1、环境生物学复习环境生物学（Environmental Biology）：是研究生物与受人类干扰的环境之间相互作用规律及其机理的科学环境污染（Environmental Pollution）：是指有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，是环境系统结构与功能发生变化，对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。环境生物效应：是指各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果。环境化学效应：是在多种环境条件的影响下，物质之间的化学反应所引起的环境效果，如环境的酸化、土壤的盐碱化、地下水硬度的升高、光化学烟雾的发生等。生物浓缩(bioconcentration)：生物机体或在同一营养级上的
2、多种生物种群，从所栖息的环境中蓄积化学物质使生物体内化学物质浓度大于环境中浓度的过程。生物积累(bioaccumulation)：生物通过吸收、吸附或吞食，从环境中浓缩某些元素或难分解的物质，并在整个生命周期中不断浓集的现象。生态入侵 ：人类有意或无意地把某种生物带进新的地区,倘若当地适于其生存和繁衍, 它的种群数量便开始增加,分布区也会逐渐扩大,这就是生态入侵。环境问题：是指由于人类活动作用于周围环境所引起的环境质量变化，以及这种变化对人类的生产、生活和健康造成的影响。人类在改造自然环境和创建社会环境的过程中，自然环境仍以其固有的自然规律变化着。社会环境一方面受自然环境的制约，也以其固有的规
3、律运动着。人类与环境不断地相互影响和作用，产生环境问题。环境监测：指通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势。 环境检测的过程一般为接受任务，现场调查和收集资料，监测计划设计，优化布点，样品采集，样品运输和保存，样品的预处理，分析测试，数据处理，综合评价等。 环境监测的对象：自然因素，人为因素，污染组分。 环境监测包括：化学监测，物理监测，生物监测，生态监测。活性污泥：微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称微生物群体主要包括细菌，原生动物和藻类等其中，细菌和原生动物是主要的二大类活性污泥主要用来处理污废水。生物富集：生物个体或处于同一营养级的许多生
4、物种群，从周围环境中吸收并积累某种元素或难分解的化合物，导致生物体内该物质的浓度超过环境中浓度的现象，又称生物浓缩(bio-concentration)。生物迁移：污染物通过生物的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现的迁移污染物的生物转化：是指通过生物的吸收和代谢作用而发生的变化水体的富营养化（Eutrophication ）作用：是指大量的氮磷等营养元素物质进入水体，使水中藻类等浮游生物旺盛增殖，从而破坏水体的生态平衡的现象。靶器官:污染物进入机体后，对个器官并不产生同样的毒作用，而只对部分器官产生直接毒作用，这些器官称为靶器官。行为毒性（Behavioral Toxicity）:当一种污染物
5、或其他因素（如温度、光照、辐射）使得动物一种行为改变超过正常变化的范围时，就产生了行为毒性。生物测试（Bioassay）：指系统地利用生物的反应测定一种或多种污染物或环境因素单独或联合存在时，所导致的影响或危害。生物半减期：是指一种外来化合物在体内消除到原有浓度的一半所需要的时间。环境质量（Environmental Quality）：是指环境素质的优劣程度。大气污染指示生物：对大气污染反应灵敏、用来监测和评价大气污染状况的生物。生态环境质量评价：人们开发、利用、建设甚至破坏周围的生命系统，使它们发生了变化，对这些变化及其给人们的影响作出定量的分析及评价。自净作用（Selfpurificati
6、on）:受污染的水质自然地回复原样的现象。菌胶团细菌：能形成活性污泥絮状体的细菌。污泥溶剂系数（SVI）：指曝气池中混合液经 30min 静置沉降后体积与污泥干重之比。一般 SVI 控制在 50150 之间，若其大于200，则表明污泥已发生膨胀。生物工程（Ecological Engineering ）:一般指人工涉及的、以生物种群为主要结构组分、具有一定功能的、宏观的、人为参与调控的工程系统。生物修复（Bioremediation）: 利用生物将土壤、地表及地下水或海洋中的危险性污染物现场去除或讲解的工程技术系统。优先污染物：指在众多的污染物中筛选出的潜在危险大的作为优先研究和控制对象的污染
