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文檔簡介
1、環(huán)境生物學(xué)第一章 環(huán)境污染的生物效應(yīng) 1.概念解釋環(huán)境污染:有害物質(zhì)或因子進(jìn)入環(huán)境,并在環(huán)境中擴(kuò)散、遷移、轉(zhuǎn)化,使環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變,對人類以及其它生物的生存和發(fā)展產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象。環(huán)境生物效應(yīng):各種環(huán)境因素變化而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變異的效果。污染源:向環(huán)境排放有害物質(zhì)或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生有害物質(zhì)的場所、設(shè)備和裝置?;蛟斐森h(huán)境污染的污染物發(fā)生源。污染物:進(jìn)入環(huán)境后使環(huán)境的正常組成結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和性質(zhì)發(fā)生變化,直接或間接有害于人類生存和發(fā)展的物質(zhì),是造成環(huán)境污染的重要物質(zhì)組成。優(yōu)先控制污染物:由于有毒物質(zhì)品種繁多,不可能對每一種污染物都制定控制標(biāo)準(zhǔn),因而提出的在眾多污染物中篩選出潛在危險大的作為優(yōu)先研
2、究和控制的對象。污染物形態(tài):環(huán)境中污染物的外部形狀、化學(xué)組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)形式。污染物遷移:污染物在環(huán)境中發(fā)生的空間位置的移動及其引起的富集、分散、消失的過程。污染物轉(zhuǎn)化:污染物在環(huán)境中通過物理、化學(xué)或生物的作用改變形態(tài)或轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物質(zhì)的過程。2.污染物在環(huán)境中的遷移方式和轉(zhuǎn)化途徑。遷移方式:機(jī)械遷移(水、氣、重力);物理化學(xué)遷移(最重要的形式);生物遷移(吸收、代謝、生長、死亡等)。轉(zhuǎn)化途徑(轉(zhuǎn)化形式有物理、化學(xué)、生物轉(zhuǎn)化)在大氣中,以光化學(xué)氧化、催化氧化反應(yīng)為主;在水體中,氧化還原作用,配合作用,生物降解作用;在土壤中,生物降解為主。3.什么是生物轉(zhuǎn)運(yùn)?污染物透過細(xì)胞膜的方式。生物轉(zhuǎn)運(yùn)
3、:環(huán)境污染物經(jīng)各種途徑和方式同生物機(jī)體接觸而被吸收、分布和排泄等過程的總稱。方式:被動轉(zhuǎn)運(yùn)(簡單擴(kuò)散和濾過);特殊轉(zhuǎn)運(yùn)(主動運(yùn)輸和易化擴(kuò)散);胞飲作用(吞噬作用)。4.什么是污染物在體內(nèi)的的生物轉(zhuǎn)化?生物轉(zhuǎn)化過程和主要反應(yīng)。污染物在體內(nèi)的的生物轉(zhuǎn)化:外源化合物進(jìn)入生物機(jī)體后在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化作用下的代謝變化過程。過程:一般分為I、II兩個連續(xù)的作用過程。在過程I(相I反應(yīng))中,外源化合物在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化下經(jīng)由氧化、還原或水解反應(yīng)改變其化學(xué)結(jié)構(gòu),形成某些活性基團(tuán)或進(jìn)一步使這些活性基團(tuán)暴露。在過程II(又稱相II反應(yīng))中,相I反應(yīng)產(chǎn)生的一級代謝物在另外的一些酶系統(tǒng)催化下通過上述活性基團(tuán)與細(xì)胞內(nèi)的
4、某些化合物結(jié)合,生成結(jié)合產(chǎn)物,極性有所增強(qiáng),利于排出。主要反應(yīng):相I反應(yīng):氧化反應(yīng),還原反應(yīng),水解反應(yīng);相II反應(yīng):葡萄糖醛酸化,硫酸化,甲基化等等。相II反應(yīng):又叫結(jié)合反應(yīng),指在酶的催化下,外源化合物的相I反應(yīng)產(chǎn)物或帶某些基團(tuán)的外源化合物與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的結(jié)合反應(yīng)。MFO的組成和作用:由細(xì)胞色素P450、NADPH細(xì)胞色素P450還原酶和磷脂組成,具有代謝非極性的親脂性有機(jī)化合物的作用。5.什么是生物濃縮、生物積累、生物放大、濃縮系數(shù),生物濃縮的機(jī)理。生物濃縮:生物機(jī)體或處于同一營養(yǎng)級上的許多生物種群,從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難分解的化合物,使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中的濃度的現(xiàn)象。生物積
5、累:生物在其整個代謝活躍期通過吸收、吸附、吞食等各種過程,從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難分解的化合物,以致隨著生長發(fā)育,濃縮系數(shù)不斷增大的現(xiàn)象。生物放大:在生態(tài)系統(tǒng)中,由于高營養(yǎng)級生物以低營養(yǎng)級生物為食物,某種元素或難分解化合物在生物機(jī)體中的濃度隨著營養(yǎng)級的提高而逐步增大的現(xiàn)象。濃縮系數(shù):BCF,指生物體內(nèi)某種元素或難分解的化合物的濃度同它所生存的環(huán)境中該物質(zhì)的濃度的比值。(可用以表示生物濃縮的程度)機(jī)理:污染物通過生物呼吸、食物和皮膚吸收等多種途徑進(jìn)入生物體內(nèi),然后通過血液循環(huán)分散至生物體的各個部位,被生物的多種器官和組織吸收濃縮。生物各種器官和組織對某污染物的濃縮程度,取決于該物質(zhì)在血液中的
6、濃度,生物組織與血液對該物質(zhì)的親合性的差異以及生物組織對該物質(zhì)的代謝。6.生物對環(huán)境有哪些污染效應(yīng)?其污染后果如何? 生物污染:對人和生物有害的微生物、寄生蟲等病原體和變應(yīng)原等污染水、氣、土壤和食品,影響生物產(chǎn)量和質(zhì)量,危害人類健康,這類污染稱為生物污染。(附加)生物對環(huán)境的污染效應(yīng)有:病原微生物使人、家禽、家畜和植物致??;水體富營養(yǎng)化影響水體外觀、氣味、水生生物,產(chǎn)生毒素,污染飲用水;微生物代謝物污染,如H2S氣體難聞且使人中毒,酸性礦水危害周圍生物,硝酸和亞硝酸致病致癌,微生物毒素污染食品。7.闡述微生物對金屬汞、砷的生物轉(zhuǎn)化。汞Hg:在有氧條件下,某些細(xì)菌使元素汞氧化或使二價汞還原為元素
7、汞;在甲基鈷氨素參與下使汞甲基化;汞的甲基化與其脫甲基化過程保持動態(tài)平衡。砷As:某些細(xì)菌氧化亞砷酸鹽為砷酸鹽,毒性減弱;在土壤中三價砷氧化為五價;霉菌使砷化物甲基化形成劇毒的三甲基砷。第二章 污染物對生物的影響 1.何謂酶的誘導(dǎo)和抑制作用?舉例說明污染物對酶的誘導(dǎo)和抑制作用。誘導(dǎo)作用:污染物使酶的合成速度增加或降低酶蛋白的分解。舉例:被多氯聯(lián)苯和多環(huán)芳烴污染的河水對魚的混合功能氧化酶(CYP1A1)具有誘導(dǎo)作用。抑制作用:污染物與酶的中心功能基團(tuán)結(jié)合而抑制酶的活性。舉例:DDT對Na+/K+ ATPase(腺三磷酶)和Mg-ATPase有抑制作用。2.闡述污染物對生物大分子的影響。污染物及其
