生物修复考试复习题.doc

复习题一、名词解释生物修复：利用特定的生物，包括微生物、植物、动物的代谢活动来减少存在于环境中的有壽物质的浓度或使其无害化，从而使污染了的环境能部分或全部恢复到原初状态的过程。

环境污染物：以不当的数量、浓度、速率、形态、途径进入环境后，在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统结构和功能发生变化，对人类及其它生物的生存和发展产生不利影响的物质和因子。

共代谢：利用一种容易降解的物质作为支持微牛物牛长繁殖的营养物质，而同时降解另一种物质，但后一种物质的降解和转化并不能使共代谢的微生物获得能量、碳源或其他任何营养物质。

生物富集「又称生物浓缩，是生物有机体或处于同一营养级上的许多生物种群，从周围环境屮蓄积某种元素或难分解化合物，使生物有机体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。

生物降解：一般指在微生物的作用下，使复杂的化合物结构破坏并分解为简单物质的过程。

该过程可在有氧或无氧的条件下进行，前一过程的最后产物是二氧化碳、水、硝酸盐、磷酸盐；后一过程的最后产物是氨、硫化氢和有机酸等。

去毒作用：指使污染物的分子结构发生改变，从而降低或去除其对嫩感物种的有害性。

敏感物种包括人、动物、植物和微生物，其中最为关注的是人。

土壤的自净作用：进入土壤的污染物，在土壤微生物、土壤动物、土壤有机和无机胶体等的作用下，经过一系列物理。

化学、牛物化学过程，降低其浓度或改变其形态，从而减小或消除污染物毒性的现象。

根际微生物：根际是指受植物根系生长影响的在物理、化学和生物特性上不同于原土屮的土壤微域, 是植物■土壤■微生物三者相互作用的场所，是一个特殊的生态系统，一般在5mm以下。

生活在其中的微生物即为根际微生物。

超累积植物：指对某些重金属有超强吸收和富集作用的植物，可以用于修复含该重金属污染物的土壤。

表面活性剂：是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。

临界胶团浓度：表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶团的最低浓度。

固定化菌：生物可利用性：是指土壤和地下水中的微牛物或其胞外酶对有机污染物的可接近性，它受土壤理化性质、污染物和微生物性质、污染接触时间等许多因素的综合影响。

挥发性有机化合物：挥发性有机化合物(VOCs)是指在常温下饱和蒸汽压＞70Pa,常压下沸点在260°C 以内的有机化合物。

包括：氨气、碳氢化合物、苯及其衍生物、酚及其衍生物、醇类、醛类、酮类和脂肪酸等。

生命周期评价：指对一个产品系统的牛命周期中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价，包括互相联系、不断重复进行的四个步骤：目的与范围的确定、清单分析、影响评价和结果解释。

生命周期评价是一种用于评估产品在其整个生命周期中。

生物炭：生物炭是由植物或废弃物原料在无氧或缺氧条件下热解得到的具有细密纹理的炭，其含有大量的有机碳，并具有很强的抗分解能力。

次生代谢物质：植物产牛的、与其基木生命活动无关，但对昆虫或其他动物与植物之间的关系起重要作用的非营养性微量代谢产物。

基因工程菌：将口的基因导入细菌体内使其表达，产生所需要的蛋口的细菌称为基因工程菌，女ri：大肠杆菌。

共沉淀：一种沉淀从溶液中析出时，引起某些可溶性物质一起沉淀的现象。

例如，用氯化锁沉淀so 奴时，若溶液中有K+、Fe3+存在，在沉淀条件下木来是可溶性的硫酸钾和硫酸铁，也会有一小部分被硫酸锁沉淀夹带下来，作为杂质混在主沉淀中。

二、论述题：1、什么是优先污染物，简述其特点。

答：优先污染物一一对众多有毒污染物进行分级排队，从中筛选岀潜在危害大，在环境中出现频率高的污染物作为监测和控制对象，称为优先污染物。

特点：1、难以降解；2、在环境中有一定残留水平；3、出现频率高；4、具有生物积累性；5、属于三致物质；6、毒性较大以及现代已有检出方法的。

2、论述高级氧化技术的概念、特点及分类。

答:高级氧化技^（advanced oxidation process, AOP）就是利用电、光辐射，有时还与氧化剂结合, 在反应中产生活性极强的自由基（如・0H）,再通过自由基与有机化合物之间的加合、取代、电子转移、断键等使水体中的难降解的有机物大分子氧化降解成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成C02、H2O,接近完全矿化。

