2025年大学《海洋技术》专业题库- 海洋环境污染源监测及治理技术研究

2025年大学《海洋技术》专业题库——海洋环境污染源监测及治理技术研究考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项字母填在题干后的括号内）1.下列哪种污染物通常难以在环境中完全降解，且具有长期生态风险？（）A.油类B.氮、磷营养盐C.柴油D.氨氮2.在海洋环境污染源监测中，利用卫星遥感技术获取海表温度信息，主要属于哪种监测手段？（）A.物理监测B.化学监测C.生物监测D.社会监测3.对于海上石油泄漏事故，哪种物理清理方法通常适用于含油率较高的海面？（）A.生物修复B.布设围油栏C.化学分散剂使用D.沉降法4.以下哪种技术利用微生物的代谢活动来降解或转化污染物？（）A.吸附法B.化学沉淀法C.离子交换法D.生物修复5.建立海洋环境污染监测站网时，优先考虑在污染物输入通道附近布设站点，主要是为了？（）A.监测背景值B.评估扩散范围C.识别污染源D.研究生态效应6.芬顿试剂（Fentonreagent）在海洋污染治理中主要应用于？（）A.沉降重金属B.氧化难降解有机物C.吸附石油类物质D.促进赤潮生物增殖7.下列哪项不属于陆源污染物排入海洋的主要途径？（）A.工业废水排放口B.农业面源污染C.海上船舶排污D.生活污水排放8.在进行海洋污染治理效果评估时，除了污染物浓度变化外，还应关注？（）A.治理成本B.技术难度C.生态恢复状况D.设备运行效率9.适用于处理低浓度、大体积水体中溶解性污染物的常用物理方法是？（）A.蒸发法B.膜分离法C.沉淀法D.离心分离法10.下列哪种监测技术能够直接评估海洋污染对生物群落的综合影响？（）A.水体理化指标监测B.生物毒性测试C.海流监测D.遥感监测二、填空题（每空1分，共15分。请将正确答案填在横线上）1.海洋环境污染的主要来源包括陆源输入、______和海上活动等。2.常用的海洋环境污染监测指标有温度、盐度、pH、溶解氧、______、石油类、重金属等。3.吸附法是利用吸附剂表面的______将污染物从水中分离出来的方法。4.围油栏主要用于围控油污，其工作原理主要是利用______产生的压力差来阻止油污扩散。5.生物修复技术根据修复方式可分为______和人工促进修复两大类。6.声学监测技术在海洋环境监测中可用于______和监测水下噪声等。7.选择海洋环境污染治理技术时，应综合考虑技术可行性、经济合理性、______和环境影响等因素。8.海洋污染风险评估通常涉及污染物的______、暴露途径、剂量-效应关系和不确定性分析等步骤。9.水下机器人可以用于海洋环境监测，其优势在于能够进入______区域进行作业。10.随着技术发展，智能化、无人化的海洋环境监测与治理系统正成为______。三、简答题（每小题5分，共20分）1.简述物理法、化学法和生物法海洋污染治理技术的主要原理和适用范围。2.简述建立海洋环境污染监测站网时需要考虑的主要因素。3.简述船舶排污对海洋环境可能造成的危害。4.简述化学分散剂在海洋石油污染治理中的应用原理及其潜在环境风险。四、论述题（每小题10分，共20分）1.论述陆源污染物排入海洋的主要途径及其控制措施。2.结合具体案例或技术，论述海洋环境污染治理中综合运用多种技术的重要性。五、计算题（共15分）某海域发生石油泄漏，泄漏量为200吨。为评估扩散情况，监测人员在距离泄漏中心东北方向5公里处，于泄漏后24小时测得海水中石油类浓度为0.5mg/L。假设石油在海水中的扩散系数为E=20m²/h，海水密度为ρ=1025kg/m³，石油密度为ρ_油=0.85g/cm³。请简述计算该处石油泄漏初始时刻（t=0）的浓度（假设初始浓度为零）所需的基本步骤（无需具体计算结果），并说明计算中涉及的关键参数物理意义。六、案例分析题（共20分）某近岸海域因附近工厂排放含高浓度COD（化学需氧量）的废水而受到污染，导致水体发黑、鱼类死亡。为治理该污染，相关部门提出了以下几种治理方案：A.建设高级氧化装置处理废水，确保达标排放。B.在受污染海域实施曝气增氧，促进自然降解。C.引入能降解COD的特定微生物，进行生物强化修复。D.设置物理隔离设施，阻止污染水体扩散。请分析以上四种方案的原理、优缺点以及可能的应用条件，并在此基础上，为该海域的污染治理提出一个你认为最优的综合治理方案，说明理由，并简述治理效果的监测方法。试卷答案一、选择题1.D2.A3.B4.D5.C6.B7.C8.C9.B10.B二、填空题1.