7、物污染物的迁移：指污染物在环境中发生的空间位置的移动及其引起的富集、分散和消失的过程生物污染：指对人和生物有害的微生物、寄生虫等病原体和变应原等污染水、气、土壤和食品，影响生物产量和质量， 危害人类健康的污染环境激素：指具有动物和人体激素的活性，能干扰和破坏野生动物繁殖障碍、诱发人类重大疾病的天然物质或人工合成物质生物迁移：指污染物经由生物体的吸收、代谢、生长、死亡等过程所完成的迁移,这是一种极为复杂的迁移方式污染物的转化：指污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变形态或转变成另一种物质的过程生物转化：指外源化合物进入生物机体后在有关酶系统的催化作用下的代谢变化过程生物转运：指环境污染物经
8、各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。这些过程都需要通过细胞的膜结构生物积累：指生物在其整个代谢活跃期间通过吸收、吸附、吞食等各种过程，从周围环境中蓄积某些元素或难分解化合物，以致随着生长发育，浓缩系数不断增大的现象，又称生物学积累生物放大：指在生态系统中，由于高营养级生物以低营养级生物为食物，某元素或难分解化合物在生物机体中浓度随营养级的提高而逐步增大的现象半数致死浓度（LC50）和半数效应浓度（EC50）半数致死浓度（LC50）: 指引起一群动物的 50%死亡的最低剂量或浓度半数效应浓度（EC50）: 指引起 50%受试生物的某种效应变化的浓度剂量-效应（反应）关系
9、：剂量-效应关系：指不同剂量的毒物在个体或群体中表现出来的量效应大小之间的关系剂量-反应关系：指不同剂量的毒物与其引起的质效应发生率之间的关系生物监测：是利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应阐明环境污染状况，从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据指示生物：对大气污染反应灵敏，用来监测和评价大气污染状况的生物，它包括指示植物和指示动物两大类，其中对指示植物研究较多环境生物技术：应用于认识和解决环境问题过程的生物技术体系，包括对环境污染效应的认识、环境质量的评价和环境污染的生物处理技术等生物强化技术：也称生物增强技术，是为了提高废水处理系统的处理能力，而向该系统中投加从自然界中
10、筛选的优势种群并通过基因组合技术产生的高效菌种，以去除某一种或某一类有害物质，促进系统内生物处理效率的方法。 （所使用的菌种可从自然界筛选出来，也可以是经处理的变异菌株或经遗传过程构建的菌株。这些菌种可以通过热风干燥、冷却干燥或添加抑制剂加以保存。 ）环境问题一般可以分为两大类，一类是环境污染，一类是生态破坏。环境生物学的研究方法有野外调查和实验、实验室实验、模拟实验。环境效应按环境变化的性质可分为环境生物效应、环境化学效应、环境物理效应。认为污染源按排放物的种类，可分为有机污染源、无机污染源、热污染源、噪声污染源、放射性污染源、病原体污染源和同时排放多种污染物的混合污染源。污染源杀死按人类社
11、会活动功能来分，可分为工业污染源、农业污染源、交通运输污染源和生活污染源。在大气中，污染物转化以光化学氧化、催化氧化反应为主。研究污染物的物理、化学和生物的转化机制和过程是阐明污染物的环境行为、迁移、归趋和对生态系统影响的基础工作。对大多数的动物而言，主要通过消化管、呼吸系统、皮肤三条途径吸收。 10%由于生物对污染物的吸收和积累随着生物机体的生理因素和外界环境条件而发生变化，因此，生物浓缩系数随之而变。影响生物浓缩的生理因素主要包括生物的生长、发育、大小、年龄等。影响生物浓缩系数的环境因素主要有污染物的浓度、化学形态、物质存在的环境条件如温度、pH、光照条件等以及季节。根据生物学效应的差异，
12、多种化学污染物的联合作用通常分为四种类型：协同作用、相加作用、独立作用和拮抗作用。生物测试的标准化主要有三方面因素：受试生物、实验条件和不同的实验室。城市垃圾的处理方法包括：填埋法、堆肥法、制取沼气、焚烧。自然界中化学物质的降解一般分为 3 种方式：光降解、化学降解、生物降解。序批式间歇反应器是今年来开发的活性污泥法新工艺，该工艺通过程序自动控制冲水、反应、沉淀、排水排泥和停置五个阶段，实现对废水的生化处理。膨胀是活性污泥中的两类细菌菌胶团细菌和丝状细菌竞争的结果。堆肥可分为好氧堆肥法（高温堆肥）和厌氧堆肥法。可用作微生物修复菌种的微生物分三大类：土著微生物、外来微生物和基因工程菌（GEM）.
