環境地質学

環境地質学は、水文地質学と同様に、人間が作り出した環境問題の解決に地質学の原理を実際に応用することに関係する応用科学である。これは、工学地質学と密接に関連し、程度は低いが環境地理学とも関連している学際的な分野である。^[1]これらの各分野は、生物圏、岩石圏、水圏、そしてある程度は大気圏を含む地質環境と人間の相互作用の研究を伴う。言い換えれば、環境地質学は、地質情報を応用して紛争を解決し、環境の悪化を最小限に抑え、自然環境や改変された環境の利用から生じる有利な条件を最大限に高めることである。世界の人口増加と工業化により、自然環境と資源は大きな負担にさらされており、世界の問題の最前線に立たされている。環境地質学は、それを利用すると解決策が見つかることから、これらの問題とともに増加している。^[2]

水文地質学は、地殻の土壌や岩石中の地下水の分布と動きを扱う地質学の分野です。鉱業、農業、その他の人間の活動による地下水汚染で環境問題が発生するため、環境地質学がこの分野に適用されます。汚染とは、熱、細菌、化学物質による地下水の劣化です。地下水汚染の最大の原因は、肥料、下水道の漏水、汚染された河川、鉱業/鉱物廃棄物などの表面発生源です。^[3]環境地質学は、監視時に目標を設定することで地下水汚染問題に取り組みます。

これらの目標には以下が含まれます。

• 汚染の性質、範囲、程度を判断すること、
• 伝播メカニズムと水文学的パラメータを決定し、適切な対策を講じることができるようにすること。
• 危険区域への移動を検知し警告する、
• 汚染の影響を相殺するために講じられた即時対策の有効性を評価すること、
• 長期評価と基準遵守のためのデータの記録、および
• 即時の対策の基礎となるモデルと仮定を検証および確認するための研究監視を開始する。

土壌科学は、地球表面の天然資源としての土壌の研究です。土壌科学者は、世界の人口増加、一人当たりの食糧消費の増加、土地の劣化に伴い、土壌保全と耕作地に関する懸念を表明しており、この分野では環境地質学が応用されています。これらの環境問題は、土壌調査を使用して環境地質学によって解決され、軽減されています。^[4]これらの調査は土壌の特性を評価し、地質図の作成、特に農業と林業の観点からの農村および都市の土地計画に役立ちます。土壌調査は、農地の利用に関する洞察を提供するため、土地利用計画と地図作成に不可欠な部分です。土壌調査は、最適な耕作システムと土壌管理に関する情報を提供するため、土地の劣化が少なくなり、農業は一人当たりの食糧消費の増加に対して最適な収穫量を提供します。^[1]

土壌調査には以下のものが含まれます。

• 土壌の侵食性、
• 土壌の深さ、
• 斜面の急峻さ、
• 収縮膨張の可能性、
• 岩石の露出頻度、
• 塩化の可能性
• 肥料と植物の反応、そして
• 作物品種試験。

環境地質学には以下が含まれます

• 化石燃料、鉱物、水（地表水と地下水）、土地利用などの地質学的および水文地質学的資源の管理、
• 地形学や土壌学の分野を通じて地球の表面を研究する
• 人間に対する自然災害の暴露の定義と軽減、
• 産業廃棄物および家庭廃棄物の処理を管理し、汚染の影響を最小限に抑える、または排除すること、および
• 訴訟を伴うことが多い関連活動を実行します。

環境地質学は、人口増加、鉱業、資源の減少、地球規模の土地利用など、よく知られている環境問題によく適用されます。^[5]

石器時代に人類が火打ち石の採掘を始めてから、人類はこの習慣に依存しており、社会が進化するにつれて鉱物への依存は高まり続けています。鉱業の欠点の1つは、鉱物が存在し、経済的に実行可能な地域に限定されることです。鉱物資源は有限であるため採掘期間も制限され、鉱床が枯渇すると、その場所での採掘は終了します。^[1]現代の採掘と鉱物活動は、環境への悪影響を軽減するために多くの方法を活用していますが、偶発的な放出が発生する可能性があり、歴史的な慣行では適切な緩和および防止策が一般的ではありませんでした。これらの状況により、潜在的に有害な金属、その他の鉱床成分、および鉱物処理化学物質または副産物が周囲の環境を汚染する可能性があります。^[6]鉱業の一般的な環境影響には、微細な塵粒子が表層水に浸透する岩石の変位、地元の景観の汚損、および一部は化学的に反応性のある大量の廃棄物があります。^[7]結局のところ、採鉱が環境に与える影響は、採鉱の規模や採鉱の種類など、多くの要因によって決まります。環境地質学は、採鉱に対する訴訟で使用され、採鉱の環境への悪影響を軽減してきました。たとえば、ブラジル^[8]やオーストラリア^[9]などの一部の国では、採鉱作業の停止後には、採鉱現場の修復が法律で義務付けられています。採鉱の前には、潜在的な環境への影響を分析するための評価も必要です。採鉱方法を示す環境管理プログラムを作成するという対策も講じられています。土地計画は、採鉱に適した場所かどうかを判断する上で重要な側面ですが、ある程度の環境悪化は避けられません。環境地質学は、採鉱が自然環境に与える悪影響を軽減し続けています。^[1]