海上活动2.悬浮物3.表面吸附作用4.油水密度差5.自然净化6.海洋水文参数7.环境友好性8.逸度（或生物有效性）9.人类难以到达10.发展趋势三、简答题1.物理法：原理主要是通过物理过程（如吸附、萃取、膜分离、沉降、蒸发、冷却、离心分离等）将污染物从水体中分离出来。适用范围：适用于分离颗粒态污染物（如悬浮物、油类）、浓缩污染物等，有时作为预处理或深度处理步骤。例如，吸附法适用于去除溶解性有机物和重金属，膜分离法适用于制备饮用水或分离特定离子，物理沉降适用于去除较重颗粒物。化学法：原理主要是通过化学反应（如氧化还原、沉淀、中和、消毒、高级氧化等）改变污染物的化学结构或物理形态，使其毒性降低、溶解度减小或易于分离。适用范围：适用于处理难降解有机物、重金属、酸性或碱性废水等。例如，化学沉淀法适用于去除磷酸盐和重金属离子，芬顿法适用于降解难降解有机污染物，消毒法适用于杀灭病原微生物。生物法：原理主要是利用微生物（细菌、藻类、真菌等）的代谢活动，将污染物（如有机物、氮磷）降解为无害或低毒的物质，或将其转化为有用的生物质。适用范围：适用于处理可生物降解的有机物废水，尤其适用于处理低浓度、大体积的废水，以及进行生态修复。例如，活性污泥法适用于市政污水和工业有机废水处理，生物滤池适用于去除氨氮和有机物，植物修复适用于净化受污染的滩涂和土壤。2.地理位置：应考虑污染物的主要输入通道、排放口位置、敏感区域（如水产养殖区、自然保护区、旅游区）等。监测目标：明确需要监测的污染物种类和浓度水平，是常规监测、应急监测还是专项研究。环境特征：考虑海区的水文条件（如流场、潮汐）、水动力特性、水深、底质类型等。监测能力与技术：结合现有监测技术和设备能力，确定监测点的布设密度和监测频率。成本效益：在满足监测需求的前提下，考虑布设和运行成本。覆盖范围：确保监测网络能够覆盖需要监控的海域范围。综合以上因素，科学合理地布设监测站点，形成有效的监测网络。3.物理危害：油膜覆盖海面阻碍阳光透射，影响浮游植物光合作用，导致水体缺氧，窒息鱼、虾、贝类等水生生物；油污附着在鱼鳃和羽毛上，影响其呼吸和保温能力，降低生存能力。化学危害：石油中的有毒有害组分（如多环芳烃）直接毒害水生生物；石油分解过程中消耗大量溶解氧，造成水体缺氧；重金属等杂质随石油进入海洋，造成二次污染。生态危害：破坏海洋食物链；导致生物种群数量下降甚至局部灭绝；改变海区生态系统结构和功能；对海岸带生态环境（如沙滩、湿地）造成破坏。传播扩散：船舶排污中的污染物（如油类、化学品、污水、垃圾）可通过海流扩散到更大范围，污染更广区域。4.应用原理：化学分散剂是一种表面活性剂，能降低油和水之间的界面张力，使油滴分散成细小的油滴悬浮在水中。分散后的微小油滴更容易被海水中的自然乳化作用或微生物作用所降解。其原理是利用界面张力改变，促进物理乳化过程。潜在环境风险：可能对海洋生物产生毒性或刺激作用；可能加速某些难降解石油组分的释放进入水体，扩大污染范围；可能影响后续的物理或化学处理效果；其本身也可能成为一种新的污染物，需要关注其环境降解和生态效应。四、论述题1.主要途径：*工业废水：工厂直接将未经处理或处理不达标的工业废水排入河流、近海排污口，是陆源污染物排入海洋的最主要途径之一，污染物种类多、成分复杂、浓度高。*农业面源污染：农田施用的化肥（氮、磷）、农药随降雨或灌溉水流入河流，最终汇入海洋，造成富营养化和农药残留问题。*生活污水：城镇居民生活产生的污水（含有机物、氮磷、病原体等）通过市政管网或分散式排放口排入近岸海域，是重要的污染源。*大气沉降：工业废气、汽车尾气、农业氨排放等产生的污染物（如重金属、氮氧化物、硫氧化物、颗粒物）通过大气沉降落入海洋表面，形成“第二污染源”。*固体废物：海岸地带非法倾倒的生活垃圾、工业废物、建筑垃圾等，直接污染海滩和近岸海域。控制措施：*源头控制：推进清洁生产，减少污染物产生；合理使用化肥农药，提倡生态农业；控制工业废水和生活污水排放总量。*末端治理：建设和提标改造污水处理厂，确保污水达标排放；建设近海排污口，规范排污行为；加强大气污染控制，减少大气沉降输入。*过程拦截：建设入海河流生态缓冲带，拦截过滤面源污染物；加强海岸带垃圾管理，禁止非法倾倒。*生态修复：加强近岸生态系统的保护和修复，增强其对污染物的自净能力。*法规管理：完善海洋环境保护法律法规，加大执法力度，严格控制陆源污染物排放。综合运用以上措施，才能有效控制陆源污染对海洋环境的影响。2.重要性：*单一技术局限性：任何一种海洋污染治理技术都有其特定的适用条件和局限性。