化學(xué)與海洋保護整合能力測評試題一、單項選擇題下列哪種化學(xué)物質(zhì)是導(dǎo)致海洋酸化的主要原因？A.二氧化硫B.二氧化碳C.甲烷D.氧化亞氮海洋中多氯聯(lián)苯（PCBs）的主要來源是？A.船舶尾氣排放B.農(nóng)業(yè)化肥流失C.電子工業(yè)廢棄物D.石油泄漏下列哪種重金屬會導(dǎo)致海洋生物出現(xiàn)“白化病”癥狀？A.鉛B.汞C.鎘D.銅海水富營養(yǎng)化的主要化學(xué)驅(qū)動因素是？A.氮、磷元素過量B.鈣、鎂離子失衡C.溶解氧濃度升高D.鹽度異常波動油輪泄漏事故中，用于分散原油的化學(xué)消油劑主要成分是？A.表面活性劑B.強氧化劑C.重金屬螯合劑D.酸堿中和劑海洋碳循環(huán)中，碳酸鈣沉積主要發(fā)生在哪個深度帶？A.透光層B.中層帶C.深淵帶D.海溝帶下列哪種有機污染物具有“生物放大效應(yīng)”？A.苯系物B.多環(huán)芳烴C.鄰苯二甲酸酯D.滴滴涕（DDT）海水pH值從8.2下降到8.0，意味著氫離子濃度增加了多少倍？A.0.2倍B.1.6倍C.2.0倍D.2.5倍深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)的能量基礎(chǔ)是？A.光合作用B.化能合成作用C.甲烷氧化作用D.硫氧化作用海洋中溶解氧的飽和度主要受哪種因素影響？A.海水溫度B.鹽度C.洋流速度D.生物活動強度二、多項選擇題下列哪些化學(xué)過程會影響海洋碳循環(huán)？（）A.浮游植物光合作用B.碳酸鹽礦物溶解C.海底甲烷水合物分解D.魚類呼吸作用海洋微塑料污染可能通過哪些途徑影響海洋生態(tài)系統(tǒng)？（）A.物理纏繞B.化學(xué)毒性釋放C.食物鏈傳遞D.透光率降低海水淡化過程中可能產(chǎn)生的環(huán)境問題包括？（）A.高鹽度廢水排放B.化學(xué)預(yù)處理劑殘留C.溫室氣體排放D.生物入侵風(fēng)險下列哪些技術(shù)屬于海洋污染的化學(xué)修復(fù)方法？（）A.活性炭吸附B.電滲析C.微生物降解D.光催化氧化影響海洋中重金屬遷移轉(zhuǎn)化的因素有？（）A.氧化還原電位B.海水酸堿度C.膠體顆粒物濃度D.生物富集作用三、填空題海洋中______的濃度是衡量海水富營養(yǎng)化程度的重要指標，其閾值通常設(shè)定為______μmol/L。2004年《斯德哥爾摩公約》新增的持久性有機污染物中，______被認為是海洋食物鏈中累積能力最強的物質(zhì)之一。海水的總堿度主要由______、______和______等陰離子組成。海洋酸化會導(dǎo)致珊瑚礁鈣化速率下降，其化學(xué)本質(zhì)是______反應(yīng)平衡被打破。船舶防污漆中禁用的有機錫化合物主要是______，其替代物通常采用______類物質(zhì)。四、簡答題簡述海洋酸化對貝類生物鈣化過程的影響機制。海洋酸化對貝類生物鈣化過程的影響主要體現(xiàn)在以下三個方面：首先，海水中CO?濃度升高導(dǎo)致碳酸根離子（CO?2?）濃度下降，貝類外殼的主要成分碳酸鈣（CaCO?）的飽和度降低，晶體形成速率減慢；其次，氫離子（H?）與碳酸根離子結(jié)合生成碳酸氫根（HCO??），導(dǎo)致貝類外套膜細胞分泌碳酸鈣的效率下降；最后，酸化環(huán)境會破壞貝類體內(nèi)的酸堿平衡，影響其代謝酶活性，間接抑制鈣化相關(guān)基因的表達。