8、活性代謝物可直接與生物大分子反應(yīng),共價結(jié)合(蛋白質(zhì)、核酸、脂肪酸等),導(dǎo)致生物大分子的化學(xué)性損傷,從而影響生物大分子的功能,引起一系列生物學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生毒性效應(yīng)。抑制生物大分子的合成。3.污染物在細(xì)胞水平上的影響有哪些?表現(xiàn)為對細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的改變:引起細(xì)胞膜脂過氧化作用導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷;影響細(xì)胞膜的離子通透性;與細(xì)胞膜上受體結(jié)合,干擾受體正常生理功能(細(xì)胞膜)。引起線粒體膜和嵴形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變,影響氧化磷酸化和電子傳遞功能;污染物經(jīng)代謝活化產(chǎn)生自由基,導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和微粒體膜的一些重要組分(如MFO)的破壞;阻礙葉綠素合成,加速葉綠素分解,破壞葉綠體超微結(jié)構(gòu),影響光合作用;影響微管、微絲、高爾基體
9、等其他細(xì)胞器(細(xì)胞器)。4.什么是靶器官?污染物對生物組織器官的影響。靶器官:污染物進(jìn)入機(jī)體后,對各器官并不產(chǎn)生同樣的毒作用,而只對部分器官產(chǎn)生直接毒作用,這些器官稱為靶器官。影響:植物吸收大氣污染物后,導(dǎo)致葉組織的壞死,表現(xiàn)為葉面出現(xiàn)點(diǎn)、片傷害斑,造成葉、蕾、花、果等器官的脫落;農(nóng)藥污染也能對植物器官和組織產(chǎn)生影響。對動物組織器官的影響較為復(fù)雜,如Pb損害造血器官和神經(jīng)系統(tǒng),Cd影響肝臟和腎臟,引起骨痛病;Hg引起水俁病,影響神經(jīng)系統(tǒng)。5.什么是行為毒性?污染物對水生生物行為的影響。行為毒性:當(dāng)一種污染物或其他因素(溫度、光照、輻射等)使得動物一種行為改變超過正常變化的范圍時,產(chǎn)生行為毒性。
10、影響:影響回避行為,使生物的分布區(qū)系改變,打亂原有的生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)平衡;影響捕食行為,造成獲得的資源減少,進(jìn)一步導(dǎo)致生物發(fā)育和繁殖受阻;影響學(xué)習(xí)行為;影響警惕行為,增加生物死亡率,導(dǎo)致種群數(shù)量下降;影響社會行為。對鳥類(有機(jī)磷農(nóng)藥):姿態(tài)效應(yīng)的改變,對領(lǐng)地的失控,不能照顧后代等。(加)6.環(huán)境激素有哪幾類?環(huán)境激素的危害。環(huán)境激素:環(huán)境中存在一些天然物質(zhì)和人工合成的環(huán)境污染物具有動物和人體激素的活性,這些物質(zhì)能干擾和破壞野生動物和人的內(nèi)分泌功能,導(dǎo)致野生動物繁殖障礙,甚至能誘發(fā)人類的重大疾病,這些物質(zhì)被稱為環(huán)境激素。(此題中可略去)種類:天然雌激素和合成雌激素;植物雌激素;具有雌激素活性的環(huán)境化
11、學(xué)物質(zhì)。危害:可使野生動物的性發(fā)育和雄性生殖器異常;使魚類等發(fā)生性逆轉(zhuǎn),導(dǎo)致繁殖成功率下降;引起人體多種形式的雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育障礙;與人類許多重大疾病的發(fā)生有關(guān)。7.何謂優(yōu)勢種?敏感種?種的多樣性?優(yōu)勢種:在群落中優(yōu)勢度大的物種。敏感種:對環(huán)境條件變化反應(yīng)敏感的物種。種的多樣性:群落中物種的數(shù)目(豐富度)和各物種的相對密度(群落的異質(zhì)性)。8.何謂協(xié)同作用、相加作用、獨(dú)立作用、拮抗作用?協(xié)同作用:兩種或兩種以上化學(xué)污染物同時或數(shù)分鐘內(nèi)先后與機(jī)體接觸,其對機(jī)體產(chǎn)生的生物學(xué)作用強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它們分別單獨(dú)與機(jī)體接觸時的生物學(xué)作用的總和。相加作用:多種化學(xué)污染物混合所產(chǎn)生的生物學(xué)作用強(qiáng)度等于其中各化學(xué)污
12、染物分別產(chǎn)生的作用強(qiáng)度的總和。獨(dú)立作用:多種化學(xué)污染物各自對機(jī)體產(chǎn)生毒性作用的機(jī)理不同,互不影響。拮抗作用:兩種或兩種以上的化學(xué)污染物同時或數(shù)分鐘內(nèi)先后輸入機(jī)體,其中一種化學(xué)污染物可干擾另一種化學(xué)污染物原有的生物學(xué)作用,使其減弱,或兩種化學(xué)污染物相互干擾,使混合物的生物作用或毒性作用的強(qiáng)度低于任何一種單獨(dú)輸入機(jī)體的作用強(qiáng)度。9.什么是抗氧化防御系統(tǒng)?其作用是什么?需氧生物在長期進(jìn)化中發(fā)展出的防御過氧化損害的系統(tǒng)。(由GSH,VC,VE,GPx,SOD,Ct等組成)作用:控制由體內(nèi)代謝產(chǎn)生的活性氧,消除活性氧對機(jī)體的傷害作用;在一定范圍內(nèi)清除氧化還原循環(huán)產(chǎn)生的大量活性氧。第三章 污染物的生物效應(yīng)
13、檢測 1.什么是生物測試?生物測試的基本類型。指系統(tǒng)地利用生物的反應(yīng)測定一種或多種污染物或環(huán)境要素單獨(dú)或聯(lián)合存在時,所導(dǎo)致的影響或危害?;绢愋停憾唐谏餃y試、中期生物測試、長期生物測試。2.受試生物的選擇條件。對試驗毒物或因子具有敏感性;地理分布廣泛,數(shù)量多,易獲得;具有重大生態(tài)學(xué)價值;易于培養(yǎng)和繁殖;生物學(xué)背景資料豐富,已被清楚了解;對試驗毒物或因子的反應(yīng)能被測定,并有標(biāo)準(zhǔn)測定方法或技術(shù);具有重要經(jīng)濟(jì)價值和旅游價值并考慮與人類食物鏈的聯(lián)系;考慮受試生物的個體大小和生活史長短;考慮是否曾經(jīng)受污染;等。(選其中幾個)3.半數(shù)致死劑量、蓄積系數(shù)、最大無作用劑量和最小有作用劑量。半數(shù)致死劑量:LC
14、50,能引起一群動物的50%死亡的最低劑量。蓄積系數(shù):分次給受試物后引起50%受試動物出現(xiàn)某種毒效應(yīng)的總劑量(LD50(n)與一次給受試物后引起50%受試動物出現(xiàn)同一效應(yīng)的劑量(LD50(1)的比值,即蓄積系數(shù)K=LD50(n)/ LD50(1)最大無作用劑量:化學(xué)物在一定時間內(nèi),按一定方式與機(jī)體接觸,按一定檢測方法或觀察指標(biāo),不能觀察到任何損害作用的最高劑量。最小有作用劑量:能使機(jī)體發(fā)生某種異常變化所需的最小劑量(即,能使機(jī)體開始出現(xiàn)某種毒性反應(yīng)的最低劑量)。4.急性毒性試驗和慢性毒性試驗的一般程序。急性':選擇受試生物;預(yù)試驗及確定劑量組;染毒方式;觀察指標(biāo);確定LD50;試驗結(jié)果
