2025年大學《地球化學》專業(yè)題庫——地球化學在地下水位監(jiān)測中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填入括號內。）1.在地下水位監(jiān)測中，利用穩(wěn)定同位素（如δD,δ1?O）區(qū)分不同補給來源的水體，主要依據是（）。A.同位素在巖石圈中的分餾規(guī)律B.同位素在蒸發(fā)-凝結過程中的分餾效應C.同位素在放射性衰變過程中的變化D.同位素在生物作用中的吸收和排泄2.某地下水中鈾（U）和釷（Th）含量顯著偏高，且存在230Th/232Th>1的關系，這最可能指示該水體的（）。A.近期補給B.與含鈾礦物（如磷灰石）的強烈水-巖相互作用C.深層循環(huán)D.次生污染3.地下水中氯離子（Cl?）含量顯著高于硫酸根（SO?2?）含量的地區(qū)，其水化學類型可能主要為（）。A.HCO?-Ca·Mg型B.Cl-Na型C.SO?-Ca·Mg型D.HCO?-Na型4.在地下水污染監(jiān)測中，測定氚（3H）含量主要用于（）。A.評估有機污染程度B.判斷地下水是否受到核試驗沉降物的影響C.確定地下水的絕對年齡D.分析水-巖相互作用強度5.下列哪項地球化學指標通常不直接用于判斷地下水的年齡？（）A.碳-14（1?C）B.氚（3H）C.硫酸鹽還原作用D.穩(wěn)定同位素組成6.當地下水中氡（Rn）濃度超標時，其主要的環(huán)境來源是（）。A.水體中溶解的有機物分解B.水體中溶解的氮氣C.空氣中的氡氣溶解D.地下水流經的含放射性元素（如鈾、釷）的巖石土壤7.在封閉或半封閉體系中進行的水-巖相互作用，其地球化學特征通常表現為（）。A.元素濃度顯著降低B.水化學類型發(fā)生劇烈變化C.溶解氧含量持續(xù)升高D.元素分餾不明顯8.利用地球化學模型（如PHREEQC）模擬地下水水化學演化路徑，主要目的是（）。A.計算地下水的物理性質B.預測未來水化學變化趨勢C.確定地下水的具體補給高程D.識別地下水的主要污染來源9.某地區(qū)地下水中錳（Mn）含量過高，可能的環(huán)境地球化學背景是（）。A.氧化環(huán)境，pH較高B.還原環(huán)境，Eh較低C.氧化環(huán)境，CO?濃度高D.還原環(huán)境，溫度低10.地下水地球化學監(jiān)測數據的有效性，很大程度上取決于（）。A.監(jiān)測點的空間分布密度B.監(jiān)測數據的時效性C.監(jiān)測人員的經驗水平D.監(jiān)測儀器的品牌型號二、填空題（每空2分，共20分。請將正確答案填入橫線上。）1.地下水水化學類型的確定，通常依據其主要離子（陽離子和陰離子）的________和________。2.放射性同位素作為地下水年齡示蹤劑，其應用原理基于其________的特征。3.地下水中的微量元素含量雖然較低，但它們的變化往往能反映________和________的信息。4.判斷地下水是否受到天然污染或人為污染，需要結合________、_______和________等多種地球化學指標進行綜合分析。5.地球化學障（如不透水層、氧化還原界面）的存在，會顯著影響地下水的________和________。三、簡答題（每題5分，共20分。）1.簡述穩(wěn)定同位素技術在地下水來源識別中的應用原理。2.簡述地下水中硝酸鹽污染的主要地球化學來源。3.簡述水-巖相互作用對地下水水化學特征的主要影響。4.簡述地球化學監(jiān)測在地下水污染風險評估中的作用。四、論述題（每題10分，共30分。）1.論述地球化學方法在區(qū)分地下水不同徑流路徑方面的應用潛力與局限性。2.論述如何利用地球化學指標綜合評估地下水的天然背景值。3.論述地球化學監(jiān)測數據在地下水管理決策中的應用價值。---試卷答案一、選擇題1.B2.B3.B4.B5.C6.D7.B8.B9.B10.B二、填空題1.含量，比例2.放射性衰變3.水文地質條件，水-巖相互作用4.水化學特征，同位素組成，污染源5.化學成分，物理性質三、簡答題1.簡述穩(wěn)定同位素技術在地下水來源識別中的應用原理。解析思路：利用不同來源的水體（如降水、地表水、深層地下水、不同深度的地下水）具有不同的穩(wěn)定同位素組成（如δD,δ1?O）的特點。通過測定地下水的同位素組成，并與可能的補給源水的同位素組成進行對比，可以判斷地下水的主要補給來源是哪一種或哪幾種。例如，若地下水同位素組成與降水接近，則表明降水是其主要補給來源；若與地表水接近，則表明地表水是其主要補給來源；若同位素組成重于所有可能的補給源，則可能經歷了混合或水-巖相互作用導致同位素分餾。2.簡述地下水中硝酸鹽污染的主要地球化學來源。解析思路：硝酸鹽是地下水常見的污染物，其來源主要有兩個：天然來源和人為來源。天然來源主要是地質背景中的硝酸鹽（如含硝石礦物）的溶解，或反硝化作用形成的殘留硝酸鹽。人為來源主要是農業(yè)活動（如氮肥施用過量、畜禽糞便排放）導致的氮素淋失，以及生活污水（含洗滌劑、排泄物）和工業(yè)廢水（如某些化工過程）的直接排放。