2025年大學(xué)《地球化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——地球化學(xué)資源利用與環(huán)境保護(hù)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.下列哪種地球化學(xué)勘查方法主要利用水系沉積物中的元素地球化學(xué)異常來(lái)指示礦產(chǎn)分布？A.化探異常地球化學(xué)測(cè)量B.物探激電法C.遙感熱紅外探測(cè)D.地球物理測(cè)井2.在評(píng)價(jià)地下水環(huán)境質(zhì)量時(shí)，常用的地球化學(xué)指標(biāo)不包括？A.水化學(xué)類型B.礦化度C.硫酸鹽含量D.氧氣分壓3.穩(wěn)定同位素技術(shù)在環(huán)境地球化學(xué)領(lǐng)域的主要應(yīng)用方向之一是？A.測(cè)定巖石形成年代B.識(shí)別地下水來(lái)源C.確定礦物結(jié)晶溫度D.分析巖石化學(xué)成分4.重金屬在土壤-植物系統(tǒng)中遷移能力較強(qiáng)的地球化學(xué)條件通常是？A.土壤pH值高，有機(jī)質(zhì)含量低B.土壤pH值低，陽(yáng)離子交換量高C.土壤Eh值高，氧化還原性強(qiáng)D.土壤粘粒含量高，吸附能力強(qiáng)5.地球化學(xué)背景值是指？A.某種元素在地球表面的平均含量B.某種元素在特定區(qū)域環(huán)境介質(zhì)中的正常含量范圍C.某種元素在礦石中的最高含量D.某種元素在巖石圈中的豐度6.從地球化學(xué)角度看，化石燃料的形成主要與哪種地質(zhì)作用有關(guān)？A.變質(zhì)作用B.巖漿活動(dòng)C.沉積作用D.斷裂構(gòu)造7.地球化學(xué)環(huán)境修復(fù)中，“植物修復(fù)”技術(shù)的核心原理是？A.利用微生物降解污染物B.通過(guò)物理手段移除污染物C.利用植物吸收、積累或轉(zhuǎn)化環(huán)境中的污染物D.改變土壤pH值以降低污染物毒性8.礦床地球化學(xué)評(píng)價(jià)中，確定元素富集程度的重要指標(biāo)是？A.元素在地表水中的濃度B.元素在巖石中的背景值C.元素在礦石中的含量超過(guò)其巖石圈背景值的倍數(shù)D.元素的放射性強(qiáng)度9.地表水環(huán)境中，磷的地球化學(xué)行為主要受哪些因素影響？（多選，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）A.水體pH值B.溶解氧含量C.有機(jī)質(zhì)濃度D.水流速度10.下列哪項(xiàng)活動(dòng)通常會(huì)導(dǎo)致區(qū)域環(huán)境地球化學(xué)背景發(fā)生顯著改變？A.自然界的巖石風(fēng)化B.大規(guī)模的煤炭燃燒C.河流的自然流動(dòng)D.植物的正常生長(zhǎng)二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在題橫線上）1.地球化學(xué)勘查中，通過(guò)測(cè)量地球表面的物理場(chǎng)（如重力、磁力、電場(chǎng)等）尋找礦產(chǎn)異常的方法稱為________法。2.水環(huán)境地球化學(xué)中，描述水中離子濃度與總?cè)芙夤腆w（TDS）關(guān)系的指標(biāo)是________。3.在土壤地球化學(xué)調(diào)查中，采集和分析________是獲取土壤元素空間分布信息的重要手段。4.地球化學(xué)背景值是評(píng)價(jià)環(huán)境介質(zhì)是否受到污染的________。5.穩(wěn)定同位素比值的差異主要是由________過(guò)程引起的。6.礦產(chǎn)資源的地球化學(xué)勘查需要綜合分析礦床的________、________和________等地球化學(xué)特征。7.重金屬在環(huán)境介質(zhì)中遷移轉(zhuǎn)化的過(guò)程受到________、________和________等環(huán)境因素的復(fù)雜影響。8.