环境地球化学

环境地球化学参考答案一、名词解释1、环境地球化学：是从地球环境的整体性和相互依存性观点出发，以地球科学为基础，综合研究化学元素在地-水-气-人环境系统中的地球化学行为，揭示人为活动干扰下区域及全球环境系统的变化规律，为资源合理开发利用、环境质量有效控制及人类生存、健康服务。2、原生环境（亦称第一环境，为自然成因的环境）：指地球自身形成过程及随后的长期地质历史中，在各种地质营力作用下形成的自然环境，其基本的组成要素包括有天然的岩石、大气、土壤、地表水、地下水与植物等。这类环境的物质成分特点和结构特征是天然形成的。3、污染环境（亦称第二环境，属人为成因的环境）：指人类生产活动和社会生活对天然环境所引起的改造，使其原有的成分特点和结构特征发生了剧烈的、甚至质的变化，形成与原来天然环境不完全同步的一种新的环境。4、环境质量：指在一具体环境内，环境的某些要素或总体对人类或社会经济发展的适宜程度。5、环境容量：指人类生存和自然环境在不致受害的前提下，环境可能容纳污染物质的最大负荷量。6、环境效应：指在环境要素作用下环境受到影响的现象及其后果。7、温室气体：是指大气中那些能够吸收地球表面放射的长波紅外辐射、对地球有保温作用的气体。温室气体中最重要的是水汽，它在大气中的含量不受人类活动的直接影响，直接受人类活动影响的主要温室气体是二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氯氟烃（CFCS）和臭氧（O3）等。8、环境保护：就是利用现代环境科学的理论与方臭氧洞法，协调人类和环境的关系，解决各种环境问题，是保护、改善、创建环境的一切人类活动的总称。9、可持续发展：满足当代的发展需求，应以不损害、不剥夺后代的可持续发展作为前提。10、全球变化学：全球变化学是研究地球系统整体行为的一门科学。它的主要目的是了解地球系统是如何工作、如何运转的；研究地球系统过去、现在和未来的变化规律和控制这些变化的原因和机制，从而建立全球变化预测的科学基础，并为地球系统的管理提供科学依据。11、全球变化研究计划：a)世界气候研究计划(WCRP)b)国际地圈－生物圈计划(IGBP)c)全球环境变化中的人类因素计划(HDP)d)过去的全球变化计划(PAGES)12、厄尔尼诺：厄尔尼诺现象发现已有一百多年的记载，最早出现在赤道附近的秘鲁、智利等国沿岸海域，每年圣诞节前后，这一带海域的海水温度上升异常，雨量加大，鱼类大量死亡，这种冷暖生态不平衡现象常发生在圣诞节前后，故被当地渔民称之为“厄尔尼诺”，在西班牙语中意为“圣婴”。现在，人们已认识到厄尔尼诺现象可以出现在一年中的任何季节，但以春季为多，一般持续一年左右时间，其发生与变化也无规律可言，而且范围不限于秘鲁等国沿岸海域，它可扩展至赤道中、东太平洋的辽阔洋面，科学上将这种太平洋赤道一带的海水温度持续半年、且比一般年份高出0.5~2℃以上的大范围异常增温现象，定义为“厄尔尼诺”现象。13、地方病：地质历史的发展过程中，由于地质作用发展的不均衡性及化学元素本身的地球化学性质的不同，造成元素在地球表层分布的不均一，使局部地区某些组分的含量出现异常，造成人体从环境中摄取的这些组分超出或低于所能适应的限度，此时就会发生地方病，它常具有地域性分布的特征。14、土壤圈：是指岩石圈最外面一层疏松的部分，其上或里面有生物栖息。土壤圈是构成自然环境的五大圈之一，是联系有机界和无机界的中心环节，也是与人类关系最为密切的一种环节要素.。15、机械组成：土壤是由粗细不等的土壤颗粒组成的，这种粗细不等的土粒按不同比例组合称为土壤的机械组成，又称土壤质地。二、简答或者论述1、环境要素的定义及特点？定义：环境要素是指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本因素。可分为自然环境要素和人工环境要素两类。这里所讲的环境要素指的是前者，即包括水、大气、土壤、岩石、生物及阳光等。