第六章环境污染生物监测
6.1 复习笔记
【知识框架】
【重点难点归纳】
考点一：水环境污染生物监测★★★
1．水环境污染生物监测的目的、样品采集（见表6-1-1）
表6-1-1 水环境污染生物监测的目的、样品采集表
2．水环境污染生物监测方法（见表6-1-2）
表6-1-2 水环境污染生物监测方法
考点二：空气污染生物监测★★
1．利用植物监测
（1）指示植物及其受害症状（见表6-1-3）
指示植物是指受到污染物的作用后能较敏感和快速地产生明显反应的植物，可以选择草本植物、木本植物及地衣、苔藓等。
表6-1-3 指示植物及其受害症状
（2）监测方法（见表6-1-4）
表6-1-4 监测方法
2．利用动物监测
一定区域内，利用动物种群数量的变化来监测评估该区域空气污染状况。
动物对污染物吸收途径：①气态污染物、粉尘从口鼻进入体内；②水和土壤中的污染物主要通过饮用水和食物进入；③脂溶性的物质可以通过皮肤进入动物机体。
污染物体内分布：①能溶解于体液的物质，在体内分布比较均匀；②三价和四价阳离子主要积累于肝或其他网状内皮系统；③铅、钙、钡、锶、镭、铍等与骨骼亲和力较强，其二
价阳离子在骨骼中含量较高；④对某种器官具有特殊亲和性的物质，则在该种器官中积累较多；⑤脂溶性物质易积累于动物体内的脂肪中。
3．利用微生物监测
一般以细菌总数和链球菌总数作为室内空气细菌学的评价指标。
考点三：土壤污染生物监测★★
1．土壤污染的植物监测（见表6-1-5）
表6-1-5 土壤污染的植物监测
2．土壤污染的动物监测（见表6-1-6）
表6-1-6 土壤污染的动物监测
环境污染对生物影响课程设计 [教学目标 ] 1．以酸雨为例,说明人类的破坏性活动造成的环境污染对生物的危害。 2．设计并完成酸雨对生物的影响的探究实验。 3．培养学生的科学探究、创新实践、发散思维、合作交流等多种能力。 4．提高环保意识,增强关心爱护生物圈的情感。 [教学重点、难点] 1．设计并完成酸雨对生物的影响的探究实验。 2．培养学生的多种能力,增强环保意识,加深关心爱护生物圈的情感。［课前准备］ 1．学生准备 （1）搜集人类活动造成的环境污染对生物影响的图片、资料,有关酸雨的成因、危害的图片、资料,有关废电池的危害的图片资料。（2）预习探究实验,小组成员合作,初步拟定本组探究方案。 2．教师准备 （1）搜集由人类活动造成的环境污染对生物的影响的图片、资料,有关酸雨的知识、成因、危害的图片、视频资料,有关废电池的资料。（2）设计并制作课件（图片、资料、酸雨形成动画、废电池造成危害的动画、探究提示、问题设置、诗句欣赏）。 （3）录像片段（国外有关酸雨的情况报道及治理方法）。
（4）为探究实验提供的材料用具（不同pH（pH=3．4．5）的模拟酸雨,清水,培养皿,标签,活小鱼。 [教学方法]探究解决式教学法。 [课时安排] 一课时 [教学过程 ] （一）两分钟课前“热身” 利用两分钟课前准备时间,多媒体以新闻纪实方式展现一组对比强烈的图片或视频（美丽的地球家园和人为破坏情况）,然后呈现“只有一个地球”的警示语,并伴有音响效果。通过视、听的感官刺激,一方面使学生认识到人类改变地球面貌已经成为毋庸置疑的事实,激发起学生的探究愿望,尽快进入学习状态,另一方面为本节课的探究主题创造意境。 （二）创设情境、激发探究兴趣 1）通过学生交流展示课前搜集的有关人类活动造成的环境污染对生物的影响的图片、资料,提高了学生主动搜集信息、表达交流的能力,培养了学生关心爱护生物圈、关注社会的情感。教师予以评价、鼓励。学生通过观察、辨析,达成共识：环境污染有多种类型（大气污染、水污染、土壤污染等）,它们已经对生物造成了不同程度的伤害。2）利用被腐蚀的佛像放大与原型的比较及佛像拟人化的问题“伤害我的元凶是谁”,创设了质疑情境,激发了学生探究酸雨对生物影响的浓厚兴趣。
环境污染的生物监测 班级：土木102班 姓名：普艳琼 学号：2010111216