地?zé)豳Y源的地球化學(xué)評(píng)價(jià)主要關(guān)注熱水的________、________和________等指標(biāo)。9.生物地球化學(xué)循環(huán)是指元素在________、________、________和生物體之間遷移和循環(huán)的過(guò)程。10.地球化學(xué)環(huán)境修復(fù)技術(shù)包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和________修復(fù)等多種方法。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述地球化學(xué)勘查的基本原理和主要步驟。2.簡(jiǎn)述造成地下水污染的主要地球化學(xué)途徑。3.簡(jiǎn)述土壤環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查的目的和主要內(nèi)容。4.簡(jiǎn)述化石燃料燃燒對(duì)大氣環(huán)境地球化學(xué)成分的影響。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述地球化學(xué)方法在礦產(chǎn)資源勘查中的優(yōu)勢(shì)及其面臨的挑戰(zhàn)。2.論述穩(wěn)定同位素技術(shù)在環(huán)境地球化學(xué)監(jiān)測(cè)與污染源解析中的應(yīng)用潛力。3.結(jié)合實(shí)例，論述人類活動(dòng)對(duì)區(qū)域地球化學(xué)環(huán)境可能產(chǎn)生的主要影響及應(yīng)對(duì)措施。五、計(jì)算題（共10分）假設(shè)某地下水中Ca2?的濃度為150mg/L，Mg2?的濃度為50mg/L。已知該水的pH值為7.5，溫度為25℃。請(qǐng)計(jì)算該地下水中CaCO?的飽和指數(shù)（SI），并判斷水中CaCO?的沉淀趨勢(shì)。（已知CaCO?的溶度積Ksp(25°C)=4.7x10??，Ca2?和Mg2?的活度系數(shù)均為0.8）試卷答案一、選擇題1.A2.D3.B4.B5.B6.C7.C8.C9.ABC10.B二、填空題1.地球物理2.礦化度3.水系沉積物4.參考標(biāo)準(zhǔn)5.分餾6.元素賦存狀態(tài)，成礦作用，地球化學(xué)障7.pH值，Eh值，氧化還原礦物8.溫度，化學(xué)成分，同位素組成9.地球圈層，水圈，大氣圈10.生物三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述地球化學(xué)勘查的基本原理和主要步驟。解析思路：地球化學(xué)勘查利用元素在地球表層的不均勻分布（異常）來(lái)尋找礦產(chǎn)。基本原理是：礦體及其圍巖的地球化學(xué)性質(zhì)與周圍環(huán)境存在差異，這種差異會(huì)反映在地表水系沉積物、土壤、巖石或地球物理場(chǎng)中，通過(guò)測(cè)量和尋找這些異常來(lái)定位礦體。主要步驟包括：選擇勘查目標(biāo)；確定勘查方法；采集樣品（如水系沉積物、土壤）；樣品預(yù)處理和測(cè)試分析；異常評(píng)價(jià)（圈定異常范圍、確定異常性質(zhì)）；檢查驗(yàn)證（如進(jìn)行地質(zhì)解譯、鉆探驗(yàn)證）。2.簡(jiǎn)述造成地下水污染的主要地球化學(xué)途徑。解析思路：地下水污染是指污染物通過(guò)物理、化學(xué)或生物過(guò)程進(jìn)入地下水體，改變其化學(xué)成分。主要地球化學(xué)途徑包括：淋濾作用（污染物從地表或包氣帶土壤中向下滲透，溶解或吸附在水中遷移）；沉淀-溶解平衡改變（如pH變化導(dǎo)致重金屬沉淀或溶解，或碳酸鹽沉淀/溶解影響水化學(xué)）；氧化還原反應(yīng)（如Fe2?氧化為Fe3?并沉淀，硫酸鹽還原）；絡(luò)合作用（水中配體與重金屬離子形成絡(luò)合物影響其遷移）；離子交換（水中離子與土壤礦物表面離子交換）。3.簡(jiǎn)述土壤環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查的目的和主要內(nèi)容。