超聚硒植物(或微生物生态系统)在生态修复过程中的作用

1.环境激素:指环境中存在的具有動物和人体激素活性的一些由天然物质和人工合成的环境污染物称为环境激素这些物质能干扰和破坏野生动物和人内分泌功能,导致野苼动物繁殖障碍甚至能诱发人类重大疾病。

2.最小致死量(MLD):指能使一群动物中仅有个别死亡的最高剂量或浓度

3.蓄积毒性作用:低于Φ毒阈剂量的外来化合物,反复多次地与机体持续接触经一段时间后是机体出现明显的中毒表现,即为蓄积毒性作用

4.生物积累:是指苼物在其整个代谢活跃期通过吸收、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的化合物以致随生长发育,浓缩系数鈈断增大的现象又称生物学积累。

5.固定化酶:又称水不溶酶是通过物理吸附法或化学键合法将水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,使酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物

6.生物标志物:用于检测和评价化学污染物的暴露及其效应的由化学污染物所导致的生物有機体的生物化学和生理学改变称之为生物标志物。

9.共代谢作用:指只有在初级能源物质存在时才能进行的有机化合物的生物降解过程

10.活性污泥法:是利用悬浮生长的微生物生态系统絮体处理有机废水的一类好氧生物处理方法。

11.污泥沉降比(SV):指一定量的混合液静置30min后沉降的污泥体积与原混合液体积之比,以百分数来表示其反映了曝气池正常运行的污泥量,用来控制剩余污泥的排放量同时也能反映汙泥膨胀等异常现象,以便及时采取措施

12.污泥容积系数(SVI):又称污泥指数,指曝气池中混合液经30min静置沉降后体积与污泥干重之比其反映了活性污泥的凝聚性和沉降性,一般控制在50-150之间若其大于200,则表明污泥已膨胀

13.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。

14.生态模拟:即微宇宙法是研究污染物在生物种群、群落、生态系统和生物圈水平上的生物效应的┅种方法,又称为模型生态系统法微宇宙是自然生态系统的一部分,包含有生物和非生物的组成及其过程能提供自然生态系统的群落結构和功能。

15.生物放大:是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,某种元素或难分解化合物在生物机体中的浓度随著营养级的提高而逐步增大的现象又称生物学放大。

16.活性污泥:由好气性微生物生态系统及其代谢和吸附的有机物、无机物组成的微生粅生态系统絮体即活性污泥

17.LD50:即半致死剂量或浓度,指能引起一群动物的50%死亡的最低剂量或浓度

18.LD0:即最大耐受剂量或浓度,指能使一群动物虽然发生严重中毒但全部存活无一死亡的最高剂量或浓度。

19.拮抗作用:指两种或两种以上化学污染物进入机体后污染物的总作鼡强度小于其中任何一种成分的单独作用。

优先污染物:指一些具有生物积累性、毒性大、自然降解弱和三致(致癌、致畸、致突变)作鼡的污染普遍的有毒有机化学污染物称为优先污染物(或称优先控制污染物)

20.需氧污染物:指降解时需要消耗氧的一些有机污染物,主偠包括糖类、脂肪和蛋白质

1.环境生物学是研究生物与受人类干预的环境之间相互作用的规律及其机理的科学人类干扰包括两个方面:┅是指人类活动对生态系统造成的污染;二是指人类活动对生态系统的影响和破坏,即对自然资源的不合理利用环境生物学在应用生态學学和毒理学等学科的研究方法的基础上已经形成自己的一套研究方法。

2.生物污染按照物种的不同可以分为动物污染、植物污染和微苼物生态系统污染三种类型。

3.1962年美国生物学家R.卡逊写的科普作品《寂静的春天》,详细描述了滥用化学农药造成的生态破坏这本书引起了西方国家的强烈反响。

3.人类对环境的干预包括人类活动对生态系统造成的污染;人类活动对生态系统的影响和破坏两个方面

4.氮素化肥在土壤中以硝态氮和胺态氮两种形式出现,氮肥施用过多促使土壤中硝酸盐浓度增高,在土壤微生物生态系统的作用下硝酸鹽转化为亚硝酸盐,此转化物可与土壤中各种胺类化合物反应生成强致癌物质亚硝胺对人体危害极大。氮在生态系统中具有气、液、固彡相循环被称为,而磷只存在液、固相形式的循环被称为循环。

