2025年大學《地球化學》專業(yè)題庫——地球化學生態(tài)環(huán)境地球化學元素分析技術應用評價考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項字母填在括號內(nèi)）1.在地球化學生態(tài)環(huán)境中，下列哪種元素通常被認為是生物必需元素，但其過量會對生態(tài)系統(tǒng)造成危害？A.CaB.FeC.AsD.Si2.對于測定土壤樣品中痕量重金屬（如Cd、Pb），以下哪種光譜分析技術通常具有更高的靈敏度？A.原子吸收光譜法（AAS）B.原子熒光光譜法（AFS）C.X射線熒光光譜法（XRF）D.火焰原子吸收光譜法（FAAS）3.在進行水體總磷濃度測定時，常采用哪種色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術？A.GC-MSB.ICP-MSC.LC-MSD.GC-AFS4.穩(wěn)定同位素比率質(zhì)譜法（IRMS）在地球化學生態(tài)環(huán)境研究中最常用于：A.測定樣品的絕對含量B.識別未知污染物C.探究元素的生物地球化學循環(huán)路徑D.直接確定元素的生物有效性5.以下哪種分析技術的核心檢測器是電化學傳感器？A.ICP-OESB.AFSC.XRFD.電化學傳感器6.當需要快速測定大量環(huán)境樣品中多種元素的含量時，以下哪種技術相對最為高效？A.石墨爐原子吸收光譜法（GFAAS）B.ICP-MSC.XRF（波譜儀）D.原子熒光光譜法（AFS）7.在評價不同元素分析技術的適用性時，"檢出限"（LOD）是一個重要的參數(shù)，它主要反映了：A.儀器能夠區(qū)分兩個相近濃度樣品的能力B.儀器能夠穩(wěn)定測定樣品的能力C.儀器能夠檢測出樣品中待測元素最小濃度的能力D.儀器測定結(jié)果的絕對誤差大小8.用于測定水體中溶解性有機氯農(nóng)藥殘留時，最適合的分析技術是：A.ICP-OESB.GC-MSC.XRFD.AAS9.在進行土壤元素背景值研究時，選擇分析技術需要考慮的首要因素通常是：A.儀器的價格高低B.元素的生物毒性C.元素在樣品中的存在形態(tài)D.分析速度的快慢10.某研究旨在評估重金屬鉛（Pb）在城市土壤中的生物有效性，除了測定土壤總Pb含量外，還應重點考察：A.土壤pH值B.土壤有機質(zhì)含量C.Pb的形態(tài)分析D.以上都是二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.地球化學生態(tài)環(huán)境中的元素分析，其目的是了解元素的______、______、______和______等過程。2.原子吸收光譜法（AAS）的測量依據(jù)是基態(tài)原子對特征發(fā)射線的______吸收。3.在電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-OES）中，激發(fā)待測原子所需的高溫能量主要來源于______。4.X射線熒光光譜法（XRF）是一種______探測器技術，它根據(jù)原子受激發(fā)后返回基態(tài)時發(fā)出的______而定性或定量地分析元素。5.選擇合適的樣品前處理方法對于獲得準確可靠的地球化學生態(tài)環(huán)境元素分析結(jié)果至關重要，常見的預處理技術包括______、______、______和______等。6.評價一種地球化學元素分析技術的環(huán)境友好性，需要考慮其運行過程中的______污染和______消耗。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請給出定義）1.元素生物地球化學循環(huán)2.分析靈敏度3.同位素分餾4.痕量元素分析5.元素形態(tài)分析四、簡答題（每題5分，共20分。請簡明扼要地回答）1.簡述原子吸收光譜法（AAS）和原子熒光光譜法（AFS）在基本工作原理上的主要區(qū)別。2.