2025年大学《地球化学》专业题库- 矿床地球化学环境影响与治理

2025年大学《地球化学》专业题库——矿床地球化学环境影响与治理考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项字母填涂在答题卡相应位置）1.矿床开采过程中，导致酸性矿山排水（AMD）的主要地球化学原因是？A.矿石中碱金属氧化物的溶解B.矿石中硫化物（特别是黄铁矿）的氧化C.氧化物矿物的水解D.地下水自身具有强酸性2.在评价矿区土壤重金属污染时，常作为参比标准的地球化学指标是？A.矿石原始品位B.地球化学背景值C.空气污染物浓度D.植物吸收的重金属量3.生物地球化学循环与矿床地球化学环境问题密切相关，下列哪项循环的变化直接反映了矿业活动对水体的污染？A.碳循环B.氮循环C.磷循环D.重金属元素循环4.下列哪种矿山环境治理技术主要利用化学沉淀反应来去除水体或土壤中的重金属？A.离子交换法B.电化学修复法C.化学沉淀法D.植物修复法5.稳定同位素技术在矿床地球化学环境影响研究中的应用主要体现在？A.直接测定污染物浓度B.识别污染物的来源C.监测污染物的迁移路径D.评估治理效果6.矿山土壤重金属污染中，植物修复技术的地球化学基础主要是利用植物对重金属的？A.物理吸附能力B.化学浸提能力C.吸收和转运能力D.生物降解能力7.尾矿库渗滤液对下方含水层造成污染的主要地球化学途径是？A.气态挥发B.地表径流迁移C.通过包气带下渗D.生物体迁移8.评价矿业活动对大气环境的影响时，地球化学角度主要关注？A.风沙活动B.粉尘颗粒物成分C.温度变化D.降水酸化程度9.在选择矿山环境治理技术时，需要重点考虑的因素不包括？A.污染物的地球化学性质B.治理成本和效率C.当地气候条件D.技术的成熟度和可操作性10.地球化学背景值调查是矿山环境影响评价的基础工作，其主要目的是？A.确定矿山的开采价值B.评估环境风险C.为污染判定提供参照标准D.制定环境治理方案二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填写在横线上）1.矿床开采引发的环境地球化学问题主要包括对水环境、______环境和______环境的污染与破坏。2.酸性矿山排水（AMD）的形成过程通常涉及黄铁矿的氧化、水的______以及酸性溶液的运移三个关键阶段。3.重金属在土壤环境中的迁移转化行为受到土壤pH值、氧化还原电位、______以及植物吸收等因素的影响。4.环境地球化学监测通常包括对污染物的______监测、______监测和生物监测。5.利用化学药剂调节pH值，促进重金属在尾矿库覆盖层中沉淀固化是一种常见的______技术。6.植物修复技术根据其作用机制可分为植物提取（______）、植物稳定（______）和植物挥发（______）等。7.地球化学找矿模型是预测矿床地球化学环境问题潜在分布的重要工具，它主要基于______和______原理。三、名词解释（每题3分，共15分。请将答案填写在横线上）1.地球化学背景值2.生物地球化学循环3.酸性矿山排水（AMD）4.环境地球化学监测5.重金属污染土壤修复四、简答题（每题5分，共20分。请将答案填写在横线上）1.简述矿业活动导致土壤重金属污染的主要途径。2.简述影响酸性矿山排水（AMD）产生的关键地球化学因素。3.简述环境地球化学监测在矿山环境管理中的作用。4.简述化学沉淀法治理重金属污染的地球化学原理。五、论述题（每题10分，共30分。请将答案填写在横线上）1.