化學(xué)與極地保護(hù)整合能力測評試題一、單項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分）南極冰蓋中封存的大氣氣泡可用于研究過去氣候變遷，其主要化學(xué)分析對象是（）A.氧氣同位素比例B.甲烷濃度梯度C.硫酸鹽氣溶膠顆粒D.以上全部2024年測得北極凍土帶釋放的溫室氣體中，哪種化合物的化學(xué)活性最強(qiáng)且對臭氧層破壞潛力最大（）A.二氧化碳B.氧化亞氮C.氟利昂-12D.三氯甲烷極地科考站使用的柴油發(fā)電機(jī)排放的尾氣中，經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)可生成二次污染物的是（）A.碳?xì)浠衔顱.氮氧化物C.硫氧化物D.A和B企鵝羽毛中檢測出的全氟辛烷磺酸（PFOS）主要來源于（）A.極地本土工業(yè)排放B.大氣長距離遷移C.冰川融水沖刷D.游客丟棄的塑料制品測定南極冰芯中重金屬元素含量時，需采用的前處理技術(shù)是（）A.微波消解法B.索氏提取法C.固相萃取法D.超臨界流體萃取法下列哪種化學(xué)物質(zhì)會通過降低海水pH值影響極地珊瑚鈣化過程（）A.多氯聯(lián)苯B.二氧化碳C.六價(jià)鉻D.甲基汞北極苔原生態(tài)系統(tǒng)中，哪種現(xiàn)象體現(xiàn)了污染物的生物放大效應(yīng)（）A.地衣中的PCB濃度高于土壤B.北極熊體內(nèi)DDT含量是海藻的100萬倍C.雪藻爆發(fā)導(dǎo)致冰面反照率下降D.海冰融化釋放溶解態(tài)重金屬用于清除極地油污泄漏的環(huán)保型分散劑應(yīng)具備的特性是（）A.低溫活性高B.生物降解率>90%C.無生物累積性D.以上全部南極臭氧空洞形成的關(guān)鍵化學(xué)過程發(fā)生在（）A.對流層頂部B.平流層冰晶表面C.中間層氣溶膠D.熱層離子區(qū)檢測極地降雪樣品中微塑料時，最適合的分離技術(shù)是（）A.密度梯度離心B.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用C.傅里葉變換紅外光譜D.場發(fā)射掃描電鏡二、填空題（每空2分，共20分）南極冰蓋表層雪中的_______離子濃度可作為大氣海鹽輸送的示蹤劑。2023年發(fā)現(xiàn)的新型全氟烷基物質(zhì)（PFAS）在極地生物體內(nèi)的半衰期長達(dá)_______年。冰川消融導(dǎo)致的_______元素釋放可能引發(fā)極地淡水生態(tài)系統(tǒng)的富營養(yǎng)化。極地科考站的生活污水需經(jīng)過_______級處理才能達(dá)到國際極地協(xié)會排放標(biāo)準(zhǔn)。大氣中_______化合物與臭氧的光化學(xué)反應(yīng)是南極春季臭氧損耗的主要機(jī)制。三、簡答題（每題10分，共30分）闡述持久性有機(jī)污染物（POPs）在極地環(huán)境中的“全球蒸餾效應(yīng)”形成機(jī)制，并舉例說明兩種典型污染物的遷移路徑。分析氣候變化背景下，北極凍土融化可能引發(fā)的三重化學(xué)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)（包括碳循環(huán)、重金屬釋放、污染物遷移三個維度）。設(shè)計(jì)一套用于檢測南極企鵝種群重金屬暴露水平的研究方案，需包含樣品采集策略、分析方法選擇及質(zhì)量控制措施。四、綜合分析題（20分）某科考隊(duì)在羅斯海新站周邊發(fā)現(xiàn)異常高濃度的全氟辛酸（PFOA），請完成以下分析：（1）繪制PFOA從污染源到企鵝體內(nèi)的完整遷移路徑圖（5分）（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室檢測方案，比較血液、肝臟、羽毛三種生物樣品中PFOA的檢測限差異（8分）（3）結(jié)合《南極條約環(huán)境保護(hù)議定書》，提出針對性的污染控制對策（7分）五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題（20分）現(xiàn)有一批采自格陵蘭冰蓋的冰芯樣品（深度0-1000米），請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究工業(yè)革命以來人類活動對極地環(huán)境的化學(xué)影響，要求：（1）列出至少5項(xiàng)關(guān)鍵化學(xué)指標(biāo)及對應(yīng)的檢測技術(shù)（10分）（2）說明如何通過冰芯化學(xué)剖面重建1850-2020年的污染歷史（6分）（3）預(yù)測該研究可能發(fā)現(xiàn)的兩種特殊化學(xué)指紋及其環(huán)境指示意義（4分）六、計(jì)算題（10分）已知某極地湖泊中甲基汞的濃度為0.02μg/L，通過食物鏈傳遞時，每營養(yǎng)級的生物富集系數(shù)為100。若當(dāng)?shù)匾蚣~特人主要食用該湖泊中的北極紅點(diǎn)鮭（處于第四營養(yǎng)級），每人每日食用量為200g，計(jì)算：（1）紅點(diǎn)鮭體內(nèi)的甲基汞濃度（mg/kg）（2）成人每日甲基汞攝入量是否超過WHO規(guī)定的每周耐受攝入量（PTWI=1.6μg/kgbw，成人平均體重按60kg計(jì)算）七、論述題（30分）結(jié)合化學(xué)熱力學(xué)與環(huán)境毒理學(xué)原理，論述北極變暖如何通過改變污染物的物理化學(xué)形態(tài)（如吸附-解吸平衡、氧化還原狀態(tài)、生物可利用性）加劇極地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。要求至少引用3種典型污染物（重金屬、POPs、新興污染物各舉1例），并提出基于化學(xué)轉(zhuǎn)化原理的風(fēng)險(xiǎn)減緩策略。八、開放創(chuàng)新題（20分）針對極地極端環(huán)境特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種新型環(huán)境監(jiān)測技術(shù)方案，要求：（1）包含化學(xué)傳感器選型（需說明低溫適應(yīng)性改造措施）（2）闡述污染物原位檢測的原理創(chuàng)新點(diǎn)（3）評估該技術(shù)在南極冰蓋與北極苔原兩種場景的應(yīng)用可行性差異（注：全卷共8大題23小題，滿分150分，考試時間180分鐘。答案需包含必要的化學(xué)方程式、計(jì)算過程及圖表說明，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需符合極地環(huán)境保護(hù)要求。）本文通過多維度試題設(shè)計(jì)，系統(tǒng)考察從基礎(chǔ)化學(xué)原理到極地環(huán)境應(yīng)用的整合能力，涵蓋分析檢測技術(shù)（如冰芯預(yù)處理、微塑料分離）、污染物遷移規(guī)律（全球蒸餾效應(yīng)、生物放大）、化學(xué)氣候相互作用（臭氧空洞、海洋酸化）等核心內(nèi)容。試題