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    新元古代伊迪卡拉纪晚期至寒武纪早期“大世纪之交”过渡期间,出现了一系列地质环境剧变和生物快速演化事件。地球历史上重大时期地质突变过程一直是国际研究的前沿和焦点,多生物门类在这个时期爆发式出现并迅速辐射演化,其化石记录是我们了解早期生命演化过程的重要证据。

    中国地质调查局地质研究所唐烽研究员及多所院校组成的研究团队经过数年的考察发掘和采集,在云南安宁地区发现了一类宏体碳质压膜的实体化石新材料,命名为“条纹垂带虫”(Rugosusivitta orthogonia新属新种)。化石整体呈宏体丝带状,两侧对称,同时具有平行排列、致密整齐的横纹和纵纹,多见折叠的形式弯曲保存,喻示了化石生物的活体呈长条的扁平状而非圆柱状。这些化石赋存在两层主磷矿层之间斑脱岩夹层下0.68m处,而这一夹层的地质时代为535.2±1.7Ma(图1),这一热事件接近最早冠轮动物类群的出现时间,表明这些化石很可能代表了冠轮动物的早期原型,可能是最原始的扁形动物(扁虫类Flatworms)的化石记录。

     

    图1.研究地区灯影组和渔户村组地层单位图,包含梅树村、江川清水沟和安宁鸣矣河三组剖面的数据。535Ma等时面在图中由箭头和实线连接,相同岩石地层单位使用虚线相互连接;(a)埃迪卡拉—寒武纪交界标志遗迹化石Treptichnus pedum在梅树村剖面的首现层位。(b)条纹扁虫化石发现于云南安宁地区鸣矣河剖面两层主磷矿层之间斑脱岩夹层下0.68m处

    通过对化石标本宏观形态和显微图片的处理和分析,发现条带状新化石体长可达20cm以上。身体上的纹路细密,1mm内为7-8根,一端较粗而另一端较细,较细的一端末尾偶尔具有圆盘状的结构与身体连接。化石一端至过渡段,身体较宽具有明显的细密平行横纹;另一端至过渡段身体较窄且具有明显的平行纵纹且;过渡段具有一截较短的表面横纵纹,身体的宽度也呈过渡变化。化石身体大部分平直,部分有扭曲和折叠,整个化石呈现弯折状,而非其它圆柱体型蠕虫化石所保存的弯曲形态。这与其原始的扁平长条状躯体、以及可能在海底沉积物表面生活的生态习性(图2,3)有关。安宁条带状化石末端偶见的圆盘状结构也·很可能用于固着身体,化石生物体死亡之后固着器可能大多数脱离身体散失在原地,而身体被搬运沉积至化石富集点形成化石的富集和定向产出。

     

    图2.(a)标本IG-170915-2 .以及其素描结构图;安宁条带状化石身体可以大致划分为三段:粗大的横纹段(TFZ),过渡段(TZ)和细长的纵纹段(LFZ)。 (b)标本IG170922纵纹段纹饰细节,纵纹沿身体延长,贯穿整个纵纹段;(c)标本IG170922 过渡段纹饰细节,横纵纹之间过渡较为突兀,纵纹在末端接触横纹的地方略微向内收缩;(d)标本IG170922 纵纹段纹饰细节。黑色比例尺为2cm,白色比例尺为1cm

     

    图3.(a)安宁化石在波浪动力的作用下被折叠,呈现出埋藏时的折叠形态。(b)安宁条带状化石生态复原图,化石可能在海底表面固着生活

    与产出时代相近的皱节虫、陕西迹以及江川生物群中的各种宏体藻类等蠕形或带状化石对比,安宁条带状化石展现出了不同的形态学特征。由于形态简单、身体内部结构缺乏,对其分类还很困难。然而,其两侧对称属性、扁平带状的身体特征以及同时具有横向和纵向纹饰的独特特点,与现生扁虫动物门中四叶目绦虫动物非常相似,据此目前可以将其归类为早期两侧对称动物的原始物种;尤其可以进一步归属为早期扁形动物,成为扁形动物的基干类群(图4)。安宁中谊村段下部和华南其它分布区条带状化石的一致性表明,这些生物是伊迪卡拉纪—寒武纪过渡剧变期生物量的重要组成部分。

