生物地球化学的发展.pdfVIP

维普资讯 地球科学遗晨 学 科 发 展 与 研 究 1990．瑚．3 ●1．．一--， 生物地球化学的发展 范 璞 ‘ (中国科学院兰州分院) 生物地球化学作为地学的一门分支学科．是研究生物及其产物在 自然界物质循环 中柏作 用 研究无机质与有机质关系 能量输入与生物能量储存关系、能量释放和地球上主要矿物 循环的科学 ．早在l548年G10rdanoBrunO提出循环发展的思想后，三十年代苏联学者壤尔 拉斯基提出了生物地球化学的概念 。由于受到科学技术 的限 ，发展相当缓慢 。直 爨近 年 来，由于生物学和地球化学研究领域的发展而迅速崛起 ，并在生物成矿论，元素循环和环境 辱方面取得了重大进展 ．才受到了人们的重视 ． 一 、 元素循环 生命的要素 ．物质，能量和信息在生命的产生和发展过程中构成了生物地球化学循环 ． 如碳循环中 光合作用以大气中的无机二氧化碳、土壤中的水及太阳能为原料，制造出了多 种有机化合物．生物是地球上最活跃的分子之一，它在物质循环中起着十分重要的作甩 ，与 [注)参加本文工作的还有：于心料 应光国。 * 作者 系国际环境和生物地球化学协会理事 一 6一 维普资讯 其生存的环境具有不可分割的关系 。生物受环境影响、同时又对环境进行改造．不周的生物 具有不同的元素组成 它们从环境富集不同的元素 。另外 ，环境中元素的分布差异影响生物 体的元素组成。这对生物地球化学捉矿和地方病防治有着重要的意义。近年来，利用先进的 分析测试仪器可以寻找异常生物地球化学晕。1086年Reeves甩弗指示植物的分布图，圈定了 希腊北部铜的硫化矿区；Dunn根据灌木的嫩枝宦集金 、钯 铂现象找到了如拿太菜森 林 北 部的金 ，钯、铂异常区。 W arren和De1avault(1949，196o)及其他生物地球化学工作者 曾注意到在某些植物体中 有大量而选择性富集的金属 这些植物体中的金属富集现象与地下基岩有关 。于是他们把注意 力集中在重要的痕量元素从土地和地下基岩进入人体这个事实上，发现地质环境对人体健隶 和疾病有着重太影响 。供掘 ，缺硒地 区是克山病高发的地区。对人体元素的测定表弱：凡体内各 种元素的含量竟与地壳中元素克拉克值相对应，人体血液中60多种化学元素含量与地壳中这些 元素的分布规律一致。人类通过空气 、水和食物等环境要素向物质和能量交换过程保持平衡． 近年来欧美科学家对地球上不同环境中元素的生物地球化学循环进行了详细的研究 。如 、 耐 里海的生态环境、有机物分布．微生物作用、碳和硫的平衡 甲烷形成l和硫酸 盐 还 原舴 用 次氧化带中锰还咏菌的分离、微生物参 与的碳循环等进行 了详细的讽查。入们对有机物 在生物地球化学循环中的作用近年来特别受重视 譬如，森林中不同树木死 亡后有机质的分 解对生态环境 生物圈 土壤的形成产生不同的影响，这是因为不同植物富集不 同的无机元 素，有着不同的类脂和本质索组成。 沉积圈中烃的形成是一个伴随着沉积岩的形成而 自发 作用，与生物圈有着重要联系。 有关速方面的研究相当活跃 是生物成油论的基础． 二、环境问题 随着现代工业的发展 ，工业废物排放 ，森林破坏等人为作用导致 了环境污染，酸雨、水 土流失．全球气温上升等一系列严重的环境问题 环境的变化必然影响生物 ，同时生物对环 境也具有改造作用．全球的能量循环和物质循环是地球生态安全的重要指标 。生物地球化学 循环在其中起着十分重要的作用 。T．V．zherebiatieva等人 (1989)发现建筑物混凝土和工 业装置的结构受到强烈腐蚀 ，是 由自养细菌和异养细菌组合的强烈地球化学活动所致 。但是 人们亦发现 用各种各样的微生物可处理一些环境问题，如