13、污染物在环境中的迁移方式：机械迁移、物理-化学迁移和生物迁移污染物的主要吸收和排泄途径污染物的吸收：动物-呼吸系统吸收、消化管吸收和皮肤吸收；植物-（1）根部吸收以及随后随蒸腾流而输送到植物各个部分（2）通过植物叶片上的气孔从周围空气中吸收污染物（3）有机化合物的蒸汽经过植物地上部分表皮渗透而摄入体内污染物的排泄：（1）肾脏排泄（尿液） ；（2）随胆汁排泄（粪便） ；（3）其他排泄途径（肺、汗腺、乳汁）外源化学物联合作用的主要类型: 协同作用、相加作用、独立作用、拮抗作用机体修复 DNA 损伤的主要机制 : 光复活、切除修复、复制后修复（重组修复、分支移动修复） 、诱导性修复、易错修复化学致癌
14、过程:(1)引发阶段、 （2）促长阶段、 （3）浸润和转移阶段测定蓄积系数的实验方法：固定剂量每天连续染毒法、剂量定期递增染毒法污染物排出体外的主要途径几种常用的致突变试验：（1）体外基因突变试验：哺乳动物微粒体酶试验、哺乳动物体细胞株突变试验（2）细胞遗传学试验：染色体畸变试验、微核试验（3）体内基因突变试验：显性致死试验、果蝇伴性隐性致死试验（4）DNA 损伤试验：姐妹染色单体交换、 DNA 修复合成试验、单细胞凝胶电泳发酵法测定水体中大肠杆菌的步骤：初发酵（推测试验） 、平皿分离（证实试验） 、复发酵（完成试验）污水生物系统法中，河流按其污染程度的划分：多污带、中污带、寡污带现代生物技术
15、在环境污染生物处理中的应用：基因工程与环境污染生物治理、细胞工程与环境污染生物处理、酶学工程与环境污染生物治理、发酵过程在环境污染治理中的应用、生态工程与污水处理系统细胞工程：细胞培养、细胞融合、细胞重组和遗传物质转移 氧化塘内的生物组成：藻类、细菌和微型动物三、选择题最大无作用剂量 急性毒性试验选择动物的原则 抗氧化防御系统酶 致突变试验的常用方法致畸作用 常见有害气体的指示植物和对植物伤害的典型症状 浮游生物生物量的测定方法 生物指数和种的多样性指数 现代生物技术在环境污染生物处理中的应用的常识生物修复工程技术四、简答题环境生物学的任务？（1）阐明环境污染的生物学或生态学效应；（2）探索生
16、物对环境污染的净化机理，提高生物对污染净化的效率；（3）搜索自然保护生物学和恢复生态学的原理和方法。污染物在环境中的迁移？污染物主要通过三条途径进入环境：（1）人类活动过程中无意释放，如交通事故和火灾;(2)废物的排放，如工业废水、废气和固体废物排放。(3)人类活动过程中故意的应用。受试生物的选择条件？（1）受试生物对实验毒物或因子要具有敏感性；（2）应具有广泛的地理分布和足够的数量，并在全年中在某一实际区域范围内可获得；（3）应是生态系统的重要组成，具有重大的生态学价值；（4）在实验室内易于培养和繁殖；（5）应具有丰富的生物学背景资料；（6）应对实验毒物和因子的反应能够被测定，并具有一套标准
17、的测定方法或技术；（7）应具有重要的经济价值和旅游价值，应考虑与人类食物链的联系。生物监测的特点？优点：能直接反映出环境质量对生态系统的影响；能综合反映环境质量状况；具有连续监测功能；监测灵敏度高；价格低廉，不需购置昂贵的精密仪器；不需要繁琐的仪器保养及维修等工作；可以大面积或较长距离内密集布点，甚至在边缘地区也能布点进行监测。缺点：不能像理化监测仪器那样迅速作出反应；不能像仪器那样能精确地监测出环境中某些污染物的含量，生物监测通常只是反映各监测点的相对污染或变化水平。生态风险评价的主要内容？（1）暴露评价；（2）受体分析；（3）危害评价；（4）风险表征。受体分析包括的主要内容？（1）评价范围
18、或生态系统范围的确定；（2）生态系统调查；（3）选择和确定评价题；（4）对受体的生命过程和所需环境条件进行分析；（5）确定评价终点。活性污泥法的基本特征？（1）利用生物絮凝题为生化反应的主体物；（2）利用曝气设备想生化反应系统分散空气或氧气，为微生物提供氧源；（3）对体系进行混合搅拌以增加接触和加速生化反应传质过程；（4）采用沉淀方式去除有机物，降低出水中的微生物的固体总量；（5）通过回流使沉淀池浓缩的微生物絮凝体返回到反应系统；（6）为保证系统内生物细胞平均停留的时间的稳定，经常排出一部分生物固体。生物膜法的特点？（1）微生物多样性高；（2）生物膜各段的微生物类群不同；（3）生物膜中的食物链