15、評價。慢性':選定試驗動物并分組;確定染毒劑量和實驗期限;選定染毒途徑;觀察指標(biāo);試驗評價。5.致突變、致畸效應(yīng)和致癌效應(yīng)的基本概念。致突變:某些物質(zhì)引起生物體的遺傳物質(zhì)發(fā)生基因結(jié)構(gòu)改變的作用。致畸效應(yīng):致畸物通過母體作用于胚胎而引起胎兒畸形的現(xiàn)象。致癌效應(yīng):環(huán)境中的物理、化學(xué)、生物等因素作用于生物體引起生物體發(fā)生腫瘤的作用。6.致畸物的致畸作用具有什么毒理學(xué)特點(diǎn)?這些特點(diǎn)在致畸試驗中有什么意義?毒理學(xué)特點(diǎn):胚胎與致畸物發(fā)生接觸時,可因胚胎所處的發(fā)育階段不同而呈現(xiàn)不同敏感性;種屬差異在致畸作用中較為明顯,不同種系的動物呈現(xiàn)不同的敏感性。意義:同種動物重復(fù)試驗和多種動物實驗結(jié)果的一致性才
16、可對受試物的致畸作用有助于作出比較可靠的結(jié)論;由于動物的種系間存在差異,不能根據(jù)一種動物的致畸性而簡單推論對人類一定具有致畸作用。7.微宇宙的基本概念,舉例說明微宇宙試驗的設(shè)計。微宇宙:是自然生態(tài)系統(tǒng)的一部分,包含生物和非生物的組成及其過程,能提供自然生態(tài)系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)和功能。標(biāo)準(zhǔn)化水生微宇宙設(shè)計舉例:時間(64天);實驗容器(4L廣口瓶);實驗生物(10種藻類,4種無脊椎動物,1種細(xì)菌);環(huán)境條件(溫度、光照、pH等)第四章 環(huán)境質(zhì)量的生物監(jiān)測與生物評價 1.生物檢測與化學(xué)測試相比有哪些優(yōu)點(diǎn)?存在哪些不足?優(yōu)點(diǎn):能直接反映出環(huán)境質(zhì)量對生態(tài)系統(tǒng)的影響;能綜合反映環(huán)境質(zhì)量狀況;具有連續(xù)監(jiān)測的功能
17、;監(jiān)測靈敏度高;價格低廉,不需購置昂貴的精密儀器;不需要繁瑣的儀器保養(yǎng)及維修等工作;可以在大面積或較長距離內(nèi)密集布點(diǎn),甚至在邊遠(yuǎn)地區(qū)也能布點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測。不足:不能像理化監(jiān)測儀器那樣迅速作出反應(yīng);不能像一起那樣能精確地監(jiān)測出環(huán)境中某些污染物的含量,生物監(jiān)測通常只是反映各監(jiān)測點(diǎn)的相對污染或變化水平。生物監(jiān)測:利用生物個體、種群或群落對環(huán)境污染或變化的反應(yīng)闡明環(huán)境污染狀況,從生物學(xué)角度為環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測和評價提供依據(jù)。(加)2.大氣污染的生物檢測方法有哪些?指示植物;現(xiàn)場調(diào)查法;植物群落監(jiān)測法;現(xiàn)場盆栽定點(diǎn)監(jiān)測法;地衣、苔蘚監(jiān)測法;微核技術(shù)的應(yīng)用;污染量指數(shù)法;大氣污染的綜合生態(tài)指標(biāo)。3.水污染的生物監(jiān)
18、測方法有哪些?細(xì)菌學(xué)監(jiān)測(通常以大腸菌群為指標(biāo));浮游生物檢驗法;底棲大型無脊椎動物監(jiān)測法;微型生物群落監(jiān)測法。4.如何進(jìn)行水環(huán)境的生物學(xué)評價?水體受到污染后,對生存于其中的生物產(chǎn)生影響,生物也對此做出不同的反應(yīng)和變化,其反應(yīng)和變化是水環(huán)境評價的良好指標(biāo),這是水環(huán)境質(zhì)量的生物學(xué)評價的基本依據(jù)和原理。主要的評價方法有:一般描述對比法;指示生物法;污染生物系統(tǒng);生物指數(shù);種的多樣性指數(shù);生產(chǎn)力分析;殘留量指數(shù)和富集系數(shù)。5.化學(xué)品生態(tài)風(fēng)險評價的定義、基本內(nèi)容和評價程序。定義:確定環(huán)境中的化學(xué)品對非人群生態(tài)系統(tǒng)不利影響的概率和大小,以及這些風(fēng)險可接受程度的過程。基本內(nèi)容:暴露評價、受體分析、危害評價
19、、風(fēng)險表征。評價程序:危害識別、暴露反應(yīng)估算、暴露評價、風(fēng)險表征。6.生物標(biāo)志物的定義、種類以及在監(jiān)測中的作用。定義:亞個體和個體水平上既可以測定污染物暴露水平,也可以測定污染物效應(yīng)的生理和生化指標(biāo)。種類:暴露生物標(biāo)志物,效應(yīng)生物標(biāo)志物。作用:能在最早期階段發(fā)現(xiàn)污染物的危害,起到預(yù)警系統(tǒng)的作用;預(yù)測污染物對另一個物種的影響更加準(zhǔn)確和精確,可用低等物種來預(yù)測高等物種;可以反映特定環(huán)境中的生物體在生理上是否正常,起到環(huán)境診斷的作用;反應(yīng)一般較為快速,通常在48h可表現(xiàn)出來。7.環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量以及它們的基本內(nèi)涵。環(huán)境質(zhì)量:在一個具體的環(huán)境內(nèi),環(huán)境的總體或環(huán)境的基本要素對人群的生存和繁衍及社會
20、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的適宜程度,是反映人類的具體要求而形成的對環(huán)境的性質(zhì)及數(shù)量進(jìn)行評定的一種概念。基本內(nèi)涵:環(huán)境質(zhì)量指自然環(huán)境質(zhì)量和社會環(huán)境質(zhì)量兩個方面,包括物理的、化學(xué)的和生物的質(zhì)量,又可具體劃分為大氣環(huán)境質(zhì)量、水環(huán)境質(zhì)量、土壤環(huán)境質(zhì)量、生物環(huán)境質(zhì)量等。生態(tài)環(huán)境質(zhì)量:除人口種群以外的生態(tài)系統(tǒng)中不同層次的生物組成的生命系統(tǒng)在人為作用下所發(fā)生的好與壞的變化程度或總變化狀態(tài)?;緝?nèi)涵:生態(tài)環(huán)境質(zhì)量是從生態(tài)系統(tǒng)的層次上,研究系統(tǒng)各組分,特別是有生命組分的質(zhì)量變化規(guī)律和相互關(guān)系,以及人為作用下結(jié)構(gòu)和功能的變化情況,從而評定其環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣,其綜合性很強(qiáng)。環(huán)境生物學(xué)一填空1.污染物在環(huán)境中的遷移方式主要有 機(jī)械遷移
21、 、 物理-化學(xué)遷移、 生物遷移 2.污染物在水體中轉(zhuǎn)化的主要途徑有 氧化還原作用 、 配合作用 、 生物降解 作用。3.環(huán)境污染物透過生物膜的生物轉(zhuǎn)運(yùn)過程,主要分為 被動轉(zhuǎn)運(yùn)、特殊轉(zhuǎn)運(yùn) 和 胞飲作用 三種形式。4.大多數(shù)動物對污染物的吸收主要通過 呼吸系統(tǒng)吸收 、 消化管吸收 、 皮膚吸收 三條途徑。5.污染物對生物的不利影響最先作用于 細(xì)胞膜 。6.污染物進(jìn)入機(jī)體后導(dǎo)致的生物化學(xué)變化包括: 防護(hù)性 反應(yīng)和 非防護(hù)性 反應(yīng)。7.酶抑制作用可分為 可逆 和 不可逆 抑制作用兩大類。8.多種化學(xué)污染物的聯(lián)合作用通常分為協(xié)同作用、相加作用 、獨(dú)立作用 和 拮抗作用 4種類型。9.環(huán)境效應(yīng)按環(huán)境變化
