2025年大學《地球化學》專業(yè)題庫——地球化學在廢棄物處理中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.在評估礦業(yè)廢棄物（如尾礦、礦渣）對周圍環(huán)境的地球化學影響時，哪一項地球化學原理最為關鍵？A.元素豐度律B.地球化學障的存在C.化學風化速率D.同位素分餾效應2.對于電子廢棄物中的重金屬污染，地球化學分析主要關注的是什么？A.重金屬在器件材料中的宏觀分布B.重金屬元素在樣品中的具體賦存礦物相C.重金屬元素在大氣中的遷移情況D.重金屬元素的歷史開采來源3.在利用化學淋洗技術處理含重金屬污染土壤時，主要依據(jù)的地球化學原理是？A.元素的惰性B.元素的離子交換吸附C.元素的放射性衰變D.元素的生物富集作用4.穩(wěn)定同位素地球化學技術在廢棄物處理中的主要應用目的是？A.精確測定廢棄物年代B.識別廢棄物中元素的來源C.直接量化廢棄物的環(huán)境影響范圍D.監(jiān)測廢棄物處理過程中微生物的活動5.對于放射性廢物的長期安全處置，地球化學考慮的核心問題是？A.廢物的經(jīng)濟價值B.放射性核素的遷移能力和潛在的生物有效濃度C.廢物的儲存成本D.廢物的物理形態(tài)穩(wěn)定性6.污水處理廠產(chǎn)生的污泥中，地球化學分析通常重點關注哪類元素的潛在風險？A.稀有地球元素B.堿土金屬元素C.重金屬和類金屬元素D.氮和磷等營養(yǎng)元素7.地球化學障在廢棄物管理中的重要作用體現(xiàn)在？A.促進廢棄物的快速降解B.阻止或減緩有害物質(zhì)從廢棄物向環(huán)境遷移C.富集廢棄物中的有價值元素D.降低廢棄物的體積8.從地球化學角度評估粉煤灰作為建筑材料或土壤改良劑的安全性時，需要重點考察？A.粉煤灰的總重金屬含量B.粉煤灰中重金屬的溶解遷移能力和潛在生物有效性C.粉煤灰的pH值D.粉煤灰的保溫隔熱性能9.在考慮礦業(yè)廢棄物的生態(tài)地球化學修復時，植物修復技術的應用主要利用了植物對某些元素怎樣的地球化學特性？A.極強的化學風化能力B.對特定元素的選擇性吸收（生物地球化學循環(huán)）C.極強的物理吸附能力D.形成強大根系以阻斷元素遷移10.下列哪項廢棄物類型通常被認為含有最高比例的持久性有機污染物（POPs），需要特別的地球化學關注？A.煤礦采煤沉陷區(qū)積水B.工業(yè)廢水處理污泥C.廢棄電子產(chǎn)品（電子垃圾）D.城市生活垃圾二、填空題1.地球化學在廢棄物處理中，通過分析廢棄物的________、________和________等特征，評估其對環(huán)境的影響及資源化潛力。2.固化/穩(wěn)定化技術通過改變污染物的________或________狀態(tài)，降低其在環(huán)境中的遷移性和生物有效性。3.放射性廢物的處置場所需要選擇地質(zhì)條件封閉、具有低滲透性的________，并考慮長期監(jiān)測的地球化學可行性。4.淤泥處置前的地球化學評估，特別是對重金屬的________和________評估，是確定處置方式（如填埋、資源化）的關鍵依據(jù)。5.電子垃圾中，貴金屬（如金、銀、鉑）通常以________狀態(tài)賦存，其回收利用涉及復雜的地球化學分離過程。6.地球化學障的形成可以是自然的（如沉積物界面）或人為的（如覆蓋層），其作用是限制元素在________間的遷移。7.利用同位素示蹤技術可以研究污染物在廢棄物處理系統(tǒng)（如填埋場、修復區(qū)）中的________路徑和________速率。三、名詞解釋1.地球化學背景值2.元素賦存狀態(tài)3.化學淋洗4.生物有效濃度5.地球化學障四、簡答題1.簡述地球化學原理在評估礦業(yè)廢棄物（如尾礦、礦渣）對水體污染風險時的應用。2.簡述穩(wěn)定同位素技術在評估廢棄物（如污水污泥）中重金屬來源時的基本思路。3.簡述固化/穩(wěn)定化技術與簡單覆蓋法在廢棄物安全處置方面的主要地球化學區(qū)別。4.簡述電子廢棄物中重金屬元素地球化學行為的主要特點及其回收挑戰(zhàn)。五、論述題1.論述地球化學在制定危險廢物安全填埋場選址和設計中的指導作用。2.論述地球化學原理在廢棄物資源化利用（如從尾礦中提取有價元素，或利用粉煤灰改良土壤）中的重要性及應用前景。---試卷答案一、選擇題1.B2.B3.B4.B5.B6.C7.B8.B9.B10.C二、填空題1.組成，結構，地球化學行為2.化學形態(tài)，物理化學狀態(tài)3.巖層/地質(zhì)構造4.遷移性，生物有效性5.化學形態(tài)（或礦物相）6.廢棄物與環(huán)境7.遷移，轉化三、名詞解釋1.指在未受污染的天然環(huán)境介質(zhì)（如土壤、水、巖石）中，某元素或化合物通常存在的濃度或含量范圍，是評價環(huán)境污染程度的基礎。2.指元素在自然界的存在形式，包括其存在的礦物相、化學鍵合狀態(tài)（如離子鍵、共價鍵、配位鍵）、價態(tài)（如鐵的Fe2?和Fe3?）