特点：1)最小限制律：环境的好坏取决于环境诸要素中最差的要素，而不能用其中处于优良状态的要素来弥补较差的要素而对环境诸要素的优劣进行定量评估，按照先劣后优的顺序，依次改进某个要素，使之达到最佳状态。2)等值性：各个环境要素对环境质量的影响作用，无论各要素之间在规模上或数量上有什么差异，只要它们是处于最劣状态，就具有等值性。3)整体性大于各个体之和：环境诸要素组成一个环境体系时，必然会相互作用导致质的飞跃。也就是说，所有要素的整体作用大于各要素单独作用的和。4)相互联系相互制约：在一个环境系统中，各环境要素是相互联系、相互作用和相互制约的。2、环境特性？1)整体性：就人与地球环境而言，人与地球是一个整体，地球的任一部分或任一系统都是人类环境的组成部分，各部分之间相互联系、相互制约。局部地区的环境污染或破坏必定会影响其它地区，在环境污染问题上，是没有地区界限和国界的。由此可见，保护环境是全人类共同的事业。2)有限性：人类生存的环境是有限的，在地球环境中资源是有限的，环境对污染物质的包容、自净能力是有限的。也正因如此，在环境科学中引进了环境容量这样一个科学的观念。3)不可逆性：在人类环境系统的运转过程中，存在着三种运动形式：能量的流动、物质的循环和信息的传递。前一过程是不可逆的，因此，根据热力学理论，整体过程是不可逆的。环境系统遭到破坏后，即使可以得到部分的修复，但也不能完全彻底恢复到原状。4)持续作用性：环境科学研究的结果表明，环境污染不仅影响当代人的健康，还会造成遗传隐患，影响下一代甚至几代人的健康。环境污染对生物体和非生物体同样存在着持续的作用性。5)隐现性：一些突发性的环境污染事故，从发生到产生后果，时间很短，然而，大多数的环境污染现象，需要较长时间才能观察到由它引起的明显的后果。6)灾害放大性：实践证明，某些环境污染与破坏，开始并未引起人们的注意，然而经过长期的作用，给人类带来的灾害就会明显地放大。3、过去全球变化研究中的几个时间段，为什么要研究这几个时间段，意义何在？4、14C年代测定原理和热释光(TL)法？14C年代测定原理：假如在14C测年方法可测时段内宇宙辐射的强度保持不变，天然14C产生的速度将是固定的。分布于大气圈、水圈及生物圈中的14C通过自然界中碳的交换及循环作用不断地得到补充，另一方面由于14C的衰变而有一部分衰变为14N。这两个相反的作用同时存在使得14C在这三个碳储存库中的浓度达到平衡。一旦生物体死亡后，碳的交换循环作用就停止了。其肌体内保存的14C浓度将由于14C的衰变而随时间的推移逐步减少，因此，可以根据残留的14C浓度推算有机体死亡后所经历的时间。热释光测年的基本原理：自然界的沉积物中，均含有微量的长寿命的放射性元素——铀、钍和钾，它们在衰变过程中释放的、和射线，可使晶体发生电离，产生游离电子。这些游离电子大部分很快复原，有部分就被较高能态的晶体缺陷捕获而贮存在晶体中。当晶体受到热刺激时，被俘获的电子就可获得能量，逸出陷阱，产生热释光。释放的光子数与陷阱中储能电子数成正比，储能电子数与晶体接受的核辐射剂量成正比，即晶体的热释光强度与接受的核辐射总剂量成正比。在一定时距内，就半衰期很长的铀、钍和钾而言，其放射性强度几乎为恒量，每年提供给结晶固体的核辐射剂量也应为恒定值。因此，可认为晶体的热释光强度与储能电子累积的时间成正。4、试述青藏高原在研究全球变化中所起到的重要作用？5、大气圈的结构？按大气温度随高度分布的特征可把大气分为对流层、平流层、中间层、热层和外层。1)对流层：大气圈的最下一层，平均厚度在高纬度地区为8—9km，中纬度地区为10.12km，低纬度地区为17—18km。2)平流层：从对流层顶以上到大约50Km左右高度为平流层。3)中间层：平流层顶以上到大约80km的一层为中间层。4)热层(或暖层)：中间层顶以上到800km高空属于暖层，温度可达1000度。5)外层（或逸散层）：热层以上的大气层，即690km高度以上的大气层属散逸层。6、土壤圈、土壤的组成？