22、的性質(zhì)可分為 環(huán)境生物效應(yīng) 、 環(huán)境化學(xué)效應(yīng)、 環(huán)境物理效應(yīng) 10.污染物進(jìn)入環(huán)境的途徑:自然界釋放、人類活動過程中的無意釋放和人類活動過程中故意應(yīng)用。11.環(huán)境中微生物對金屬的轉(zhuǎn)化,主要是通過 氧化還原 和 甲基化 作用12.環(huán)境激素主要包括天然激素和合成激素、植物雌激素 、和具有雌激素活性的環(huán)境化學(xué)物質(zhì)等三類。13.影響生物測試結(jié)果的主要因素有:受試生物 、試驗條件 和不同的實驗室。14.水污染的生物監(jiān)測方法有:水污染的 細(xì)菌學(xué)監(jiān)測 ;浮游生物監(jiān)測法;底棲大型無脊椎動物監(jiān)測法和 微型生物群路 監(jiān)測法。15.污染物對群落的影響表現(xiàn)在:污染物可導(dǎo)致群落 組成 和 結(jié)構(gòu) 的改變。16.環(huán)境污染的
23、“三致作用”是指環(huán)境污染具有使人或哺乳動物致癌、致畸 和 致突變 的作用。17.毒性試驗常用參數(shù)EC50和IC50分別表示能引起50%受試生物的某種效應(yīng)變化的濃度和能引起受試生物的某種效應(yīng)50%抑制的濃度。18.現(xiàn)代生物技術(shù)的核心基礎(chǔ)是基因工程。二、名詞解釋1.環(huán)境生物效應(yīng):各種環(huán)境因素變化而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變異的效果。2.污染物轉(zhuǎn)化:污染物在環(huán)境中通過物理的、化學(xué)的或生物的作用改變其形態(tài)或轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物質(zhì)的過程。行為毒性:當(dāng)一種污染物或其他因素(如溫度、光照、輻射)使得動物一種行為改變超過正常變化的范圍。3.環(huán)境激素:具有動物和人體激素的活性,能干擾和破壞野生動物和人內(nèi)分泌功能,導(dǎo)致野生動物繁殖
24、障礙,甚至能誘發(fā)人類重大疾病的天然物質(zhì)或人工合成的環(huán)境污染物4.共代謝:只有在初級能源物質(zhì)存在時才能進(jìn)行的有機(jī)化合物的生物降解過程。5.生物標(biāo)志物:用于監(jiān)測和評價能夠?qū)е律镉袡C(jī)體的生物化學(xué)和生理學(xué)改變的化學(xué)污染物。6.生物測試:系統(tǒng)地利用生物的反應(yīng)測定一種或多種污染物或環(huán)境因素單獨(dú)或聯(lián)合存在時,所導(dǎo)致的影響或危害。7.活性污泥:微生物群體及它們所依附的有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)的總稱。8.生態(tài)工程:人工設(shè)計的、以生物種群為主要結(jié)構(gòu)組分、具有一定功能的、宏觀的、人為參與調(diào)控的工程系統(tǒng)。9.生物修復(fù):利用生物將土壤、地表及地下水或海洋中的危險性污染物現(xiàn)場去除或降解的工程系統(tǒng)。10.生物濃縮系數(shù):生物體內(nèi)
25、某種元素或難分解的化合物的濃度同它所生存的環(huán)境中該物質(zhì)的濃度比值,可用以表示生物濃度的程度。11.抗氧化防御系統(tǒng):在長期進(jìn)化中,需氧生物發(fā)展防御過氧化損害的系統(tǒng)12.氧垂曲線:在河流受到大量有機(jī)物污染時,由于有機(jī)物這種氧化分解作用,水體溶解氧發(fā)生變化,隨著污染源到河流下流一定距離內(nèi),溶解氧由高到低,再到原來溶解氧水平,可繪制成一條溶解氧下降曲線,稱之為氧垂曲線。13.協(xié)同作用:兩種或兩種以上化學(xué)污染物同時或數(shù)分鐘內(nèi)先后與機(jī)體接觸,其對機(jī)體產(chǎn)生的生物學(xué)作用強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它們分別單獨(dú)與機(jī)體接觸時所產(chǎn)生的生物學(xué)作用的總和。14.蓄積毒性作用:低于中毒閾劑量的外來化合物,反復(fù)多次對與機(jī)體持續(xù)接觸,經(jīng)一定
26、時間后使機(jī)體出現(xiàn)明顯的中毒表現(xiàn)15.指示生物:是指環(huán)境中隊某些物質(zhì)能產(chǎn)生各種反應(yīng)或信息而被用來監(jiān)測和評價環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀和變化的生物。16.BOD:水中有機(jī)物由于微生物的生化作用進(jìn)行氧化分解,使之無機(jī)化或氣體化時所消耗水中溶解氧的總數(shù)量,即生化需氧量。17.生物降解:復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)被生物降解成為低分子量產(chǎn)物的過程18.人工濕地:根據(jù)自然濕地模擬的人工生態(tài)系統(tǒng)19.環(huán)境污染:有害物質(zhì)或因子進(jìn)入環(huán)境,并在環(huán)境中擴(kuò)散、遷移、轉(zhuǎn)化,使環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變,對人類以及其它生物的生存和發(fā)展產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象。20.環(huán)境生物效應(yīng):各種環(huán)境因素變化而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變異的效果。21.污染源:向環(huán)境排放有害物
27、質(zhì)或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生有害物質(zhì)的場所、設(shè)備和裝置?;蛟斐森h(huán)境污染的污染物發(fā)生源。22.污染物:進(jìn)入環(huán)境后使環(huán)境的正常組成結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和性質(zhì)發(fā)生變化,直接或間接有害于人類生存和發(fā)展的物質(zhì),是造成環(huán)境污染的重要物質(zhì)組成。23.優(yōu)先控制污染物:由于有毒物質(zhì)品種繁多,不可能對每一種污染物都制定控制標(biāo)準(zhǔn),因而提出的在眾多污染物中篩選出潛在危險大的作為優(yōu)先研究和控制的對象。24.污染物形態(tài):環(huán)境中污染物的外部形狀、化學(xué)組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)形式。25.污染物遷移:污染物在環(huán)境中發(fā)生的空間位置的移動及其引起的富集、分散、消失的過程。26.污染物轉(zhuǎn)化:污染物在環(huán)境中通過物理、化學(xué)或生物的作用改變形態(tài)或轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物質(zhì)的過