环境污染的生物监测 Biological monitoring --作者普艳琼 土木工程102班摘要 生物监测（biologcal monitoring)又称生态监测（ecological mornitoring)，是以活的生物作为指示器监测水质状况，评价其对生物生存的优劣程度。从理论上说，环境的物理、化学过程决定着生物学过程，环境质量的变化对生物和生态系统会产生直接的影响；反过来，生物学过程的变化也可以在一定程度上反映出环境的物理、化学变化。从某种意义上说，有环境质量变化引起的生物学过程变化能够更直接地综合反映出环境质量对生态系统的影响，比用理化方法监测得到的数据更具有说服力，我们可以通过对生物的观察来评价环境质量的变化。因此，生物监测与化学检测，物理检测一样，被广泛运用与环境保护。 Biological monitoring say again ecological monitoring, is a living creature as indicator monitoring water quality conditions, to evaluate its the bad or good degree of biological survival. In theory, the environment of physical, chemical process determines the biological processes, the change of the environment quality of biological and ecological system has direct influence; In turn, the
微生物在污染治理中的应用 环境工程101 陶涛201008340230 摘要：自然环境在没有或只受到有限的人为活动所造成污染时，能自动地维持生态平衡，环境洁净，各种生物和谐生存，繁衍生息。但随着人类生产、生活领域及其规模的不断扩大，特别是包括煤炭和石油等矿物能源及生物外源性有毒、有害物质，生物难降解化学品的广泛开发和利用，排放的污染物数量突破了自然环境所固有的自净负荷，给自然环境造成了越来越严重的污染。环境污染的恶化不仅给经济的可持续发展带来滞后性，而且直接影响到人类的健康、稳定的生活。因此，环境问题日益引起了人类的高度重视。微生物作为生物界的主要降解类群，在水体污染、固体废弃物污染、重金属污染、化合物污染、石油及大气污染等治理过程中，均取得显著效果且不易造成二次污染，应用范围广泛，所以倍受人们关注。 关键词：环境污染；生物技术；微生物；生物降解；污染治理；应用；极端微生物
微生物在废水处理等环境污染防治方面具有广泛的应用，在农林牧渔业、环保等各方面发挥着巨大的作用。近年来，人们对微生物在环境中的分布状况、分离纯化和开发（包括驯化和基因操作等）利用等方面的报道与日俱增。伴随着人口增加、经济发展和大规模工业化进程，进入环境中的有害物质逐年增多，并在环境中长期存在且难以降解，致使环境问题成为当今世界所面临的一个重要问题。同时，长期以来形成的重经济发展、轻环境治理的状况，使我国的环境污染问题尤为突出。加入世贸组织后，环境保护已不再是我国的内部事务，它将直接并严重影响着我国国民经济的持续发展。因此，绿色区的环境保护和污染区的环境治理迫在眉睫。 1.环境污染的现状与微生物技术 我国是世界上环境污染最为严重的国家之一，大气、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。当前我国社会经济仍然保持着高度发展的态势，环境保护的压力将进一步加重，由人类活动所造成的环境污染和环境质量的恶化已成为制约我国社会和经济可持续发展的障碍。如何在经济高速发展的同时控制环境污染，改善环境质量，以实现社会经济可持续发展之目标是我同目前谚待解决的重要问题。 1 .1.生物技术在环境治理中的优势 科技的发腱也充分证明微生物技术是环境保护的理想武器，这一技术在解决环境问题过程中所显示的独特功能和显著优越性充分体现在它是一个纯生态过程，从根本上体现了可持续发展的战略思想。微生物技术在处理环毙污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反鹿条件温和以受无二次污染等显著优点，加之其技术开发所预示的广阔的市场前景，受到了各国政府、科技工作者和企业家的高度重视。 