国南部诸州，特别是地处密西西比河河口的新奥尔良市淹没在洪水之中。由于大量开发墨西哥湾低地的石油、天然气等化石燃料资源和地下水资源，原本低于海平面的低地更为低下。加上这次近百年来罕见的卡特里娜飓风波及宽达450千米，风速达225千米/时，或许是人类活动导致气候变暖对人类一种惩罚（也有人认为2005年大西洋的飓风是周期性的气候变化引起），其人员伤亡与财产损失在美国历史上也是巨大的。未来中国长江三角洲，珠江三角洲亦应在预警范围之中，防患于未然，是环境地质研究重要命题。

②地质灾害引起的环境问题。地质灾害是人类历史上最早出现的环境问题。如火山爆发、地震、滑坡和泥石流等。对于这些环境问题，人类至今还无法控制和准确预测。预警、预报、防治和减缓、减轻这类地质灾害造成的环境影响是环境地质学研究的重要内容之一。中国2/3国土是丘陵山地，崩塌、滑坡、泥石流频繁发生。东部低平原由于资源性开发导致的地面沉降、地裂缝等地质灾害亦需要重点研究。中国也是多地震国家，地震风险评估亦应备受关注。

③城市化与城市地质。城市是人类与地质环境两者冲突最为尖锐的地方，处在不同地质地理环境的城市和不同开发规模的城市，存在着不同的环境地质问题，其中城市地下空间的开发与浅表空间地质保障密切相关，关系到城市化的可持续发展。城市化进程中由于人口高度集中、能源和资源大量消耗、废弃物大量排放，以及大型建筑物建设，形成了特殊的、综合性的城市环境地质问题。如水资源（特别是地下水）的勘探、开发、利用和保护，地下水硬度升高的防治，地质环境的容量和地面沉降的防治，与市政建设有关的工程地质等科学和技术问题。这些问题与城市建设、发展和人民生活息息相关。为提供新城市建设规划和旧城市改造的科学依据，环境地质学担负着重要的研究任务。

④地下水资源与环境。地表水与地下水是一个完整的水文循环系统，正确的水资源开发不仅应重视地表水调蓄工程，也应重视地下水调蓄工程，而且亦应重视上游与下游水资源开发的统一规划、统筹安排，二者相互协调、合理开发，可以减轻水资源开发引起的环境地质问题，而且对缓解水资源紧缺至关重要。其中饮用水安全是21世纪环境地质研究重中之重。

⑤大型工程和资源开发引起的环境地质问题。大型工程建设和资源开发活动不断改变地质景观，如大型矿山开拓、山头被削平形成高陡边坡、废石堆积如山、水系改变、海岸线被侵蚀等。这样就留下一些难以处置的环境问题，如露天矿开采后的环境塑造和植被恢复，河流大坝和水库建设综合性生态环境影响的预防等。如埃及阿斯旺水坝的修建为灌溉、能源提供了水源，取得巨大经济效益，但造成尼罗河盐分增高，使成百万亩土地荒芜。中国三门峡水利水电工程加速泥沙淤积，严重影响水库寿命和工程效益。因此，人类工程技术经济活动与地质环境相互作用、相互影响、相互制约关系的研究，预先评估、提出防治和缓减大型工程建设对环境的不良影响，也是环境地质学的基本任务。

⑥废料储存。废料、废渣特别是核废料的储存已经成为当今各国环境地质研究的一项崭新的内容。

研究手段

包括：①地质学常规手段，主要用于确定环境地质条件。②计算机模拟，主要用于环境地质系统预测。③数字地球建设，大力开展信息系统建设，使国家为公益性事业的投入发挥最大的效益，使地学信息与数据库建设进入多维框架，为数据交换与数据共享打开方便之门。④将地质环境作为由大气圈、水圈、生物圈和岩石圈组成的大环境中的一个子系统，研究它同其他子系统及次级系统之间的制约关系，并评价和预测系统的稳定性，为国家环境决策和远景战略规划服务。