例如，物理方法（如围油栏）可能无法彻底清除油污，且成本高；化学方法（如化学分散剂）可能加速油扩散，存在二次污染风险；生物方法（如自然净化）速度慢，对污染物浓度要求高。*污染复杂性：海洋污染物种类繁多，污染程度不一，污染环境（如海域、水体、底质）复杂多样。单一技术往往难以应对这种复杂性和多样性。*提高效率与效果：综合运用多种技术，可以扬长避短，发挥协同作用，提高污染治理的整体效率和处理效果。例如，可以先采用物理方法围控污染，再配合化学方法加速分解，最后利用生物方法进行生态修复。*降低成本与风险：通过优化组合，可以选择更经济、更环保、更低风险的技术方案，实现环境效益、经济效益和社会效益的统一。*适应不同场景：针对不同类型的污染（如油污染、化学品污染、富营养化）、不同海况（如风浪大小、水流条件）和不同治理目标（如快速控制、彻底清除、生态恢复），可以灵活选择和组合适宜的技术。案例/技术说明：例如，在处理船舶油污事故时，通常先用围油栏进行围控和回收；对于残留在滩涂上的油污，可能采用高压水冲刷（物理）配合生物降解剂（化学）；对于由陆源排放引起的近岸水体富营养化，则可能需要结合控源（减少入海氮磷）、物理控藻（如使用絮凝剂）、化学沉淀（如投加铁盐）和生物操纵（如引入滤食性生物）等多种手段进行综合治理。实践证明，综合运用技术往往能取得比单一技术更好的治理效果。五、计算题所需步骤：1.确定模型：选择合适的污染物扩散模型（如二维或一维对流扩散模型）来描述浓度随时间和距离的变化。2.明确参数：确定扩散模型所需的关键参数，包括扩散系数（E）、初始条件（t=0时，C=0）、边界条件（泄漏源处浓度、下游远处浓度或背景浓度）、时间（t）和距离（x）。3.列出公式：根据所选模型，写出污染物浓度（C）随距离（x）和时间（t）变化的数学表达式（如活塞流模型、点源扩散模型等）。4.代入数据：将题目中给定的参数值（E=20m²/h,ρ=1025kg/m³,ρ_油=0.85g/cm³,x=5000m,t=24h,C(x,24h)=0.5mg/L）代入公式。5.计算初始浓度：通过公式推导或变换，计算出泄漏初始时刻（t=0）在距离泄漏中心5公里处的理论浓度值（C(x,0)）。关键参数物理意义：*E（扩散系数）：表示污染物在介质中扩散的快慢程度，单位面积时间内污染物扩散的面积，反映了物质迁移的物理特性。*ρ（海水密度）：海水的质量密度，用于计算水体体积或污染物质量时使用。*ρ_油（石油密度）：石油物质本身的质量密度，与海水密度对比决定了油膜是否上浮及物理性质。*x（距离）：污染物从泄漏源扩散的距离。*t（时间）：污染物扩散所经历的时间。*C（浓度）：单位体积水体中所含污染物的质量或浓度值，是衡量污染程度的基本指标。六、案例分析题方案分析：*A.高级氧化装置处理废水：*原理：通过强氧化剂（如臭氧、羟基自由基）或光照等方式，将废水中的有机污染物（COD）矿化为二氧化碳和水。*优点：处理效率高，能去除难降解有机物，出水水质好。*缺点：设备投资和运行成本高，可能产生有害副产物，对废水的pH等条件有要求。*应用条件：适用于处理浓度较高、成分复杂的工业废水，且对出水水质有严格要求的情况。*B.曝气增氧：*原理：通过曝气设备向水体中充入空气，增加水中的溶解氧，促进好氧微生物的生长，加速有机物的自然降解。*优点：技术成熟，运行成本相对较低，操作简单。*缺点：主要依靠自然降解，处理速度较慢，对低浓度污染效果有限，不能去除氮磷等营养盐，可能引起二次污染（如藻类过度繁殖）。*应用条件：适用于污染程度不严重、水体流动性较好、能够满足微生物降解所需溶解氧条件的海域。*C.生物强化修复：*原理：向受污染环境中投加能够高效降解特定污染物的特定微生物菌种或培养物，以加速污染物的降解过程。*优点：可能比自然修复更快，针对性强。*缺点：效果受环境条件（温度、pH、营养盐等）影响大，可能存在引入外来物种的风险，对菌种效果和安全性需评估。*应用条件：适用于目标污染物种类明确，且环境条件适宜微生物生长和代谢的情况。*D.物理隔离设施：*原理：通过设置物理屏障（如隔堤、围隔）将污染水体与清洁水体或其他敏感区域隔离开，控制污染物的扩散范围。*优点：能够快速控制污染物的扩散，为后续治理提供条件。*缺点：施工和运行成本高，可能对水流产生阻挡，影响生态系统连通性，需要定期维护。*应用条件：适用于污染源集中、需要快速控制扩散范围的近岸海域。最优综合治理方案：推荐采用以A（高级氧化处理废水）+B（曝气增氧）+C（