19、较长；（4）具有较高的脱氮能力；（5）单位处理能力大；（6）系统维护方便；（7）操作运行稳定金属的生物转化：1、汞的氧化、还原和甲基化环境中存在着金属汞、有机汞化合物和无机汞化合物三种不同形态的汞。它们被广泛应用于各种工业中，如电器制造业、涂料工业、氯碱工业、仪表制造、农药、防腐剂、制药、造纸等行业，这些汞和汞化物，大部分最终进入环境而形成污染。三种形态的汞，均具毒，但毒性大小不同。以无机汞化合物毒性最小，而烷基汞是迄今所知毒性最剧的汞化物。 （一）汞的氧化和还原;在有氧条件下，某些细菌，如柠檬酸细菌等使元素汞氧化，HgHg2+。另外，自然界中存在着另一类能使有机汞或无机汞化物还原为元素汞的微
20、生物，称之为抗汞微生物。其还原过程为：抗汞微生物中以假单胞菌属为常见。（二）汞的甲基化;有些微生物，能将无机汞经甲基化作用而生成甲基汞（一甲基汞或二甲基汞） ，过程如下：无论在好氧或厌氧条件下，都可能存在能使汞甲基化的微生物。在甲基化过程中需要有一种甲基传递体存在，甲基钴胺素（即甲基维生素 B12）能起到这种作用，某些微生物能将钴胺素转化为甲基钴胺素，在环境中有 ATP 及特定还原剂存在的条件下，以甲基钴胺素为甲基供体，使汞与甲基结合而生成甲基汞。2、砷的氧化还原和甲基化砷是介于金属和非金属之间的两性元素，广泛用于合金、农药、木材保存及医药制品中。元素砷不溶于水和强酸，所以几乎无毒。砷的有机、
21、无机化合物有毒，含三价砷的亚砷酸盐的毒性比含五价砷的砷酸盐更大，在有机砷化物中三甲砷是对人具有高毒的物质。（1）砷的氧化和还原; As3+氧化成 As5+微生物参与 As3+氧化成 As5+的活动，使之毒性减弱;引起转化的微生物为一些异养型微生物，有无色杆菌属、假单胞菌属、黄单胞菌属、节杆菌属和产碱杆菌属。As5+还原为 As3+另一些异养型微生物如微球菌、某些酵母菌、小球藻等可使砷酸盐还原为更毒的亚砷酸盐。（2）砷的甲基化;一些含有砷化物的糊墙纸在潮湿季节生长霉菌，产生带大蒜气味的挥发性气体三甲砷，从而使人中毒的事例，在国外曾有过报道。参与形成三甲砷的微生物颇多，微生物生成甲基砷的可能途径如
22、下：砷生物甲基化中的甲基供体也是甲基钴胺素。 污染物对细胞的影响：( 一 ) 对细胞膜的影响 1 污染物引起的膜脂过氧化作用导致细胞膜的损伤。2 污染物可影响细胞膜的离子通透性。3 污染物与细胞膜上的受体结合，干扰了受体正常的生理功能。 （二）对细胞器的影响1 线粒体污染物不仅可以引起细胞线粒体膜和嵴的形态结构地改变 , 而且可以影响线粒体的氧化磷酸化和电子传递功能。 2 光面内质网和糙面内质网某些污染物经代谢活化产生自由基,可导致光面内质网结构和微粒体膜的一些重要组分如混合功能氧化酶的破坏。多种化学致癌物如黄曲霉毒素等 , 能引起糙面内质网上附着核糖体脱落, 导致蛋白质合成控制的改变。 3
23、污染物还可影响微管、微丝、高尔基体、溶酶体等其他细胞器。 1、环境污染物透过细胞膜的生物转运方式及其特点。（1）被动转运；其特点是生物膜不起主动作用，不消耗细胞的代谢能量。这种形式包括简单扩散和滤过两种方式（2）特殊转运；其特点是具有特定结构的环境污染物和生物膜中的蛋白质构成的载体形成可逆性复合物进行转运，生物膜有主动选择性。这种转运形式包括主动转运和易化扩散两种形式（3）胞饮作用；其特点是生物膜具有可塑性和流动性。细胞通过细胞膜的变形移动和收缩，把颗粒状物质和液粒包围起来最后摄入细胞内，这是胞饮作用和吞噬作用2、酶活性的抑制作用的分类及其特点 。不可逆性抑制，其特点是由于污染物与酶蛋白的活性
24、中心功能基因不可逆性结合（共价键）引起的非竞争性抑制，其特点是（1）非竞争性抑制剂的化学结构不一定与底物的分子结构类似；（2）抑制剂与酶的活性中心外的位点结合；（3）抑制剂对酶与底物的结合无影响，故底物浓度的改变对抑制程度无影响；抑制程度取决于抑制剂的浓度竞争性抑制，其特点是当底物浓度增加时，抑制作用减弱。竞争性抑制作用的强弱取决于抑制剂浓度与底物浓度的相对比例3、简述污染物对蛋白质影响。污染物导致蛋白质化学损伤作用：细胞膜结构及通透性改变；引起各亚细胞结构和功能损伤；影响酶的催化功能，进而引起代谢异常及能量供应障碍；导致遗传毒性；引起机体特殊的免疫反应；引起机体繁殖功能障碍污染物可诱导生物机