目前微生物技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术。其在水污染控制、大气污染治理，有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测．污染环境的修复和污染严重的f业企业的清洁生产等环境保护的各个方面，发挥着极为重要的 作用。应用微生物技术处理污染物时，最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质，如二氧化碳、水和氮气。利用微生物方法处理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次转移，因此它是一。种消除污染安全而彻底的方法。特别是现代微生物技术的发展，尤其是基因工程、细胞f程和酶工程等生物高技术的飞速发展和应用，使微乍物处理具有更高的效率，更低的 成本和更好的专一性，为微生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。 2. 微生物在污染治理中的应用 应用微生物的高效降解、转化能力治理环境污染，在污水治理、固体废弃物处理、重金属降解、化合物分解、石油修复等方面均取得了良好的效果。其治理过程分为：①高效生物降解能力和极端环境微生物的筛选、鉴定；②污染物生物降解基因的分离、鉴定和特殊工程菌的构建；③生物恢复的实际应用和工程化。 2 .1 .污水治理 环境中的污染物，在自然界中经过迁移、转化，绝大多数将归入水体，引起水体不断受到污染的胁迫。尤其是高浓度生活污水和工业废水的大量倾入，使水体富营养化现象日趋严重。通常情况下，只要这种污染不超过阀值，污染的水体在物理、化学和生物的综合作用下，是可以得到净化的，这种净化主要源于水体中的微生物能直接或间接地把污染物作为营养源，在满足微生物生长需要的同时，又使污染物得以降解，达到净化水质的目的。目前，世界各国在应用微生物治理污水方面积累了较丰富的经验，具备了一定的研究基础，应用于污水治
生物技术在环境污染治理中的应用 摘要：生物工程研究的内容是生命科学，生物技术在环境污染治理中具有效率高、成本低、无二次污染等显著优点。因此，应用生物技术解决目前日益严重的大气污染、水质污染、固定物污染有着无可比拟的作用，特别是在自然生态修复中发挥了巨大功效。本文简述的就是近年来生物技术在环境污染治理中的发展及应用和生态修复中的作用。 关键词：生物技术、环境污染，治理应用 在经济腾飞的几十年，由于忽视了发展中的环境保护，导致环境污染极为严重，我国也成为世界上环境污染最严重的国家之一。 近年来，随着细胞融合技术、基因工程技术、分子生物技术等的发展，现代生物技术和环境工程技术相结合的环境问题凸现密切联系，特别是对于寻求低成本解决环境问题的发展中国家具有极大的潜力。 1、生物技术概况 现代生物技术是利用生命有机体来发展新产品或新工艺的一种技术体系。目前生物技术应用到农业、医药、卫生、食品工业和化学工业的发展，并在解决人类面临的粮食危机、环境污染和能源危机中起到了重要作用。 利用生物技术治理环境污染的方法与化学、物理等其它技术比较，生物技术具有效率高、成本低、反应设施简单，以及无二次污染
等显著优点，能有效的遏制生态恶化趋势，促进自然资源的可持续利用。生物技术是最安全和最彻底消除污染的方法。同时还可以增强自然环境的自我净化能力，是有机废物“资源化”的首选技术，将有机物转化为沼气、酒精、有机材料和蛋白等，能改造传统生产工艺，实现清洁生产过程的生态化或无废化。 2、生物技术在环境保护中的作用。 2.1生物技术在废气净化处理中的应用 目前采用的方法有生物过滤，生物洗涤和生物吸附法等，国内外运用现代生物技术对废气净化处理得到了较为理想的效果。如美国学者利用微生物代谢净化工业性恶臭气体效果显著，而且不产生二氧异臭；德国研究者利用生物膜过滤处理含硫化氢的气体，硫化氢去除率90%；我国科研人员利用生物膜填料塔对橡胶再生脱硫过程所产生的低浓度有机废气处理试验结果表明：生物膜填料塔处理工业有机废气是可行的，当运行条件控制适当时，净化效率可保持在90%以上，能够实现达标排放，且投资省，运行费用低。 