     

    图4. 早期两侧对称动物系统发生图,安宁条带状化石可能的位置由红色虚线标注

    扁形动物门(Platyhelminthes)是无脊椎动物中最早出现的类群之一。两侧对称体型,呈扁平的短或长带状,无呼吸系统、骨骼、循环系统和体腔,且不具真体节。其中绦虫类(Cestoda)尚未见化石报道,现生个体体长,生长期体表发育纵纹,成熟后通常分成细密的横纹状节片,无消化管,表皮特化具吸收和分泌作用,个体前端常见固著器官保存(图5)。

     

    图5. 扁虫动物(Flatworms)的系统位置及基本体制特征

    (红色箭头代表安宁条带状化石的可能位置)

    安宁扁虫化石开启了早期扁形动物新的分类,填补了埃迪卡拉动物群与寒武纪动物群大爆发之间的动物化石门类。实体化石的出现,对于解释伊迪卡拉纪末期和寒武纪早期大量遗迹化石的出现提供了生物实体证据,同时原始扁形动物出现的地层对于早期生物演化和地层对比上有重要的标志作用。这类条带状化石在时空上的延限分布,还需更为深入地发掘研究,结合对比全球分布广泛的克劳德管状化石和陕西迹Shaanxilithes化石,将新种化石作为显生宙起始的标志化石可能具备较大潜力。

    本研究受到国家自然科学基金(41572024,41662003)和中国地质调查局项目(DD20190008)联合资助,命名论文成果:Feng Tang, Sicun Song, Guangxu Zhang, Ailin Chen, Jun-ping Liu, 2020. Enigmatic ribbon-like fossil from Early Cambrian of Yunnan, China., China Geology.doi: 10.31035/cg2020056.

    文章链接:. http://chinageology.cgs.cn/article/doi/10.31035/cg2020056?pageType=en

    云南寒武系底部发现原始扁形动物化石

    莱茵河是欧洲的重要航道及沿岸国家的供水水源,对欧洲社会、政治、经济发展起着重要作用。19世纪下半叶以来,莱茵河流域工农业快速发展造成了严重的环境与生态问题,莱茵河一度被称为“欧洲下水道”和“欧洲公共厕所”。莱茵河流域各国直面问题,汲取教训,制定治理目标并开展有效行动,历经多年努力,整个流域实现人与自然和谐相处。莱茵河流域管理被誉为国际流域管理的典范。梳理和总结莱茵河流域管理的发展历程、经验与做法,有助于为我国流域治理与国土空间管制提供借鉴。

    工业化城市化阶段莱茵河流域出现的主要问题 

    1850年以后,莱茵河沿岸人口增长和工业化加速。二次世界大战后,随着工业复苏和城市重建,莱茵河流域工业化再度加速,莱茵河周边建起密集的工业区,以化学工业和冶金工业为主。伴随着一个多世纪的工业化进程,莱茵河流域先后出现了严重的环境污染和生态退化问题,主要表现在以下方面。

      

      图1 莱茵河流域综合治理历程(引自王思凯,张婷婷等.莱茵河流域综合管理和生态修复模式及其启示.长江流域资源与环境, 2018,27(1):215-224) 

    一是废弃物任意排放,水土污染严重。

    自1850年起,随着莱茵河沿岸人口增长和工业化加速,越来越多有机和无机物排入河道,氯负荷迅速增加。二次世界大战后,随着工业复苏和城市重建,莱茵河水质更加恶化。1973~1975年监测数据表明,每年大约47吨汞、400吨砷、130吨镉、1600吨铅、1500吨铜、1200吨锌、2600吨铬、1200万吨氯化物随河水流入下游荷兰境内。

    二是生态环境快速退化,生物多样性受损严重。

    河道污染和不适当的人类活动造成了生态环境退化。18世纪与19世纪之交,由于水力发电、航运发展和河道渠化,同时机械工具过度捕捞,鱼类大量减少。至1940年鲑鱼几乎从全莱茵河流域绝迹。水生动物区系种类数量大幅度减少,种类谱系以耐污种类为主。

