2025年大學《海洋科學與技術(shù)》專業(yè)題庫——深海資源開發(fā)利用技術(shù)研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在題后的括號內(nèi)）1.下列哪種深海礦產(chǎn)資源主要賦存于水深幾千米、海底平坦廣闊的區(qū)域？A.海底塊狀硫化物B.多金屬結(jié)核C.富鈷結(jié)殼D.海底離散硫化物2.在深海資源勘探中，主要用于探測海底地形和淺部地質(zhì)結(jié)構(gòu)的地球物理方法是？A.深海聲吶探測B.水下電視觀察C.多金屬探測器D.海底地震反射profiling3.深海多金屬結(jié)核開采中，連續(xù)式斗式采集機的主要工作方式是？A.水下爆破開采B.水力提升輸送C.機械臂抓取搬運D.氣壓式吹掃收集4.從深海采集的生物樣品，如果需要研究其活性物質(zhì)，首要考慮的技術(shù)是？A.大型水下挖掘B.遠程實時視頻傳輸C.?；畈蓸优c運輸D.現(xiàn)場基因測序分析5.深海熱液噴口周圍富集的生物資源特點不包括？A.物種高度特有B.代謝活動旺盛C.對溫度不敏感D.具有特殊酶系6.海底地熱能發(fā)電利用的原理主要是？A.利用水體溫差做功B.利用水下風能驅(qū)動C.利用水下光伏效應D.利用水下熱泉蒸汽驅(qū)動7.深海采礦活動對海底沉積物物理性質(zhì)造成的主要改變是？A.化學成分增加B.粒度變細C.結(jié)構(gòu)擾動與再分布D.形成大量孔隙8.用于評估深海采礦活動對生物噪聲影響的關(guān)鍵參數(shù)是？A.飽和溶解氧濃度B.粒徑分布C.聲壓級（SPL）D.葉綠素a濃度9.在深海生物資源開發(fā)中，可持續(xù)性的核心要求是？A.最大化資源提取量B.保障生物多樣性C.提高開采效率D.降低運輸成本10.深海環(huán)境監(jiān)測中，用于實時監(jiān)測水體化學成分的常用技術(shù)是？A.深海拖網(wǎng)采樣B.聲學多普勒流速剖面儀（ADCP）C.原位化學傳感器網(wǎng)絡D.水下激光雷達二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.深海調(diào)查中，__________是獲取海底表層沉積物樣品的重要工具。2.富鈷結(jié)殼主要分布在洋中脊軸部附近的__________地貌單元。3.深海采礦對環(huán)境的影響評估通常采用__________和風險矩陣等方法。4.深海生物資源中，來自熱液噴口生物的__________是重要的研究對象。5.海流能的開發(fā)利用主要依賴于水流動能轉(zhuǎn)換裝置，如__________和水輪機。6.深海環(huán)境監(jiān)測需要關(guān)注的關(guān)鍵物理參數(shù)包括溫度、鹽度、__________和濁度。7.為減少深海采礦的環(huán)境擾動，可以采用__________開采技術(shù)，旨在降低對海底的物理破壞。8.深海生物酶在__________等極端環(huán)境下展現(xiàn)出獨特的穩(wěn)定性和活性。9.國際海底區(qū)域（Area）的資源開發(fā)活動受到__________的管理。10.深海能源開發(fā)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)之一是__________的難題。三、簡答題（每小題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述深海礦產(chǎn)資源勘探的主要步驟及其目的。2.比較深海采礦中機械式開采和氣力式開采的基本原理和優(yōu)缺點。3.簡述深海生物資源開發(fā)過程中進行生態(tài)風險評估的主要考慮因素。4.簡述利用溫差能發(fā)電的主要技術(shù)途徑及其面臨的工程問題。四、論述題（每小題10分，共30分。請圍繞以下主題展開論述）1.論述深海礦產(chǎn)資源開發(fā)利用過程中可能面臨的主要環(huán)境挑戰(zhàn)，并提出相應的緩解措施。2.結(jié)合當前技術(shù)發(fā)展，論述深海生物資源開發(fā)利用的潛力、關(guān)鍵技術(shù)和未來發(fā)展方向。3.