從地球化學角度看，農業(yè)和污水排放是現代社會地下水中硝酸鹽污染的主要驅動因素。3.簡述水-巖相互作用對地下水水化學特征的主要影響。解析思路：水-巖相互作用是指地下水與圍巖（含水層巖石）之間的物理、化學和生物地球化學過程。這些過程會改變地下水的化學成分和水化學類型。主要影響包括：通過溶解作用，將巖石中的陽離子（如Ca2?,Mg2?,K?,Na?）和陰離子（如HCO??,SO?2?,Cl?）帶入水中，或通過沉淀作用從水中去除某些離子，從而改變水的離子強度、pH值和主要離子組成；通過離子交換作用，水中的離子與巖石礦物表面的交換位點發(fā)生交換，影響水的陽離子組成；通過氧化還原反應，改變水中溶解氧、硫化物、鐵錳等元素的價態(tài)和存在形式。4.簡述地球化學監(jiān)測在地下水污染風險評估中的作用。解析思路：地球化學監(jiān)測通過定期、定點采集地下水樣品，分析其物理性質（如溫度、電導率）和化學成分（如主要離子、微量元素、pH、Eh、同位素、有機物指標等），可以掌握地下水化學背景狀況及其動態(tài)變化。通過對比監(jiān)測數據與飲用水標準、土壤環(huán)境質量標準等，可以判斷地下水是否受到污染以及污染的程度；通過分析污染物的地球化學特征（如濃度、空間分布、遷移路徑），可以追溯污染來源；結合水文地質條件，可以模擬污染物在地下水流場中的遷移轉化過程，預測污染羽的擴展趨勢，從而為地下水污染風險評估提供關鍵依據。四、論述題1.論述地球化學方法在區(qū)分地下水不同徑流路徑方面的應用潛力與局限性。解析思路：潛力：地球化學方法，特別是同位素技術和地球化學模擬，是區(qū)分地下水徑流路徑的有力工具。不同路徑的水體通常具有不同的地球化學特征：①穩(wěn)定同位素組成（δD,δ1?O等）可以反映水體的補給來源、蒸發(fā)fraction、循環(huán)時間等，不同補給區(qū)（如降水、地表水、深層地下水）或不同循環(huán)路徑（如快速流、慢速流、側向流）的同位素組成存在差異。②地下水化學類型的空間變化可以揭示水流路徑和水-巖相互作用的歷史。③微量元素地球化學指紋（特定元素組合的比例）可以指示水與不同類型巖石或沉積物的相互作用程度和路徑。④放射性同位素（如3H,1?C,3He）可以提供關于水體年齡和混合比例的信息，有助于判斷流經區(qū)域和時間。局限性：①地球化學指標本身可能受到多種因素的復雜影響，單一指標的解釋可能存在不確定性。②水體可能經過混合，使得其地球化學特征不再是單一路徑的“指紋”。③地球化學模擬需要準確的參數輸入和合理的模型假設，其結果的可靠性受限于這些前提條件。④地下水系統可能非常復雜，徑流路徑識別往往需要結合多種地球化學指標、水文地質模型和現場調查信息進行綜合判斷。2.論述如何利用地球化學指標綜合評估地下水的天然背景值。解析思路：評估地下水天然背景值是進行污染診斷和風險評估的基礎。利用地球化學指標綜合評估通常遵循以下步驟：①確定評估區(qū)域：劃定需要評估地下水背景值的空間范圍。②收集數據：系統收集評估區(qū)域內未受污染或受污染影響極小的地下水點的地球化學監(jiān)測數據，包括水化學常規(guī)指標（pH,EC,主要離子）、微量元素、地球化學指標（如Eh,ORP,礦物飽和指數SI）、穩(wěn)定同位素（δD,δ1?O等）和放射性同位素（3H,1?C等）。③剔除污染影響：識別并剔除明顯受點源污染（如工業(yè)廢水、生活污水）或面源污染（如大規(guī)模農業(yè)化肥施用導致硝酸鹽異常）影響的監(jiān)測點數據。④確定背景值范圍：對于剔除污染影響后的數據，可以通過多種方法確定背景值范圍，如：采用區(qū)域平均值加減標準差（考慮空間自相關性）、趨勢外推法（基于地形、巖性等自然因素的空間分布規(guī)律）、分位數法（如使用P10或P20分位數）、或者結合水文地質模型模擬自然狀態(tài)下的地下水化學成分。⑤考慮空間變異性：天然背景值并非一個單一固定值，而是可能存在空間變異性，需要描述其分布范圍或分異規(guī)律。⑥綜合評價：結合區(qū)域地質背景、水文地質條件、水-巖相互作用特征等，對確定的背景值范圍進行綜合評價和解釋，并關注其中可能存在的天然異常值（如某些微量元素因地質背景而含量較高）。3.論述地球化學監(jiān)測數據在地下水管理決策中的應用價值。解析思路：地球化學監(jiān)測數據是地下水管理決策中不可或缺的重要信息，其應用價值體現在多個方面：①水資源評估與優(yōu)化配置：通過監(jiān)測不同含水層或不同取水點的地球化學特征（如礦化度、硬度、微量元素、水化學類型變化），可以評估地下水的資源質量和可持續(xù)性，識別潛在的沖突（如海水入侵、地下水超采導致的水化學惡化），為優(yōu)化取水方案、井位布局和用水量控制提供依據。②污染防治與修復效果評估：地球化學監(jiān)測是判斷地下水是否受污染、識別污染來源、評估污染范圍和程度、監(jiān)測污染治理（如自然衰減、人工修復）效果的關鍵手段。通過對比污染前后的地球化學數據變化，可以評價治理措施的有效性，并據此調整修復策略。③飲用水安全評價：監(jiān)測飲用