解析思路：土壤環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查的主要目的是查清土壤元素的空間分布特征、化學(xué)組成、背景值水平，識(shí)別土壤環(huán)境地球化學(xué)問(wèn)題（如元素污染、缺素或富集），為土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、污染治理、農(nóng)業(yè)合理施肥等提供地球化學(xué)依據(jù)。主要內(nèi)容通常包括：確定調(diào)查區(qū)域和范圍；制定采樣方案（布點(diǎn)、深度、數(shù)量）；采集土壤樣品；樣品分析測(cè)試（測(cè)定元素或離子含量）；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析（空間分布圖繪制、背景值確定、污染評(píng)價(jià)）；編寫調(diào)查報(bào)告。4.簡(jiǎn)述化石燃料燃燒對(duì)大氣環(huán)境地球化學(xué)成分的影響。解析思路：化石燃料（煤、石油、天然氣）主要成分為碳?xì)浠衔?，燃燒過(guò)程會(huì)釋放大量氣體和顆粒物。對(duì)大氣地球化學(xué)成分的影響主要體現(xiàn)在：顯著增加大氣中二氧化碳（CO?）濃度，是導(dǎo)致全球變暖的主要溫室氣體；釋放二氧化硫（SO?），在大氣中轉(zhuǎn)化為硫酸鹽氣溶膠，是酸雨的主要成因；釋放氮氧化物（NOx），參與光化學(xué)反應(yīng)生成臭氧（O?），形成光化學(xué)煙霧，并轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氣溶膠；產(chǎn)生懸浮顆粒物（PM2.5,PM10），危害人類健康和大氣能見度；釋放揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs），參與臭氧和二次顆粒物的形成。四、論述題1.論述地球化學(xué)方法在礦產(chǎn)資源勘查中的優(yōu)勢(shì)及其面臨的挑戰(zhàn)。解析思路：優(yōu)勢(shì)：成本相對(duì)較低，覆蓋范圍廣，可快速發(fā)現(xiàn)元素異常，提供區(qū)域地球化學(xué)背景信息，作為其他勘查方法的先導(dǎo)，尤其適用于尋找隱伏礦體和指示礦物化方向。面臨的挑戰(zhàn)：地球化學(xué)異常的成因復(fù)雜多樣，可能由礦源引起，也可能由其他自然因素（如風(fēng)化殼、巖漿活動(dòng)）或人為因素（如污染）引起，需要結(jié)合地質(zhì)、物探、遙感等多學(xué)科信息進(jìn)行綜合解譯才能有效區(qū)分礦化異常與非礦異常；部分元素在地表的遷移轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)，形成的異常范圍小、強(qiáng)度低，難以圈定礦體；對(duì)勘查人員的地球化學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)要求較高，異常評(píng)價(jià)和驗(yàn)證的工作量大。2.論述穩(wěn)定同位素技術(shù)在環(huán)境地球化學(xué)監(jiān)測(cè)與污染源解析中的應(yīng)用潛力。解析思路：應(yīng)用潛力體現(xiàn)在：監(jiān)測(cè)環(huán)境變化和污染過(guò)程：通過(guò)測(cè)定水體、土壤、大氣中穩(wěn)定同位素（如δ1?O,δ2H,δ13C,δ1?N,δ33S）組成的變化，可以追蹤污染物的來(lái)源、遷移路徑和轉(zhuǎn)化過(guò)程，評(píng)估污染擴(kuò)散范圍和程度，監(jiān)測(cè)環(huán)境修復(fù)效果。污染源解析：不同來(lái)源的污染物其同位素組成往往存在差異（同位素分餾效應(yīng)），利用這一特征可以區(qū)分不同污染源（如不同工廠排放、天然背景、農(nóng)業(yè)活動(dòng)等），對(duì)于復(fù)雜污染場(chǎng)地進(jìn)行溯源分析至關(guān)重要。例如，利用δ1?N區(qū)分氮肥、污水、硝酸鹽污染源；利用δ13C區(qū)分有機(jī)物來(lái)源（如甲烷、揮發(fā)性有機(jī)物）。此外，在地下水年齡測(cè)定、水循環(huán)研究、土壤碳氮循環(huán)研究等方面也具有重要應(yīng)用。