    三是流域洪水问题突出,经济损失不断增大。

    莱茵河流域洪水问题十分突出。1882~1883年、1988年、1993年和1995年发生了流域性大洪水。由于流域内土地开发利用、水利和航运基础设施建设的发展,天然洪泛区域不断减少,洪水最高水位、时段洪峰流量一涨再涨,沿河堤防和其他防洪工程并不能提供百分之百的安全保证,沿洪泛区受堤防保护的居民区和工业区的危险性加大,潜在的洪灾损失普遍增大。

    四是土地开发无序,次生灾害突出。

    20世纪,由于西欧人口剧增,为增加粮食产量,莱茵河两岸的土地被大规模开垦。人们在大量的灌木林地中开挖沟渠,降低水位以适合农作物生长。流域的各种自然风貌也因此被改变,排水使得大片土地沉陷并低于海平面,加上海水位上涨,致使防洪形势十分严峻。

    为了改善通航条件,采用工程措施裁弯取直和束窄河道。由于被束缚在很窄的范围内,且取直以便通航,河道水流的流速加快,河床冲蚀严重并伴随下切,水位下降,引发周边地区水位下降,森林、农田缺水,使四周湿地的生态系统大受影响。旱年,在德国境内的莱茵河段是多支叉的呈“辫子状”的游荡性河流,大量支流构成非常复杂的河系。由于洪泛区不断改变,在此区域居住十分危险。

    莱茵河流域综合治理历程与主要措施 

    从20世纪50年代开始,相关国家启动了莱茵河流域治理,经历了污水治理初始阶段、水质恢复阶段、生态修复阶段、提高补充阶段(图1)。

    (1)污水治理初始阶段

    1950年,瑞士、法国、卢森堡、德国和荷兰五国联合成立了保护莱茵河国际委员会(ICPR),并于1963年签订《莱茵河保护公约》,首要目的是解决莱茵河日益严重的环境污染和水污染问题。流域内各国通过委员会进行合作,但并没有明确各自在控制污染扩大方面的义务,因此在污水治理初始阶段没有取得比较明显的成效。

    (2)水质恢复阶段

    1986年,瑞士发生的重大莱茵河污染事件终于唤醒民众、企业和政府,流域内各国开始着手开展莱茵河的综合治理。各国开始采取了一系列积极措施防止水质恶化。

    (3)生态修复阶段

    在水质逐渐恢复的基础上,ICPR又提出了改善莱茵河生态系统的目标,既要保证莱茵河能够作为安全的引用水源,又要提高流域生态质量。从生态系统的角度看待莱茵河流域的可持续发展,将河流、沿岸以及所有与河流有关的区域综合考虑。

    (4)提高补充阶段

    2001年,“莱茵河2020计划”发布,明确了实施莱茵河生态总体规划。随后还制订了生境斑块连通计划、莱茵河洄游鱼类总体规划、土壤沉积物管理计划、微型污染物战略等一系列的行动计划。2000年后,这些行动计划已经从当初迫在眉睫的挑战转向更高质量环境的创建和生态系统服务功能的开发上来。

    莱茵河流域综合治理措施与做法主要包括:

    (1)建立流域多国间高效合作机制

    莱茵河流经多个国家,多国之间合作是流域治理成功的重要保障。莱茵河流域合作治理的核心机制是1950年成立的ICPR,经过60多年发展,已成为全球流域治理领域的一个多国间高效合作的典范。ICPR具有多层次、多元化的合作机制,既有政府间的协调与合作,又有政府与非政府的合作,以及专家学者与专业团队的合作。它不仅设有政府组织和非政府组织参加的监督各国计划实施的观察员小组,而且设有许多技术和专业协调工作组,可将治理、环保、防洪和发展融为一体。

