2025年大學《地球化學》專業(yè)題庫——大氣氣溶膠地球化學特征分析考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.下列哪一項不屬于大氣氣溶膠的天然來源？A.火山噴發(fā)帶來的硫酸鹽氣溶膠B.工業(yè)鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙塵C.土壤風蝕產(chǎn)生的塵土D.海浪飛沫形成的海鹽顆粒2.能夠有效切割大氣中大于10微米的顆粒物，常用于采集PM10樣品的采樣器是？A.沉降筒B.高效空氣采樣器（HEPA）C.低流量采樣器D.沖擊式采樣器3.大氣中硫酸鹽氣溶膠的主要二次生成途徑是？A.直接從工業(yè)煙囪排放B.氮氧化物與水蒸氣反應(yīng)C.二氧化硫在大氣中經(jīng)氧化與水反應(yīng)D.海浪飛沫蒸發(fā)后殘留的鹽分4.測定大氣氣溶膠中元素碳（EC）和有機碳（OC）含量，主要目的是？A.判斷氣溶膠的天然與人為來源B.評估氣溶膠對人體健康的危害程度C.計算氣溶膠的二次轉(zhuǎn)化效率D.分析氣溶膠的光學特性5.以下哪種穩(wěn)定同位素比值通常用于區(qū)分大氣氣溶膠的不同生物來源？A.碳-13（δ13C）B.氮-15（δ1?N）C.氧-18（δ1?O）D.鈾-238與釷-232的比值6.大氣氣溶膠的干沉降主要依賴于？A.顆粒物與云滴的碰撞捕獲B.顆粒物在重力作用下的沉降C.顆粒物被大氣中的沉降氣流輸送D.顆粒物溶解于大氣降水7.在大氣化學中，氣溶膠的吸濕性對其在大氣中的壽命和分布具有重要影響，這是因為？A.吸濕增長導(dǎo)致顆粒物直徑增大，更容易被降水清除B.吸濕過程會改變顆粒物的化學成分C.吸濕性強的顆粒物更容易參與光化學反應(yīng)D.吸濕過程會降低顆粒物的濃度8.利用質(zhì)量平衡（MB）模型進行氣溶膠源解析時，其基本假設(shè)是所有組分的質(zhì)量在采樣期間是守恒的，這個假設(shè)主要考慮了哪些組分的來源？A.僅考慮人為來源B.僅考慮天然來源C.所有已知的源貢獻D.沉降和濕沉降的損失9.以下哪種氣體不是大氣中重要的氧化劑，對氣溶膠的二次形成過程貢獻較小？A.臭氧（O?）B.一氧化氮（NO）C.過氧乙酰硝酸酯（PAN）D.羥基自由基（OH）10.對于城市環(huán)境中PM2.5的來源解析，通常認為哪種源類別的貢獻最為復(fù)雜且具有高度不確定性？A.交通排放B.工業(yè)排放C.揚塵（建筑、道路）D.揮發(fā)性有機物（VOCs）的二次轉(zhuǎn)化二、填空題（每空2分，共20分）1.大氣氣溶膠根據(jù)粒徑大小通常分為氣溶膠和氣溶膠。2.采集大氣氣溶膠樣品時，為避免濕沉降影響，常在采樣器前加裝。3.大氣氣溶膠的化學組成非常復(fù)雜，主要包括、和三大類物質(zhì)。4.通過測定大氣氣溶膠中元素的，可以推斷其可能的來源區(qū)域。5.穩(wěn)定同位素地球化學方法在氣溶膠研究中可用于示蹤和。6.氣溶膠的光學特性，如和，對氣候有著重要影響。7.大氣氣溶膠可以通過、和等多種途徑從大氣中移除。8.識別大氣氣溶膠樣品中是否存在生物質(zhì)燃燒標志物（如、），是判斷其來源的重要依據(jù)。9.源解析的目的是定量區(qū)分大氣污染物中來自不同。10.氣溶膠中的重金屬元素，除了部分來自直接排放外，也可以通過大氣傳輸，富集于特定區(qū)域的土壤和水體中。三、名詞解釋（每小題4分，共20分）1.一次氣溶膠2.二次氣溶膠3.化學質(zhì)量平衡（CMB）模型4.吸濕增長5.同位素指紋分析四、簡答題（每小題6分，共30分）1.簡述影響大氣氣溶膠垂直分布的主要因素。2.比較大氣氣溶膠濕沉降和干沉降的主要區(qū)別。3.簡述大氣氣溶膠中有機碳（OC）的來源及其環(huán)境意義。4.簡述使用穩(wěn)定同位素進行大氣氣溶膠源解析的基本原理。5.簡述大氣氣溶膠對人體健康可能產(chǎn)生的幾種主要危害途徑。五、論述題（每小題10分，共20分）1.論述大氣氣溶膠的理化性質(zhì)（如粒徑、化學組成、表面活性等）與其在大氣中的遷移轉(zhuǎn)化過程之間的關(guān)系。2.結(jié)合具體實例，論述大氣氣溶膠源解析研究的重要性及其面臨的挑戰(zhàn)。