2025年大學(xué)《地球化學(xué)》專業(yè)題庫——地球化學(xué)與現(xiàn)代環(huán)境問題的研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.在環(huán)境地球化學(xué)中，用于判斷元素遷移方向和沉淀趨勢的重要參數(shù)是（）。A.溶度積常數(shù)(Ksp)B.標準電極電位(E°)C.分子量D.摩爾濃度2.以下哪種同位素通常用于測定水體的年齡？（）A.碳-12(12C)B.氧-16(1?O)C.氘(D或1H)D.碳-14(1?C)3.某重金屬在土壤中的生物有效性降低，最可能的原因是（）。A.土壤pH升高，形成氫氧化物沉淀B.土壤有機質(zhì)含量增加，發(fā)生螯合作用C.土壤水分含量過高，促進元素溶解D.土壤陽離子交換量增大，吸附能力增強4.環(huán)境樣品中天然放射性核素23?U衰變鏈最終產(chǎn)生的穩(wěn)定核素是（）。A.釷-232(232Th)B.鈾-233(233U)C.鈾-238(23?U)D.釙-210(21?Po)5.測定水體中溶解氧(DO)的主要環(huán)境地球化學(xué)意義在于（）。A.評估水體的營養(yǎng)狀態(tài)B.判斷水體的自凈能力C.估算水體的蒸發(fā)量D.判斷水體的酸堿性6.地球化學(xué)障是指（）。A.地球內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)的障礙B.環(huán)境污染物難以穿透的物理屏障C.元素在生物與環(huán)境之間交換的速率限制層D.地下水與地表水之間的分界面7.以下哪種現(xiàn)象最能體現(xiàn)同位素分餾在環(huán)境地球化學(xué)研究中的應(yīng)用？（）A.利用不同元素的豐度差異進行物質(zhì)來源解析B.利用同位素比值變化追蹤元素遷移路徑C.利用同位素年齡測定地質(zhì)年代D.利用同位素示蹤生物生長過程8.氣候變化研究中，冰芯中捕獲的氣泡主要提供了哪種地球化學(xué)信息？（）A.大氣溫度變化記錄B.大氣濕度變化記錄C.大氣中溫室氣體濃度變化記錄D.大氣塵埃顆粒物含量變化記錄9.土壤環(huán)境地球化學(xué)背景值是指（）。A.污染土壤的起始化學(xué)成分B.未受污染的土壤其化學(xué)元素的自然豐度范圍C.土壤中植物可吸收元素的平均含量D.土壤中重金屬污染的臨界濃度10.溶質(zhì)在多孔介質(zhì)中運移時，其遷移通量通常（）。A.總是等于其分子擴散通量B.總是大于其分子擴散通量C.總是小于其分子擴散通量D.取決于介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)和流體流動狀態(tài)二、填空題（每空1分，共15分）1.地球化學(xué)循環(huán)是元素在地球的__________、__________、__________和__________之間進行遷移和轉(zhuǎn)化的過程。2.環(huán)境地球化學(xué)樣品采集時，應(yīng)注意避免__________和__________對樣品原始地球化學(xué)組成的污染。3.活性炭吸附污染物是基于污染物分子與活性炭表面官能團之間的__________相互作用。4.穩(wěn)定同位素地球化學(xué)示蹤技術(shù)主要利用了不同同位素在物理化學(xué)過程中存在差異的__________原理。5.水體富營養(yǎng)化是指水體中__________和__________等營養(yǎng)元素含量過高，導(dǎo)致藻類等生物過度繁殖的現(xiàn)象。6.放射性同位素地球化學(xué)測年方法主要基于放射性核素__________的__________和__________規(guī)律。7.生物地球化學(xué)循環(huán)中的__________循環(huán)對全球碳平衡和氣候變化具有重要影響。三、名詞解釋（每題3分，共18分）1.地球化學(xué)障2.生物有效性3.同位素分餾4.環(huán)境地球化學(xué)背景值5.污染源解析6.地球化學(xué)指紋四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述pH值對水體中重金屬形態(tài)和遷移轉(zhuǎn)化的影響機制。2.簡述穩(wěn)定同位素地球化學(xué)技術(shù)在地下水污染溯源中的應(yīng)用原理。3.