以及物理分散狀態(tài)（如溶解態(tài)、吸附態(tài)、固溶態(tài)）等。3.利用水或其他溶劑，通過選擇性地溶解廢棄物中目標污染物的方法，將其從廢棄物基質(zhì)中提取出來，從而降低其環(huán)境風險或回收有價組分的技術。4.指污染物能夠從其存在相（如土壤固相、沉積物）遷移到環(huán)境介質(zhì)（如水溶液）中，并被生物體（植物、動物、微生物）吸收利用的濃度。是評價污染物生態(tài)風險的關鍵指標。5.指能夠限制或阻礙某些元素、化合物或能量在地球表層不同圈層（如巖石圈、水圈、生物圈）之間或同一圈層內(nèi)不同介質(zhì)之間發(fā)生遷移的界面或邊界。四、簡答題1.解析思路：首先指出評估污染風險需關注元素遷移。然后闡述地球化學原理如何揭示元素（特別是重金屬）的溶解度、遷移路徑和轉化過程。強調(diào)需要分析廢棄物組成（如礦物相、pH、氧化還原條件）對元素釋放的影響，以及元素在環(huán)境介質(zhì)（水、土壤）中的吸附-解吸行為、生物地球化學循環(huán)等。最后，結合地球化學背景值判斷污染的相對嚴重程度。2.解析思路：首先說明同位素比值在不同來源物質(zhì)中通常存在差異。然后闡述利用此差異進行示蹤的基本原理：通過測定廢棄物樣品和環(huán)境介質(zhì)樣品中目標元素的同位素比值，并與已知來源的參考樣品或背景值進行比較。如果比值相似，則可能指示相同來源；如果比值不同，則可推斷存在其他來源的貢獻或發(fā)生了特定的地球化學分餾過程（如生物作用、蒸發(fā)濃縮等）。強調(diào)關鍵在于選擇合適的同位素對和示蹤場景。3.解析思路：首先對比兩者的目的，固化是使污染物化學性質(zhì)改變或物理上被包裹，穩(wěn)定是降低其遷移性和生物有效性。然后從地球化學角度闡述：固化主要通過添加固化劑（如水泥、沸石），與污染物發(fā)生化學反應生成低溶解度的新礦物相（改變化學形態(tài)），或使污染物顆粒變得致密不易被水流穿透（改變物理狀態(tài)），從而將其鎖定在廢棄物內(nèi)部。穩(wěn)定則更多是通過化學手段改變污染物原有的高溶解度或易生物可利用的形態(tài)，使其轉化為低溶解度或難生物利用的形態(tài)（改變化學形態(tài)或物理化學狀態(tài)）。覆蓋法主要是利用物理屏障（如粘土、土工膜）隔絕廢棄物與環(huán)境介質(zhì)接觸，阻止接觸和擴散（物理隔離），地球化學作用相對較弱。4.解析思路：首先指出電子廢棄物成分復雜，包含多種金屬和非金屬元素。然后分析重金屬行為特點：部分重金屬（如Hg,Pb,Cd）易在特定成分（如金屬焊料、熒光粉）中以高毒性化學形態(tài)存在，但環(huán)境釋放受材料腐蝕、pH、氧化還原條件等地球化學因素控制；貴金屬（如Au,Ag,Pt）通常以穩(wěn)定的金屬相或類金屬相（如黃銅礦）存在，賦存狀態(tài)相對穩(wěn)定，但回收涉及復雜的物理和化學分離過程（如火法、濕法冶金，涉及地球化學浸出和提純）。強調(diào)其行為受材料本身的地球化學性質(zhì)和外部環(huán)境地球化學條件共同影響，且回收利用本身就是一種地球化學分離過程。五、論述題1.解析思路：首先強調(diào)選址和設計的核心是長期安全，防止污染物泄漏到環(huán)境。然后從地球化學角度論述：選址需考慮區(qū)域地質(zhì)構造的穩(wěn)定性（避免斷層裂隙提供垂直和水平遷移通道）、基巖的滲透性和成分（如選擇低滲透性、化學惰性巖層作為防滲屏障基底）、地下水系統(tǒng)的特征（如水位深度、水流方向和速度，影響污染物水平遷移距離和速率）。設計需考慮覆蓋層的類型和厚度（需滿足水力傳導系數(shù)和化學穩(wěn)定性要求，形成有效的地球化學屏障），滲濾液的收集和處理系統(tǒng)（防止?jié)B濾液下滲污染地下水，需考慮其地球化學性質(zhì)和潛在反應），以及長期監(jiān)測計劃（監(jiān)測周圍環(huán)境介質(zhì)中元素濃度變化，評估地球化學風險）?？偨Y即地質(zhì)地球化學條件是決定處置安全性的關鍵基礎。2.解析思路：首先闡述廢棄物資源化利用的地球化學意義：變廢為寶，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)資源循環(huán)。然后分點論述重要性及應用前景：*從尾礦提取有價元素：利用地球化學知識分析尾礦中元素（如Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge等）的賦存礦物相和地球化學性質(zhì)，選擇合適的浸出劑和工藝（如化學浸出、生物浸出、火法冶金），依據(jù)元素間的地球化學親和性進行分離，實現(xiàn)資源回收，減少礦山廢棄物堆積壓力和潛在環(huán)境風險。*利用粉煤灰改良土壤：利用粉煤灰的地球化學特性，如富含Si,Al,Fe,O等元素，本身具有多孔結構和一定的堿性，可以提供植物生長所需的礦物質(zhì)養(yǎng)分（地球化學供給），其物理結構可以改善土