2.2生物技术在废水处理中的应用 利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移或转化作用，从而使废水得到净化的处理方法，被认为是一种经济有效的污水处理手段，它不但融合了生物自身的特点，如吸附性好、沉降性好和降解能力强等，而且符合生态学及可持续发展的观点。随着科学技术的进步，污染状况的加剧，环境标准的不断提高，使废水生物处理技术取得了很大进展，如吸附——降解生物处理技术，厌氧拆流板反应器生物处理技术，间歇式活性污染法生物处理技术，二步法厌氧消
第六章环境污染的生物监测思考题 一、简答题 1.简述生物监测环境质量的重要性（有哪些优势）。 生物监测是一种既经济、方便，又可靠准确的方法。实践证明，长期生长在污染环境中的抗性生物，能够忠实的“记录”污染的全过程，能够反映污染物的历史变迁，提供环境变迁的证据；而对污染物敏感的生物，其生理学和生态学的反应能够及时、灵敏地反映较低水平的环境污染，提供环境质量的现时信息。因此生物监测是利用生物对特定污染物的抗性或敏感性来综合地反映环境状况，这是任何物理、化学监测所不能比拟的。 2.植物监测大气污染的优势。 有些植物对大气污染的反应极为敏感，在污染物达到人和动物的受害浓度之前，它们就显示出可察觉的受害症状。这些敏感生物的生存状况可以反映其生存介质的环境质量，用来监测环境。植物还能够将污染物或其代谢产物富集在体内，分析植物体的化学成分并可确定其含量。同时，植物本身的不可移动性、便于管理等特征，使它成为重要的大气污染监测生物。 3.简述监测生物的筛选原则。 （1）受污染后，是否有典型的受害症状（尤其是急性的受害症状）； （2）/ （3）受污染后，生物的生理生化指标是否有较为明显的变化； （4）在污染环境中，生物体内代谢产物是否有较为明显的变化。 4.在环境质量的生物监测中，如何利用生物的抗性作用 将生物放置于污染条件下，通过抗性指数来分析污染前后生物性状的比值。如在污染条件下的植物的根。根伸长被抑制的程度越小，抗性指数越大。 5.如何区分指示生物和监测生物 指示生物是指对环境中的污染物能产生各种定性反应，植物环境污染物的存在。监视生物不仅能够反应污染物的存在，而且能够反映污染物的量。他们的区别就在于监测生物能够反应污染物的量，而指示生物不能。 6.简述生态监测的特点。 （1）能综合地反映环境质量状况；
北华大学 化学与生物学院 生物技术在环境污染治理中的应用研究进展 班级：生物10级2班17号 姓名：齐爽 指导教师：徐镜羚
生物技术在环境污染治理中的应用研究进展 摘要:日益严重的环境污染问题成为制约经济和社会发展的重要障碍。如何解决环境问题,是摆在政府与科技工作者面前的重要课题。随着环境生物技术的迅猛发展,生物技术在治理环境污染中的应用也越来越广泛。文章重点介绍了生物技术在环境污染治理中的应用。 1 前言由现代生物技术和环境工程技术相结合的环境生物技术,是20世纪80年代诞生于欧美地区[1]。环境生物技术是21世纪国际生物技术的一大热点领域,它已在环境治理上发挥着重要的作用. 环境生物技术产生、发展及演变与一系列的环境污染问题有着密切的联系.近年来,随着细胞融合技术、基因工程技术、分子生物技术等的发展,环境生物技术得到了进一步的发展[2]。因此生物技术在环境领域的应用有着深远的发展前景,特别是对于寻求用低成本解决环境问题的发展中国家具有极大潜力。 2 环境生物技术的产生和发展环境生物技术是一门现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科,主要由生物技术、工程学、环境学和生态学组成,涉及多种学科,它的产生和发展反映了科学研究的最新成果,同时也体现了工程科学开拓出来的新技术和新工艺,代表了环境工程技术的发展方向[3]。在环境工程研究领域,一般将19 世纪末生物滤池的出现和1914年w. T. Locket t 和E. Arden