具有以下特点：（1）能产生大量非常活泼的轻基自由基HO-,・0H作为反应中的中间产物可诱发后面的链反应。

（2） H0•能无选择地肓接与废水中的污染物反应。

（3）—个物理•化学过程, 很容易加以控制。

（4）高级氧化过程既可作为单独处理，又可与其他处理过程相匹配。

现在的高级氧化技术主要包括以下几个方面：Fenton试剂，臭氧氧化法，电化学氧化法，湿式氧化技术，超临界水氧化技术，光催化技术等。

3、生物修复的原则是什么，概述其优点和局限性。

（1）牛物修复的原则：1、适合的牛物：具有正常生理和代谢能力，并能降解或转化污染物的牛物体系，包括动物、植物、微生物等。

2、适合的场所：要有污染物和合适的生物相接触的地点。

3、适合的环境条件：控制或改变温度、pH、无机养分等环境条件，使生物代谢生长活动处于最佳状态。

（2）优点：1、费用省，仅为现有环境工程技术的儿分之一；2、环境影响小，不会形成二次污染物；3、可最大限度地降低污染物浓度；4、可用于处理其他技术难以应用的场地，如受污染的土壤和地下水。

（3）局限性：1、微生物不能降解所有进入环境的污染物。

2、生物修复需要对污染地区的状况和存在的污染物进行详细而昂贵的现场考察。

3、特定的微生物只降解特定类型的化学物质，结构稍有变化的化合物就可能不会被同一微生物酶破坏。

4、微生物活性受温度和其他环境条件影响。

5、有些情况下，牛物修复不能将污染物全部去除，因为当污染物浓度太低不足以维持降解细菌一定数量吋，残余的污染物就会留在土壤中。

4、论述有机污染物进入微生物细胞的过程。

主要包括被动扩散，易化扩散，主动运输，基团转位和胞饮作用。

1、被动扩散：小分子物质顺浓度梯度跨膜转运，运送过程中不需要载体也不需要消耗能量；2、易化扩散：离子和水溶性小分子物质，在细胞膜特殊蛋白质的帮助下，顺电化学梯度进行跨膜转运的过程，需要载体，但是不消耗能量；3、主动运输：逆浓度梯度，需要特异的载体存在，要消耗能量；4、基团转位：一种主动运输方式，有一个复杂的运输系统來完成物质的运输，而物质在运输过程中发生化学变化，主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细菌中。

需要特异性的载体蛋白和能量。

5、胞饮作用：由于细胞膜具有流动性，大分子物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内。

5、影响植物修复的环境因素有哪些？影响植物修复的环境因子：酸碱度、氧化还原电位、共存物质、污染物间的复合效应、植物营养物质、植物激素、生物因子。

A气候因子：气候因子主要包括光照、温度、水：首先，光对植物的生长发育重要性不言而喻，没有正常的光照，植物就不能通过光合作用正常产牛植物体所需的能量和有机物质；其次，植物的生长需一定的温度范围；再次，水分也是植物生长的重要因子。