---試卷答案一、選擇題1.B2.B3.C4.A5.B6.B7.A8.C9.B10.D二、填空題1.直徑小于2.5微米直徑大于2.5微米2.樹脂罩/濾膜預(yù)涂層3.元素離子有機物4.同位素組成5.源化學過程6.折射率散射特性7.干沉降濕沉降化學轉(zhuǎn)化8.對苯二酚甲基環(huán)戊二烯酮9.源10.溶解三、名詞解釋1.一次氣溶膠：指直接從排放源排放進入大氣，未經(jīng)或很少發(fā)生化學轉(zhuǎn)化或物理性質(zhì)變化的氣溶膠。2.二次氣溶膠：指由大氣中的氣態(tài)前體物通過化學反應(yīng)或物理過程（如氣溶膠-氣體轉(zhuǎn)化）在大氣中形成的氣溶膠。3.化學質(zhì)量平衡（CMB）模型：一種基于假定不同來源氣溶膠具有獨特組分特征（指紋）的源解析模型，通過比較樣品中各組分的相對比例與已知源指紋的比例，反演各源的相對貢獻。4.吸濕增長：指氣溶膠顆粒物吸收大氣中的水汽后，其直徑和表面積增大的過程。5.同位素指紋分析：利用不同來源或不同形成過程的物質(zhì)其穩(wěn)定同位素比值存在差異（即“指紋”）的特點，通過測定和分析樣品中的同位素組成，進行來源識別、過程示蹤或物質(zhì)判別的一種方法。四、簡答題1.簡述影響大氣氣溶膠垂直分布的主要因素。解析思路：需從氣溶膠的物理性質(zhì)和大氣動力學過程兩方面考慮。物理性質(zhì)方面主要是重力沉降，對于較重或較大的顆粒物影響顯著。大氣動力學過程方面主要考慮湍流擴散和大氣邊界層高度。低空近地面受邊界層高度和局地源影響大，高空則主要受全球輸送和大型天氣系統(tǒng)控制。答案要點：主要因素包括重力沉降（影響較大顆粒物）、湍流擴散（影響顆粒物在空間混合）、大氣邊界層高度（決定污染物混合高度）、大氣垂直運動（抬升或下沉氣流影響）以及氣溶膠自身的物理性質(zhì)（如密度、粒徑）。2.比較大氣氣溶膠濕沉降和干沉降的主要區(qū)別。解析思路：首先要明確濕沉降和干沉降的定義和過程。濕沉降是指顆粒物被大氣降水（雨、雪、雹等）捕獲并清除的過程；干沉降是指顆粒物在不降水的情況下，通過直接沉積（重力沉降、慣性碰撞、擴散沉積）到地表或下墊面的過程。然后從清除機制、影響因子、清除效率、主要成分等方面進行比較。答案要點：區(qū)別在于清除機制（濕沉降靠降水捕獲，干沉降靠直接沉積）、主要影響因子（濕沉降受降水性質(zhì)和強度影響，干沉降受風速、顆粒物粒徑和性質(zhì)、下墊面性質(zhì)影響）、清除效率（通常濕沉降對較大顆粒物效率高，干沉降對較小顆粒物和氣溶膠狀物質(zhì)效率可能更高）、清除的顆粒物類型（濕沉降能清除大部分可溶性鹽類和較大顆粒，干沉降更易清除較小氣溶膠和難溶性物質(zhì)）。3.簡述大氣氣溶膠中有機碳（OC）的來源及其環(huán)境意義。解析思路：OC的來源可分為直接排放和二次轉(zhuǎn)化。直接排放主要來自生物質(zhì)燃燒（如森林火災(zāi)、秸稈焚燒）和化石燃料燃燒（如汽車尾氣、發(fā)電廠）。二次轉(zhuǎn)化主要指揮發(fā)性有機物（VOCs）和氮氧化物（NOx）在光照和氧化劑（如OH自由基、O?）作用下生成的二次有機氣溶膠（SOA）。環(huán)境意義需從空氣質(zhì)量（PM2.5主要組分）、氣候（吸光性，影響輻射平衡）、人體健康（刺激呼吸道、潛在的毒性）和生態(tài)系統(tǒng)（酸性沉降、影響云的形成）等方面闡述。答案要點：來源包括直接排放（生物質(zhì)燃燒、化石燃料燃燒）和二次轉(zhuǎn)化（VOCs和NOx的光化學氧化）。環(huán)境意義：是PM2.5的重要組成部分，影響空氣質(zhì)量；具有光學活性，可影響區(qū)域氣候；可能對人體健康產(chǎn)生危害；參與大氣化學循環(huán)，影響云的物理化學特性。4.簡述使用穩(wěn)定同位素進行大氣氣溶膠源解析的基本原理。解析思路：核心原理是基于不同來源或不同形成途徑的氣溶膠具有獨特的穩(wěn)定同位素比值特征（即“指紋”）。通過測定未知樣品中的同位素比值，并與已知來源的“指紋”進行對比，可以識別樣品中包含哪些來源的貢獻，甚至可以定量估算各來源的相對比例。常用的示蹤元素包括碳（δ13C）、氮（δ1?N）等。