2025年大學(xué)《地球化學(xué)》專業(yè)題庫——地球化學(xué)元素在陸地水環(huán)境中的傳輸考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.在水化學(xué)分析中，通常使用哪個參數(shù)來表征水的緩沖能力？A.礦物含量B.硬度C.堿度D.電導(dǎo)率2.下列哪種水化學(xué)類型通常指示水體處于強烈的還原環(huán)境？A.Na-HCO?型B.Ca-HCO?型C.Na-Cl型D.Fe-HCO?型3.元素從固體表面溶解進入水體，主要受控于以下哪個因素的變化？A.水流速度B.水體離子強度C.水體pH值D.固體顆粒大小4.對于粘土礦物而言，其吸附陽離子的能力主要取決于？A.比表面積B.陽離子交換容量（CEC）C.溶解度積D.氧化還原電位5.水體中形成Fe(OH)?沉淀，主要受以下哪個因素的控制？A.Ca2?濃度B.HCO??濃度C.pH值D.Cl?濃度6.絡(luò)合作用對水體中重金屬遷移的主要影響是？A.增加其溶解度B.降低其生物可利用性C.促進其被粘土吸附D.改變其電導(dǎo)率7.在河流環(huán)境中，河床沉積物中元素向上覆水體釋放的過程稱為？A.溶解作用B.吸附作用C.解吸作用D.絡(luò)合作用8.下列哪種過程會使水體中溶解硅（Si）含量增加？A.沉淀作用B.生物吸收作用C.礦物溶解作用D.水的蒸發(fā)濃縮9.地下水系統(tǒng)中的元素傳輸通常具有的特點是？A.流速快，反應(yīng)迅速B.流速慢，反應(yīng)時間長C.攪拌充分，水化學(xué)類型均一D.主要受大氣降水影響10.影響水體中元素吸附-解吸平衡的主要因素除了pH和離子強度外，還包括？A.水體溫度B.元素本身性質(zhì)C.固體吸附劑性質(zhì)D.以上都是二、填空題（每空1分，共15分）1.水化學(xué)分析中，通常用________和________來綜合表征水的酸堿緩沖能力。2.地球化學(xué)元素在陸地水環(huán)境中的遷移主要涉及物理遷移、________遷移和________遷移三種方式。3.吸附作用是指元素從水相轉(zhuǎn)移到固相的過程，其逆過程稱為________作用。4.絡(luò)合作用是水相中的________或________與金屬離子形成配位化合物的過程。5.影響元素在水中遷移的地球化學(xué)因素主要包括pH、________、離子強度、氧化還原電位（Eh）以及生物活動等。6.河流作為陸地水環(huán)境的重要組成部分，其元素輸入主要來源于流域的________和大氣沉降。7.湖泊水體通常存在________和________層，不同層次的水化學(xué)特征可能存在顯著差異。8.地下水是重要的飲用水源，其水化學(xué)特征通常反映了________和________的長期相互作用。三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.水化學(xué)類型2.陽離子交換容量（CEC）3.沉淀-溶解平衡4.生物地球化學(xué)循環(huán)四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述影響元素在沉積物-水界面發(fā)生吸附-解吸過程的主要因素。2.簡述河流環(huán)境中，元素從上游到下游可能發(fā)生的主要地球化學(xué)變化。3.簡述pH值如何影響水中元素的溶解、吸附和絡(luò)合行為。4.簡述生物活動在陸地水環(huán)境元素傳輸過程中可能扮演的角色。五、計算題（共15分）假設(shè)某地下水的化學(xué)分析結(jié)果如下（單位：mg/L，除pH外）：Ca2?:80,Mg2?:20,K?:2,Na?:50,Cl?:150,SO?2?:40,HCO??:200,CO?2?:5。pH=7.5。假設(shè)離子強度校正采用常量法，總?cè)芙夤腆w（TDS）近似等于陽離子和陰離子摩爾濃度之和乘以1000（忽略未測離子如PO?3?等）。1.計算該地下水的總?cè)芙夤腆w（TDS）濃度。（5分）2.計算該地下水的堿度（以CaCO?計，mg/L）。（假設(shè)CO?分壓足夠使碳酸鹽體系達到平衡，可使用簡化公式：堿度≈2.5*[HCO??]