    (2)树立一体化系统生态修复理念

    在欧洲工业化进程中,莱茵河沿岸各国都对其进行了大规模的开发,采取了大量的工程措施,如筑坝、河道疏浚,以及裁弯取直、截断小支流等。这些改造使得原先自然的、动态的、难预计的河流转变为静态的、可以设计的人工河道,以方便管理和获取各种利益。河流空间因此遭到蚕食,引发许多不良结果。而对这些不良结果的治理依然是通过引入和采取新的工程性措施,如此便形成了恶性循环。长此以往,莱茵河已变得面目全非。意识到过多的人为作用对河流自然发展规律的破坏,莱茵河流域治理开始探索河流的动态和一体化治理,即注重工程和非工程措施的结合,以及源头控制、分散治理。观念上的转变引导治理措施和治理目标的改变,更加注重维护、恢复河流的自然特性,且更注重其生态恢复,从而为各种生物提供了生存环境。

    (3)推进流域基础地质、环境地质与生境调查

    根据流域治理需要,莱茵河沿岸各国开展了基础地质调查、水文地质调查与填图工作。法国、德国等国家1∶10万、1∶5万地质填图已基本完成。在基础地质填图基础上,各国开展了水文地质、自然灾害等环境地质调查与填图工作。德国联邦地球科学与自然资源研究所牵头,自1960年开始经过50余年的努力,编制完成了1∶150万欧洲水文地质图系。1982年,欧共体环境总司组织编制了1∶50万欧洲地下水资源图系,由38幅、148张图件组成,覆盖了比利时、德国、丹麦、法国、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰和英国等9个国家。2013年,在对1∶150万欧洲水文地质图进行矢量化的基础上,Cornu等人编制了欧洲地下水生境分布图,反映与生物相关的地下水流、含水层孔隙大小和渗透性的空间变化。

    (4)分阶段编制并联合实施流域治理规划

    20世纪80年代以来,ICPR在国际合作框架下,签署了一系列有关莱茵河流域治理的协议。签约国家协调一致,共同采取行动,对莱茵河环境改善和流域管理起到了巨大作用。1976年,各成员国签署了控制化学污染公约、控制氯化物污染公约,要求各成员国建立监测系统和水质预警系统,控制化学物质的排放标准。1987年通过的“莱茵河行动计划”,从河流整体生态系统出发来考虑莱茵河治理,并将鲑鱼的重新回归作为治理效果的重要标志,以此提出“鲑鱼2000行动计划”。1998年,“莱茵河洪水管理行动计划”获得通过。2001年,莱茵河部长会议通过了“莱茵河2020计划”,包含4个方面的治理目标:生态系统改善、防洪、水质及地下水保护。

    (5)建立量化指标体系和各种生态修复模式

    莱茵河规划和治理在欧盟框架下统一实施,在目标上达成统一,并制定了许多量化考核指标。在“莱茵河行动计划”中,主要目标包括污染控制和改善生态环境等部分,就是以珍贵鱼类重返莱茵河(“鲑鱼2000”)为实现生态目标的重要标志,即到2000年让鲑鱼回到莱茵河。对于上述目标,每个国家都采取了相应的措施。其它还有许多需要各国共同参与、公众能够直观感受到的恢复性指标,如使莱茵河兰德平原到2020年受到洪水危害的程度与1995年相比减少25%等。

    (6)建立完善的监测预警体系

    为了确保水体保护与治理的有效性,保护莱茵河委员会在莱茵河及其支流建立了水质监测站,从瑞士至荷兰共设有57个监测站点,通过最先进的方法和技术手段对莱茵河进行监控,形成监测网络。每个监测站还设有水质预警系统,通过连续生物监测和水质实时在线监测,能及时对短期和突发性的环境污染事故进行预警。ICPR和莱茵河水文组织(CHR)于1990年共同开发了“莱茵河预警模型”,对莱茵河水质进行实时监测,防止突发性污染事故。

    (7)建立流域信息互通平台

    ICPR致力于推动行动计划的有力实施,同时注重各国间的密切合作与协调。其所建立的“国际警报方案”是莱茵河沿岸各国的信息互通平台,当发现污染物时,在瑞士、法国、德国和荷兰设置的7个警报中心能够及时沟通,迅速确认污染物来源,并发布警报。

    对我国的启示 

    一是以流域为单元开展自然资源与生态环境调查评价。

    流域自然资源与生态环境调查评价是推进流域治理的基础。根据污染治理、灾害防治和水、土地等自然资源管理的需要,开展污染物、地表水、地下水、土地、生态系统等调查评价,摸清自然资源分布与生态环境变化状况;以土壤、包气带、含水层为重点开展基础地质、水文地质、生态地质综合调查,建立近地表圈层三维地质框架。