论述矿业活动对水环境可能产生的地球化学影响及其主要污染物。2.论述如何综合运用地球化学知识与技术在矿山环境治理中进行方案选择。3.论述地球化学背景值调查在矿山环境影响评价中的重要性及其具体工作内容。试卷答案一、选择题1.B2.B3.D4.C5.B6.C7.C8.B9.C10.C二、填空题1.土壤，大气2.矿物氧化3.有机质含量4.物理化学性质，地球化学组分5.封闭/覆盖6.phytoextraction,phytostabilization,phytoremediation7.地球化学异常，空间分布规律三、名词解释1.指在未受人类活动显著影响的自然环境中，某元素或化合物存在的正常化学组成或浓度范围。2.指元素或化合物在生物圈、岩石圈、水圈和大气圈之间进行迁移和循环的过程。3.指硫化物矿床开采过程中，矿石中的硫化物（如黄铁矿）氧化后产生的酸性水，并常常伴有重金属离子溶解而形成的酸性矿井排水。4.指通过系统地采集环境样品（水、土壤、沉积物、大气等），分析其中元素或化合物的含量和形态，以监测环境质量变化、识别污染来源和评估环境影响的活动。5.指利用物理、化学或生物方法修复被重金属污染的土壤，降低污染物含量或降低其生态风险和可迁移性。四、简答题1.矿业活动导致土壤重金属污染的主要途径包括：①矿石开采和运输过程中粉尘的沉降；②选矿厂尾矿和废石堆放过程中重金属的淋滤扩散；③选冶废水灌溉或泄漏；④治炼烟气排放导致的重金属沉降；⑤矿山设备磨损产生的金属屑污染。2.影响酸性矿山排水（AMD）产生的关键地球化学因素包括：①矿石中硫化物（特别是黄铁矿FeS2）的含量和赋存状态；②氧化条件（如氧气、空气接触）；③水的pH值和碱度（影响氧化速率和铁的沉淀）；④温度（影响化学反应速率）；⑤微生物活动（可加速硫化物氧化）。3.环境地球化学监测在矿山环境管理中的作用包括：①及时发现矿山环境地球化学异常，识别潜在的环境风险；②评估矿业活动对环境的影响范围和程度；③判定污染物的来源；④跟踪污染物的迁移转化过程；⑤评价环境治理措施的效果；⑥为环境管理决策提供科学依据。4.化学沉淀法治理重金属污染的地球化学原理是：通过添加化学药剂（如石灰、铁盐、铝盐等），调节污染介质（水或土壤）的pH值或其他地球化学条件（如氧化还原电位），改变重金属离子的存在形态，使其转变为溶解度极低或难溶的氢氧化物、碳酸盐、硫化物或沉淀物，从而降低重金属的溶解态浓度和生物有效性，达到净化目的。五、论述题1.矿业活动对水环境可能产生的地球化学影响及其主要污染物包括：矿业活动通过多种途径向水环境排放地球化学物质，引发一系列影响。主要途径和影响如下：①酸性矿山排水（AMD）：硫化物矿床开采和加工过程中，硫化物氧化产生强酸性水，溶解并运移大量重金属（如铁、锰、铜、铅、锌、镉、砷等），导致水体pH值急剧降低，重金属浓度超标，严重污染地表水和地下水。②选冶废水：选矿过程（如浮选、重选）和冶炼过程产生含有高浓度重金属离子（如Cu²⁺,Pb²⁺,Zn²⁺,Cd²⁺,As³⁺等）、选矿药剂（如黄药、黑药）及其降解产物、悬浮物等的废水。这些废水若不经处理直接排放，将严重污染水体，破坏水生生态系统。③矿山粉尘沉降：开采、运输和堆放过程中产生的粉尘，通过干沉降或雨雪洗涤进入水体，增加水体悬浮物浓度，并可能携带重金属元素。④地下水污染：AMD和选冶废水通过下渗污染浅层地下水；深层地下水也可能因隔水层破坏或长期渗漏而受到污染。主要污染物为：酸性水（低pH）、重金属离子（种类和浓度因矿石类型和选冶工艺而异）、选矿药剂及副产物、悬浮物等。