2025年大學(xué)《地球化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——地球化學(xué)元素在城市環(huán)境中的分布考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一項(xiàng)不屬于城市環(huán)境中影響元素地球化學(xué)行為的主要人為因素？A.工業(yè)排放B.城市交通C.垃圾填埋與焚燒D.地球板塊運(yùn)動(dòng)2.在城市土壤中，某重金屬元素的含量顯著高于其環(huán)境背景值，且主要賦存于細(xì)顆粒物和有機(jī)質(zhì)中，這通常表明該元素具有？A.高的生物有效性B.強(qiáng)的吸附性C.易于隨大氣擴(kuò)散D.主要以原生礦物形式存在3.城市雨水的pH值通常低于自然降水，這主要是由下列哪種氣體溶解并發(fā)生反應(yīng)造成的？A.氮?dú)釨.氧氣C.二氧化碳D.二氧化硫4.下列哪種地球化學(xué)指標(biāo)常用于評(píng)價(jià)元素在特定介質(zhì)中的富集程度？A.水力傳導(dǎo)率B.土壤陽(yáng)離子交換量C.生物富集因子(BFF)D.離子強(qiáng)度5.城市交通排放物中，鉛的主要存在形態(tài)通常是？A.碳酸鉛B.氧化鉛C.氯化鉛D.揮發(fā)性鉛化合物6.城市河流沉積物中，重金屬元素呈現(xiàn)自上游向下游濃度遞增的趨勢(shì)，這種現(xiàn)象最可能反映了？A.元素背景值的變化B.沉積速率的差異C.沿程污染源的累積效應(yīng)D.河流水文條件的變化7.用于確定城市環(huán)境元素背景值的常用方法之一是？A.監(jiān)測(cè)污染源排放數(shù)據(jù)B.分析未受顯著人類活動(dòng)影響的遠(yuǎn)郊或周邊區(qū)域樣品C.模擬元素的自然遷移轉(zhuǎn)化過程D.依賴歷史文獻(xiàn)記錄8.在城市環(huán)境中，植物葉片中某元素的含量遠(yuǎn)高于土壤中的含量，這表明該元素可能主要通過哪種途徑進(jìn)入植物？A.土壤溶液吸收B.大氣干濕沉降C.根系分泌物螯合D.土壤顆粒附著9.下列哪種修復(fù)技術(shù)主要利用微生物活動(dòng)來降低土壤中重金屬的毒性或移動(dòng)性？A.植物修復(fù)B.化學(xué)淋洗C.電化學(xué)修復(fù)D.生物修復(fù)10.城市大氣顆粒物中，能反映特定工業(yè)活動(dòng)污染的特征元素通常是？A.鈣(Ca)和鎂(Mg)B.鋅(Zn)和鉻(Cr)C.鉀(K)和鈉(Na)D.鐵(Fe)和錳(Mn)二、填空題（每空1分，共15分）1.城市環(huán)境中，地球化學(xué)元素的主要存在介質(zhì)包括土壤、水（地表水和地下水）、大氣和______。2.重金屬在城市環(huán)境中遷移的主要途徑包括擴(kuò)散遷移、水流遷移和______。3.城市酸雨的形成主要是大氣中二氧化硫和______溶于水并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。4.地球化學(xué)障是指能夠限制元素在地球圈層間或圈層內(nèi)部遷移的______。5.生物有效性是指元素能夠被生物體吸收、利用或產(chǎn)生毒性的______。6.城市土壤重金屬污染的來源主要包括工業(yè)排放、交通排放、______和垃圾填埋等。7.水環(huán)境中的地球化學(xué)過程如沉淀-溶解、吸附-解吸和氧化還原等，對(duì)重金屬的______起著關(guān)鍵作用。8.環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)通常需要評(píng)估元素的______、暴露途徑和劑量-效應(yīng)關(guān)系。9.城市環(huán)境中，元素的分布通常呈現(xiàn)______特征，即空間上不均勻。10.利用植物修復(fù)城市污染土壤時(shí)，需要關(guān)注植物對(duì)元素的______能力以及植物收獲后的安全處置。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述城市大氣顆粒物中重金屬的主要來源。2.簡(jiǎn)述pH值對(duì)城市土壤中重金屬形態(tài)和生物有效性的影響機(jī)制。3.簡(jiǎn)述城市環(huán)境中，如何判斷一個(gè)區(qū)域是否存在重金屬污染？4.簡(jiǎn)述城市水體中重金屬自凈作用的主要途徑。