    二是建立全流域统一的监测体系。

    莱茵河综合治理面临的第一个挑战是建立一个从瑞士到荷兰的统一监测体系,需要对不同国家的监测站、检测物质和分析方法进行对比并统一意见。针对我国流域的实际情况,应分别在干流、支流、湖泊、河口、近海等不同水域设置监测站点,包括水质状况、水文动态以及生物情况,全流域采用统一科学的综合监测方法,及时信息共享,掌握上下游动态,并实时在网上公布。

    三是研究制订流域综合规划与治理行动方案。

    莱茵河流域生态环境治理是一部历经百年的人类与河流关系史,教训极为深刻。我国流域开发建设应做好顶层设计,重视流域生态安全,统筹处理好产业布局、人口集聚与生态环境保护的关系,优先支持沿江城市环保基础设施适度超前发展。在控制污染物总量排放的前提下,探索激发微观主体保护流域生态环境的积极性。研究流域发源地在全球气候变暖过程中的生态环境变化,并及时采取应对措施。

    四是加强河流生态保护与修复。

    目前,我国各大流域上下游、干支流、左右岸和水陆之间,开发建设缺乏统筹,生态空间不断被挤占,导致河流连通性降低、生态系统割裂,河流的生态系统服务价值在不断降低。在过去的20多年中,莱茵河治理已经从治理污染、关注防洪效果、提高航道保证程度,到逐步重视生态环境保护和生态系统的修复。在近期的所有规划和行动计划中,保护湿地、在三角洲地区开辟自然保护区、拆除支流上的大坝或设置鱼道等具体的措施和内容,更多地从人与自然和谐的角度采用综合性的措施恢复河流生态系统。

    五是建立高效的跨行政区全流域协调机制。

    为了打破部门和地域之间的分割状况,在整个流域尺度上建立行政区间协调机制,着力在航运、水电开发、水利工程建设以及水资源分配等方面开展区际协作,解决水、土、生物等资源类型的开发利用与生态环境管理中存在的冲突,强化流域开发管理的区域协调,减少省际之间流域纠纷事件发生,实现流域开发共建共享。探索建立流域开发管理省(市)协作组织,不定期召开流域事务协调对接会议,建立长江流域共同开发管理的合作框架,积极落实各方达成的合作共识。

    六是鼓励企业和公众参与。

    流域综合治理,需要政府和企业、公众的合作与共同努力。整合现有的流域合作管理机制并建立相应的开发交流平台,让公众能够更便捷的获取流域管理的政策法规以及水文、生态和环境监测报告等公开信息。同时,参与决策过程,监督各地的执行情况,成为流域管理的重要一员。可以学习德国的经验,颁布《环境信息法》,既保证了公众享有参与和监督的权力,还规定了公众参与环境安全管理的详细途径、方法和程序。□

    (作者单位:中国地质调查局发展研究中心)

    莱茵河流域综合治理经验与启示


      周国华,1964年12月生,江苏省昆山市人,九三学社社员,二级教授,博士,硕士生导师。1986年7月毕业于长春地质学院找矿地球化学专业,1989年7月获长春地质学院应用地球化学专业硕士学位,分配至中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所工作至今。2003年获中国地质大学(北京)地球化学专业博士学位(理学)。先后参与完成了国家“973计划”、国家攻关项目、国土资源部科技攻关项目、地质大调查项目、国家援外项目等各类项目(专题、课题)20多项,3项成果获部省级科技成果二等奖,发表论文80余篇。

      参加工作以来,长期从事农业、环境、生态地球化学调查与评价的理论与方法研究,包括多目标区域地球化学调查方法技术及其成果资料在农业生产、环境评价、土地利用规划等领域的应用基础和方法技术,区域环境地球化学监测与土壤重金属生态风险评价方法技术,名特优农产品立地背景地球化学调查与种植适宜性研究,土壤重金属污染的植物修复技术研究,尾矿资源及矿山环境地球化学调查与评价方法技术,等等。参与完成了《多目标区域地球化学调查规范》、《区域生态地球化学评价规范》、《局部生态地球化学评价规范》、《土地质量地球化学评价规范》等技术标准的编制。这些研究以我国经济社会发展对生态环境保护、土地资源评价和规划利用、粮食和农产品安全、保障人体健康的强烈和迫切需求为已任,为我国近年来土地质量地球化学调查工作的全面实施提供了方法技术基础。

