2025年大學(xué)《化學(xué)測量學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——環(huán)境污染監(jiān)測中的化學(xué)分析方法考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題干后的括號內(nèi)）1.在環(huán)境水樣監(jiān)測中，欲測定低濃度的鉛（Pb2?），通常選擇的方法是（）。A.紫外可見分光光度法測定Pb2?的特定吸收波長B.火焰原子吸收光譜法C.石墨爐原子吸收光譜法D.離子選擇性電極法2.對于易揮發(fā)且沸點較低的有機污染物（如苯系物）的環(huán)境空氣監(jiān)測，最常用的采集技術(shù)是（）。A.活性炭吸附B.氣體注射器采樣C.植物根際采樣D.布袋采樣3.在原子吸收光譜法測定樣品時，為了克服光譜干擾和背景吸收，常采用的方法是（）。A.使用單色器B.增加樣品濃度C.加入釋放劑D.使用塞曼效應(yīng)校正4.液相色譜法與氣相色譜法最主要的不同點在于（）。A.檢測器類型B.分離原理C.儀器價格D.樣品前處理復(fù)雜度5.在環(huán)境樣品（如土壤、底泥）的前處理中，常用的酸消解方法主要是為了（）。A.提高樣品的溶解度B.消除有機干擾物C.穩(wěn)定待測元素D.促進(jìn)色譜分離6.若要同時測定環(huán)境水樣中的硝酸鹽和亞硝酸鹽，可以選擇的分析方法是（）。A.紫外可見分光光度法（特定波長）B.氣相色譜法C.離子色譜法D.電化學(xué)分析法（如離子選擇性電極）7.下列哪種分析技術(shù)最適合用于檢測環(huán)境樣品中的痕量、超痕量元素？（）A.紫外可見分光光度法B.原子吸收光譜法（石墨爐法）C.氣相色譜法D.液相色譜法8.在環(huán)境監(jiān)測報告中，關(guān)于測量不確定度的表述，正確的是（）。A.測量不確定度越小，測量結(jié)果越可靠B.測量不確定度越小，測量結(jié)果越準(zhǔn)確C.測量不確定度主要由系統(tǒng)誤差引起D.測量不確定度可以完全消除9.電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）在環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用廣泛，其主要優(yōu)勢之一是（）。A.對所有元素都能進(jìn)行檢測B.檢測限極高，可達(dá)ppt甚至ppt量級C.操作簡單，無需復(fù)雜樣品前處理D.可同時進(jìn)行多元素定量分析10.選擇環(huán)境樣品（水、氣、土、渣）化學(xué)分析方法時，首要考慮的因素通常是（）。A.分析方法的靈敏度B.分析方法的成本C.待測物的性質(zhì)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)限值D.儀器設(shè)備的先進(jìn)程度二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在題干橫線上）1.環(huán)境樣品（特別是水樣）采集后，應(yīng)盡快進(jìn)行分析或進(jìn)行適當(dāng)?shù)腳_____處理，以防止污染或待測組分發(fā)生變化。2.在原子吸收光譜法中，利用空心陰極燈產(chǎn)生待測元素的特征譜線，其發(fā)光原理基于氣體放電中的______效應(yīng)。3.液相色譜法中，根據(jù)固定相和流動相極性的不同，可分為______色譜和______色譜。4.對于樣品中存在的基體效應(yīng)干擾，常用的克服方法包括______、______和采用適合的進(jìn)樣技術(shù)等。5.環(huán)境監(jiān)測中常用的標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量分析時，要求樣品中被測物質(zhì)的濃度應(yīng)落在標(biāo)準(zhǔn)曲線的______范圍內(nèi)。6.離子選擇性電極法是一種基于能斯特（Nernst）方程原理的電化學(xué)分析方法，其響應(yīng)電位與樣品中待測離子活度的______關(guān)系。7.色譜分析中，描述色譜峰分離程度的指標(biāo)是______，其值越大，表示分離得越好。8.保存環(huán)境樣品時，對于含有易氧化或還原物質(zhì)的樣品，常加入少量______或______進(jìn)行固定。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.靈敏度2.選擇性3.基體效應(yīng)4.線性范圍5.相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述原子吸收光譜法與分光光度法在基本原理上的主要區(qū)別。2.簡述氣相色譜法中，選擇固定相和流動相應(yīng)考慮的主要因素。3.簡述環(huán)境樣品（水樣）中進(jìn)行化學(xué)分析前，為什么要進(jìn)行樣品預(yù)處理？請列舉至少三種常見的預(yù)處理方法及其目的。4.簡述在環(huán)境監(jiān)測中，選擇使用ICP-OES還是ICP-MS進(jìn)行元素分析時，需要考慮哪些主要因素？五、論述題（每題10分，共20分）1.設(shè)計一個監(jiān)測城市交通隧道內(nèi)空氣中有害有機物（如苯、甲苯、二甲苯）的采樣方案，包括樣品采集方法、樣品保存、實驗室分析方法和注意事項。2.討論環(huán)境樣品（如土壤）中重金屬元素（如鉛、鎘、汞）測定中，樣品前處理的主要難點是什么？