簡述土壤環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查的主要步驟和目的。4.簡述大氣降水的主要化學(xué)類型及其形成原因。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述地球化學(xué)方法在評估重金屬污染對人體健康風(fēng)險中的應(yīng)用途徑和局限性。2.論述人類活動對天然地球化學(xué)循環(huán)的主要干擾方式及其對環(huán)境可能產(chǎn)生的影響。---試卷答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.B2.D3.A4.C5.B6.C7.B8.C9.B10.D二、填空題（每空1分，共15分）1.地球內(nèi)部，地表，水圈，生物圈2.生物，化學(xué)3.化學(xué)鍵4.分餾5.氮，磷6.放射性衰變，半衰期7.碳三、名詞解釋（每題3分，共18分）1.地球化學(xué)障：指元素在生物與環(huán)境之間或不同環(huán)境介質(zhì)之間遷移交換速率發(fā)生顯著變化的界面或?qū)哟?，使得元素的行為和分布發(fā)生突變。2.生物有效性：指環(huán)境中某種化學(xué)元素或化合物能夠被生物體吸收、利用或產(chǎn)生毒害效應(yīng)的程度。3.同位素分餾：指在物理化學(xué)過程中，由于不同同位素原子質(zhì)量的微小差異，導(dǎo)致它們在相互轉(zhuǎn)化的過程中發(fā)生分異，使得體系中同位素組成發(fā)生變化的現(xiàn)象。4.環(huán)境地球化學(xué)背景值：指在未受污染或僅受自然因素影響的區(qū)域內(nèi)，環(huán)境介質(zhì)（如土壤、水、巖石）中化學(xué)元素本身存在的自然豐度范圍或平均值。5.污染源解析：指通過分析環(huán)境介質(zhì)中污染物的種類、濃度、同位素特征、化學(xué)形態(tài)等信息，推斷污染物的來源、遷移轉(zhuǎn)化路徑和主要貢獻者的過程。6.地球化學(xué)指紋：指利用元素及其同位素組成的獨特性（即地球化學(xué)特征）來識別物質(zhì)來源、追蹤物質(zhì)遷移路徑或指示特定地球化學(xué)過程的技術(shù)。四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述pH值對水體中重金屬形態(tài)和遷移轉(zhuǎn)化的影響機制。解析思路：pH影響重金屬的溶解度、吸附/解吸以及與配體的絡(luò)合反應(yīng)。低pH時，水體中H+濃度高，會與重金屬競爭配位位點，或通過酸化作用促進重金屬礦物溶解，導(dǎo)致可溶性重金屬離子濃度升高，遷移能力增強。同時，低pH可能抑制某些吸附過程。高pH時，OH-濃度高，易與重金屬形成氫氧化物沉淀，或與含氧配體（如OH-,CO3^2-）絡(luò)合，導(dǎo)致重金屬進入沉淀相，遷移能力減弱，生物有效性降低。因此，pH是控制重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化和環(huán)境行為的關(guān)鍵因素。2.簡述穩(wěn)定同位素地球化學(xué)技術(shù)在地下水污染溯源中的應(yīng)用原理。解析思路：利用地下水及其主要補給來源（如降水、地表水、地下水）之間在穩(wěn)定同位素組成上的系統(tǒng)差異。通過測定污染羽中地下水及其可能來源水的δD（氘）、δ1?O（氧-18）等穩(wěn)定同位素組成，比較它們的相對差異。例如，若污染地下水的δD、δ1?O值介于兩個已知來源之間，可判斷其混合來源；若其同位素特征與某個特定來源（如某口抽水井、某個流域的降水）高度相似，則可以指示該來源是污染物的貢獻者。同位素比值的變化還可以反映地下水在流經(jīng)不同介質(zhì)時的分餾效應(yīng)，進一步幫助確定污染物的遷移路徑。3.簡述土壤環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查的主要步驟和目的。解析思路：主要步驟通常包括：確定調(diào)查目標和區(qū)域范圍；收集環(huán)境背景資料（如地形地貌、母質(zhì)、氣候、土地利用等）；布設(shè)調(diào)查點，采集代表性土壤樣品（注意采樣規(guī)范，避免污染）；對樣品進行預(yù)處理和化學(xué)分析（測定元素總量、形態(tài)等）；進行數(shù)據(jù)分析，包括統(tǒng)計分析、空間分布圖繪制等；評價土壤環(huán)境質(zhì)量，識別污染來源，提出管理建議。