28、程。27.協(xié)同作用:兩種或兩種以上化學(xué)污染物同時或數(shù)分鐘內(nèi)先后與機(jī)體接觸,其對機(jī)體產(chǎn)生的生物學(xué)作用強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它們分別單獨(dú)與機(jī)體接觸時的生物學(xué)作用的總和。28.相加作用:多種化學(xué)污染物混合所產(chǎn)生的生物學(xué)作用強(qiáng)度等于其中各化學(xué)污染物分別產(chǎn)生的作用強(qiáng)度的總和。29.獨(dú)立作用:多種化學(xué)污染物各自對機(jī)體產(chǎn)生毒性作用的機(jī)理不同,互不影響。30.拮抗作用:兩種或兩種以上的化學(xué)污染物同時或數(shù)分鐘內(nèi)先后輸入機(jī)體,其中一種化學(xué)污染物可干擾另一種化學(xué)污染物原有的生物學(xué)作用,使其減弱,或兩種化學(xué)污染物相互干擾,使混合物的生物作用或毒性作用的強(qiáng)度低于任何一種單獨(dú)輸入機(jī)體的作用強(qiáng)度。31.優(yōu)勢種:在群落中優(yōu)勢度大的物種
29、。32.敏感種:對環(huán)境條件變化反應(yīng)敏感的物種。33.種的多樣性:群落中物種的數(shù)目(豐富度)和各物種的相對密度(群落的異質(zhì)性)三、簡答題1、簡述微生物對金屬汞、砷的生物轉(zhuǎn)化。答:汞Hg:在有氧條件下,某些細(xì)菌使元素汞氧化或使二價汞還原為元素汞;在甲基鈷氨素參與下使汞甲基化;汞的甲基化與其脫甲基化過程保持動態(tài)平衡。砷As:某些細(xì)菌氧化亞砷酸鹽為砷酸鹽,毒性減弱;在土壤中三價砷氧化為五價;霉菌使砷化物甲基化形成劇毒的三甲基砷。2、污染物在細(xì)胞水平上的影響有哪些?答:一、對細(xì)胞膜的影響。首先,污染物引起膜脂的過氧化作用導(dǎo)致細(xì)胞膜的損傷。其次,污染物可影響細(xì)胞膜的離子通透性。再者,污染物與細(xì)胞膜上的受體
30、結(jié)合,干擾受體正常的生理功能。二、對細(xì)胞器的影響。線粒體 污染物可以引起細(xì)胞線粒體膜和嵴的形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變,而且影響線粒體的氧化磷酸化和電子傳遞功能。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 污染物經(jīng)代謝活化產(chǎn)生自由基,可導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和微粒體膜的一些重要組分如混合功能氧化酶的破壞。粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 多種結(jié)構(gòu)的化學(xué)致癌物,能引起粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體脫落,導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成控制的改變。3、生物監(jiān)測與化學(xué)測試相比有哪些優(yōu)點(diǎn)?存在哪些不足?答:優(yōu)點(diǎn):能直接反應(yīng)環(huán)境質(zhì)量對生態(tài)系統(tǒng)的影響。 不需要購置昂貴的儀器及進(jìn)行儀器保養(yǎng)和維修。 可大面積或長距離內(nèi)密集布點(diǎn)。缺點(diǎn):反應(yīng)不夠迅速,無法精確檢測某些污染物的含量,精度不高。 易受環(huán)境因素的影響,如
31、季節(jié)和地理環(huán)境等。4、好氧生物處理與厭氧生物處理有哪些主要區(qū)別?答:(1)起作用的微生物群種不同 (2)產(chǎn)物不同 (3)反應(yīng)速度不同 好氧分解速度快,厭氧分解轉(zhuǎn)化速度慢,效率低,時間長(4)對環(huán)境條件要求不同 好氧生物處理要求充足供氧,對其它環(huán)境條件要求不太嚴(yán)格;厭氧生物處理要求絕對厭氧環(huán)境,對其它環(huán)境條件(如pH值,溫度等)要求甚嚴(yán),一般要求有機(jī)物濃度>1000mg/l。(5)受氫體不同。好氧生物以分子態(tài)氧為受氫體,厭氧生物以化合態(tài)鹽、碳、硫、氮為受氫體5、請敘述基因工程的基本過程以及所涉及的重要工具酶。答:基本過程:1.制備目的基因 2.選擇合適的載體,將目的基因與載體相連接
32、生成重組DNA分子 3.將重組DNA分子導(dǎo)入受體 4.對目的基因的篩選和檢測 5.目的基因在受體細(xì)胞的表達(dá)重要工具酶:限制性內(nèi)切酶、 DNA連接酶6、什么是水體自凈?自凈過程中主要發(fā)生了哪些作用?可根據(jù)哪些指標(biāo)判斷水體自凈程度?答:受污染的水質(zhì)自然地恢復(fù)原樣的現(xiàn)象成為水體自凈發(fā)生的作用:物理作用:稀釋、沉降 化學(xué)作用:氧化、還原、凝聚 生物作用判斷指標(biāo):1.有機(jī)物的濃度 2.生物的相 3.溶解氧的濃度7、簡述污染物對生物大分子的影響。答:污染物及其活性代謝產(chǎn)物可直接與生物大分子反應(yīng),共價結(jié)合,導(dǎo)致生物大分子的化學(xué)性損傷,從而影響生物大分子的功能,引起一系列生物學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生毒效應(yīng)8、在生物測試中
33、,受試生物一般應(yīng)符合哪些條件?答:. 受試生物對試驗毒物或因子具有敏感性.受試生物應(yīng)具有廣泛的地理分布和足夠的數(shù)量,并在全年中在某一實際區(qū)域范圍內(nèi)可獲得.受試生物應(yīng)是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成,具有重大的生態(tài)學(xué)價值.在實驗室內(nèi)易于培養(yǎng)和繁殖受試生物應(yīng)具有豐富的生物學(xué)背景資料,人們已經(jīng)清楚了解受試生物的生活史、生長、發(fā)育、生理代謝等.受試生物對試驗毒物或因子的反應(yīng)能夠被測定,并具有一套標(biāo)準(zhǔn)的測定方法或技術(shù).受試生物應(yīng)具有重要的經(jīng)濟(jì)價值和旅游價值,應(yīng)考慮人類食物鏈的聯(lián)系9、厭氧生物處理廢水的原理是什么?簡述厭氧發(fā)酵的生化過程。答:原理:利用厭氧微生物在缺氧并且在所需要的營養(yǎng)條件和環(huán)境條件下分解有機(jī)污染物,
34、產(chǎn)生甲烷和二氧化碳。生活過程:1.水解階段 2.酸化階段3.甲烷化階段10、微生物的哪些特點(diǎn)使其在環(huán)境污染處理過程中起著不可替代的作用?答:.微生物個體微小,比表面積大,代謝速率快.微生物種類繁多,分布廣泛,代謝類型多樣.微生物具有多種降解酶.微生物繁殖快,易變異,適應(yīng)性強(qiáng).微生物具有巨大的降解能力.微生物的共代謝作用11、什么是生物修復(fù)技術(shù)的理論基礎(chǔ)?它具有哪些特點(diǎn)?答: 生物修復(fù)是環(huán)境工程領(lǐng)域剛剛興起的一門新技術(shù),用一種或多種微生物來降解土壤中的有機(jī)毒物,如農(nóng)藥、石油烴類和有機(jī)磷、有機(jī)氯等,使這類物質(zhì)變成無毒的或變成二氧化碳,這個過程國際上叫“生物修復(fù)工程”。目前已成功應(yīng)用于土壤、地下水、