針對這些難點，可以采取哪些相應(yīng)的解決方案？---試卷答案一、選擇題1.C2.A3.D4.B5.B6.C7.B8.A9.B10.C二、填空題1.保存2.激發(fā)3.正相色譜，反相色譜4.基體改進(jìn)劑，稀釋，基質(zhì)匹配5.線性6.對數(shù)7.分離度8.硫代硫酸鈉，金屬離子載體三、名詞解釋1.靈敏度：指分析方法能檢測出待測物質(zhì)的最小濃度或最小量，通常用檢出限（LOD）或定量限（LOQ）來表示。2.選擇性：指分析方法對目標(biāo)分析物與其他共存組分的分離能力，即不受干擾物質(zhì)影響的能力。3.基體效應(yīng)：指樣品中除了待測物以外的其他組分（即基體）對分析信號產(chǎn)生的附加影響，干擾待測物的測定。4.線性范圍：指分析方法能夠保證測量結(jié)果與待測物濃度（或量）成良好線性關(guān)系的工作濃度區(qū)間。5.相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）：指測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD）與測量平均值（x?）之比，通常用百分比表示，用于表征測量結(jié)果的精密度。四、簡答題1.原子吸收光譜法基于基態(tài)原子對特定波長輻射的共振吸收，其測量信號與原子蒸氣中待測元素的濃度成正比。而分光光度法基于物質(zhì)對特定波長光的吸收，其測量信號與樣品中吸收物質(zhì)的濃度成正比，且吸收物質(zhì)可以是離子、分子或原子（非共振吸收）。因此，AAS是針對特定元素原子的吸收，而分光光度法范圍更廣。2.選擇固定相需考慮待測物的極性大小，遵循“相似相溶”原則，通常極性樣品選用極性固定相，非極性樣品選用非極性固定相。同時要考慮固定相的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性以及與流動相的兼容性。選擇流動相需考慮其極性、與固定相形成的固定液膜相的溶解度、粘度、蒸汽壓以及與檢測器的匹配性。還需考慮分析物的沸點范圍、分離溫度要求以及安全性、成本等因素。3.環(huán)境樣品通常成分復(fù)雜、基體效應(yīng)嚴(yán)重，且待測物濃度低，直接進(jìn)樣分析往往難以獲得準(zhǔn)確可靠的結(jié)果。樣品預(yù)處理的目的在于：去除干擾物質(zhì)，消除或減弱基體效應(yīng)；將待測物轉(zhuǎn)化為適合儀器分析的形態(tài)，提高濃度；濃縮樣品，提高分析的靈敏度和速度。常見方法有：過濾（去除懸浮物）、消解（濕法或干法，溶解樣品、破壞有機物）、萃?。ɡ萌軇⒛繕?biāo)物分離出來）、蒸餾（分離不同沸點物質(zhì)）、富集（如吸附法、離子交換法）等。4.選擇ICP-OES還是ICP-MS主要考慮：待測元素的性質(zhì)（是否為易電離元素）、所需的檢測限、是否需要同時進(jìn)行多元素同位素分析、樣品基體復(fù)雜性以及成本。ICP-OES對大多數(shù)元素都有較高的靈敏度，線性范圍寬，操作相對簡單，成本較低，特別適合同時測定多種元素含量較高的樣品。ICP-MS具有極高的靈敏度，特別適合測定痕量、超痕量元素，且能進(jìn)行同位素稀釋定量和同位素豐度測定，但易受基體效應(yīng)和干擾離子影響，成本較高，對樣品前處理要求更嚴(yán)格。五、論述題1.采樣方案設(shè)計：*采樣方法：采用活性炭管吸附法。選擇合適的活性炭管（如XAD系列或Tenax系列），串聯(lián)兩支，進(jìn)氣口和出氣口用脫脂棉封口。以一定流量（如0.1L/min）抽取隧道內(nèi)空氣通過活性炭管，采集一定時間（如24小時），記錄采樣體積和氣象參數(shù)（溫度、濕度）。*樣品保存：采樣后立即封閉管口，放入樣品袋中，置于冰箱冷藏保存（如4°C），避免光照和潮濕。盡快（建議在7天內(nèi)）進(jìn)行分析。*實驗室分析方法：將活性炭管用適當(dāng)?shù)娜軇ㄈ缍燃淄榛蛞宜嵋阴ィ┙馕?，解吸液濃縮定容后，采用氣相色譜-火焰離子化檢測器（GC-FID）或氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）進(jìn)行定量分析。建立標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量。*注意事項：使用前檢查活性炭管性能，校準(zhǔn)采樣流量計，記錄采樣時間和地點，考慮個體采樣和定點采樣的差異，必要時進(jìn)行空白和重復(fù)樣測定。2.土壤中重金屬測定樣品前處理難點及解決方案：*難點1：基體復(fù)雜且效應(yīng)顯著。土壤樣品包含大量無機鹽、有機質(zhì)、粘土礦物等，這些成分可能對重金屬的溶解、揮發(fā)和測定產(chǎn)生干擾。*解決方案：采用合適的消解方法（如微波消解，使用硝酸-鹽酸-高氯酸或硝酸-氫氟酸體系）以充分溶解重金屬并破壞有機物。添加基體改進(jìn)劑（如檸檬酸、草酸、乙二胺四乙酸鹽）到樣品或消解液中，以抑制基體效應(yīng)或增強待測元素的溶解。*難點2：待測元素濃度低，需要高靈敏度方法。土壤中重金屬含量通常很低，達(dá)到痕量甚至超痕量級別。*解決方案：采用高靈敏度分析技術(shù)，如石墨爐原子吸收光譜法（GFAAS）或電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS），以實現(xiàn)痕量級別檢出限。*難點3：易揮發(fā)元素?fù)p失。如汞（Hg）、砷（As）、硒（Se）等元素在高溫消解或處理過程中易揮發(fā)損失。*解決方案：對汞采用固相萃取-原子熒光光譜法（SP-AFS）或冷原子吸收法，或在密