25、体内一些功能蛋白，如应激蛋白和金属硫蛋白的产生，这些蛋白质的产生可保护生物机体抵抗污染物的损害4、外源性化合物及其代谢产物能引起 DNA 损伤，简述它们与 DNA 的相互作用过程。外源性化合物及其活性代谢产物与 DNA 相互作用及产生突变有一定的顺序，可分为四个阶段：第一阶段，形成 DNA 加合物；第二阶段，可能会发生 DNA 的二次修饰，如链断裂或 DNA 修复率提高；第三阶段， DNA 结构的破坏被固定，在此阶段，受影响的细胞常表现出功能的改变，最常见的染色体异常是姊妹染色体交换；第四阶段，当细胞分裂时，外源性化合物造成的危害可导致 DNA 突变及其基因功能的改变5、简述化学致癌的三个阶段
26、。癌的形成一般有以下三个阶段引发阶段：即通过致癌物的作用，使正常细胞转化为癌细胞的过程。致癌物与 DNA 结合发生反应，使细胞内遗传物质染色体或基因发生突变，也可能与蛋白质发生反应，使细胞中的基因调控过程发生改变，并出现代谢障碍促长阶段：促长是经过引发的癌细胞不断增值直至形成一个临床上被检出之肿块的过程，是癌的增殖阶段。促进过程需要较长的时间，一般为可逆过程浸润和转移阶段：已形成的癌肿不断发展，逐渐侵害周围的正常组织，并扩散到较远的部位6、简述 PFU 微型生物群落监测法（简称 PFU 法） 。(1)原理：把聚氨酯泡沫塑料作为人工基质沉入水中，经一定时间后，水体中大部分微型生物均可群集到 PF
27、U 内，达到种类平衡，通过观察和测定 PFU 上的微型生物的种群结构与功能的各种参数来评价水质状况。(2)测定要点：用细绳捆紧 PFU 并有重物垂吊，悬挂于水体中采样，静水采样四周时间，流动的水样二周时间。采样结束后，带回实验室，把 PFU 块中的水全部挤于烧杯内，用显微镜观察，计算微型生物的种类，及活体个数，然后用给定的公式进行计算。7、污水生物系统法的原理是什么？ 由于河流受污染后，在污染源下游的一段流程里会发生自净过程，生物的种类组成也随之发生变化，在不同河段将出现不同的物种。从而可以根据一条河流中一定区域内所发现的动物区系和植物区系来鉴别该区域的有机物的污染程度。根据生物种类组成可划分
28、为：多污带、-中污带 （强中污带） 、-中污带 （弱中污带） 、寡污带8、生物标志物及其基本原则。生物标志物：化学污染物所导致的生物有机体的生物化学和生理学改变。广义上的概念指在任何生物学水平上用于测定污染物暴露和效应的指标，包括亚个体、个体、种群、群落和生态系统。目前普遍赞同和应用的概念指在亚个体和个体水平上既可以测定污染物暴露水平，也可以测定污染物效应的生理和生化指标。基本原则：一般指示性；相对敏感性；生物特异性；化学特异性；反应的时间效应；固有的变化性；与高级生物学水平上效应的关系；野外应用价值（详见书本）9、生物氧化塘的净化原理及主要的反应过程。净化原理：氧化塘是利用细菌与藻类的互生关
29、系，来分解有机污染物的废水处理系统。细菌主要利用藻类产生的氧，分解流入塘内的有机物；分解产物中的 CO2、N、等无机物，以及一部分小分子有机物又成为藻类的营养源。增殖的菌体与藻类细胞又为微型动物所捕食。主要反应过程（书本 P343）10、土地处理系统与污灌的主要区别。主要区别：土地处理系统要求对污水进行必要的预处理，去除污水中的有害物质，使污水水质达到土地处理系统所允许的水质标准，对周围环境不造成污染；土地处理系统是按照全年连续运行的污水处理设施，即使冬季和非灌溉季节，污水也能得到适当的处理和储存。污灌则是按照农作物的需要进行灌溉，冬季、非灌溉季节、雨季的污水则直接排放，得不到处理而造成污染；
30、土地处理系统是按照所要求的出水标准，精心设计施工，它有完整的工程系统并可以调控，尤其是底层防渗系统的建设，有效地控制了污水对地下水可能造成的污染。而污灌则不具备这些条件；土地处理系统地面上种植的植物，以有利于污水处理的牧草、林木、青饲料等经济作物为主，一般不种植直接食用的农作物，以避免进入食物链，而污灌的土地常以粮食、蔬菜等农作物为主论述题1、什么是生物富集？其有何意义？影响生物富集的因素有那些？答：（1）生物富集是指生物个体或处于同一营养级的许多生物种群，从周围环境中吸收并积累某种元素或难分解的化合物，导致生物体内该物质的浓度超过环境中浓度的现象，又称生物浓缩(bio-concentrati