35、河道和近海洋面的污染治理。特點(diǎn):與物理、化學(xué)處理處理技術(shù)相比,生物修復(fù)技術(shù)投資費(fèi)用省,對環(huán)境影響小,能有效降低污染物濃度,適用于其他技術(shù)難以應(yīng)用的場地,微生物對環(huán)境的要求比較苛刻。四、問答題1、水體富營養(yǎng)化造成的環(huán)境問題日益突出,試分析水體富營養(yǎng)化形成的原因及產(chǎn)生的不良后果,并結(jié)合你所學(xué)知識談?wù)劮乐嗡w富營養(yǎng)化的措施。答:原因:由于人類的活動,將大量工業(yè)廢水和生活污水以及農(nóng)田徑流中的植物營養(yǎng)物質(zhì)排入湖泊、水庫、河口、海灣等緩流水體。不良后果:水生生物特別是藻類將大量繁殖,形成水華現(xiàn)象,藻類遮蔽陽光,使水底生植物因光合作用受到阻礙而死去,使生物量的種群種類數(shù)量發(fā)生改變,破壞了水體的生態(tài)平衡。大量
36、死亡的水生生物沉積到湖底,被微生物分解,消耗大量的溶解氧,使水體溶解氧含量急劇降低,水質(zhì)惡化,以致影響到魚類的生存;一些腐敗后放出氮、磷等植物的營養(yǎng)物質(zhì),從而又大大加速了水體的富營養(yǎng)化過程。這樣年深月久,造成惡性循環(huán),使水體嚴(yán)重變質(zhì)。防治措施:首先應(yīng)控制營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體。治理富營養(yǎng)化水體。如:采取疏浚底泥,去除水草和藻類,引入低營養(yǎng)水稀釋和實行人工曝氣等措施。生物防治,如引入大型挺水植物與藻類競爭、養(yǎng)殖捕食藻類的魚等抑制藻類繁殖生長。環(huán)境生物學(xué)一、名詞解釋:1.環(huán)境激素:指環(huán)境中存在的具有動物和人體激素活性的一些由天然物質(zhì)和人工合成的環(huán)境污染物稱為環(huán)境激素,這些物質(zhì)能干擾和破壞野生動物和人內(nèi)分
37、泌功能,導(dǎo)致野生動物繁殖障礙,甚至能誘發(fā)人類重大疾病。2.最小致死量(MLD):指能使一群動物中僅有個別死亡的最高劑量或濃度。3.蓄積毒性作用:低于中毒閾劑量的外來化合物,反復(fù)多次地與機(jī)體持續(xù)接觸,經(jīng)一段時間后是機(jī)體出現(xiàn)明顯的中毒表現(xiàn),即為蓄積毒性作用。4.生物積累:是指生物在其整個代謝活躍期通過吸收、吸附、吞食等各種過程,從周圍環(huán)境中蓄積某些元素或難分解的化合物,以致隨生長發(fā)育,濃縮系數(shù)不斷增大的現(xiàn)象,又稱生物學(xué)積累。5.固定化酶:又稱水不溶酶,是通過物理吸附法或化學(xué)鍵合法將水溶性酶和固態(tài)的不溶性載體相結(jié)合,使酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物。6.生物標(biāo)志物:用于檢測和評價化學(xué)污染物的
38、暴露及其效應(yīng)的由化學(xué)污染物所導(dǎo)致的生物有機(jī)體的生物化學(xué)和生理學(xué)改變稱之為生物標(biāo)志物9.共代謝作用:指只有在初級能源物質(zhì)存在時才能進(jìn)行的有機(jī)化合物的生物降解過程。10.活性污泥法:是利用懸浮生長的微生物絮體處理有機(jī)廢水的一類好氧生物處理方法。11.污泥沉降比(SV):指一定量的混合液靜置30min后,沉降的污泥體積與原混合液體積之比,以百分?jǐn)?shù)來表示。其反映了曝氣池正常運(yùn)行的污泥量,用來控制剩余污泥的排放量,同時也能反映污泥膨脹等異常現(xiàn)象,以便及時采取措施。12.污泥容積系數(shù)(SVI):又稱污泥指數(shù),指曝氣池中混合液經(jīng)30min靜置沉降后體積與污泥干重之比。其反映了活性污泥的凝聚性和沉降性,一般控
39、制在50-150之間,若其大于200,則表明污泥已膨脹。13.生物轉(zhuǎn)化:是指外源化合物進(jìn)入生物機(jī)體后在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化作用下的代謝變化過程。14.生態(tài)模擬:即微宇宙法,是研究污染物在生物種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)和生物圈水平上的生物效應(yīng)的一種方法,又稱為模型生態(tài)系統(tǒng)法。微宇宙是自然生態(tài)系統(tǒng)的一部分,包含有生物和非生物的組成及其過程,能提供自然生態(tài)系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)和功能。15.生物放大:是指在生態(tài)系統(tǒng)中,由于高營養(yǎng)級生物以低營養(yǎng)級生物為食物,某種元素或難分解化合物在生物機(jī)體中的濃度隨著營養(yǎng)級的提高而逐步增大的現(xiàn)象,又稱生物學(xué)放大。16.活性污泥:由好氣性微生物及其代謝和吸附的有機(jī)物、無機(jī)物組成的微生物絮
40、體即活性污泥。17.LD50:即半致死劑量或濃度,指能引起一群動物的50%死亡的最低劑量或濃度。18.LD0:即最大耐受劑量或濃度,指能使一群動物雖然發(fā)生嚴(yán)重中毒,但全部存活無一死亡的最高劑量或濃度。19.拮抗作用:指兩種或兩種以上化學(xué)污染物進(jìn)入機(jī)體后,污染物的總作用強(qiáng)度小于其中任何一種成分的單獨(dú)作用。優(yōu)先污染物:指一些具有生物積累性、毒性大、自然降解弱和三致(致癌、致畸、致突變)作用的污染普遍的有毒有機(jī)化學(xué)污染物,稱為優(yōu)先污染物(或稱優(yōu)先控制污染物)20. 需氧污染物:指降解時需要消耗氧的一些有機(jī)污染物,主要包括糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。二、填空題1環(huán)境生物學(xué)是研究生物與受人類干預(yù)的環(huán)境之間相互作
41、用的規(guī)律及其機(jī)理的科學(xué)人類干擾包括兩個方面:一是 指人類活動對生態(tài)系統(tǒng)造成的污染 ;二是 指人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響和破壞,即對自然資源的不合理利用 。環(huán)境生物學(xué)在應(yīng)用 生態(tài)學(xué) 學(xué)和 毒理 學(xué)等學(xué)科的研究方法的基礎(chǔ)上已經(jīng)形成自己的一套研究方法。2生物污染按照物種的不同,可以分為 動物 污染、 植物 污染和 微生物 污染三種類型。31962年,美國生物學(xué)家R.卡遜寫的科普作品 寂靜的春天 ,詳細(xì)描述了濫用化學(xué)農(nóng)藥造成的生態(tài)破壞,這本書引起了西方國家的強(qiáng)烈反響。3人類對環(huán)境的干預(yù)包括人類活動對生態(tài)系統(tǒng)造成的 污染 ;人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的 影響和破壞 兩個方面。4氮素化肥在土壤中以 硝 態(tài)氮和 胺
42、態(tài)氮兩種形式出現(xiàn),氮肥施用過多,促使土壤中硝酸鹽濃度增高,在土壤微生物的作用下,硝酸鹽轉(zhuǎn)化為 亞硝酸鹽 ,此轉(zhuǎn)化物可與土壤中各種胺類化合物反應(yīng)生成強(qiáng)致癌物質(zhì) 亞硝胺 ,對人體危害極大。5污染物不同形態(tài)表現(xiàn)出不同的污染效應(yīng),這些形態(tài)包括: 價態(tài) 、 化合態(tài) 、結(jié)構(gòu)態(tài)、絡(luò)合態(tài)。6在自然界,天然木素分子的降解主要是靠 白腐 菌完成7. 硝化作用分兩步進(jìn)行:首先是氨氧化成亞硝酸,二是把亞硝酸氧化成硝酸。硝酸鹽還原包括 異化 硝酸鹽還原和 同化 硝酸鹽還原。異化硝酸鹽還原又分為 發(fā)酵 性硝酸鹽還原和 呼吸 性硝酸鹽還原(反硝化作用),同化硝酸鹽還原是硝酸鹽被還原成 亞硝酸鹽 和氨,氨被同化成 氨基酸 的
