环境生物学期末考试重点

环境问题一般可分为两大类，一类是环境污染，一类是生态破坏。

环境生物学的研究内容：1.环境污染物的生物效应：主要是研究污染物在环境中的迁移、转化和积累的生物学规律以及对生物的影响和危害.这种效应包括从分子水平、细胞水平、组织水平、器官水平、个体水平、种群水平到生态系统等各级生物层次，探索污染效应的机理，在此基础上，研究环境污染的生物监测与生物评价的理论和方法。

2.环境污染物的生物净化：主要研究生物对环境污染净化与去除的基本原理、方法以及影响因素.通过生物学或生态学的技术与方法进一步强化生物在环境污染净化中的作用，包括具有高效净化能力的生物种类及菌株的筛选以及基因工程菌的构建，降解和去除污染物的机理及其降解动力学反应模型等；生态工程中生物群落的结构与演替，不同类型物种间相互关系及其对环境污染净化过程的调控作用等。

3.保护生态学：包括自然保护生物学和恢复生态学.自然保护生物学主要是研究生物多样性的保护、自然保护技术和自然保护区的建设，探索保护、增殖和合理利用自然资源的规律，协调人类与自然环境的关系，是自然资源尤其是生物资源能够得到持续利用；恢复生态学主要是研究生态系统的退化机理，物种进入和生长及群落狙击过程的限制因素，群落结构和生态系统的结构与功能之间的关系，制定退化生态系统的恢复方案，发展受损环境修复的生物学或生态学技术。

环境效应按环境变化的性质可分为环境生物效应、环境化学效应和环境物理效应。

环境生物效应:指各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果。

污染源:造成环境污染的污染物发生源。

污染物主要通过三条途径进入环境：人类活动过程中无意释放；废物的排放；人类活动过程中故意的应用。

污染物在环境中的迁移主要有下述三种方式：机械迁移；物理-化学迁移；生物迁移。

根据有机物在水体中分解水平和溶解氧的变化，把受有机污染物污染的河流分为相应的地区段：清洁区：表明未受污染，氧及时得到补充。

分解区：细菌对有机污染物分解，消耗溶解氧，而通过大气补充的氧不能弥补消耗的氧，因此水体中溶解氧下降，此时细菌个数增加。

腐败区：溶解氧消耗殆尽，水体进行缺氧分解，当有机物被分解之后，腐败区却告结束，溶解氧又复上升。

恢复区：有机物降解接近完成，溶解氧上升并接近饱和。

清洁区：水体环境改善，又恢复到原始状态。

生物小循环：生物地球化学循环过程中，植物吸收空气、水、土壤中的无机养分后合成植物的有机物质，植物的有机物质被动物吸收后合成动物的有机质，动植物的残体经微生物分解作用成为无机物质回到空气、水、土壤当中。

相对于地质大循环称为生物小循环。

环境污染物进入植物体内主要有三条途径：①根部吸收以及随后随蒸腾流而输送到植物各部分。

②暴露在空气中的植物地上部分主要通过气孔从周围空气中吸收污染物。

③有机污染物蒸汽通过职务上表皮渗透而摄入体内。

生物转化的过程：生物体内的转化一般分为两个连续的作用过程，第一过程外源性化合物在有关酶系统的催化下经由氧化，还原或则水解反应改变其化学结构，形成某些活性基团或则及进一步使这些活性基团暴露。

第二过程反应产生的一级代谢物在另一些酶系统催化下通过上述活性基团与细胞内的某些化合物生成结合产物。

结合产物的极性一般有所增强，利于排除。

经第一过程的一级代谢产物也可以直接排出体外，或直接对机体产生毒害作用。

生物浓缩：指生物机体或处于同一营养级上的许多生物种群，从周围环境中蓄积某种元素或难分解的化合物，使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象，又称为生物学浓缩，生物学富集。

生物积累：指生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，以至随着生长发育，浓缩系数不断增大的现象。

靶器官：污染物进入机体后，对各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。

种群密度：指单位面积或单位空间内的个体数量。

种群密度影响因素：污染物可导致个体数量的减少，种群密度下降；污染物能影响种群的性别比例和年龄结构；短期的生物测试：被测试的生物在短时间内暴露于高浓度的污染物下，测定污染物对生物机体的影响。

生物测试的方式分为短期生物测试，中期生物测试，长期生物测试。

半数致死剂量或浓度：能引起一群动物的50%死亡的最低剂量或浓度。

功能蓄积：不断进入机体内的环境污染物，反复作用机体，引起机体一定结构或功能的变化，并逐渐累积加重，最后导致出现损害作用，此种蓄积称为功能蓄积。

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。

）对植物伤害的的典型症状：常见有害气体（SO2①二氧化硫：症状主要出现在叶脉间，呈现大小不等的、无一定分布规律的点、块状伤斑，与正常组织之间界限明显，也有少数伤斑分布在叶片边缘，或全叶褪绿黄化。

伤斑颜色多为土黄或红棕色，但伤斑的形状、分布和色泽因植物种类和受害条件的不同会有一定的变化。

幼叶不易受害。

例如单子叶植物伤斑常沿平行脉呈条状，分布在叶尖或叶片隆起部位；树的受害部位一般从叶尖开始向基部扩展，阔叶树通常在脉间出现不规则的大斑点或斑点，有时伤斑呈长条状。

河流按其污染程度分为：多污带，中污带，寡污带。

污染生物指数（计算）：污染生物指数用I（bip）表示，是指无叶绿素微生物占全部微生物( 有叶绿素和无叶绿素微生物 )的百分比，其指数按下式计算I BIP={B/(A+B)}×100式中： A———有叶绿素微生物数；B———无叶绿素微生物数。