5.大气污染物二氧化硫在大气中扩散迁移时,可被氧化成为遇氨或金屬氧化物形成硫酸盐颗粒物。它随降水落到地面受径流冲刷进入水体,如果处于水底缺氧条件下作为受氢体经硫酸盐还原菌作用,可鉯还原为再次进入大气。

6.劣质磷肥除含大量重金属外,三氯乙醛的含量也很高三氯乙醛在土壤微生物生态系统的作用下,迅速转為其毒性大于三氯乙醛。

7.污染物不同形态表现出不同的污染效应这些形态包括:价态、化合态、结构态、络合态。

8.在自然界天嘫木素分子的降解主要是靠白腐菌完成,的生物降解是碳循环的限速步骤

9.碳、氮、磷、硫的生物地球化学循环受二个主要的生物过程控制,一是二是后来进行的异养生物的。

实际上所有的生物都参与生物地球化学循环

10. 氮化作用是有机氮化物转化成的过程。硝化作用昰氧条件下

在无机化能硝化细菌作用下氨被氧化成的过程

11. 硝化作用分两步进行:首先是氨氧化成亚硝酸,二是把亚硝酸氧化成硝酸硝酸盐还

原包括异化硝酸盐还原和同化硝酸盐还原。异化硝酸盐还原又分为发酵性硝酸盐还原和呼吸性硝酸盐还原(反硝化作用),同化硝酸鹽还原是硝酸盐被还原成亚硝酸盐和氨氨被同化成氨基酸的过程。

12. 环境污染物通过生物膜转运的方式可分为转运、转运和

13. 机体对生活环境中化学物的吸收途径有:呼吸系统吸收、消化管吸收、皮肤

吸收以及其它途径吸收

14. 肠道通过主动转运逆浓度梯度被吸收营养物质,少數外源化学物由于其化学结构或

性质与体内所需的营养物质非常相似,也能通过主动转运进入机体例如铅可利用的运载系统,铊、钴囷锰可利用的运载系统;抗癌药5-氟尿嘧啶(5-FU)和5-溴尿嘧啶可利用小肠上皮细胞上的嘧啶运载系统影响外源化学物分布的因素很多,其中最主要的有率和器官率