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述城市擴(kuò)張過程中，土地利用變化如何影響土壤地球化學(xué)元素的空間分布。2.結(jié)合具體元素（如鉛或鎘），論述其在城市環(huán)境中從污染源到最終受體（如人體）的遷移轉(zhuǎn)化路徑及其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。3.試述城市環(huán)境地球化學(xué)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建立的重要性，并簡(jiǎn)述其應(yīng)包含的主要內(nèi)容。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.D4.C5.D6.C7.B8.B9.D10.B二、填空題1.生物體2.生物地球化學(xué)循環(huán)3.氮氧化物4.物理或化學(xué)界面5.程度6.生活活動(dòng)（或居民活動(dòng)）7.生物可利用性（或環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)）8.濃度（或含量）9.異質(zhì)性（或不均勻性）10.吸收（或富集）三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述城市大氣顆粒物中重金屬的主要來源。答：城市大氣顆粒物中重金屬的主要來源包括：①工業(yè)生產(chǎn)過程排放（如冶煉、化工、電池制造等）；②交通排放（汽車尾氣、輪胎磨損、剎車片摩擦）；③生活活動(dòng)排放（如垃圾焚燒、烹飪油煙）；④建筑揚(yáng)塵；⑤土壤揚(yáng)塵和風(fēng)蝕；⑥大氣干濕沉降（由遠(yuǎn)距離傳輸或本地氣溶膠轉(zhuǎn)化而來）；⑦室內(nèi)來源（如燃煤取暖、室內(nèi)裝飾材料釋放）。2.簡(jiǎn)述pH值對(duì)城市土壤中重金屬形態(tài)和生物有效性的影響機(jī)制。答：pH值通過影響重金屬的溶解、吸附-解吸平衡以及配體濃度來調(diào)控其形態(tài)和生物有效性。通常，在酸性土壤（低pH）中，氫離子濃度高，競(jìng)爭(zhēng)性吸附金屬離子，同時(shí)可能促進(jìn)某些金屬礦物（如氫氧化物、碳酸鹽）的溶解，導(dǎo)致可溶性重金屬濃度升高，生物有效性增強(qiáng)。在堿性土壤（高pH）中，土壤膠體對(duì)重金屬的吸附能力增強(qiáng)（尤其是對(duì)鎘、鋅等），同時(shí)金屬可能形成氫氧化物或碳酸鹽沉淀，導(dǎo)致可溶性重金屬濃度降低，生物有效性減弱。3.簡(jiǎn)述城市環(huán)境中，如何判斷一個(gè)區(qū)域是否存在重金屬污染？答：判斷城市區(qū)域是否存在重金屬污染，通常采用以下方法：①確定該區(qū)域元素的背景值（參照未受顯著污染的對(duì)照區(qū)域或環(huán)境背景值）；②采集該區(qū)域的環(huán)境樣品（如土壤、水、沉積物、空氣）進(jìn)行元素分析；③將實(shí)測(cè)濃度與環(huán)境背景值或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行比較；④分析元素空間分布特征，判斷是否存在高濃度區(qū)域或熱點(diǎn)；⑤結(jié)合污染源信息、人類活動(dòng)歷史等綜合判斷。若實(shí)測(cè)濃度顯著高于背景值或標(biāo)準(zhǔn)限值，且存在空間聚集特征和相應(yīng)的污染源，則可判定存在重金屬污染。4.簡(jiǎn)述城市水體中重金屬自凈作用的主要途徑。答：城市水體中重金屬的自凈作用是指通過物理、化學(xué)和生物過程，降低水體中重金屬濃度或控制其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的過程。主要途徑包括：①物理沉降：重金屬通過重力作用，從水中沉降到河床或湖底沉積物中；②化學(xué)沉淀：在特定化學(xué)條件下（如pH變化、氧化還原電位改變、與水中配體結(jié)合），重金屬形成溶解度較低的沉淀物（如氫氧化物、硫化物、碳酸鹽）并從水中去除；③吸附-解吸：水體中的懸浮顆粒物（如黏土、有機(jī)質(zhì)）吸附重金屬，使其從水中轉(zhuǎn)移至顆粒相；同時(shí)，吸附在顆粒物上的重金屬也可能發(fā)生解吸重新進(jìn)入水體，兩者動(dòng)態(tài)平衡影響重金屬的遷移轉(zhuǎn)化；④生物吸收與轉(zhuǎn)化：水生生物（植物、微生物）通過吸收作用將重金屬轉(zhuǎn)移到生物體內(nèi)，部分重金屬可在生物體內(nèi)積累，或通過生物代謝活動(dòng)發(fā)生形態(tài)轉(zhuǎn)化。