污染程度清洁水轻度污染水中度污染水严重污染水 I BIP 0--8 8---20 20---60 60---100生物标志物未能广泛应用有许多原因，主要包括：①对许多环境污染物来说，化学分析法相对容易和简单。

②目前人们研究的重点是发展生物标志物，而不是生物标志物的应用。

③现阶段还很难阐明生物标志物的检测结果和特定环境之间的关系。

④缺乏了解生物标志物的效应与相关种群、群落和生态系统水平上效应的直接联系，即缺乏了解生物标志物的生态相关性。

污水处理方法：物理法，化学法，生物法。

化学需氧量（COD）:指强化学试剂在化学氧化被测废水所含有机物过程中所消耗的氧量。

化合物结构：所有化合物质，可根据微生物对它们的降解性分为可生物降解，难生物降解，不可生物降解三大类。

某种有机物是否能被微生物降解，取决于许多因素，其中该物质的化学结构是重要因素之一。

化合物结构与其生物可降解性的关系：①在烃类化合物中，一般是链烃比环烃易分解，直链烃比支链烃易分解，不饱和烃比饱和烃易分解。

支链烷基愈多愈难降解。

碳原子上的氢都被烷基或芳基取代时，会形成生物阻抗物质。

②主要分子链上的C被其他元素取代时，对生物氧化的阻抗就会增强。

也就是说，主链上的其他原子常比碳原子的生物利用度低，其中氧的影响最显著，（例如，醚类化合物较难生物降解），其次是S和N。

③每个C原子上至少保持一个氢碳键的有机化合物，对生物氧化的阻抗较小；而当C原子上的H都被烷基或芳基所取代时，就会形成生物氧化的阻抗物质。

④官能团的性质及数量，对有机物的可生化性影响很大。

例如，苯环上的氢被羟基或氨基取代，形成苯酚或苯胺时，与原来的苯相比较，将更易被生物降解。

相反，卤代作用却使生物降解性降低，卤素取代基愈多，抗性愈强。

例如，自一氯苯到六氯苯，随着氯离子增多，降解难度相应加大。

卤代化合物的降解，重要条件是在代谢过程中，卤素作为卤化物离子而被除去。

官能团的位置也影响化合物的降解性，如有两个取代基的苯化物，间位异构体往往最能抵抗微生物的攻击，降解最慢。

尤其是间位取代的苯环，抗生物降解更明显。

一级醇、二级醇易被生物降解，三级醇却能抵抗生物降解。

⑤化合物的分子量大小对生物降解性的影响很大。

高分子化合物，由于微生物及其酶不能扩散到化合物内部，袭击其中最敏感的反应键，因此,其生物可降解性降低.生物可降解性：指通过微生物的生命活动来改变污染物的化学结构，使污染物的化学和物理学性能改变所能达到的程度。

活性污泥法的基本特征：1.利用生物絮凝体为生化反应的主体物；2.利用曝气设备箱生化反应系统分散空气或氧气，为微生物提供氧源；3.采用沉淀方式去除有机物，降低出水中微生物的固体含量；4.对系统进行混合搅拌以增加接触和加速生化反应传质过程；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时间的稳定，经常排出一部分生物固体。

生物膜法：利用微生物在固体表面的附着生长对废水进行生物处理的技术。

卫生填埋主要有厌氧，好氧和半好氧三种。

基因工程：利用重组DNA技术，在体外通过人工剪切和拼接等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使充足的基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。

生态工程：一般指人工设计的，以生物种群为主要结构组分、具有一定功能的、宏观的、认为参与调控的工程系统。

土地处理系统主要类型：1地标漫流系统：用喷灌及漫灌方式将污水有控制地排释到土地上，污水在地表形成薄层，均匀地顺坡流下，其蒸发量和渗入量俊很少，大部分流入集水沟。

地表上一般种植植物，以供微生物栖息并防止土壤被冲刷流失。

适用于透水性差的土壤（黏土和亚黏土）及平坦而有均匀适度坡度（2%-8%）的田快。

2慢速渗滤系统：污水经喷灌、漫灌和沟灌布水后，垂直向下缓慢渗滤，农作物可以充分利用污水中的水肥、营养素，同时依靠土壤-微生物-农作物对污水进行净化，部分污水被蒸发和渗滤。

适用于渗水性能良好的土壤和沙质土壤及蒸发量小、气候湿润的地区。

3 快速渗透系统：污水灌入土壤表面后很快渗入地下，其中一部分被蒸发，大部分进入地下水。

灌水和休灌（晒田）反复循环进行，以保持高的渗透率。

适用于透水性能非常良好的土壤（砂土、壤土砂或壤沙土）。

这种方法类似于间歇的砂滤池。

4 自然湿地系统：这是一种利用低洼湿地和沼泽地对污水进行处理的方法。

污水进入低洼地形成沼泽或池塘后，通过底部土壤的渗透作用及池中水生动植物（芦苇等）的综合生态效应，达到净化污水的目的。

5 复合污水土地处理系统：这里指上述若干方法的组合，对污水进行净化处理，提高出水水质。

例如地标漫流可与湿地法组合，使地标漫流的尾水进入湿地进一步净化。

生物修复：利用生物将土壤、地表一级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。

植物主要通过这三种机理去除环境中的有机污染物：1.植物对有机污染物的直接吸收作用。

2.植物释放分泌物和酶可去除环境有机污染物。

3.强化根区的矿化作用。