再生不可能な資源は、他の 2 つの潜在的に再生可能で永久的な資源のうちの 1 つのタイプにすぎません。化石燃料や金属などの再生不可能な資源は有限であるため、人間の生涯で補充することはできませんが、急速に枯渇しています。多くの経済においてそれらの重要性のために、世界がこれらの資源を利用するために使用される技術を開発し続ける中で、これは問題を引き起こします。これらの再生不可能な資源の重要な役割には、家の暖房、車の燃料、およびインフラストラクチャの構築があります。環境地質学は、リサイクルと再利用の持続可能な開発でこの問題に取り組むために使用されてきました。 ^[10]リサイクルとは、リサイクル可能な消費者向けおよび産業用の材料と製品を収集し、それらを分類して原材料に加工し、その原材料を使用して新しい製品を作成するプロセスです。^[11]リサイクルと再利用は、個人規模でも産業規模でも行うことができます。これらの慣行は、廃棄物を最小限に抑えながら、可能な限りリソースの使用を最大化します。また、産業廃棄物や家庭廃棄物の処理も管理しており、地球環境に排出される廃棄物の量を削減しています。^[12]

再利用とリサイクルには以下が含まれます。

• 堆肥作り：有機栽培の野菜や食品廃棄物を土壌改良剤として利用するために生物学的に分解すること。
• アップサイクリング：リサイクルプロセスを通じて材料や製品の価値と品質を高めること。
• フリーサイクリング: 新しいものを買う前に他の人から無料で物をあげたりもらったりすること
• 産業生態学：大量の人工物を解体して新たなプロセスの材料にする

再生不可能な資源の減少と地球を汚染する大量の廃棄物に対する環境地質学のアプローチは、無駄な使用を減らし、可能な場合はリサイクルすることです。

土地の利用計画を立てることは、人間とそのインフラに対する自然災害のリスクを減らすために重要ですが、何よりも人間が自然環境に与える悪影響を減らすために重要です。土地、水、空気、材料、エネルギーの使用はすべて、人間の居住と資源生産によって重大な影響を受けます。^[13]鉱業、廃棄物処理、産業用地はすべて産業社会の一部であるため、新しい用地を見つける必要があります。適切な用地は、汚染物質が環境に侵入するのを防ぐための障壁があることを示す必要があるため、見つけて承認を得るのが難しいことがよくあります。

土地利用計画における現地調査には、多くの場合、少なくとも 2 つの段階、つまり、方向調査と詳細調査が含まれます。方向調査の情報は、地図やその他のアーカイブ データから取得されます。詳細調査の情報は、現地での偵察調査と過去の土地利用の調査から取得されます。

方向付け調査には以下が含まれます。

• 地形、土地利用と植生、集落、道路と鉄道、
• 気候：降水量、気温、蒸発散量、風向、風速、強風の頻度、
• 水文学的および水文地質学的条件：小川、湖沼、池、泉、井戸、表層水と地下水の利用と水質、流出、水収支、帯水層/難透水性層の特性と地層学、地下水位、地下水の涵養と流出、
• 地質学：土壌、地質構造、地層学、岩石学、
• 生態学的側面: 例: 自然保護区、保護されたジオトープ、水保護地域。

詳細な調査には以下が含まれる：^[2]

• 地質学：地層と地質単位の厚さと横方向の広がり、岩相、均質性と不均質性、地層条件と地殻構造、断層、風化の影響、
• 地下水：地下水位、水分含有量、地下水の流れの方向と速度、透水係数、帯水層の値、
• 地球化学的サイト特性評価：土壌、岩石、地下水の化学組成、汚染残留量の推定、
• 地質工学的安定性: 地質学的障壁は、埋立地、鉱滓堆積物、または工業用建物の重量による歪みを吸収できる必要があります。
• 地質学的事象：活断層、カルスト地形、地震、地盤沈下、地滑り、
• 人為的活動：鉱山の損傷、建物、採石場、砂利採取場など、および
• 土壌と地下水の水質の変化

環境地質学には、土地利用の監視と計画の両方が含まれます。土地利用マップは、現在の土地利用と将来の可能性のある利用を表すために作成されます。示されているような土地地図は、洪水、地質学的不安定性、山火事などの潜在的な自然災害のある地域での人間の居住を減らすために使用できます。 ^[13]示されている土地地図では、ミシシッピ川の水位が変化するときに洪水被害のリスクを減らすために、居住地とミシシッピ川の間に木と植物の余裕があることがわかります。

この分野の書籍や査読付きジャーナルには以下のものがあります。

• 環境地球科学（ISSN 1866-6280）^[14]旧環境地質学（ISSN 0943-0105）
• 環境地質学（ISBN 9781493987870）^[15]および
• 環境地質学の調査（ISBN 9780131420649）^[16]

• 人新世
• 経済地質学
• 環境土壌科学
• 統合地理学
• 土壌汚染
• 水質汚染

• 米国労働省