      1.建立了以农业、环境为应用服务目标的地球化学调查、评价与成果应用的方法技术体系

      工作伊始,有幸参加完成了“浙江省杭嘉湖平原区农业环境地球化学调查和研究(1990-1993)”,该项成果获得了地质矿产部科技成果二等奖。通过该项目工作,初步形成了表层与深层土壤网格化采样,以植物营养元素、重金属污染元素、生命健康元素为研究指标,在区域调查基础上针对重要地球化学异常,结合名特优和大宗农作物、地方病等研究需要,开展专题调查和评价研究的工作思路和相应的方法技术,为调查区科学平衡施肥、名特优农产品种植布局、地方病病因分析提供了重要的地球化学依据。世纪之交,在中国地质调查局的支持下,主持完成了“厚覆盖区地球化学调查和评价方法技术研究(1999-2000)”,结合成都盆地、江汉平原、珠江三角洲多目标区域地球化学填图(试点)工作,进一步总结了平原区多目标区域地球化学调查样品采集等野外工作方法技术,研究建立了52种元素分析测试方法及质量监控方案,总结了水化学调查、湖库沉积物调查、植物等生物样品采集保存技术、土壤元素形态/有效态研究方法,探讨了成果资料在农业、环境、资源勘查、基础地质研究等多领域的应用前景。作为主要技术骨干参与完成了我国第一个省部合作农业地质项目“浙江省农业地质环境调查(2003-2005)”,在多目标区域地球化学调查的基础上,系统开展了农田生态系统元素迁移转化研究,围绕农产品食用安全、名特优农作物地质—地球化学模型、富硒土地资源评价与富硒农产品开发、地质背景与地球化学环境、土壤重金属与持久性有机物污染等问题进行了深入调查与研究,使我国农业地质工作进入到一个新的发展时期。上述成果资料,以及前人大量相关研究成果的综合,为制订多目标区域地球化学调查规范提供了技术支撑,理清了以农业生产、环境评价、土地规划利用为主要应用目标的区域地球化学调查工作思路,为近年来全国土地质量地球化学调查的全面实施提供了技术支撑。

      2.构建了以耕地安全利用为目标的土壤重金属风险评价与监测预警方法技术


      随着我国经济社会的快速发展,尤其是改革开放初期粗放式的经济发展模式,导致我国土壤重金属污染问题突出,工矿集中区、城市周边地区、农业集约化程度高、农用品投入量大的地区,土壤重金属累积速率快、农产品重金属超标问题凸现,成为社会公众关注的热点问题。通过多目标区域地球化学调查,可以迅速掌握区域土壤环境质量总体状况。在调查发现的重金属异常区、人为污染严重地区,一方面应开展大比例尺的调查,掌握土壤重金属的详细分布状况;另一方面,应围绕重金属元素成因来源、生物有效性及其在土壤—作物系统中迁移富集规律开展深入研究,评价其生态风险,为土地资源安全利用和污染治理提供科学依据。同时,建立土壤环境地球化学监测网络,及时掌握土壤重金属累积以及土壤环境变化趋势,是农田重金属污染防控、保障土地资源安全利用的需要。周国华博士利用1990年代初和2003年浙江省杭嘉湖地区两次区域地球化学调查数据资料,对两期调查的样品采集与分析测试误差影响进行了分析,计算确定了杭嘉湖地区表层土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等重金属元素的累积速率,并开展了土壤重金属累积趋势的预测分析;利用国土资源部科技攻关和地质调查项目的支持,构建了珠江三角洲区域土壤环境地球化学监测网络,完成了三期采样分析,掌握了珠三角地区土壤环境的变化趋势;针对我国东南沿海存在区域性铅地球化学高背景,开展了土壤铅生物有效性评价技术研究,基本查明了土壤—典型作物(水稻、茶叶、叶菜)间铅等重金属富集规律及其主控因素,提出了土壤安全利用的重金属临界值,为地方土壤环境质量标准的修订、土地资源安全利用提供了重要依据。