主要目的在于：掌握調(diào)查區(qū)域內(nèi)土壤元素的自然背景值和分布特征；識別土壤環(huán)境污染（特別是重金屬、有機污染物等）的類型、空間分布和程度；為污染成因分析、污染風(fēng)險評估、環(huán)境治理修復(fù)和土壤資源可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。4.簡述大氣降水的主要化學(xué)類型及其形成原因。解析思路：大氣降水的主要化學(xué)類型包括：中性降水（pH≈5.6），主要形成原因是降水過程中溶解了大氣中痕量的二氧化碳(CO2)，形成碳酸(H2CO3)；酸性降水（pH<5.6），主要形成原因是大氣中存在人為源（如煤燃燒）和自然源（如火山活動）排放的硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)，溶解于水中形成硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)等；堿性降水（pH>5.6），主要形成原因是在某些地區(qū)大氣中存在較多的氨(NH3)或其他堿性氣體，或者降水通過富含碳酸鹽的土壤時被中和。因此，降水化學(xué)類型反映了大氣污染狀況和區(qū)域氣候環(huán)境特征。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述地球化學(xué)方法在評估重金屬污染對人體健康風(fēng)險中的應(yīng)用途徑和局限性。解析思路：應(yīng)用途徑：①生物監(jiān)測：通過測定人體血液、頭發(fā)、指甲、骨骼等生物樣品中的重金屬含量，評估內(nèi)暴露水平，并與健康標準比較，判斷潛在風(fēng)險。②環(huán)境監(jiān)測：測定土壤、水、食物等環(huán)境介質(zhì)中的重金屬含量，評估外暴露途徑的風(fēng)險。③土壤-植物關(guān)系：研究重金屬在土壤中的有效性、植物吸收累積能力，評估通過食物鏈進入人體的風(fēng)險。④污染源解析：確定重金屬污染的主要來源，有助于制定針對性控制措施。⑤形態(tài)分析：測定重金屬在環(huán)境介質(zhì)或生物體內(nèi)的化學(xué)形態(tài)（如可溶態(tài)、可交換態(tài)、有機結(jié)合態(tài)等），因為不同形態(tài)的重金屬的生物有效性和毒性差異很大。局限性：①生物樣品分析誤差：樣品采集、保存、前處理過程可能引入誤差，且生物富集系數(shù)個體差異大。②形態(tài)分析復(fù)雜：重金屬形態(tài)分析技術(shù)要求高，成本高，且單一形態(tài)的毒性評估可能不夠全面。③非生物因素：健康風(fēng)險還受遺傳、營養(yǎng)、生活方式等多種因素影響，地球化學(xué)方法難以完全涵蓋。④慢性低劑量暴露：長期低劑量暴露的健康效應(yīng)評估較為困難。⑤鉛、汞等元素的特殊性：部分重金屬（如鉛）在生物體內(nèi)有較長的半衰期，歷史累積效應(yīng)顯著。2.論述人類活動對天然地球化學(xué)循環(huán)的主要干擾方式及其對環(huán)境可能產(chǎn)生的影響。解析思路：人類活動對天然地球化學(xué)循環(huán)的干擾主要通過以下方式：①礦產(chǎn)資源開發(fā)與利用：大規(guī)模開采礦產(chǎn)，將地殼深部富集的元素（特別是重金屬）帶入地表環(huán)境；冶煉、加工過程產(chǎn)生大量含重金屬的廢氣、廢水、廢渣，排入環(huán)境。②工業(yè)生產(chǎn)與能源消耗：燃燒化石燃料（煤、石油、天然氣）釋放大量硫、氮氧化物和微量元素，改變大氣化學(xué)成分；工業(yè)生產(chǎn)過程可能排放其他有毒有害元素。③農(nóng)業(yè)活動：施用化肥（含氮、磷、鉀及微量元素）、農(nóng)藥，改變土壤元素組成和生物地球化學(xué)循環(huán)；過度施用氮肥可能導(dǎo)致地下水硝酸鹽污染。④城市化與交通運輸：城市建筑、道路、交通等活動產(chǎn)生大量揚塵，含有多種元素；汽車尾氣排放含鉛（早期）、氮氧化物等。⑤核能利用與核廢料處理：核電站運行和核廢料處置可能釋放放射性核素，進入環(huán)境各圈層。⑥土地利用變化：森林砍伐、濕地排水、城市化等改變地表覆蓋和土壤性質(zhì)，影響元素在陸地和水生生態(tài)系統(tǒng)間的分配。這些干擾對環(huán)境可能產(chǎn)生的