+4.2*[CO?2?]）（5分）3.根據(jù)計算出的主要離子濃度和pH，定性判斷該地下水的主要水化學(xué)類型，并簡述判斷依據(jù)。（5分）六、論述題（10分）試論述水-巖界面相互作用對陸地水環(huán)境元素循環(huán)的關(guān)鍵控制作用，并舉例說明該作用在河流或湖泊環(huán)境中的具體體現(xiàn)。試卷答案一、選擇題1.C2.D3.C4.B5.C6.A7.C8.C9.B10.D二、填空題1.堿度，硬度2.化學(xué)，生物3.解吸4.無機配體，有機配體5.Eh6.風(fēng)化7.水體，底層8.巖石，水三、名詞解釋1.水化學(xué)類型：根據(jù)水中主要離子（或陰離子）的相對含量特征劃分的類型，用以反映水體的來源、形成過程和所處的地球化學(xué)環(huán)境。2.陽離子交換容量（CEC）：單位質(zhì)量（通常是1克）粘土礦物或其他吸附劑所能吸附的陽離子的總摩爾數(shù)，是衡量其吸附能力的重要指標(biāo)。3.沉淀-溶解平衡：元素在水中通過形成沉淀物從溶解態(tài)轉(zhuǎn)移到固相，以及沉淀物又溶解回水相的兩個相反過程達到的動態(tài)平衡狀態(tài)。4.生物地球化學(xué)循環(huán)：指地球化學(xué)元素在生物圈、巖石圈、水圈和大氣圈之間進行遷移、轉(zhuǎn)化和循環(huán)的過程，生物活動在其中扮演重要角色。四、簡答題1.主要因素包括：pH值（影響元素和吸附劑表面電荷及絡(luò)合能力）、離子強度（影響元素與吸附劑表面靜電作用和絡(luò)合平衡）、元素性質(zhì)（不同元素的性質(zhì)差異）、吸附劑性質(zhì)（如表面性質(zhì)、比表面積、孔隙結(jié)構(gòu)）、共存離子效應(yīng)（競爭吸附或協(xié)同吸附）。2.主要變化可能包括：上游以元素輸入（如風(fēng)化釋放）為主；中部發(fā)生復(fù)雜的吸附、解吸、沉淀、絡(luò)合等反應(yīng)，元素形態(tài)和濃度發(fā)生變化；下游元素逐漸虧損或富集（取決于沿途反應(yīng)），最終匯入湖泊或海洋。流速、水溫和沉積物性質(zhì)沿程變化也會影響元素遷移。3.pH值通過影響水相中H?/OH?濃度，進而影響元素的溶解度（如CaCO?溶解度隨pH升高而增加）、改變吸附劑表面電荷（影響靜電吸附）、以及調(diào)節(jié)無機配體（如OH?,CO?2?,HCO??）和有機配體的濃度（影響絡(luò)合作用），從而全面影響元素的地球化學(xué)行為。4.生物活動通過多種方式影響元素傳輸：根系分泌的有機酸和酶可促進巖石風(fēng)化，釋放元素；微生物活動可改變水體Eh，影響元素的氧化還原狀態(tài)（如Fe,Mn的沉淀/溶解）；微生物和植物可吸收利用某些元素，導(dǎo)致水體中元素濃度降低；生物死亡后的分解過程也可釋放元素；生物膜可作為元素的吸附和轉(zhuǎn)化場所。五、計算題1.TDS=(80/40+20/24.31+2/39+50/23)+(150/35.45+40/96+200/61+5/60)*1000≈6.25+3.47*1000≈420mg/L2.堿度=2.5*200+4.2*5=500+21=521mg/LCaCO?3.主要水化學(xué)類型：Ca-Mg-HCO?型。判斷依據(jù)：主要陽離子為Ca2?和Mg2?，主要陰離子為HCO??，且Ca2?濃度高于Mg2?，HCO??濃度最高，符合該類型特征。該水化學(xué)類型通常形成于未受污染的、以碳酸鹽巖為主要含水層或補徑流的區(qū)域。六、論述題水-巖界面相互作用是陸地水環(huán)境中元素遷移轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵場所。在界面處，水與固體（巖石、礦物、土壤）發(fā)生接觸，元素通過溶解、吸附、沉淀、絡(luò)合等多種過程在固相和水相之間交換。這些過程受控于水化學(xué)條件（pH、Eh、離子強度）和固體性質(zhì)（礦物組成、表面特性）。例如，在河流環(huán)境中，水流攜帶的溶解物質(zhì)與河床沉積物接觸，發(fā)生吸附或沉淀，導(dǎo)致水體中元素濃度發(fā)生改變，而沉