43、過程。8. 機(jī)體對生活環(huán)境中化學(xué)物的吸收途徑有: 呼吸系統(tǒng) 吸收 、 消化管 吸收、 皮膚 吸收以及其它途徑吸收。9. 外源化學(xué)物的生物轉(zhuǎn)化通常是酶促反應(yīng),參與生物轉(zhuǎn)化的極為復(fù)雜,這些生物轉(zhuǎn)化酶主要存在 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 以及 和 胞液 中。10. 生物地球化學(xué)循環(huán)指生物的 合成 作用和 分解或礦化 作用所引起的污染物周而復(fù)始的循環(huán)運(yùn)動過程。11. 氮循環(huán)由6種氮化合物的轉(zhuǎn)化反應(yīng)所組成:分別是 、 氫化(脫氨) 、硝化作用、反硝化作用和硝 酸鹽還原。12.在廢水生物脫氮過程中,當(dāng)廢水的BOD5與總氮的比值為 3:1 時,需另加外碳源。13.微宇宙法,是研究污染物在生物種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)和生物圈水平上的
44、生物效應(yīng)的一種方法,又稱為模型生態(tài)系統(tǒng)法。1闡述呼吸道吸收的特點(diǎn)和影響吸收的因素有哪些。 吸收特點(diǎn):氣體與蒸氣主要通過簡單擴(kuò)散被吸收。肺中的吸收過程進(jìn)行的較為迅速。肺泡壁和毛細(xì)血管壁及間質(zhì)總厚度在1um左右,而且肺泡與肺泡之間的毛細(xì)血管極為豐富,所以氣體由肺泡進(jìn)入毛細(xì)血管的路程很短,極易透過,吸收過程可迅速完成。有些外源化學(xué)物可直接經(jīng)肺靜脈進(jìn)入全身血液循環(huán),并在全身組織器官分布,避免了肝臟的首過消除作用,故毒性可能較強(qiáng)。此外,各種外來化合物與細(xì)菌、病毒以及植物花粉和孢子等皆可形成固體氣溶膠。氣溶膠和顆粒物進(jìn)入呼吸道后將在呼吸道中沉積或儲留,少數(shù)水溶性較高的物質(zhì)可通過簡單擴(kuò)散進(jìn)入血液,大部分顆粒
45、可隨同氣流到達(dá)終末細(xì)支氣管和肺泡內(nèi),沉積、附著于細(xì)胞表面,對機(jī)體造成一定的損害。影響吸收的因素:氣體在肺泡氣與血漿中的濃度差 氣體的吸收是一個動態(tài)平衡的過程,即該氣體由肺泡進(jìn)入血液的速度等于由血液進(jìn)入各組織細(xì)胞的速度時的狀態(tài)。平衡狀態(tài)下,該氣體在血液中的濃度(mg/l)與其在肺泡氣中的濃度(mg/l)之比,稱為血?dú)夥峙湎禂?shù),每種氣體的分配系數(shù)為一常數(shù)。肺的通氣量與血流量 如過氣體在血液中的血?dú)夥峙湎禂?shù)較低,既使通氣量增加,也不能使吸收入血的氣體增多,還必須增加血流量,才能使吸收增多。反之,血?dú)夥峙湎禂?shù)較高的氣體,極易由肺泡吸收進(jìn)入血液,因此增加通氣量即呼吸頻率或每分鐘通氣量就能使吸收增多。氣體
46、的分子量及在水中的溶解度 溶于水的氣體大多通過親水性孔道被轉(zhuǎn)運(yùn),所以溶解度高和分子量小的氣體容易吸收。溶于生物膜脂質(zhì)的氣體吸收情況主要取決于脂水分配系數(shù),脂水分配系數(shù)越大越易被吸收,較少受分子量大小的影響。2分別簡述急性毒性試驗、慢性毒性試驗和蓄積試驗的目的。急性毒性試驗的目的:求出受試物對一種或幾種實驗動物的致死劑量,通常以半數(shù)致死量(>LD50)為主要參數(shù)。闡明受試化合物急性毒性的劑量反應(yīng)關(guān)系與中毒特征。利用急性毒性試驗方法研究化合物在機(jī)體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化過程及其動力學(xué)變化。(4分)慢性毒性試驗的目的:慢性毒性試驗是檢測在較長時間內(nèi),以小劑量反復(fù)染毒后所引起損害作用的試驗。其主
47、要目的是評價化學(xué)物在長期小劑量作用的條件下對機(jī)體產(chǎn)生的損害及其特點(diǎn),確定其慢性毒作用閾劑量和最大無作用劑量,為制訂環(huán)境中有害物質(zhì)的最高容許濃度提供實驗論據(jù)。蓄積試驗的目的:環(huán)境化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體后,經(jīng)過代謝轉(zhuǎn)化排出體外,或直接排出體外。當(dāng)其連續(xù)地、反復(fù)地進(jìn)入機(jī)體,而且吸收速度超過代謝轉(zhuǎn)化與排泄的速度時,化學(xué)物質(zhì)在體內(nèi)的量逐漸增加,稱為化學(xué)物質(zhì)的蓄積作用。外源性化學(xué)物在機(jī)體的蓄積作用是化學(xué)物發(fā)生慢性中毒的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此,蓄積試驗研究外源化學(xué)物在機(jī)體內(nèi)有無蓄積作用及蓄積程度如何,是評價化學(xué)物能否引起潛在的慢性毒性的重要方法之一,也是制定有關(guān)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時選擇安全系數(shù)的依據(jù)之一。3 影響胃腸道吸收的因素
48、有哪些方面的因素? 外源化學(xué)物的性質(zhì):溶解度較低者,吸收差;脂溶性物質(zhì)較水溶性物質(zhì)易被吸收;分散度越大,吸收越容易;解離狀態(tài)的物質(zhì)吸收速度慢。機(jī)體方面的影響:胃腸蠕動較強(qiáng),吸收少,反之,有利于吸收;胃腸內(nèi)容物較多時,吸收減慢;反之,空腹或饑餓狀態(tài)下容易吸收;胃液的酸度較高(pH=0.9-2.5), 弱有機(jī)酸類多以未解離的分子狀態(tài)存在,在胃中易被吸收。小腸內(nèi)酸堿度已趨向于弱堿性或中性(pH=6.6-7.6), 弱有機(jī)堿類在小腸內(nèi)主要是非解離狀態(tài),也容易通過簡單擴(kuò)散而被吸收。某些特殊生理狀況如:妊娠和授乳期對鉛和鎘的吸收增強(qiáng)。胃酸分泌隨年齡增長而降低,可影響弱酸或弱堿性物質(zhì)的吸收。4污染物對生物大
49、分子的影響主要表現(xiàn)在哪些方面? (1)干擾正常的受體配體的相互作用 受體是許多組織細(xì)胞膜上的大分子成分;配體是生物體內(nèi)的一些具有生物活性的化學(xué)物。正常情況下,受體與配體結(jié)合形成受體配體復(fù)合物,產(chǎn)生一定的生物學(xué)效應(yīng)。 (2)生物膜損傷 不少環(huán)境化學(xué)物通過改變膜脂流動性,影響膜的通透性和鑲嵌蛋白質(zhì)的活性,改變其結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性,從而產(chǎn)生生物效應(yīng) (3)干擾細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài) 正常情況下細(xì)胞內(nèi)的鈣濃度較低(107108 mol/L),細(xì)胞外濃度較高(103 mol/L )。各種細(xì)胞毒物,如硝基酚、過氧化物、汞、鉛等重金屬離子均能干擾細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài),引起細(xì)胞損傷和死亡。 (4)干擾細(xì)胞能量的合成 一些環(huán)境污染物可