四、論述題1.論述城市擴(kuò)張過程中，土地利用變化如何影響土壤地球化學(xué)元素的空間分布。答：城市擴(kuò)張伴隨著大規(guī)模的土地利用變化，從自然生態(tài)系統(tǒng)（森林、農(nóng)田、草地）轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯きh(huán)境（建筑、道路、廣場(chǎng)、工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居住區(qū)等），這顯著改變了土壤環(huán)境，進(jìn)而影響土壤地球化學(xué)元素的空間分布。首先，自然土壤被擾動(dòng)、改造或移除，代之以性質(zhì)迥異的填土、人造土壤或硬化地面，導(dǎo)致元素組成發(fā)生劇變。其次，不同功能區(qū)的人類活動(dòng)強(qiáng)度和類型不同：工業(yè)區(qū)帶來重金屬、有機(jī)物等污染物的輸入，形成局部元素富集區(qū)；交通區(qū)因尾氣排放導(dǎo)致鉛、氮、硫等元素積累；商業(yè)和居住區(qū)可能受生活廢棄物、清潔劑等影響；建筑和道路建設(shè)中的材料（如混凝土、磚瓦）可能釋放某些元素（如鉀、鈉、鈣、鎂）進(jìn)入表層土壤。此外，城市硬化表面減少，植被覆蓋降低，改變了土壤的水熱條件和小氣候，影響元素的淋溶、吸附和生物地球化學(xué)循環(huán)，加劇了元素在局部區(qū)域的富集或流失。土地利用變化還導(dǎo)致土壤孔隙度、結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量等物理化學(xué)性質(zhì)的改變，這些性質(zhì)直接影響元素的吸附固定能力和遷移潛力，進(jìn)一步塑造了元素空間分布格局。因此，城市擴(kuò)張通過改變土壤物理化學(xué)性質(zhì)、引入新的污染源以及改變?cè)剡w移轉(zhuǎn)化環(huán)境，導(dǎo)致土壤地球化學(xué)元素分布呈現(xiàn)高度異質(zhì)性和空間分異特征。2.結(jié)合具體元素（如鉛或鎘），論述其在城市環(huán)境中從污染源到最終受體（如人體）的遷移轉(zhuǎn)化路徑及其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。答：以鉛（Pb）為例，其在城市環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化路徑及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)如下：污染源：城市環(huán)境中鉛的主要污染源包括汽車尾氣（含鉛汽油時(shí)代遺留）、工業(yè)排放（如電池制造、焊接、顏料生產(chǎn)）、燃煤（過去普遍存在）、土壤和沉積物中的歷史累積、建筑揚(yáng)塵（含鉛油漆剝落）、垃圾填埋場(chǎng)淋濾液等。遷移路徑：①大氣遷移：鉛塵或氣溶膠通過汽車尾氣、工業(yè)排放等進(jìn)入大氣，可通過干沉降或濕沉降（雨水）返回地面，濕沉降是鉛從大氣轉(zhuǎn)移到水體和土壤的主要途徑之一。②水體遷移：鉛隨地表徑流或地下水進(jìn)入河流、湖泊、地下水體，在水中主要以溶解態(tài)或吸附在懸浮顆粒物上遷移，也可沉降到沉積物中。③土壤遷移：鉛可通過大氣沉降、污水灌溉、污泥施用、垃圾滲濾等進(jìn)入土壤，在土壤中主要吸附于礦物表面和有機(jī)質(zhì)上，存在一定的生物有效性，可能被植物吸收或轉(zhuǎn)移到地下水。轉(zhuǎn)化：鉛在環(huán)境中主要發(fā)生形態(tài)轉(zhuǎn)化，如從氣態(tài)鉛（Pb?）轉(zhuǎn)化為顆粒態(tài)鉛，從可溶性鉛（如Pb2?）轉(zhuǎn)化為吸附態(tài)或沉淀態(tài)鉛，以及不同化學(xué)形態(tài)（如氯鉛、硫化鉛、碳酸鹽鉛）之間的轉(zhuǎn)化。這些轉(zhuǎn)化過程影響鉛的遷移能力和生物有效性。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)：鉛具有強(qiáng)神經(jīng)毒性，尤其對(duì)兒童發(fā)育影響嚴(yán)重。