这些污染物改变了水体的化学组成和地球化学特征，对水生生物、饮用水源和生态环境构成严重威胁。2.综合运用地球化学知识与技术在矿山环境治理中进行方案选择需考虑以下方面：矿山环境治理方案的选择是一个复杂的过程，需要综合运用地球化学知识对污染问题进行深入分析，并评估各种治理技术的可行性。具体步骤和考虑因素：①污染源识别与地球化学特征分析：首先利用地球化学调查确定污染物的种类、来源（矿石、废水、尾矿、烟气等）、污染范围和强度。分析污染物的地球化学性质（如溶解度、吸附性、迁移转化规律、稳定性和生物有效性等）以及污染介质的地球化学背景（如pH、Eh、氧化还原条件、主要离子组成等）。这有助于理解污染机理，为选择合适的治理技术提供依据。②污染程度与影响评估：基于地球化学监测数据，评估污染物在土壤、水、大气、生物等介质中的累积水平和生态风险。结合地球化学模型预测污染物的迁移转化趋势和环境影响范围。③治理目标设定：根据污染程度、生态敏感性、法规要求等因素，设定明确的治理目标，如降低污染物浓度到特定标准、修复生态功能、消除环境风险等。④治理技术筛选与比较：根据污染物的地球化学性质、污染介质的特征、治理目标、技术经济可行性、环境影响、长期稳定性等因素，筛选多种潜在的治理技术（如物理法、化学法、生物法及其组合技术）。运用地球化学原理分析各种技术的作用机制、预期效果、可能产生的二次污染以及适用条件。⑤方案优化与集成：综合考虑技术效果、成本效益、操作维护、环境兼容性等因素，对筛选出的技术进行优化组合，形成最佳治理方案。例如，对于重金属污染土壤，可能需要结合化学稳定化/固化（改变重金属赋存形态）和植物修复（移除部分污染物）。⑥方案实施与效果监测：在方案实施过程中，持续进行地球化学监测，跟踪治理效果，及时调整优化方案。确保治理目标得以实现。通过综合运用地球化学知识，可以更科学、更有效、更具针对性地选择和优化矿山环境治理方案，实现环境效益和经济效益的最大化。3.地球化学背景值调查在矿山环境影响评价中的重要性及其具体工作内容：地球化学背景值调查是矿山环境影响评价的基础性和关键性工作，其重要性体现在：①提供客观评价标准：地球化学背景值代表了自然状态下环境介质中元素或化合物的正常含量范围，是评价矿业活动造成环境变化的客观依据。没有背景值，就无法判断矿区环境质量是自然恶化还是人为污染，也无法确定污染的程度和风险。②识别污染来源：通过比较矿区环境介质（水、土壤、岩石、生物体）的元素含量与区域或全国性的地球化学背景值，可以识别出哪些元素含量显著偏高，从而判断污染物的来源是自然地质背景较高还是主要源于矿业活动。③预测潜在环境影响：了解区域地球化学背景特征，有助于预测矿业活动可能引发的环境地球化学问题，特别是对背景值本身较高或人类健康敏感的元素（如某些重金属、砷等）的潜在风险。④评估治理效果：在治理后，需要将环境介质的地球化学指标与背景值或治理目标值进行比较，以评估治理措施是否有效，环境质量是否恢复到可接受水平。地球化学背景值调查的具体工作内容通常包括：①确定调查区域和对象：根据矿山所在地的地理位置、地质背景、气候条件、行政区划等因素，确定调查范围。调查对象通常包括区域母岩、土壤、地表水、地下水、大气降水、以及当地主要生物（如农作物、牧草、茶叶等）等。②设计样品采集方案：根据调查对象和调查目的，制定详细的样品采集计划，包括采样点布设原则（覆盖不同地貌单元、土地利用类型、距离污染源远近等）、采样方法、样品数量、采样频次、样品保存和运输要求等。③进行样品分析测试：按照国家标准或行业标准，选择有资质的实验室对采集到的样品进行元素或化合物的化学分