31、on)。 （2）对于一个受污染的生态系统而言，处于不同营养级上的生物体内的污染物浓度，不仅高于环境中污染物的浓度，而且具有明显的随营养级升高而增加的现象。污染物在食物链中的流动和积累，对人类的健康造成了很大的威胁，因此，研究污染物的生物积累现象及其机制，具有十分重要的意义 （3）影响生物富集的因素：生物富集主要决定于生物本身的特性，特别是生物体内存在的，能与污染物结合的活性强弱和数量多寡。生物体内凡是能和污染物形成稳定结合物的物质，都能增加生物富集量。生物体内有很多组分都能和污染物特别是重金属相结合而形成稳定的结合物，从而消除或化解重金属的毒害作用 。生物对复杂有机化合物的富集能力与其体内存在
32、的分解该类物质的酶的活性有关。酶活性愈强，则不易富集，酶活性愈弱，则易富集。金属元素在各类生物体内的半衰期长短不同，能直接影响生物富集量。生物的不同器官对污染物的富集量有很大差异。原因是各类器官的结构和功能不同，与污染物接触时间的长短，接触面积的大小等也存在很大的差异。生物在不同生育期接触污染物，体内富集量有明显差异。3、请简述活性污泥法和生物膜法处理废水的生化机制？答、 （1）典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从空气压缩机站送来的压缩空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，目的是
33、增加污水中的溶解氧含量，还使混合液处于剧烈搅动的状态，形悬浮状态。溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触，使活性污泥反应得以正常进行。第一阶段，污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上，这是由于其巨大的比表面积 。和多糖类黏性物质。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。 第二阶段，微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。 经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池，混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质
34、在这里沉淀下来与水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度；增殖的微生物从系统中排出，称为“剩余污泥” 。事实上，污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。活性污泥法的原理形象说法：微生物“吃掉”了污水中的有机物，这样污水变成了干净的水。它本质上与自然界水体自净过程相似，只是经过人工强化，污水净化的效果更好。（2）生物膜法处理废水的生化机制，生物膜的表面总是吸附着一层薄薄的污水，成为“附着水层”或结合水层，其外是能自由流动的污水，称为“运动水层” 。 当“ 附着水层”中的有机物被
35、生物膜中的微生物吸附、吸收、氧化分解时，附着水层中有机物质浓度随之降低，由于“运动水层”中有机物浓度高，便迅速地向 “附着水层”转移，并不断进入生物膜被微生物分解。微生物所消耗的氧，也是沿着空气运动水层附着水层而进入生物膜；微生物分解有机物产生的代谢物及最终生成的有机物以及二氧化碳等，则沿相反向移动。开始形成的膜是好氧性的，但当膜的厚度增加，氧化膜内部扩散受到限制，生物膜就分成了外部的好氧层、内部与载体界面处的厌氧层，以及两者之间的兼性层。因此，生物膜也是一个十分复杂的生态系统，其上存在着的食物链在有效的去除有机物的废水净化过程中，起着十分重要的作用。生物膜在污水处理过程中不断增厚，是附着于载