暴露途徑：人體主要通過呼吸攝入大氣中的鉛塵（尤其是兒童通過手口接觸）、飲用水?dāng)z入鉛（來自鉛管或污染的水源）、食物鏈攝入（植物吸收土壤中的鉛，動(dòng)物食用植物或被污染的水，最終人食用動(dòng)物產(chǎn)品），以及皮膚接觸。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)考慮鉛的濃度、暴露時(shí)間、暴露劑量、生物利用度以及不同人群（特別是敏感人群如兒童）的易感性。長(zhǎng)期低劑量暴露可能導(dǎo)致認(rèn)知功能下降、生長(zhǎng)遲緩、行為問題等。因此，城市環(huán)境中鉛的污染控制和風(fēng)險(xiǎn)管理至關(guān)重要。3.試述城市環(huán)境地球化學(xué)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建立的重要性，并簡(jiǎn)述其應(yīng)包含的主要內(nèi)容。答：建立城市環(huán)境地球化學(xué)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)具有極其重要的意義。首先，它能夠系統(tǒng)、連續(xù)地獲取城市環(huán)境中關(guān)鍵元素的空間分布、濃度水平和時(shí)間變化信息，為認(rèn)識(shí)城市環(huán)境地球化學(xué)過程、識(shí)別污染來源和污染熱點(diǎn)區(qū)域提供科學(xué)依據(jù)。其次，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是評(píng)估城市環(huán)境質(zhì)量、制定和修訂環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)污染治理效果的基礎(chǔ)。再次，它有助于揭示元素在城鄉(xiāng)之間、不同功能區(qū)之間的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，為城市規(guī)劃和環(huán)境管理提供決策支持。此外，監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)還能為開展城市環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)提供數(shù)據(jù)支撐，并有助于推動(dòng)城市可持續(xù)發(fā)展。城市環(huán)境地球化學(xué)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包含以下主要內(nèi)容：①監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)：根據(jù)城市地形、氣候、功能區(qū)分布、主要污染源位置等因素，科學(xué)合理地布設(shè)足夠數(shù)量的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，覆蓋城市不同區(qū)域（如工業(yè)區(qū)、交通干道、居民區(qū)、公園綠地、水體沿岸、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地等），形成能夠反映城市整體環(huán)境地球化學(xué)特征的監(jiān)測(cè)格局，必要時(shí)進(jìn)行加密監(jiān)測(cè)。②監(jiān)測(cè)介質(zhì)選擇：根據(jù)監(jiān)測(cè)目標(biāo)和元素特性，選擇有代表性的環(huán)境介質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通常包括大氣（顆粒物、氣態(tài)污染物）、水體（地表水、地下水）、土壤（表層土、深層土）、沉積物、生物樣品（如農(nóng)作物、植物葉片、土壤動(dòng)物、人體毛發(fā)等）。③監(jiān)測(cè)元素確定：根據(jù)城市主要污染特征和關(guān)注的環(huán)境健康問題，確定重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的地球化學(xué)元素，如重金屬（鉛、鎘、汞、砷、鉻等）、類金屬（硒）、常量元素（如砷、氟、硒）以及指示礦物元素等。④監(jiān)測(cè)指標(biāo)：除總濃度外，根據(jù)需要監(jiān)測(cè)元素的形態(tài)（如可交換