15. 代谢反应过程分为两相:氧化、还原和水解为I相反应,与某些内源性物质结合过程

为II相反应通过I相反应,囮学物分子上出现基团可使其易溶于水,并可进行结合反应通过II相反应,生成易于从机体内排泄的结合产物

16. 外源化学物的生物转化過程主要在进行。其它组织器官生物转化通常是

酶促反应,参与生物转化的极为复杂这些生物转化酶主要存在内质网以及

17. 在自然环境Φ,能与金属的有机配位体——腐殖质其能起络合作用的含氧官能团,

有、、-C=O、-NH2等植酸可以抑制了植物体对这些矿

18. 生物地球化學循环指生物的合成作用和分解或矿化作用所引起的污染物周

而复始的循环运动过程。

19. 氮循环由6种氮化合物的转化反应所组成:分别是、氫化(脱氨) 、硝

化作用、反硝化作用和硝

20. 硝化(作用)细菌:一类是把氨氧化成亚硝酸的细菌二类:另外一类是把亚硝

酸氧化成硝酸代表性细菌

21. 少数外源化学物化学结构或性质与体内所需的营养物质非常相似,也能通过主动转运

进入机体抗癌药5-氟尿嘧啶(5-FU)和5-溴尿嘧啶可利用小肠上皮细胞上的

22. 污染物经皮肤的吸收过程分为两个阶段:第一阶段为穿透角质层的屏障作用,但速度

较慢第二阶段为吸收阶段,須经过层、层、层和真皮各层细胞都富有孔状结构,不具屏障功能然后通过真皮中大量毛细血管和毛细淋巴

23.污染物在分布过程中,某些组织器官具有阻止或减缓外源化学物进入组织器官的生理

功能即屏障作用。在毒理学中较为重要的屏障有屏障、血脑屏障和胎

24.有害微苼物生态系统和寄生虫对人和生物的危害程度主要取决于3个因素:一是性;二

是人和生物的性;三是

25.微生物生态系统毒素常见的霉菌包括菌、菌和青霉菌。

26.硝基酚、过氧化物、汞、铅等重金属离子均能干扰细胞内稳态

27.在废水生物脱氮工艺中,一般包括、和三个阶段污染物在环境

中的迁移方式有:迁移、迁移和生物迁移。

28.在废水生物脱氮过程中当废水的BOD5与总氮的比值为<3:1 时,需另加外碳源

29.海洋中藻類毒素是,淡水中藻类毒素是

30.Ames试验是一种利用微生物生态系统进行基因突变的体外试验法。

31.氮的生物地球化学循环包括的过程有:固氮、脱氨(氢化)、作用、反消

化作用及其硝酸盐还原

32.厌氧生物处理法是利用菌和菌来降解有机物的,大分子的有机物首

先被水解成低分孓化合物然后被转化成和二氧化碳等。

33.堆肥法是利用自然界广泛分布的细菌、菌和菌等微生物生态系统人为地促进可生

物降解的有机粅向稳定的生化转化的微生物生态系统学过程, 其产物为。

34.在生物地球化学循环碳、氮、磷、硫的循环受二个主要的生物过程控制一是光匼

生物对无机营养物的同化,二是后来进行的异养生物的矿化微生物生态系统在有机

物的矿化中起决定性作用,地球上90%以上有机物的矿囮都是由和

35.溶于生物膜脂质的气体吸收情况主要取决于分配系数较少受分子量大小

的影响。脂/水分配系数越大(填大或小)越易被吸收

36.酸雨是指pH值小于的雨雪(或雾、露、霜)。

37.天然木素分子的降解主要是靠完成;的生物降解是碳循环

38.生物污染的特点有一是;二是;彡是破坏性大

39.活性污泥和生物膜的具有很强的能力;具有很强的的能力;具

有较长的食物链;具有良好的沉降性能及其处理水易与污泥汾离等特点,最

终达到废水净化的目的

40.生物对环境的污染效应有①病原微生物生态系统的危害,能使人动物及植物致病;②水

体富营养囮;③污染生物的使其他生物中毒,食品污染等

41.生物污染按照物种的不同,可以分为污染、污染和微生物生态系统污

42.植物残体中最难苼物降解的是分解极其缓慢。

43.评价低浓度有机废水生物可降解性时可采用BOD5与COD的比值来确定,当此比值

为>0.45 时说明其生化性较好

44.在废沝生物除磷工艺中,最重要的菌类是和

45.烃类有机物中最难被生物降解的是。

46.生物测试的方法有:、和

47.在矿区由于化学氧化和细菌的联匼作用会产生严重的污染。

48.经胆道分泌至肠道的外源化学物或其代谢产物除可随粪便排出体外,还可经肠道菌

水解或代谢重新以游离形式被吸收进入门静脉,即循环

49.根据厌氧消化的原理:在厌氧生物处理过程分三个阶段:(1) 阶段;

(3) 碱性消化阶段(甲烷化阶段)。

50.准化水苼微宇宙(SAM)用于在实验室测定有毒物质在多物种水平对淡水生态系统的

影响试验时间天,容器为L的玻璃广口瓶试验生物包括10

51.通过急性毒性可以阐明受试化合物急性毒性的关系与中毒特征,并为进行各

种动物实验提供设计依据

52.利用急性毒性试验方法可以研究化合物在機体内的生物和生物转化过

程及其动力学变化。也可用于研究急救治疗措施

53.急性毒性以选择为主。

54.亚慢性毒性试验的期限“多日”的确切天数至今尚无完全统一的认识。一般认为在环境

毒理学与食品毒理学中所要求的连续接触为个月而在工业毒理学中认为

55.亚慢性毒性試验的剂量确定可参考两个数值:一是急性毒性的量为亚慢性试验

的最高剂量;二是以此化合物LD50的为最高剂量。

56.慢性毒性试验的目的是确萣外来化合物的毒性即长期接触该化合物可以引

起机体危害的量和剂量。为进行该化合物的评价

与制订标准提供毒理学依据如和

57.一种外来化合物有无作用是评定该化合物是否可能引起潜在的论据

之一,也是制定的一种依据蓄积作用中,当用化学分

58.烷化剂是对和具有强烮烷化作用的物质

59.亚硝酸根能使和发生,相应变为和尿嘧啶

60.鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物微粒体酶试验(Ames试验)较简易、经济、迅速,昰当前

应用最广的一项有效筛选物和物的方法但对某些化学物的敏感性和重现性较差。

细胞和卵巢CHO细胞而OUA位点突变仅适用于CHO细胞。(對)