发明“活性污泥法”作为环境生物技术的开端。20世纪50～60 年代,随着工农业的快速发展所带来的环境污染,尤其是水污染的加剧,直接刺激和促进了环境生物技术的发展;70 代,Chakrabaty 等人成功构建了含有多种降解质粒的“超级细菌”,为80 年代环境生物技术的发展奠定了基础;1981 年,欧洲生物技术联盟(EFB) 首次将环境生物技术用于设立环境生物技术专门机的名称,并将控制污染的生物技术概称为环境生物技术;1983年,美国在西雅图召开了首届“利用基因控制污染”的环境生物技术专题会议。进入90年代以后,环境生物技术更是引起了更多的注意并得到了充分的发展。1994年美国生物工业组织(BIO) 和白宫国家科学技术委员会共同组织的可持续环境中生物技术大会上提出了基因工程微生物、优选微生物和生物传感技术中可利用菌类等3大最新发展技术领域;1995 年,美国国家科学和技术委员会发表的为《2l 世纪生物技术新方向》的蓝皮报告中将环境保护和环境生物技术列在了很重要的地位;1996 年在美国和2000 年在日本召开的两届国际环境生物技术大会上,也都充分展现了界各国对环境保护和环境生物技术研究的重视[4.5]。 3 环境生物技术的研究内容与特点国外学者认为生物技术中的三个部分属于环境生物技术范畴:一是在环境中应用的生物技术,二是涉及到环境中的某些可看作为一个生物反应器部分的生物技术,三是作用于一些必定要进入环境的材料的生物技术。从国内外的研究可以发现,目前环境生物技术的主要研究内容包括四个方面:降解污染物的工程菌和抗污染型转基因植物的相关研究;环境友好
浅谈微生物在环境污染治理中的应用 我国是世界上环境污染最为严重的国家之一，大气、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。当前我国社会经济仍然保持着高度发展的态势，环境保护的压力将进一步加重，由人类活动所造成的环境污染和环境质量的恶化已成为制约我国社会和经济可持续发展的障碍。如何在经济高速发展的同时控制环境污染，改善环境质量，以实现社会经济可持续发展之目标是我国目前及待解决的重要问题。 微生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以受无二次污染等显著优点，加之其技术开发所预示的广阔的市场前景，受到了各国政府、科技工作者和企业家的高度重视，从根本上体现了可持续发展的战略思想。 应用微生物的高效降解、转化能力治理环境污染，在污水治理、固体废弃物处理、重金属降解、化合物分解、石油修复等方面均取得了良好的效果。其治理过程分为：①高效生物降解能力和极端环境微生物的筛选、鉴定；②污染物生物降解基因的分离、鉴定和特殊工程菌的构建；③生物恢复的实际应用和工程化。 一、污水治理 环境中的污染物，在自然界中经过迁移、转化，绝大多数将归入水体，引起水体不断受到污染的胁迫。尤其是高浓度生活污水和工业废水的大量倾入，使水体富营养化现象日趋严重。通常情况下，只要这种污染不超过阀值，污染的水体在物理、化学和生物的综合作用下，是可以得到净化的，这种净化主要源于水体中的微生物能直接或间接地把污染物作为营养源，在满足微生物生长需要的同时，又使污染物得以降解，达到净化水质的目的。 二、固体废弃物治理 固体废弃物污染严重影响我国的环境质量。我国同体废弃物年产量数目极大。造成的经济损失每年达千亿元以上。目前我国处理城市垃圾的方法主要是填埋、堆放和焚烧。填埋、堆放既占用土地资源，又会使有害物质渗漏、扩散，造成二次污染。固体废弃物焚烧产生的二嚼英等有害物质会严重危害人类的健康与生产。利用微生物分解固体废弃物中的有机物，从而实现其无害化和资源化，是经济而有效的处理同体废弃物方法。微生物技术治理同体废弃物的优势是：可以有选择地浓缩或去除污染物：节省运营和投资成本：废物总体积显著降低：可以将废弃物转化为再利用资源。其缺点在于反应速度慢，某些同体废弃物难以降解。尽管如此，人们相信生物降解中存在的问题会随着对微生物研究的深入很快得到解决．