簡述選擇環(huán)境樣品進行元素分析時，樣品采集和保存過程中需要考慮的主要問題。3.簡述什么是元素的有效性？在地球化學生態(tài)環(huán)境研究中，測定元素有效性有何意義？4.與傳統(tǒng)的濕化學分析方法相比，儀器分析方法（如光譜法、色譜-質(zhì)譜法）在地球化學生態(tài)環(huán)境元素分析中具有哪些顯著優(yōu)勢？五、論述題（每題10分，共20分。請結(jié)合實例進行深入分析和闡述）1.試評述ICP-MS技術在地球化學生態(tài)環(huán)境研究中的應用現(xiàn)狀、優(yōu)勢以及可能面臨的挑戰(zhàn)。2.選擇一種你熟悉的地球化學生態(tài)環(huán)境元素分析技術（如XRF、AAS、ICP-OES、AFS等），詳細說明其基本原理、主要應用領域，并對其在應用中存在的局限性進行分析和評價。---試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.C5.B6.B7.C8.B9.C10.D二、填空題1.循環(huán)、分布、遷移、轉(zhuǎn)化2.吸收3.等離子體4.能量、X射線5.去除干擾、富集濃縮、消解、灰化6.化學、能源三、名詞解釋1.指化學元素在生物圈、巖石圈、水圈和大氣圈之間通過物理、化學和生物過程進行遷移、轉(zhuǎn)化和循環(huán)的現(xiàn)象和規(guī)律。2.指分析儀器能夠檢出樣品中待測元素最小濃度或量的能力，通常用檢出限（LOD）或檢測限（LOD）表示。3.指在自然過程（如生物吸收、化學交換、物理分餾等）影響下，同一種元素的不同同位素之間發(fā)生相對豐度差異的現(xiàn)象。4.指在環(huán)境樣品（如水、土壤、空氣、生物組織等）中含量非常低的元素的分析。5.指分析樣品中元素的不同化學形態(tài)（如離子態(tài)、絡合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)、無機沉淀態(tài)等）及其相對含量的技術。四、簡答題1.原子吸收光譜法（AAS）基于基態(tài)原子對特定特征輻射的吸收進行測量；而原子熒光光譜法（AFS）基于原子在受到特征輻射激發(fā)后，從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時發(fā)射出特征原子熒光進行測量。2.樣品采集需具有代表性，避免污染和損失；樣品保存需防止元素揮發(fā)、吸附、沉淀或發(fā)生化學反應改變元素形態(tài)或總量；對于生物樣品，還需考慮冷凍等保存條件以維持其活性或特定形態(tài)。3.元素的有效性是指元素能夠被生物體吸收、利用或產(chǎn)生生物效應的能力。測定元素有效性有助于理解元素在生態(tài)系統(tǒng)中的實際生態(tài)風險和生物地球化學循環(huán)的效率，比測定總含量更具環(huán)境意義和生物學意義。4.儀器分析方法具有靈敏度高、速度快、可同時測定多種元素、自動化程度高、樣品消耗量少等優(yōu)點，能夠滿足痕量甚至超痕量元素分析的需求，是現(xiàn)代地球化學生態(tài)環(huán)境元素分析的主要手段。五、論述題1.ICP-MS技術具有極高的靈敏度、寬的動態(tài)范圍、可同時測定多種元素（多元素同時分析能力）以及良好的時間分辨率等優(yōu)點，廣泛應用于土壤、水、沉積物、生物樣品等環(huán)境介質(zhì)中痕量金屬和非金屬元素的分析，是環(huán)境污染監(jiān)測、元素生物地球化學循環(huán)研究等領域的核心技術。面臨的挑戰(zhàn)主要包括高鹽基質(zhì)樣品的干擾問題（如陣發(fā)性干擾、記憶效應）、某些元素（如鈾、釷）的豐度低且易受污染、儀器成本較高以及操作和維護要求較高等。2.以X射線熒光光譜法（XRF）為例：基本原理是利用X射線作為激發(fā)源，照射樣品，樣品中原子內(nèi)層電子被激發(fā)而電離，產(chǎn)生特征X射線（熒光），通過探測這些特征X射線的能量和強度，可以定性鑒定元素種類并定量測定其含量。主要應用領域