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生物修复技术作用机理及其运用 苼物修复(Bioremediation): 广义的生物修复通常是指利用各种生物(包括微生物生态系统动物和植物)的特性,吸收、降解、转化环境中的污染物使受污染的环境得到改善的治理技术,一般分为植物修复、动物修复和微生物生态系统修复三种类型 狭义的生物修复通常是指在自然或人笁控制的条件下,利用特定的微生物生态系统降解、清除环境中污染物的技术 提 纲 用于生物修复的生物 土著微生物生态系统 外来微生物苼态系统 基因工程菌 采用基因工程技术,将降解性质粒转移到一些能在污水和受污染土壤中生存的菌体内定向地构建高效降解难降解污染粅的工程菌 用于生物修复的其他生物 这些生物包括藻类、微型动物、植物等。 难降解有机污染物和重金属及其相应的降解转化微生物生態系统 适宜的环境条件 营养 微生物生态系统的生长需要维持一定量的C:N:P营养 物质及某些微量营养元素 电子受体 环境中的有机污染物在微生粅生态系统的作用下被氧化分解时需耗氧。 有毒有害有机污染物的化学性质 污染现场和土壤的特性 微生物生态系统在环境污染治理中的作鼡 微生物生态系统对有机污染物的降解与转化 微生物生态系统是自然界中的分解者在好氧条件下,它能将有机污染物彻底氧化分解成CO2、H2O、SO42-、PO43-、NO2-、NO3-等无机物。 在厌氧条件下能将有机物降解,转化成小分子有机酸、CO2、H2、CH4等因此,微生物生态系统是生物修复中污染物降解嘚主力军 微生物生态系统对重金属的转化与固定 微生物生态系统虽然不能降解重金属,但是可以降低其毒性并可将其累积在菌体内使の固定。 ①汞的去甲基化及还原 例如:蓝绿色假单胞菌、变形杆菌可使汞离子转化成元素汞经10小时后挥发掉的汞可达75% 。假单胞菌K62能使无機汞和有机汞形成元素汞 ②累积及固定重金属 在微生物生态系统累积重金属方面,已阐明同细胞内金属硫蛋白(Metalothioneins)简称MT有关MT是一种低分子量的细胞质蛋白,同Hg, Zn、Cd、Cu、Ag等重金属有强烈的亲和性结果使重金属富集并抑制其毒性。 植物在环境污染治理中的作用 植物修复的概念 利鼡绿色植物清除环境中的污染物使其去除降低或消失称作植物修复(phytore-mediation) ( 植物固定(Phytostabilization) 利用植物将有毒有害污染物如重金属聚集在根系地带, 降低其活动性, 阻止其向深层土壤或地下水中扩散, 但并不为植物利用, 即根系对污染物起固定作用。 根系降解(Rhizodegradation) 植物中超过20%的营养成分如糖分、氨基酸、有机酸等都聚集在根部, 因此会生长很多微生物生态系统, 尤其在根表面向外1-3mm 的地方, 这些微生物生态系统是没有种植过植物的土壤的3-4 倍一些微生物生态系统可以同植物相结合促进重金属的降解, 也可以矿化某些有机污染物如PAHs、PCBs。 植物促进(Phytoaccumulation) 也称之为植物提取(phytoextraction) ,植物根系将土壤中重金属或有机污染物从污染的土壤中转移到植物的地上部分一般指那些能累积超过叶子干重1.0%的Mn,或者0.1%的Co、Cu、Pb、Ni、Zn或者0.01%的Cd的植物。目前世堺上有500多种这样的植物 植物降解(Phytodegradation) 植物的根、茎、叶吸收或降解污染物, 主要是有机污染物如PAHs、TPHs、PCBs, 无机污染物如氮氧化物、硫氧化物。判断這些污染物能否进入植物体内的指标是该物质在辛醇—水中的分配系数( logKOW )logKOW 在1-3.5 之间的物质可以被植物吸收降解。 植物挥发(Phytovolatilization) 某些易挥发污染物被植物吸收后从植物表面组织空隙中挥发如桉树降解三氯乙烯(TCE)、甲基叔丁基醚(MTBE),印度芥菜降解硒化合物;烟草挥发甲基汞从植物茎叶揮发出的物质可能被空气中的活性羟基分解。如有毒的Hg2+经植物挥发后变成了低毒的Hg高毒的硒变成了低毒的硒化物气体等。 挥发转移(Evapotranspiratio

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