环境污染对生物的影响 环境污染是指有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境结构和功能发生变化，对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。环境污染有不同的类型，按环境要素可分为大气污染、水体污染和土壤污染。 造成环境污染的污染物发生源称之为污染源。污染源又可分为工业污染源、农业污染源、交通运输污染源、生活污染源等。其中工业污染源是指在原料生产、加工过程、燃烧过程、燃烧过程、加热冷却等过程中所使用的生产设备都有可能成为工业污染源。农业污染源是指在农业生产过程中对环境造成有害影响的农田和各种农业设施。交通运输污染源是指对周围环境造成污染的交通运输设施和设备。这类污染源是运行中发出噪声引起振动、运载的有害物的泄露、汽油柴油煤油燃料燃烧等。生活污染源主要是城市化造成的，由于城市人口密集，是人类消费活动集中地。消费能源排出废气可以造成大气污染，排出的生活污水(包括粪便)可以造成水体污染，城市排出的厨房垃圾、废塑料废纸、金属、煤灰可以造成环境污染。 污染物排入环境后经过环境的迁移、分布、扩散、转化，并通过不同的途径进入生物机体。污染物进入生物机体后，经过生物体内的代谢，一些污染物被代谢成无毒的物质排出体外，另一些污染物或一些污染物的代谢产物通过在生物体内浓缩积累和放大，对生物产生不利影响。污染物对生物机体的最早作用是从生物大分子开始的，然后逐步在细胞----器官----个体---种群----群落----生态系统各个水平上反
映出来。 （1）污染物在生物化学和分子水平上的影响 ①污染物对生物体酶的影响 ◆污染物对酶辅助因子的影响 一些污染物能与酶的辅助因子相互作用，从而使辅助因子失活，影响到酶的活性。例如氰化物等能与细胞色素酶中的铁离子相互结合，形成稳定的络合物，而抑制细胞色素的酶活性，使其不能传递电子，则细胞内的氧化代谢过程中断，使机体不能利用氧，出现窒息性缺氧。 ◆对酶活性中心的影响 污染物还能和酶的其他活性基团结合。例如，汞和砷与某些酶的活性基团结合就很牢固，从而使酶失去活性。 ◆破坏酶的结构 有些污染物能取代酶分子中的某些成分，从而使酶失去活性。 ◆与酶激活剂作用 有些酶需要激活剂才能表现出活性，酶激活剂往往是金属离子，凡是能与激活剂作用的污染物都能抑制酶的活性。 ◆污染物与基质竞争同种酶而抑制酶的作用 污染物与底物具有相似的结构，也能和酶形成复合物。从而与底物竞争没得活性中心。 ②污染物对生物大分子的影响 污染物对生物大分子的影响主要表现在以下方面：
水污染生物监测和检测方法及其研究进展 陈鸣达良俊（华东师范大学环境科学系，上海200062） 摘要扼要介绍了生物监测的理论、方法和特点。综述了近年来水污染生物监测的发展趋势及其研究动态与方向。阐述了水污染生物监测近期研究方向。 关键词：水污染生物监测研究进展 1 引言 生物监测是系统地利用生物反应来评价环境的变化，并将其信息应用于环境质量控制程序中的一门科学。生物监测的目的是希望在有害物质还未达到受纳系统之前，在工厂或现场就以最快的速度把它检测出来，以免破坏受纳系统的生态平衡；或是能侦察出潜在的毒性，以免酿成更大的公害[1]。 生物监测是理化监测的重要补充，对于评价环境质量状况有着十分重要的作用。理化监测一般只考虑瞬时污染状况，要做到长期连续监测，在经济上往往是不合适的。要了解污染的累积效应，采用生物监测更合适。同时，仅利用污染物质的浓度值来反映污染程度及危害也是不全面的，因为某些污染物质在环境中的含量极微不等于毒性极微，反之亦然。用生物监测进行配合，充分利用指示生物对污染物毒性反应的敏感性，便能较准确地反映真实的污染状况。 2水污染的生物监测 2.1 水污染生物监测的理论依据 在一定条件下，水生生物群落和水环境之间互相联系、互相制约，保持着自然的、暂时的相对平衡关系。水环境中进入的污染物质，必然作用于生物个体、种群和群落，影响生态系统中固有生物种群的数量、物种组成及其多样性、稳定性、生产力以及生理状况，使得一些水生生物逐渐消亡，而另一些水生生物则能继续生存下去，个体和种群的数量逐渐增加。