2025年大学《化学测量学与技术》专业题库- 环境化学测量学在生态系统监测中的重要性

2025年大学《化学测量学与技术》专业题库——环境化学测量学在生态系统监测中的重要性考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项前的字母填在答题卡相应位置）1.在生态系统监测中，用于评估水体富营养化的化学测量指标通常不包括：A.溶解氧(DO)B.总磷(TP)C.叶绿素a浓度D.氮氧化物(NOx)浓度2.对于土壤中重金属的测定，原子吸收光谱法（AAS）相比于电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS），其主要优势在于：A.更高的灵敏度B.更宽的线性范围C.对基体效应不敏感D.能同时测定多种元素3.在进行水体中总有机碳（TOC）的测定时，通常采用燃烧氧化法，该方法的核心原理是将有机碳转化为：A.二氧化碳B.氧化亚氮C.一氧化碳D.氢气4.使用气相色谱法（GC）测定土壤气体中挥发性有机物（VOCs）时，选择合适的固定相是保证分离效果的关键，以下哪种固定相通常用于分析极性较强的VOCs？A.聚乙二醇类固定相B.聚二甲基硅氧烷(PDMS)类固定相C.轻质硅烷类固定相D.不锈钢毛细管柱5.在环境样品的前处理过程中，液-液萃取和固相萃取（SPE）都是常用的技术，SPE相比液-液萃取的主要优点通常不包括：A.操作更简便快捷B.更易于实现自动化C.通常能处理更大的样品量D.对目标分析物具有更高的选择性6.当需要同时测定环境水样中多种形态的汞（如甲基汞、乙基汞、无机汞）时，最常用的化学测量技术是：A.冷原子吸收光谱法(AAS)B.超高效液相色谱-串联质谱法(UHPLC-MS/MS)C.原子荧光光谱法(AFS)D.离子色谱法(IC)7.生态系统监测中，生物样品（如鱼、鸟、植物）的化学测量分析，其重要意义主要体现在：A.直接测定环境介质中的污染物浓度B.评估污染物在生物体内的富集水平和生态风险C.精确测量污染物的迁移转化速率D.直接确定环境质量标准值8.在进行环境空气PM2.5样品中重金属的化学测量时，样品的采集和保存需要特别注意以避免污染和损失，以下哪种措施是无效的？A.使用预处理的石英滤膜进行采样B.在采样前后检查滤膜是否完好C.采样后立即将滤膜密封于带有干燥剂的容器中D.将采集好的滤膜在高温下直接灼烧消解9.以下哪种环境化学测量技术的原理是基于测量物质对特定波长辐射的吸收或发射强度？A.电位分析法B.质谱分析法C.光谱分析法（如UV-Vis,AAS,ICP-OES）D.磁力旋转法10.环境化学测量学在制定和执行环境法规方面发挥着重要作用，其主要体现在：A.直接提出环境标准限值B.提供法定的污染物监测方法和技术支持C.独立进行环境执法监督D.制定污染者责任保险条款二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在答题卡相应位置）1.环境化学测量学在生态系统监测中的核心作用在于提供可靠的数据，以评估______、揭示______、监测______并支持环境管理决策。2.原子荧光光谱法（AFS）测定汞时，通常采用______作为原子化剂，其优点是原子化效率高且对样品基质干扰小。3.在生态系统监测方案设计中，需要根据监测目标、区域特征和______等因素，合理选择化学测量技术和方法。4.土壤样品中重金属的化学形态分析对于评估其生物有效性和生态风险至关重要，常用的测定技术包括______和______。5.为了确保环境化学测量结果的准确可靠，必须建立完善的______体系，包括样品采集、保存、运输、制备、分析以及数据审核等各个环节的质量控制措施。三、名词解释（每小题3分，共15分。请将答案填在答题卡相应位置）1.生物放大作用(Biomagnification)2.基体效应(MatrixEffect)3.总有机碳(TOC)4.同位素稀释质谱法(ID-MS)5.生态风险评估(EcologicalRiskAssessment)四、简答题（每小题5分，共20分。请将答案填在答题卡相应位置）1.简述选择环境化学测量技术时需要考虑的主要因素。2.解释什么是环境样品的前处理？在前处理过程中，为什么要进行样品消解？3.为什么在生态系统监测中，仅仅测定环境介质（水、气、土）中的污染物浓度是不够的？还需要分析生物样品？4.简述环境化学测量数据在环境质量评价中的作用。五、论述题（每题10分，共20分。请将答案填在答题卡相应位置）1.论述化学测量技术在监测水体富营养化过程中的应用，包括可以测定的指标、常用的测量方法及其在评估水体状况中的作用。2.结合具体例子，论述如何利用化学测量学知识解决一个实际的生态系统监测问题（例如，某区域疑似受到重金属污染，如何设计监测方案并进行初步分析）。---试卷答案一、选择题1.D2.B3.A4.A5.D6.B7.B8.D9.C10.B二、填空题1.生态系统健康状况，污染物迁移转化规律，环境变化趋势2.硫脲3.技术可行性4.二甲基甲酰胺(DMF)，盐酸羟胺-抗坏血酸体系5.