研究表明，當海水pH值下降0.3個單位時，牡蠣幼體的殼長可縮短30%以上，殼密度降低25%。分析化學(xué)分散劑在處理原油泄漏時的利弊。化學(xué)分散劑處理原油泄漏的優(yōu)勢在于：能快速將原油分散成微小液滴，加速其生物降解；減少原油在海面形成油膜的面積，降低對海鳥和海洋哺乳動物的直接危害；便于利用洋流和波浪進行自然擴散。但其局限性包括：分散劑本身可能具有毒性，尤其對浮游生物和幼魚；分散后的原油可能深入水體，污染更深層海洋環(huán)境；在低氧條件下，分散的原油降解過程會消耗大量溶解氧，導(dǎo)致局部海域出現(xiàn)缺氧區(qū)；部分分散劑成分可能與原油形成更穩(wěn)定的有毒復(fù)合物，延長污染周期。說明海水富營養(yǎng)化過程中“赤潮”形成的化學(xué)驅(qū)動機制。海水富營養(yǎng)化引發(fā)赤潮的化學(xué)驅(qū)動機制可分為四個階段：（1）營養(yǎng)鹽積累階段：農(nóng)業(yè)面源污染和生活污水導(dǎo)致海水中氮（N）、磷（P）濃度超過Redfield比值（N:P=16:1），當P濃度超過0.03mg/L時，成為藻類爆發(fā)的限制因子；（2）藻類競爭階段：具有化感作用的甲藻、硅藻等赤潮生物分泌allelochemicals（化感物質(zhì)），抑制其他浮游植物生長；（3）生態(tài)位擴張階段：赤潮生物通過高效吸收營養(yǎng)鹽（如藍藻的固氮作用）和產(chǎn)生光保護色素，在光照充足的表層水體形成優(yōu)勢種群；（4）毒素積累階段：某些甲藻（如亞歷山大藻）在細胞代謝過程中合成麻痹性貝類毒素（PSP），通過食物鏈傳遞對高等生物造成危害。五、計算題某海域海水樣本中溶解氧濃度為6.8mg/L，水溫20℃時的飽和溶解氧濃度為9.0mg/L。計算該海域的溶解氧飽和度，并判斷其是否處于缺氧狀態(tài)（溶解氧飽和度<60%為缺氧）。解：溶解氧飽和度=（實測溶解氧濃度/飽和溶解氧濃度）×100%=（6.8/9.0）×100%≈75.6%由于75.6%>60%，該海域未處于缺氧狀態(tài)。已知某工業(yè)廢水中鎘濃度為0.5mg/L，若直接排入近海，要求其濃度降至0.001mg/L以下?，F(xiàn)有處理工藝的去除效率為99.5%，計算是否需要增加深度處理單元。解：處理后鎘濃度=原水濃度×（1-去除效率）=0.5mg/L×（1-99.5%）=0.5×0.005=0.0025mg/L由于0.0025mg/L>0.001mg/L，需要增加深度處理單元。六、案例分析題案例背景：2023年夏季，某海灣發(fā)生大規(guī)模赤潮，導(dǎo)致養(yǎng)殖區(qū)貝類大量死亡。經(jīng)檢測，海水中無機氮濃度達1.2mg/L，活性磷濃度0.08mg/L，pH值7.9，溶解氧飽和度夜間降至45%。周邊有三家企業(yè)：A（氮肥廠）、B（電鍍廠）、C（食品加工廠）。問題：根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，分析該赤潮爆發(fā)的化學(xué)誘因。推斷哪家企業(yè)可能是主要污染源，并說明判斷依據(jù)。提出針對性的應(yīng)急處理和長期防控措施。