闡述深海能源（如海流能、地熱能）開發(fā)利用對于保障全球能源供應和實現(xiàn)碳中和目標的戰(zhàn)略意義，并分析其面臨的主要障礙。試卷答案一、選擇題1.B2.D3.C4.C5.C6.A7.C8.C9.B10.C二、填空題1.多功能采樣器2.海山3.環(huán)境影響評價（EIA）4.活性物質(zhì)5.渦輪式水輪機6.壓強7.水下機器人（ROV/AUV）輔助或遠程操作8.高溫高壓9.聯(lián)合國海底管理局（ISA）10.高效能量轉(zhuǎn)換與并網(wǎng)三、簡答題1.簡述深海礦產(chǎn)資源勘探的主要步驟及其目的。答：深海礦產(chǎn)資源勘探的主要步驟包括：第一步，區(qū)域概查（利用地球物理方法如地震、磁力、重力等了解大面積地質(zhì)背景，圈定潛在資源區(qū)）；第二步，詳細普查（使用ROV/AUV進行高精度探測，如聲吶成像、淺地層剖面、取樣等，獲取目標區(qū)詳細信息）；第三步，資源評價（進行系統(tǒng)的取樣分析，評估資源儲量、品位、開采技術(shù)經(jīng)濟性等）。目的在于從宏觀到微觀逐步縮小范圍，準確評估資源潛力，為后續(xù)開采設計和環(huán)境影響評價提供依據(jù)。2.比較深海采礦中機械式開采和氣力式開采的基本原理和優(yōu)缺點。答：機械式開采原理是利用機械臂、鏟斗等直接從海底抓取、搬運礦物。優(yōu)點是適用性廣，對礦石性質(zhì)要求不高；缺點是可能對海底造成較大物理擾動，效率可能受海底地形限制。氣力式開采原理是利用高壓空氣或水作為動力，將海底礦物吹松或懸浮后通過管道輸送。優(yōu)點是開采過程對海底擾動較小，理論上可實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)；缺點是對海底平整度要求高，能耗大，對某些礦物適應性有限。3.簡述深海生物資源開發(fā)過程中進行生態(tài)風險評估的主要考慮因素。答：主要考慮因素包括：一是生物多樣性影響，評估開發(fā)活動對目標物種及共生、捕食物種的影響，特別是對珍稀、特有物種的影響；二是棲息地破壞與改變，評估對熱液噴口、冷泉等關(guān)鍵生境的影響程度；三是物理干擾影響，如噪音、光污染、水體擾動等對海洋生物感官和行為的影響；四是化學污染風險，評估開采過程中可能產(chǎn)生的廢棄物或化學物質(zhì)對水體的污染及生物累積效應；五是外來物種引入風險。4.簡述利用溫差能發(fā)電的主要技術(shù)途徑及其面臨的工程問題。答：主要技術(shù)途徑包括：一是閉式循環(huán)系統(tǒng)，利用低溫海水作為冷源，高溫海水（或地熱）作為熱源，通過工質(zhì)（如氨）在蒸發(fā)器吸熱、冷凝器放熱、渦輪機做功、泵增壓的循環(huán)過程發(fā)電；二是開式循環(huán)系統(tǒng)，利用表層較暖海水蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽推動汽輪機發(fā)電，深層冷海水冷凝蒸汽。面臨的工程問題主要包括：一是海流溫差通常較小（熱力學第二類不可逆性），導致熱效率低；二是需要大型換熱器，結(jié)構(gòu)設計、材料選擇和防腐面臨挑戰(zhàn)；三是能量轉(zhuǎn)換裝置需要適應深海惡劣環(huán)境；四是并網(wǎng)穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。四、論述題1.論述深海礦產(chǎn)資源開發(fā)利用過程中可能面臨的主要環(huán)境挑戰(zhàn)，并提出相應的緩解措施。答：深海礦產(chǎn)資源開發(fā)利用面臨的主要環(huán)境挑戰(zhàn)包括：第一，海底棲息地破壞與生物多樣性喪失。大規(guī)模開采可能直接移除或改變海底地形、底質(zhì)，破壞以特定海底環(huán)境為生的生物群落，特別是影響熱液噴口、冷泉等關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。緩解措施：采用更先進的、對海底擾動小的開采技術(shù)（如ROV輔助、氣力提升），劃定禁采區(qū)或敏感區(qū)，制定開采速度和規(guī)模限制。第二，物理干擾影響。采礦活動產(chǎn)生的噪音、振動、水體渾濁可能影響海洋生物的感官、行為和繁殖。