      3.实施了全国尾矿地球化学调查与评价项目,建立了尾矿资源和矿山生态环境评价的方法技术

      在中国地质调查局支持下,2010—2012年期间组织开展了全国尾矿地球化学调查与评价项目。查明了全国23个典型金属矿区26个尾矿库元素含量和矿物组成,发现有15种金属元素具有潜在利用价值,包括主要成矿元素或矿化剂元素Cu、Ni、Pb、Zn、Sn、W、S、As等,以及稀有分散伴生元素Ge、In、Se、Te等,资源量非常可观,潜在经济价值达数百亿元。同时,查明了包括个旧、柿竹园、德兴、白银等典型多金属矿区在内的9个矿区及其外围的生态环境地球化学状况,评价了矿区土壤、地表水、浅层地下水环境质量现状,以及农产品食用安全性,为矿区土壤与水资源安全利用,保护人体健康提供了重要资料。通过该项目工作,初步建立了尾矿资源地球化学调查与评价的方法技术,包括工程浅钻取样、样品处理、分析测试指标和方法、尾矿元素三维分布图示、尾矿资源量和经济价值评价等方法技术,为尾矿资源地球化学调查评价提供了方法技术;验证了所采用的矿区生态环境地球化学调查评价的经济有效性,其方法特点是针对采矿场、选矿厂、尾矿库、废石堆、冶炼厂等矿山主要污染源,结合矿区地形和水系分布、风向、土地利用等景观环境条件,以污染物来源—迁移扩散与循环途径—生态效应为主线,合理部署调查工作,通过尾矿、水系沉积物、土壤、地表水和浅层地下水、作物、大气颗粒物等多介质样品的采集分析,达到评价矿区生态环境现状的目的。建立的尾矿资源量和矿区生态环境地球化学调查评价的方法技术,为开展全国性矿山尾矿资源和矿山环境大普查积累了方法技术经验,为促进绿色矿山建设,提高矿产资源利用率,服务国家生态文明服务提供了重要技术途径。

      4.带领课题组开展地球化学找矿方法研究,不断完善地电化学探测技术

      随着我国矿产资源勘查工作程度的不断提升,找深攻盲成为矿产勘查的重点和难点。近些年来,在带领研究团队重点开展农业环境/土地质量地球化学调查与评价方法研究的同时,针对我国矿产资源勘查面临的技术瓶颈,利用团队具备的地电化学工作经验和技术积累,积极争取项目支持,完善优化地电化学勘查方法技术体系,在地电化学野外采样装置、分析测试指标及其质量监控、工作方法技术标准化等方面均取得了长足的进步。通过多个矿区的实际应用验证,地电化学化找矿成果显著,在寻找深部金属盲矿体中具有突出的作用。

      5.实施“珠江下游及浙江基本农田土地质量地球化学调查与应用示范”项目,努力再创辉煌


      在中国地质调查局和有关方面的支持下,研究团队2016年起将组织实施二级项目“珠江下游及浙江基本农田土地质量地球化学调查与应用示范”。这是一项集生产调查、方法研究、成果应用于一体的综合性工作,将联合浙江省地质调查院农业地质研究中心,以及生态地球化学评价研究核心团队中国地质大学(北京)和南京大学,结合1:250000多目标区域地球化学调查和1:50000土地质量地球化学调查工作,开展重金属高背景和人为污染区的生态风险评价,同时密切关注地方国土、农业、环保部门的需求,开展调查和评价成果的应用研究,争取在生态风险评价的理论和方法技术方面有所创新,在调查成果的转化应用方面取得实际成效,为我国正在大规范开展的土地质量地球化学调查工作提供示范样板。

      土地资源是人类极其珍贵的自然资源,查明土地资源的质量状况,保护和合理利用好土地资源,为子孙后代保留一块净地,是一个科技工作者的责任。作为这一研究领域的一员,周国华博士将继续努力,贡献自己的一份力量。




    周国华