土壤圈：是指岩石圈最外面一层疏松的部分，其上或里面有生物栖息。土壤圈是构成自然环境的五大圈之一，是联系有机界和无机界的中心环节，也是与人类关系最为密切的一种环节要素.。土壤的组成土壤为由固相(矿物质、有机质)、液相(土壤水分或溶液)和气相(土壤空气)等三相物质四种成分有机地组合在一起构成的一种特殊物质。可分为：1)无机组成（矿物质）2)有机质3)机械组成：土壤是由粗细不等的土壤颗粒组成的，这种粗细不等的土粒按不同比例组合称为土壤的机械组成，又称土壤质地。4)土壤溶液（水分）7、为什么说黄土-古土壤序列所反映的气候冷暖旋回具全球性意义？（此处插入树上复印（p115））8、Be10研究意义？（简略）10Be是由宇宙射线高能粒子与大气主要成分氮、氧原子核进行散裂反应产生的，半衰期1.5×106a。大气圈中产生的10Be被气溶胶吸附，通过降水、降尘沉降至地表，可称为大气成因10Be。1)降水中的10Be浓度分布与气团运动及粉尘传输过程有关；2)黄土是干旱半干旱气候条件下形成的风成沉积物，10Be自始自终参与了粉尘形成与堆积的全过程；3)10Be成为研究黄土形成作用的理想同位素示踪剂石英是高纯SiO2矿物，具有致密牢固结构，水和各种离子都难以渗透进去，因而其“就地成因10Be”不易受“大气成因10Be”的污染。另一方面，石英是黄土的重要组成部分，因此，通过研究黄土石英中“就地成因10Be”含量特征，可以得到黄土有关源区风化、侵蚀、暴露和埋藏等信息。9、石笋在过去气候变化研究中的优势和意义？在石灰岩洞穴内，含碳酸的大气降水，溶解石灰岩后形成的含Ca（HCO3）2水溶液，沿灰岩的裂隙滴落，随着水的蒸发和CO2从Ca（HCO3）2溶液缓慢逸出，形成石笋、钟乳石等碳酸盐沉积物。当洞穴内环境保持相对封闭状态的条件下，在沉淀的方解石和水两相之间达到了氧同位素交换的平衡条件，构成了CaCO3－H2O对的地质温度计，其平衡常数与石笋生长时的温度存在着某一确定关系。其反应式为：1/3CaC16O3＋H218O＝l/3CaC18O3＋H216O0’Neil根据实验研究得出的测温方法是：t＝16.9－4.38（δ18Oc－δ18Ow）＋0.1（δ18Oc－δ18Ow）式中，t是古温度；δ18Oc和δ18Ow分别是方解石（相对于PDB）和水（相对于SMOW）的δ18O值。10、土壤污染的防治措施？控制和消除土壤污染源；已经污染的土壤采取一切有效的措施，控制土壤污染物的迁移和转化，消除土壤中残留的污染物，使其不能进入食物链；充分利用土壤本身具有强大净化能力这一特点。1)控制和消除工业“三废”排放控制和消除工业“三废”排放，必须大力推广闭路循环、无毒工艺，以减少或消除污染物；对工业“三废”也要进行回收处理，化害为利；当前必须排放的“三废”，也要进行净化处理，控制污染物排放的数量和浓度，使之符合排放标准。2)控制化学农药的使用、发展生态学农业采取综合发展的方法，研究新的杀虫除害途径，联合或交替使用化学、物理、生物和其它有效方法，克服单纯依赖化学农药的做法。搞好农药安全性评价和安全使用标准的制定工作。安全合理地使用现有的农药。搞好植物病虫害的预测预报工作，合理调配农药，改进喷洒方法和农药使用的性能，以便用药及时适量，提高药效，减少污染和防止产生抗药性，做到经济有效地消灭病虫害。发展高效、低毒、低残毒的化学农药来代替剧毒和残留性高的农药。广泛开展生物发展和综合防治：利用害虫的天敌以虫治虫，是生物防治的一种行之有效的方法。3)施加抑制剂轻度污染的土壤，施加某些抑制剂，可改变污染物在土壤中的迁移、转化方向，促使某些有毒物质的移动、淋洗或转化为难溶物质而减少作物吸收。a.）调节pH和施用石灰：施用石灰，可提高土壤pH值，致使镉、铜、锌、汞等形成氢氧化物沉淀。b.）土壤中增施有机物质：有机肥不仅可以改善土壤的理化性状、增加土壤的肥力,而且可以影响重金属在土壤中的形态及植物对其的吸收。因此,有机肥是影响土壤中重金属化学行为的一类最重要的有机物质。c.）化学沉淀和吸附：增施易溶性正磷酸化