水污染生物监测就是利用这些变化来表征水环境质量的变化[2]。 2.2 水污染生物监测的特点 同理化监测相比，生物监测有自己的特点：生物监测能反映各种污染物的综合影响；理化监测是定期采样，结果不能反映采样前、后的情况，而水中生物，汇集了整个生长期环境因素改变的情况；有些水生生物对污染物很敏感，有些连精密仪器都测不出的微量元素的浓度，却能通过“生物放大”作用在生物体内积累而被测出[2]。 生物监测也有自己的不足之处：生物监测不能定性和定量地测定水质污染；检测的灵敏性和专一性方面不如理化检测；某些生物检测需时较长。 2.3 水污染生物监测的方法 2.3.1利用指示生物在水体中的出现或消失、数量的多少来监测水质 许木启[3]利用白洋淀水体中浮游动物群落优势种的变化来判断水体的污染程度和自净程度。结果表明，府河—白洋淀水体从上游至下游，浮游动物耐污种类逐渐减少，广布型种类逐渐出现较多，在下游许多正常水体出现的种类均有分布；同时，原生动物由上游的鞭毛虫至中游出现纤毛虫，在下游则发现很多一般分布在清洁型水体的种类，表明府河—白洋淀水体从上游到下游水体的污染程度不断减轻，水体具有明显而稳定的自净功能。 2.3.2利用水生生物群落结构的变化来监测水质 蒋昭凤等[4]用底栖动物的变化趋势评价湘江水质污染，结果发现湘江干流底栖大型无脊椎动物种类数和物种的多样性指数从上游到下游呈减少趋势，表明毒杀生物的有毒物质对湘江的污染较为明显，并且可根据湘江干流各断面种类数的减少程度判断出各断面的污染程度；同时也观察到，随着时间的推移，底栖大型无脊椎动物种类数和多样性指数也呈减少趋势，说明这种有毒污染仍在发展之中。 2.3.3水污染的生物测试 水污染的生物测试是利用水生生物受到污染物质的毒害所产生的生理机能的变化，测试水质污染状况。 Belding[5]根据鱼的呼吸变化指示有毒环境，在有污染物存在的情况下，鱼腮呼吸加快且无规律。德国[6]从1977年开始研究利用鱼的正趋流性开展生物监测，在下游设强光区或适度电击，控制健康鱼向下游的活动；或间歇性提高水流速度，迫使鱼反应。如果鱼不能维持在上游的位置，则表明污染产生了危害。 3国内外水污染生物监测的研究进展 近几年来，应用生物监测环境技术的研究广泛开展，出现了一些新方法、新材料和新的监测物，提高了生物检测的灵敏性。 3.1 水污染生物监测及其检测的新方法 3.1.1 利用遗传毒理学监测水体污染
微生物在环境治理中的应用 微生物是一类形态微小、结构简单、必须借助显微镜才能看清它们面目的生物。“微生物”不是分类学上的概念，而是一切微小生物即个体小于0.1毫米生物的总称。 目前已确定的微生物种数还只有10万种左右，但近些年来由于分离培养方法的改进，微生物新种的发现正在以很快的速度增长。也许在将来的某一天，微生物的总数可能会超过目前动、植物种数之和。 凡自然界存在的有机物，都能被微生物利用、分解。有些微生物还能利用有毒物质如酚、氰化合物作为营养，同时将有毒物质转化、分解为简单化合物如水、二氧化碳等。在治理环境污染中，致力于生物环保技术的专家们采用科学的分离、培养方法，寻找和培养出了用于处理各种污染物质的微生物菌种。 生物降解的巨大潜力 迄今为止已知的环境污染物达10万之多，其中大量的是有机物。所有的有机污染物，可根据微生物对它们的降解性，分成可生物降解，难生物降解和不可生物降解三大类。 作为一个整体，微生物分解有机物的能力是惊人的。可以说，凡自然界存在的有机物，几乎都能被微生物所分解。环境微生物在环境污染治理中，至少可以在以下几方面发挥重要作用： 1、修复污染生态环境 运用环境微生物手段既可以修复受污染天然水体生态，尤其是富营养化湖泊、河道和港湾，也可以修复污染土壤生态，尤其是残留农药污辱的农田土壤和油田开采过程中被原油污染的土壤。给水体投加除碳（有机碳）、除氮菌株，正成为一项消除水体富营养化的可行技术措施。给土壤添加除油（矿物油）菌株，已成为一项成熟的修复油污土壤的技术措施。 2、处理污水及固体废弃物 事实证明，污染物降解菌在环境治理工程中有其不可替代的独特作用。