水占了植物体重的80%,植物体内含水量也是界定植物生长发育程度的重要依据。

B 土壤因子：（1）土壤含水量植物吸收的水分主要来源于土壤，土壤含水量成为衡量土壤肥力的条件之一。

（2）土壤pH值土壤的酸碱度对植物的生长发育有很大的影响，不同的植物对土壤酸碱度的适应性也不同。

植物牛物量大小和pH值有着显著的相关性。

（3）土壤氧化还原电位由于植物根系分泌物的存在使得根际土壤的氧化还原电位明显不同于非根际土壤。

而氧化还原电位的高低可影响到重金属的植物有效性。

（4）各种农艺措施（5）土壤改良措施6、染料废水的特点和难点是什么？论述染料废水生物修复的机制。

7、污染物的生物可利用性对生物修复有什么样的影响？牛物可利用性是指土壤和地下水中的微牛物或其胞外酶对有机污染物的可接近性，它受土壤理化性质、污染物和微生物性质、污染接触吋间等许多因素的综合影响。

污染物的介质吸附、多相分酉己、老化和形成非水相基质，以及土壤微生物的吸附、过滤和沉降作用降低了污染物的可利用性。

促进土壤中污染物和微生物的解吸附，增强非水相基质的溶解，加速土壤污染物与微牛物之间的质量传递，可以增强污染物的可利用性和牛物降解的速率。

1污染物的溶解度2污染物的Kow3 非水相液体4污染物的吸着5重金属的生物有效性8、论述土壤根际环境中的农药降解。

(1)植物对农药直接吸收和蒸腾作用。

一部分农药有机物被植物吸收，在植物体内经过植物代谢活动转化、降解或通过植物叶子的蒸腾作用释放到大气中去。

根系对有机物的吸收取决于有机物在土壤中的浓度和植物的吸收率、蒸腾率。

(2)植物根系分泌物和酶对农药污染的降解。

植物根系能分泌一些营养物质，如糖类、醇、磷酸、蛋口质等，供微生物生存；植物根系还能分泌一些特殊的化学物质，如有机酸可以改变土壤环境的pH 值等，有利于污染物的分解。

(3)根际微生物的联合降解、矿化作用。

土壤中有植物根系存在的微生物的活性和数量比无根系土壤中微牛物活性和数量提高很多。

微牛物与根系联合对土壤中的农药降解去除。

9、论述植物对重金属的抗性机制。

植物抗重金属表现为两种基本对策即排斥(exclusion)和蓄积(accumulation)。

植物对重金屈的排斥有以下几种方式：1、分泌化合物降低重金属的有效性。

2、回避摄人。

环境中的重金属浓度很高但植物儿乎不吸收重金属。

3、限制运输。

植物将重金属滞留在根部限制其向地上部分转移。

4、排出体外。

原牛质膜溢泌有主动排岀金属离子的作用。

植物对重金属的蓄积是指植物吸收大量的重金属。

植物的重金属蓄积又有几种不同的抗性机理。

①细胞壁和液泡扣留，避免其进入细胞质，从而减轻该重金屈对植物的直接毒害。

②酶系统的作用。

重金属胁迫下，植物保护酶系统也会发生适应性变化。

③重金属结合蛋白的解毒作用。

重金属离子进入细胞质中，由存在于细胞质中的一些金属络合体承担。

与重金属结合形成无毒或低毒的络合物，从而消除重金属的毒害作用。

10、论述植物对重金属超常吸收的研究意义。

重金屈超富集植物的潜在应用：植物修复和植物采矿(1)植物修复：利用重金属超累积植物提取土壤中的重金属，从而净化受污染的土壤。

(2)植物采矿：从被重金属污染和富含重金属的土壤中采集有价值的重金属，从而从收割的植物体中获取它们得到收益。

但是现在大部分超富集植物提取元素的单一性、生物量小、根系较浅、生长缓慢、生物修复时间较长和修复率低等缺点，近期研究工作做要集中在一下领域：①寻找、选培育超累积植物②深化应用基础理论研究③分子生物学和基因工程技术的应用④组合修复技术11＞论述生物多样性在污染环境植物修复中的意义。

(1)物种多样性为植物修复提供了大量的资源在运用植物修复的方法治理土壤重金属污染的研究屮，超富集植物的筛选一直是人们关注的热点, 同时也是植物修复的难点。