50、干擾糖類的氧化,使細(xì)胞不能合成能被生物利用的ATP,ATP使細(xì)胞生命活動得不到充足的能量供給 (5)脂質(zhì)過氧化與自由基 脂質(zhì)過氧化是細(xì)胞損傷的一種特殊方式,是由于產(chǎn)生了自由基而引起的,正常情況下,生物體內(nèi)氧化、還原和酶促反應(yīng)過程中,均可產(chǎn)生少量自由基,一般可被體內(nèi)存在的抗氧化物質(zhì)(如維生素C、維生素E)所對抗,對生物危害不大。當(dāng)大量污染物(自由基)進(jìn)入機(jī)體,造成機(jī)體抗氧化作用失衡,即可發(fā)生脂質(zhì)過氧化,對生物體造成危害。 (6)與生物大分子共價結(jié)合 共價結(jié)合可改變生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能,引起一系列生物學(xué)改變,特別是與酶蛋白、脂肪、核酸等重要生物大分子共價結(jié)合,能改變其化學(xué)結(jié)構(gòu),影響其生理功能,甚
51、至導(dǎo)致變性和細(xì)胞死亡 (7)誘導(dǎo)生物機(jī)體內(nèi)一些功能蛋白的產(chǎn)生 如應(yīng)激蛋白和金屬硫蛋白的產(chǎn)生,這些蛋白質(zhì)的產(chǎn)生可保護(hù)生物機(jī)體抵抗污染物的損害。注:金屬硫蛋白對二價金屬離子具有極高的親和力,在細(xì)胞內(nèi)起貯存必需的微量金屬如Zn、Cu和結(jié)合有毒金屬如Cd、Hg的作用,它與必需金屬的結(jié)合起調(diào)節(jié)這些金屬在細(xì)胞內(nèi)濃度的作用,而與有毒金屬結(jié)合則可以保護(hù)細(xì)胞免受金屬毒性影響。5活性污泥由哪些微生物組成;它們的組成類型與活性污泥系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常與否有何關(guān)聯(lián),繪出ASP工藝流程圖。(1)活性污泥的微生物有細(xì)菌、霉菌和原生動物等組成:細(xì)菌:堿桿菌、微桿菌、叢毛單胞菌、芽孢桿菌、假單胞菌、柄桿菌、球衣菌、動膠菌和黃桿菌等。
52、霉菌:酵母、假絲酵母、青霉菌和鐮刀霉菌,它們能在酸性條件下生長繁殖,且需氧量比細(xì)菌少,所以在處理某些特種工業(yè)廢水及有機(jī)固體廢渣中起到重要作用。原生動物和微型后生動物:原生動物以游泳型的纖毛類為主,如草履蟲。如果運(yùn)轉(zhuǎn)正常,出水良好,原生動物則以固著的纖毛類為主,例如鐘蟲、累枝蟲等。后生動物:輪蟲、甲殼蟲和線蟲等,以游離的細(xì)菌和有機(jī)微粒作為食物,可以起到提高出水水質(zhì)的作用。(2)組成與系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)聯(lián):如果活性污泥系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常,出水水質(zhì)差,則原生動物以游泳型的纖毛類為主,如草履蟲。如果運(yùn)轉(zhuǎn)正常,出水良好,原生動物則以固著的纖毛類為主,例如鐘蟲、累枝蟲等,并有后生動物出現(xiàn),如輪蟲、甲殼蟲和線蟲。(3
53、)工藝流程圖: 標(biāo)準(zhǔn)(推流式)活性污泥法(CAS):廢水初沉淀池懸浮固體去除掉曝氣裝置(活性污泥就在這種裝置中將廢水中BOD降解了,并產(chǎn)生新的活性污泥)二次沉淀池固液分離(上清液排放,沉淀下來的污泥一部分回流到曝氣池中,一部分作為剩余污泥而排放)。推流式活性污泥法的曝氣池一般為一個長條的矩形池,廢水從一端進(jìn)入,另一端流出,池中曝氣裝置多數(shù)為鼓風(fēng)式。普通曝氣法是在池內(nèi)均勻地通入空氣?;旌弦簯腋」腆w濃度為1.5千mg/L3千mg/L,活性污泥回流比約為1030,去除每公斤BOD需空氣44m362m3。普通曝氣法優(yōu)點(diǎn)為出水水質(zhì)高,BOD去除率高,缺點(diǎn)是氧利用率低,曝氣時間長,適應(yīng)水質(zhì)變化的能力差。為
54、了克服上述缺點(diǎn),在普通曝氣法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了曝氣量控制和進(jìn)水水量控制,如漸減曝氣系統(tǒng)、逐步曝氣法、吸附再生法等,目的都是為了提高氧的利用率,增加BOD的去除量,縮短處理時間,提高出水水質(zhì)。供氣設(shè)備為鼓風(fēng)機(jī),充氧設(shè)備有穿孔管、微孔曝氣器、散流式曝氣器和曝氣軟管等6微生物對化學(xué)物質(zhì)的降解與轉(zhuǎn)化有哪些特點(diǎn),使其在環(huán)境污染處理中起著不可替代的作用?(1)個體微小,比表面積大,代謝速率快;(2)種類繁多,分布廣泛,代謝類型多;(3)具有多種降解酶;(4)繁殖快,易變異,適應(yīng)性強(qiáng);(5)具有巨大降解能力;(6)具有共代謝作用。7. 簡述監(jiān)測和評價中生物標(biāo)志物的作用。體內(nèi)劑量、生物有效劑量可作為污染物危害監(jiān)測
55、和鑒定的重要指標(biāo);是定性污染物與暴露后果相聯(lián)系的重要參考;生物標(biāo)志物能應(yīng)用于確定暴露一反應(yīng),暴露一效應(yīng)關(guān)系和危險度的估計;生物效應(yīng)分子生物標(biāo)志物,細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能改變標(biāo)志物有助于污染物對機(jī)體損傷機(jī)制的研究;易感性生物標(biāo)志物,對發(fā)現(xiàn)污染易感個體和制定保護(hù)易感人群的衛(wèi)生措施有著十分重要的價值。 8.生物修復(fù)的本質(zhì)是生物降解,能否成功取決于生物降解速率,在生物修復(fù)中采取強(qiáng)化措施促進(jìn)生物降解十分重要。這些強(qiáng)化措施促主要包括哪些方面?接種微生物 目的是增加降解微生物數(shù)量,提高降解能力,針對不同的污染物可以接種人工篩選分離的高效降解微生物,接人單種、多種或一個降解菌群,人工構(gòu)建的遺傳工程菌被認(rèn)為是
56、首選的接種微生物;添加微生物營養(yǎng)鹽 微生物的生長繁殖和降解活動需要充足均衡的營養(yǎng),為了提高降解速度,需要添加缺少的營養(yǎng)物;提供電子受體 為使有機(jī)物的氧化降解途徑暢通,要提供充足的電子受體,一般為好氧環(huán)境提供氧,為厭氧環(huán)境的降解提供硝酸鹽;提供共代謝底物 共代謝有助于難降解有機(jī)話染物的生物降解;提高生物可利用性 低水溶性的疏水污染物難于被微生物所降解,利用表面活性劑、各種分散劑來提高污染物的溶解度,可提高生物可利用性; 添加生物降解促進(jìn)劑 一般使用H2O2可以明顯加快生物降解的速度。9電磁輻射的有哪些方面的生物效應(yīng)?(8分)答:(1)使
57、癌癥發(fā)病率增高(2)影響生殖功能 如:5-10mw/cm2的電磁輻射,其子女中畸形兒童的發(fā)病率異常高。 (3)損害中樞神經(jīng)系統(tǒng) 輕則引起失眠多夢、頭痛頭昏、疲勞無力、記憶力減退、易怒、抑郁等神經(jīng)衰弱癥;重則使大腦皮質(zhì)細(xì)胞活動能力減弱,并造成腦損傷。(4)引起心血管疾病 如心率加快、血壓升高、呼吸率加快、喘息、出汗等,嚴(yán)重的還會出現(xiàn)抽搐和呼吸障礙。 (5)傷害眼睛 白內(nèi)障形成的最小功率密度約150mW/cm2,100min。低于500MHz的頻率引起眼損害的可能性不能完全排除。10.生物膜有哪些特點(diǎn)?細(xì)胞與外界環(huán)境交換一些大分子物質(zhì)的過程有哪些方式?特點(diǎn)微生物多樣性高:在所形成的生物膜中與凈化有關(guān)的微生物種類的多樣性程度較高,其中包括好氧細(xì)菌、厭氧細(xì)菌、真菌和藻類,使其在去除污染物方面更具有廣譜性。生物膜各段的微生物類群不同:在多段式的生物膜法處理中,與凈化程度相對應(yīng),分別出現(xiàn)不同的微生物優(yōu)勢種。微生物群落的種類組成隨廢水的凈化過程而相應(yīng)的發(fā)生演替的處理方法被認(rèn)為
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