3.結(jié)合實(shí)例，論述人類活動(dòng)對(duì)區(qū)域地球化學(xué)環(huán)境可能產(chǎn)生的主要影響及應(yīng)對(duì)措施。解析思路：主要影響：礦產(chǎn)開采與冶煉：導(dǎo)致區(qū)域重金屬（如Hg,As,Cd,Pb,Cu,Zn）污染，改變土壤和水體化學(xué)成分，形成地球化學(xué)熱點(diǎn)區(qū)（如礦區(qū)）。例如，湖南郴州超貧離子型稀土礦開采對(duì)當(dāng)?shù)厮岛屯寥赖南⊥良捌渌亟饘傥廴尽；剂先紵喝缜八?，?dǎo)致大氣CO?增加、酸雨（SO?,NOx）、臭氧污染和顆粒物污染。工業(yè)生產(chǎn)：排放有毒有害物質(zhì)，如氯堿工業(yè)排放的汞，化工生產(chǎn)排放的揮發(fā)性有機(jī)物和持久性有機(jī)污染物（POPs），都可能造成局部或區(qū)域性的地球化學(xué)污染。農(nóng)業(yè)活動(dòng)：過(guò)度使用化肥（氮磷）可能導(dǎo)致土壤酸化、鹽堿化，水體富營(yíng)養(yǎng)化，以及地下水中硝酸鹽污染；農(nóng)藥化肥殘留也可能污染土壤和農(nóng)產(chǎn)品。城市化：城市建設(shè)材料（如磚、水泥）的使用可能改變區(qū)域元素背景，交通排放加劇大氣污染，生活污水排放影響水體地球化學(xué)。應(yīng)對(duì)措施：加強(qiáng)環(huán)境地球化學(xué)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，掌握區(qū)域地球化學(xué)背景和動(dòng)態(tài)變化；嚴(yán)格執(zhí)行污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，推廣清潔生產(chǎn)技術(shù)；發(fā)展污染治理技術(shù)，如礦山環(huán)境恢復(fù)治理、大氣污染控制、水體凈化、土壤修復(fù)（物理、化學(xué)、生物修復(fù)）；科學(xué)規(guī)劃土地利用和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，合理施肥用藥；開展環(huán)境教育，提高公眾環(huán)保意識(shí)；利用地球化學(xué)原理進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)，為決策提供科學(xué)依據(jù)。五、計(jì)算題解析思路：1.計(jì)算H?濃度：c(H?)=10?pH=10??.?mol/L2.計(jì)算Ca2?和Mg2?的摩爾濃度：已知濃度即為摩爾濃度。c(Ca2?)=150/40.08≈3.75mol/Lc(Mg2?)=50/24.31≈2.05mol/L3.計(jì)算活度：活度a=濃度×活度系數(shù)a(Ca2?)=3.75mol/L×0.8=3.00mol/La(Mg2?)=2.05mol/L×0.8=1.64mol/L4.查表或計(jì)算CO?2?活度：在pH=7.5的天然水中，CO?2?主要來(lái)自HCO??的分解，其活度與CO?分壓和水的離子積有關(guān)。為簡(jiǎn)化計(jì)算，可假設(shè)水中存在一定濃度的HCO??，其平衡受pH控制。但更準(zhǔn)確的方法是利用碳酸鹽體系平衡計(jì)算。這里假設(shè)水中溶解有CO?，形成H?CO?，進(jìn)而解離。H?CO??H?+HCO??(Ka1)HCO???H?+CO?2?(Ka2)Ka1≈4.3x10??,Ka2≈5.6x10?11在pH=7.5時(shí)，[H?]≈3.16x10??mol/L計(jì)算CO?2?活度近似值：a(CO?2?)≈Ka2*a(HCO??)/a(H?)需要先估算a(HCO??)。假設(shè)[HCO??]≈[H?](近似平衡)，則a(HCO??)≈a(H?)≈3.16x10??mol/La(CO?2?)≈5.6x10?11*3.16x10??/(3.16x10??)≈5.6x10?11mol/L5.計(jì)算飽和指數(shù)（SI）：SI=log10{a(Ca2?)*a(CO?2?)/Ksp}(CaCO?)Ksp(CaCO?)=4.7x10??SI=log10{(3.00mol/L*5.6x10?11mol/L