答案要點：基本原理是利用不同來源或形成途徑的氣溶膠具有獨特的穩(wěn)定同位素比值特征（指紋）。通過測定樣品的同位素比值（如δ13C,δ1?N），將其與已知來源的指紋進行對比，從而識別樣品中存在的來源貢獻。5.簡述大氣氣溶膠對人體健康可能產(chǎn)生的幾種主要危害途徑。解析思路：氣溶膠危害人體健康主要通過吸入途徑進入人體。進入肺部后，可引起呼吸系統(tǒng)疾?。ㄈ缦?、支氣管炎、肺氣腫）。部分有害成分（如重金屬、多環(huán)芳烴）可能進入血液循環(huán)，損害其他器官系統(tǒng)（如心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)）。此外，氣溶膠還能降低大氣能見度，并作為云凝結(jié)核影響降水，間接影響環(huán)境。答案要點：主要危害途徑是通過吸入進入人體。危害方式包括：1)刺激或損傷呼吸道黏膜，引發(fā)或加劇呼吸系統(tǒng)疾??；2)攜帶的有害物質(zhì)（如重金屬、有毒有機物）進入血液，損害心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等；3)降低大氣能見度，影響交通安全和visibility；4)作為云凝結(jié)核影響云的形成和降水，間接影響環(huán)境和公共衛(wèi)生。五、論述題1.論述大氣氣溶膠的理化性質(zhì)（如粒徑、化學組成、表面活性等）與其在大氣中的遷移轉(zhuǎn)化過程之間的關(guān)系。解析思路：這是一個綜合性的問題，需要分別闡述不同理化性質(zhì)如何影響遷移和轉(zhuǎn)化。粒徑影響沉降速率（干濕沉降）和擴散能力，進而影響在大氣中的停留時間?；瘜W組成決定了氣溶膠的化學反應(yīng)活性（如是否為酸堿物質(zhì)、氧化還原性），進而影響其參與二次轉(zhuǎn)化的可能性。表面活性可能影響氣態(tài)污染物的吸附/解吸過程，進而影響氣溶膠的濃度和成分。粒徑和化學組成也共同決定了氣溶膠的光學特性，影響其對輻射平衡的影響。這些性質(zhì)之間也存在相互關(guān)聯(lián)，例如二次轉(zhuǎn)化會改變化學組成，可能也伴隨粒徑變化。答案要點：大氣氣溶膠的理化性質(zhì)與其遷移轉(zhuǎn)化密切相關(guān)。1)粒徑：影響重力沉降和慣性碰撞效率（遷移），較小顆粒易擴散，較大顆粒易沉降；也影響氣溶膠在邊界層內(nèi)的混合范圍（遷移）。2)化學組成：決定氣溶膠的化學反應(yīng)活性，影響其參與二次形成（轉(zhuǎn)化）和參與化學反應(yīng)（轉(zhuǎn)化）的程度；也影響濕清除效率（遷移）。3)表面活性：影響氣態(tài)污染物在氣溶膠表面的吸附/解吸過程，影響氣溶膠濃度和成分變化（轉(zhuǎn)化）。4)光學性質(zhì)（由粒徑和組成決定）：影響對太陽輻射的吸收和散射，進而影響能量平衡和氣候（轉(zhuǎn)化與遷移的后果）。這些性質(zhì)相互關(guān)聯(lián)，動態(tài)變化，共同控制著氣溶膠的時空分布和生命史。2.結(jié)合具體實例，論述大氣氣溶膠源解析研究的重要性及其面臨的挑戰(zhàn)。解析思路：首先闡述源解析的重要性，可以從改善空氣質(zhì)量預(yù)報、制定有效的污染控制策略、評估環(huán)境影響（健康、生態(tài)、氣候）、理解大氣化學過程等方面論述。然后結(jié)合具體實例（如某城市霧霾事件、某區(qū)域酸雨來源、某跨境傳輸事件），說明源解析如何為解決實際問題提供依據(jù)。最后分析面臨的挑戰(zhàn)，主要包括：1)源特征（指紋）的復(fù)雜性和不確定性；2)大氣傳輸過程的復(fù)雜性；3)需要的監(jiān)測數(shù)據(jù)和模型輸入數(shù)據(jù)多、質(zhì)量要求高；4)源與匯的相互作用；5)源強度的季節(jié)性、日變化等。答案要點：重要性：1)改善空氣質(zhì)量預(yù)報和評估；2)為制定有效的污染控制策略提供科學依據(jù)（如識別關(guān)鍵源）；3)評估大氣污染物對人體健康、生態(tài)系統(tǒng)和氣候的影響；4)理解大氣化學轉(zhuǎn)化過程和污染物遷移規(guī)律。實