环境监测新技术作为高考实验设计题的重要考查方向，其核心在于结合学科基础与前沿技术，考查学生对实验原理、操作流程及实际应用的综合理解能力。以下从技术原理、操作要点、误差分析、创新应用等方面进行解析，并列举典型考查形式：

一、新技术原理与实验设计结合

环境监测新技术常以固相萃取（SPE）、固相微萃取（SPME）、超临界流体萃取（SCFE）等为背景，要求学生理解其核心原理并设计实验流程。

考查要点：

1. 原理分析：例如，固相萃取基于吸附-洗脱机制，需结合目标物性质选择合适吸附剂（如C18硅胶）；超临界流体萃取利用CO₂在临界点的强溶解能力，需掌握温度、压力对萃取效率的影响。

2. 步骤设计：如水质检测中，如何通过SPE富集痕量污染物，并设计洗脱液的梯度浓度优化步骤。

3. 与传统方法对比：例如，对比液液萃取与固相微萃取在有机物检测中的优缺点（如溶剂用量、操作时间）。

例题示例：

> 设计实验测定水中痕量多环芳烃（PAHs），需选择合适的前处理方法并说明原因。

二、仪器操作与实验规范

高考实验题常通过仪器装置图或操作步骤描述，考查学生对新型监测设备的理解，例如：

1. 传感器技术：如电化学传感器检测大气中NOx，需掌握气体采样、电极反应式书写及干扰因素（如湿度）的排除方法。

2. 自动化监测系统：如基于物联网的空气质量监测站，需分析数据采集频率、校准方法及异常数据处理。

3. 安全规范：例如，使用超临界流体萃取时需注意高压设备的安全操作，或固相萃取柱的预处理（如活化、平衡）。

典型错误点：

  • 忽略仪器使用条件（如固相萃取柱的pH适用范围）；
  • 未标注实验关键参数（如萃取时间、流速）。

    • 三、数据分析与误差控制

    环境监测新技术常涉及复杂数据处理，高考题可能通过图表（如色谱图、标准曲线）考查以下内容：

    1. 定量计算：如利用标准加入法计算土壤中重金属浓度，或通过校准曲线计算检测限（LOD）。

    环境监测新技术在高考实验设计题中的考查要点解析

    2. 误差来源分析：

  • 系统误差：如SPME涂层老化导致吸附效率下降；
  • 操作误差：如亚临界水萃取中温度控制不精准导致目标物分解。

    • 3. 质量控制措施：如平行样测定、加标回收率实验的设计与评价。

    例题示例：

    > 某水质检测中，使用分光光度法测得六价铬浓度偏高，请分析可能原因及解决方法。

    四、创新应用与实际问题解决

    高考实验题常结合真实环境问题（如PM2.5监测、农药残留检测），考查学生利用新技术解决实际问题的能力：

    1. 技术选型：例如，对比遥感监测与地面站点监测在大气污染评估中的适用场景（如覆盖范围、精度要求）。

    2. 综合设计：如设计“校园空气质量监测方案”，需整合传感器网络、数据可视化及污染源追踪。

    3. 可持续发展视角：评价新技术的环境效益（如减少有机溶剂使用的绿色监测技术）。

    案例参考：

  • 微生物燃料电池在废水处理中的应用：需设计实验验证其对COD的去除效率，并分析电极材料选择的影响。

    • 五、高考命题趋势与备考建议

    1. 趋势分析：

  • 题型更注重跨学科整合（如化学+生物+信息技术）；
  • 背景材料贴近热点问题（如碳中和、微塑料监测）。

    • 2. 备考策略：

  • 掌握基础实验：如传统水质检测（COD、BOD）与新技术的对比；
  • 模拟设计题训练：如编写“基于人工智能的PM2.5预警系统”实验方案；
  • 关注政策导向：如《“十四五”生态环境监测规划》中强调的智能监测技术。

    • 环境监测新技术在高考中的考查，既要求学生扎实掌握实验基础（如仪器使用、数据处理），又需具备创新思维与实际问题解决能力。备考时应注重原理理解、流程设计及技术应用场景分析，结合真题演练强化综合素养。