參考答案要點：化學(xué)誘因：氮磷比失衡（N:P=15:1，接近Redfield比值但磷濃度超標）；pH值下降導(dǎo)致碳酸鹽緩沖能力減弱；夜間溶解氧飽和度低于60%，形成缺氧環(huán)境促進異養(yǎng)細菌繁殖。主要污染源：A廠（氮肥廠）。依據(jù)：無機氮濃度顯著超標，且氮肥生產(chǎn)過程中含氮廢水排放量較大；電鍍廠主要貢獻重金屬污染，食品加工廠以有機物污染為主。應(yīng)急措施：投放黏土絮凝劑吸附藻類；使用過氧化鈣顆粒提高底層水體溶解氧；設(shè)置圍隔防止赤潮擴散。長期措施：實施氮磷總量控制；建設(shè)人工濕地處理工業(yè)廢水；推廣生態(tài)養(yǎng)殖模式。七、實驗設(shè)計題設(shè)計一個實驗，探究不同pH值條件下（7.8、8.0、8.2、8.4）對珊瑚蟲鈣化速率的影響。要求說明實驗原理、材料試劑、步驟、數(shù)據(jù)記錄指標及預(yù)期結(jié)果分析。實驗設(shè)計方案：實驗原理：珊瑚蟲通過吸收海水中的Ca2?和CO?2?合成碳酸鈣骨骼，鈣化速率可通過測定單位時間內(nèi)碳酸鈣沉積量表征。pH值影響海水中CO?2?濃度（pH降低導(dǎo)致CO?2?減少），進而調(diào)控鈣化過程。材料試劑：實驗生物：鹿角珊瑚（Acroporacervicornis）幼體（n=40，每組10個）培養(yǎng)系統(tǒng)：20L玻璃水族箱（4個）、pH調(diào)控裝置、恒溫循環(huán)系統(tǒng)試劑：Tris-HCl緩沖液（0.1mol/L）、人工海水（鹽度35‰）、Ca2?檢測試劑盒實驗步驟：（1）配置4組不同pH值的人工海水（7.8、8.0、8.2、8.4），每組設(shè)3次重復(fù)；（2）將珊瑚幼體稱重后分別放入各組，在25℃、光照12h/黑暗12h條件下培養(yǎng)30天；（3）每5天取樣測定海水中Ca2?濃度、pH值和溶解氧；（4）實驗結(jié)束后測定珊瑚骨骼干重，計算鈣化速率（mgCaCO?·g?1·d?1）。數(shù)據(jù)記錄指標：每日pH值波動范圍海水Ca2?濃度變化曲線珊瑚骨骼增重率共生藻密度（葉綠素a含量）預(yù)期結(jié)果分析：隨著pH值升高，鈣化速率呈線性增加（8.4組>8.2組>8.0組>7.8組）；pH7.8組可能出現(xiàn)骨骼溶解現(xiàn)象（負鈣化速率）；共生藻密度與鈣化速率呈正相關(guān)，表明光合作用對鈣化的促進作用。八、論述題論述化學(xué)污染物在海洋中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其對全球海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響。要求結(jié)合具體化學(xué)物質(zhì)案例，從物理、化學(xué)、生物三個層面進行分析。參考答案框架：物理遷移過程水平遷移：洋流輸送（如北大西洋暖流攜帶塑料微粒）垂直遷移：顆粒物沉降（如吸附重金屬的浮游生物糞球）界面交換：大氣-海洋交換（如汞的干濕沉降）化學(xué)轉(zhuǎn)化機制氧化還原：Cr(VI)→Cr(III)的還原（沉積物中硫化物作用）光化學(xué)反應(yīng)：多環(huán)芳烴在紫外線下生成醌類衍生物配位反應(yīng)：EDTA與重金屬形成穩(wěn)定絡(luò)合物生物轉(zhuǎn)化路徑生物富集：