36、体一面的厌氧区也逐渐扩大增厚，最后生物膜老化、剥落，然后又开始新的生物膜形成过程，这就是生物膜的正常更新。4、请简述废水生物处理技术的基本生物学原理？答：通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物，转化为稳定、无害的物质的废水处理法。根据作用微生物的不同，生物处理法又可分为需氧生物处理和厌氧生物处理两种类型。废水生物处理广泛使用的是需氧生物处理法，按传统，需氧生物处理法又分为活性污泥法和生物膜法两类。活性污泥法本身就是一种处理单元，它有多种运行方式。属于生物膜法的处理设备有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池以及最近发展起来的生物流化床等。生物氧化塘法又称自然生物处理
37、法 。厌氧生物处理法，又名生物还原处理法，主要用于处理高浓度有机废水和污泥。使用的处理设备主要为消化池。1、污染物导致细胞膜发生脂质过氧化的过程。 膜磷脂富含多烯脂肪酸，自由基对磷脂膜的损伤作用主要表现在其可与膜内多不饱和脂肪酸作用，形成脂质自由基和过氧化物，发生脂质过氧化。脂性自由基指氧自由基与多不饱和脂肪酸作用后生成的中间代谢产物，包括烷(脂质) 自由基（L） 、烷(脂质) 氧自由（LO） 、烷(脂质)过氧自由基（LOO）等。 多烯脂肪酸上双键相邻的亚甲基碳原子受到OH 的攻击, 其中一个 H 原子被解离，形成不稳定的脂质自由基(L) 。 当有 O2 存在时，游离基可与 O2 结合生成脂质
38、过氧自由基(LOO );此过氧化物游离基夺取与其相邻的脂肪酸的亚甲基碳原子上的 H 原子, 生成脂质过氧氢(LOOH)和脂质过氧自由基。脂质过氧氢经分子内环化和酯解生产脂类和酮类,从而导致多烯脂肪酸降解。2、什么是污染物在体内的生物转化？生物转化过程，主要反应类型和转化结果。污染物在体内的生物转化是指外源化合物进入生物机体后在有关酶系统的催化作用下的代谢变化过程。生物转化过程：相 I 过程（反应）：外源性化合物在有关酶系统的催化下经由氧化、还原或水解反应改变其化学结构，形成某些活性基团（、）或进一步使这些活性基团暴露相 II 过程（反应）: 相 I 过程产生的一级代谢物在另外的酶系统催化下通过
39、上述活性基团与细胞内的某些化合物结合，生成结合产物（二级代谢物）或带有某些基团的外源性化合物与细胞内物质结合反应主要反应类型：相反应氧化反应，微粒体氧化、非微粒体氧化还原反应：微粒体还原水解反应；相 II 反应（结合反应）葡萄糖醛酸化、硫酸化、甲基化、乙酰化、甘氨酸结合、谷胱甘肽结合转化结果：解毒作用（失活）：使外源性化合物毒性降低，易于排出，或使其转变为易于被其他微生物所降解的化合物。乐果乐果酸甲胺（在酰胺酶作用下）增毒作用（活化）：使毒性增加。乐果氧乐果（在 CytP450 系作用下）3、试述影响污染物在环境中迁移的主要因素 。内部因素：污染物自身的物理化学性质，组成该物质的元素所具有的组
40、成化合物的能力、形成不同的电价离子能力、水解能力、形成络合物的能力、被胶体吸附的能力；原子的电负性、离子半径、电价、离子电位和化合物的键性、溶解度等都是影响迁移的主要理化参数。外部因素：酸碱条件：许多重金属在酸性条件下具有较强的迁移能力，而在强碱的环境下常形成难溶的化合物，难以迁移。Ca、Sr、Ba、Cu、Zn、Cd、Fe2+和 Mn2+在酸性环境中迁移能力较强；碱性环境则有利于 Se、Mo、和 V5+的迁移；氧化还原条件：如氧化环境有利于 Cr、V 和 S 的迁移；而还原环境下则有利于 Fe、Mn 的迁移。胶体的种类、数量：包括粘土矿物等悬浮物；金属氢氧化物等无机胶体；腐殖质等有机胶体；细菌
41、、病毒、水藻等生物胶体。它们可产生种种胶体化学效应。影响重金属在水中的迁移转化。如：矿物微粒的吸附作用、有机胶体的螯合作用等，都可以使重金属进入底泥暂时固定下来。但是，当条件发生变化时，沉积在底泥的重金属可泛起再次进入水中。络合配位体的数量、性质：天然水中 Cl-的含量，氯离子是天然水体中最易迁移的离子之一，其迁移形态为溶解态。氯离子是一些重金属离子的络合剂，它与重金属的络合程度取决于氯化物自身的浓度，也取决于被络合金属离子的性质。水中 Cl-的存在，可增加水中重金属的溶解态，从而加速了重金属在水中的迁移；水中 CO32-与硫化氢的含量，水中有 CO32-、H2S、S2-存在时，可使重金属元素