緩解措施：優(yōu)化開采設備以降低噪音和振動水平，設置聲學屏障，避開生物重要活動期和繁殖期。第三，化學污染風險。開采過程中使用的化學藥劑（如浮選劑、抑制劑）或礦物本身的化學成分可能進入水體，造成化學污染，影響生物生理功能。緩解措施：研發(fā)低毒或無毒開采藥劑，加強廢水處理，確保排放水質(zhì)符合標準。第四，廢棄物處置問題。開采過程中產(chǎn)生的廢石、尾礦等如何安全、環(huán)保地處置是難題。緩解措施：開發(fā)海底原地掩埋、遠距離海底拋投或陸地處理等技術(shù)，并進行環(huán)境影響評估。應對這些挑戰(zhàn)需要跨學科合作，進行長期監(jiān)測，并建立完善的法規(guī)和監(jiān)管體系。2.結(jié)合當前技術(shù)發(fā)展，論述深海生物資源開發(fā)利用的潛力、關(guān)鍵技術(shù)和未來發(fā)展方向。答：深海生物資源開發(fā)利用潛力巨大，特別是在新型藥物、功能材料、酶制劑和特殊食品等方面。潛力體現(xiàn)在：深海環(huán)境獨特，生物進化路徑與其他環(huán)境不同，可能蘊藏著具有特殊生理活性和功能特性的生物資源，是未來創(chuàng)新藥物和生物材料的重要來源。關(guān)鍵技術(shù)和未來發(fā)展方向包括：第一，高效、保活的采樣與保藏技術(shù)。這是實現(xiàn)深海生物資源可持續(xù)利用的基礎，需要發(fā)展能夠在極端環(huán)境下采集、快速運輸、長期低溫冷藏或冷凍保存的生物樣品。第二，高通量篩選與活性評價技術(shù)。利用現(xiàn)代生物信息學和組學技術(shù)，快速篩選具有潛在應用價值的生物基因和活性物質(zhì)，并建立高效的體外和體內(nèi)活性評價模型。第三，基因編輯與分子改良技術(shù)。利用CRISPR等基因編輯技術(shù)，對深海生物進行功能研究或改良，以獲得更優(yōu)性能的酶或代謝產(chǎn)物。第四，模擬深海環(huán)境的人工培養(yǎng)技術(shù)。突破深海生物在常溫常壓下難以培養(yǎng)的技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)生物資源的規(guī)模化、穩(wěn)定化供應。第五，環(huán)境友好與可持續(xù)利用技術(shù)。研究深海生物資源開發(fā)的環(huán)境影響，發(fā)展最小化干擾的采集技術(shù)和環(huán)境可接受的利用模式，確保資源的可持續(xù)性。未來發(fā)展方向應是加強基礎研究，突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，并注重倫理規(guī)范和可持續(xù)原則。3.闡述深海能源（如海流能、地熱能）開發(fā)利用對于保障全球能源供應和實現(xiàn)碳中和目標的戰(zhàn)略意義，并分析其面臨的主要障礙。答：深海能源（特別是海流能和地熱能）開發(fā)利用具有重大的戰(zhàn)略意義。首先，它們是可再生的清潔能源，有助于減少對化石燃料的依賴，緩解能源危機，保障全球能源供應安全。其次，深海地熱能具有資源量大、穩(wěn)定可靠、可常年運行的特點，是離網(wǎng)供電和偏遠島嶼能源供應的理想選擇。再次，這些能源的開發(fā)利用有助于減少溫室氣體排放，是推動全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)碳中和目標的重要途徑。海流能資源分布廣泛，潛力可觀；地熱能則主要集中在火山活動帶和熱點島弧區(qū)域。然而，深海能源開發(fā)利用面臨諸多主要障礙：第一，技術(shù)成熟度和經(jīng)濟性。目前，海流能和地熱能發(fā)電技術(shù)仍處于發(fā)展階段，發(fā)電效率有待提高，設備成本高昂，導致發(fā)電成本居高不下，經(jīng)濟可行性面臨挑戰(zhàn)。第二，深海環(huán)境適應性。深海環(huán)境具有高壓、高鹽、低溫、腐蝕性強、強流等極端特點，對能源轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)設計、材料選擇、可靠性、維護性提出了極高要求。第三，并網(wǎng)與儲能問題。海上可再生能源發(fā)