质量控制与保证(QA/QC)三、名词解释1.生物放大作用：污染物在食物链中逐级传递，并在高级消费者体内不断富集积累的现象。2.基体效应：样品中基质组分与分析物之间发生的物理或化学相互作用，导致分析结果偏离真实值的效应。3.总有机碳(TOC)：表示水中所含所有有机物的总量，通常通过将有机物燃烧转化为二氧化碳来测定。4.同位素稀释质谱法(ID-MS)：利用同位素内标来提高分析物测量的准确度和精密度，常用于环境样品中痕量元素或稳定同位素的分析。5.生态风险评估：评估有害物质释放到环境中可能对生态系统或生物产生的有害影响程度及其发生的可能性，并据此进行风险管理和决策的过程。四、简答题1.选择环境化学测量技术时需要考虑的主要因素：监测目标（测定什么、评价什么）、分析物的性质（浓度水平、物理化学性质）、样品基质复杂性、所需的分析速度和通量、方法的灵敏度、准确度和精密度要求、成本效益、仪器的可获得性以及环境法规和标准的要求等。2.环境样品的前处理：指将原始环境样品（如水、土、气、生物组织）转化为适合仪器分析的形态的过程，包括样品的采集、保存、运输、消解、萃取、浓缩、衍生化等步骤。样品消解的目的是破坏样品基质（如有机物、硅酸盐等），使待测分析物（特别是金属离子或难挥发有机物）充分释放出来，进入溶液相，从而消除或减小基质效应对测定结果的干扰，提高测定的准确度和灵敏度。3.在生态系统监测中，环境介质中的污染物浓度可以反映污染的来源和程度，但污染物是否能进入生物体以及达到何种程度，还取决于其自身的理化性质以及生物体的吸收、转化和积累能力。生物样品（如鱼、鸟、植物）的化学测量可以更直接地反映污染物在生态系统中的生物有效性和生态风险，因为污染物在生物体内的浓度通常比在环境介质中高得多（生物放大作用），更能指示潜在的生态危害。此外，生物样品的分析可以追踪污染物的生物富集和食物链传递过程。4.环境化学测量数据在环境质量评价中的作用：提供定量的污染物信息，用于判断环境介质（水、气、土等）是否符合相关的环境质量标准；识别和定位污染源，为污染控制和治理提供依据；评估污染对生态系统和人类健康的风险；追踪污染物的迁移转化规律和变化趋势；评价环境治理措施的效果；为环境管理和政策制定提供科学依据。五、论述题1.化学测量技术在监测水体富营养化过程中的应用：水体富营养化主要指水体中氮、磷等营养盐含量过高，导致藻类等水生植物过度繁殖。化学测量技术可用于监测关键指标：*总氮(TN)和总磷(TP)：直接反映水体营养盐负荷，常用分光光度法、离子色谱法或过硫酸钾氧化-消解-分光光度法测定。*叶绿素a：水中浮游植物的主要组成成分，其浓度是衡量藻类生物量多少的指标，常用分光光度法、荧光法或高效液相色谱法测定。*化学需氧量(COD)或高锰酸盐指数(CODMn)：反映水中有机物的含量，有机物分解会消耗水中的溶解氧，常用重铬酸钾氧化法或高锰酸钾氧化法测定。*溶解氧(DO)：藻类呼吸和有机物分解会消耗溶解氧，低溶解氧表明水体缺氧，常用碘量法、电化学传感器法测定。*藻类种类和数量：直接观察和计数，可用显微镜计数法或流式细胞仪等。测定这些指标的数据，可以用于评估水体的富营养化程度，判断藻类爆发的风险，评价水生生态系统的健康状况，并为水资源管理、污染控制和生态修复提供科学依据。2.举例说明如何利用化学测量学知识解决实际的生态系统监测问题（例如，某区域疑似受到重金属污染，如何设计监测方案并进行初步分析）：*问题背景：某区域下游河流鱼类出现异常死亡，初步怀疑可能与上游某工业区排放的废水有关，疑似污染物为重金属。*监测方案设计（利用化学测量学知识）：*监测目标：确定工业区排放废水和下游河流水体、沉积物以及附近鱼类体内重金属（如铅Pb、镉Cd、汞Hg等）的污染水平，评估污染来源，判断对生态系统的风险。*监测点位布设：上游工业区排污口、排污口下游不同距离处（多点）、河流中上游对照断面、鱼类栖息区。同时采集表层沉积物和附近鱼类（如鱼鳃、鱼肉）样品。*样品采集与保存：水样使用预先处理（如用酸清洗）的玻璃瓶采集，加入硝酸固定；沉积物样品使用抓斗式采样器采集，现场分装，加入固定剂；鱼类样品采集后，迅速分离组织（鱼鳃、鱼肉），用氮气吹扫真空包装，冷冻保存。所有样品需详细记录采集信息并做好标识。*化学测量技术选择：*水体：选择高灵敏度的原子吸收光谱法（AAS）或电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）同时测定Pb、Cd、Hg等。*沉积物：通常采用微波消解-ICP-MS或AAS法进行测定。*鱼类样品：鱼鳃和鱼肉对重金属的富集程度不同，需分别测定。采用消解（如硝酸-高氯酸消解或干法灰化）后-ICP-MS或AAS法测定。*质量控制：采取平行样、空白样、加标回收样和质控样，并使用标准参考物质进行方法验证，确保分析结果的准确可靠。*初步分析：*将测得的工业区废水、下游河水和沉积物中的Pb、Cd、Hg等重金属浓度与当地或国家/国际相关的水质标准或土壤环境质量标准进行比较。*分析污染物浓度在空间上的变化趋势，判断污染范围和程度。