42、和离子以碳酸盐和硫化物的形式沉淀至底泥，从而起到了阻止重金属元素在水中迁移的作用。4 、什么是生物监测？请比较在环境质量监测过程中，生物监测与理化监测相比有哪些优点？存在哪些不足？生物监测：利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应阐明环境污染状况，从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据生物监测的优点：（1）能直接反应出环境污染对生态系统的影响（2）能较好地反映出环境污染对生物产生的综合效应（3）具有连续监测的功能，是对环境质量状况长期的、历史的反映（4）监测灵敏度高（5）价格低廉；不需购置昂贵的精密仪器；不需要繁琐的仪器保养及维修等工作（6）可以在大面积或较长距离内密集布点，甚
43、至在边远地区也能布点进行监测生物监测的不足：（1）不能像仪器那样迅速作出反应（2）不能像仪器能精确地监测出污染物的含量（3）标准化问题、所选择的指标生物生活在自然环境中，除受到污染物影响外，同时还受到气候、季节、地域、土壤、病虫害等因子影响，因此建立标准化的监测方法，使获得结果可比，才具有应用价值（4）监测参数的选择较为困难。由于选用的是活体生物，同一种生物不同生长时期对污染物的敏感性和反应不同，并且即使是同一种生物也存在有个体差异，如何挑选合适的生物进行监测，要视监测的环境（土壤、大气、水域） 、污染物类型（重金属、杀虫剂、有毒气体、放射性元素、致癌物等）和受检环境中生物对污染物反应情况而定
44、5、某研究机构开发出一种新的农药，将广泛使用于工农业杀虫除害，现委托您对该产品进行毒性评价，请以哺乳动物为例试述亚慢性毒性试验程序。亚慢性毒性试验是在相当于动物生命周期的 1/301/20 时间内使动物每日或反复多次接触受试物的毒性试验。 （1）实验动物及分组：亚慢性试验中试验动物的种属和品系，应当是急性毒性试验证明的对受试物敏感的动物种属和品系，同时还应考虑与慢性毒作用试验中预计使用的动物种属和品系相同。一般要求选择两种试验动物，啮齿类和非啮齿类各一种，以便于更全面地了解受试物的毒效应。实验时选用健康、年幼的动物，各试验组动物体重均值相近。至少设 3 个剂量组和一个对照组；（2）染毒剂量及实
45、验期限：适宜的剂量为高剂量能引起明显中毒反应，但不引起很多动物死亡；低剂量组不引起任何中毒反应；介于二者之间的为中间剂量组。另设一组对照组。一般用 LD50（LC50）的 1/801/50 作为亚慢性试验剂量。试验期随目的和要求或动物不同而异；（3）染毒途径：亚慢性毒性试验中接春外来化合物的途径，应尽量模拟人类在环境中实际接触的方式或途径，此外还应与预期进行慢性毒作用试验的接触途径相一致；（4）观察指标：、一般综合指标：观察动物的一般活动、症状和死亡情况，每周称重一次，记录饲料或饮水量，计算生长率，并计算脏器湿重与单位体重的比值；b、血液及生化检验：主要指血清和肝、肾功能的检验；c、病理组织学
46、检查：在外来化合物的亚慢性毒作用试验中应重视病理组织学检查，必要时还可进行组织化学和电镜检查；（5）试验评价：由试验结果可对受试物的主要作用、靶器官和最大无作用水平及中毒阈剂量做出初步估计，并为进一步开展慢性毒性试验提供依据6 、什么是生物修复？与生物处理有何区别？生物修复与物理、化学技术相比有哪些优点和不足？请以植物修复为例说明在去除环境中金属、有机物污染中的应用生物修复：利用生物将土壤、地表及地下水或海洋中的危险性污染物现场去除或降解的工程技术系统。与生物处理的区别：两者原理一致，但生物修复侧重于受污区域的原位生物处理优点：采用生物修复技术投资费用省，对环境影响小，能有效降低污染物浓度，适用于在其他技术难以应用的场地局限性：微生物不能降解进入环境的所有污染物植物修复在去除环境中金属元素的应用：植物固定、植物挥发和植物吸收（具体见书本 P366）植物修复在有机污染中的应用：植物对有机污染物的直接吸收作用、植物释放分泌物和酶可去除环境有机污染物、强化根区的矿化作用（具体见书本 P367-368）