它无论在污染物降解的专一性，还是在污染物降解活性的强度和持久性，尤其在降解那些难降解有机化合物方面，均比以往任何一种生化处理工艺占有绝对的优势，具有不可替代性。当筛选出强势目标化合物降解菌，配以合理的工艺流程和工程设备，就能得到意想不到的处理效果。 对于生活垃圾、禽畜粪便、农业废弃物等非有毒有害固体废弃物来说，微生物的作用更是其它生化治污手段所望尘莫及。同样是堆制发酵，投降解菌和不投降解菌的效果大相径庭。投菌者，污染物去除率高、发酵温度高、发酵周期短。 对于有毒有害工业固体废弃物来说，投加有专性降解功能的菌株，更是不可缺少的技术措施。由于缺乏其它有效的生化处理手段，专性降解微生物的作用就显得格外重要。 在污染物的生物毒性检测方面，微生物也有着独特的功能，多种污染物敏感菌，均可供作检测环境污染物毒性之用。其中，发光细菌法，已被定为国家标准（GB）方法和世界标准（ISO）方法。 空气、水体和土地资源的污染越来越严重，不但影响了国民经济的可持续发展，甚至已威胁到人类的健康、智力乃至生存，因此全球各国近几年都在寻找新
第六章环境污染的生物监测思考题及答案 修正版
第六章环境污染的生物监测思考题 一、简答题 1.简述生物监测环境质量的重要性（有哪些优势）。 生物监测是一种既经济、方便，又可靠准确的方法。实践证明，长期生长在污染环境中的抗性生物，能够忠实的“记录”污染的全过程，能够反映污染物的历史变迁，提供环境变迁的证据；而对污染物敏感的生物，其生理学和生态学的反应能够及时、灵敏地反映较低水平的环境污染，提供环境质量的现时信息。因此生物监测是利用生物对特定污染物的抗性或敏感性来综合地反映环境状况，这是任何物理、化学监测所不能比拟的。 2.植物监测大气污染的优势。 有些植物对大气污染的反应极为敏感，在污染物达到人和动物的受害浓度之前，它们就显示出可察觉的受害症状。这些敏感生物的生存状况可以反映其生存介质的环境质量，用来监测环境。植物还能够将污染物或其代谢产物富集在体内，分析植物体的化学成分并可确定其含量。同时，植物本身的不可移动性、便于管理等特征，使它成为重要的大气污染监测生物。 3.简述监测生物的筛选原则。 （1）受污染后，是否有典型的受害症状（尤其是急性的受害症状）； （2）受污染后，生物的生理生化指标是否有较为明显的变化； （3）在污染环境中，生物体内代谢产物是否有较为明显的变化。 4.在环境质量的生物监测中，如何利用生物的抗性作用？ 将生物放置于污染条件下，通过抗性指数来分析污染前后生物性状的比值。如在污染条件下的植物的根。根伸长被抑制的程度越小，抗性指数越大。 5.如何区分指示生物和监测生物？
指示生物是指对环境中的污染物能产生各种定性反应，植物环境污染物的存在。监视生物不仅能够反应污染物的存在，而且能够反映污染物的量。他们的区别就在于监测生物能够反应污染物的量，而指示生物不能。 6.简述生态监测的特点。 （1）能综合地反映环境质量状况； （2）具有连续监测的功能； （3）具有多功能性； （4）监测灵敏度高。 7.简述利用群落多样性指数法和生物指数法监环境污染的方法。 群落多样性指数法又称差异指数，是根据生物多样性理论设计的一种指数。包括简便多样性指数、Willams多样性指数、Margalef多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数。多样新指数的最大优点是具有简明的数值概念，可以直接反映环境的质量。指数值越大，表示多样性越高，生态环境状况越好。 生物指数法有Beck法、Back-Tsuda法和硅藻生物指数法。Beck法与1955年提出以生物指数来评价水体污染程度。公式为BI=2A+B(A代表敏感钟，B代表耐污种)。BI≥10，属清洁，水质较好；BI越小，水体污染越严重。Beck-Tsuda法的计算方法与Back法相同。但水质评价标准为：BI≥20属清洁水体；10≤BI＜20，属轻度污染水体；6≤BI＜10，属中度污染水体；0≤BI＜6，属重度污染水体。硅藻生物指数法公式为XBI=（2A+B-2C）/（A+B-C）×100（A代表不耐污种类数；B代表广谱性种类数；C代表仅在污染区出现的种类数）。XBI值在0～50时为多污带，50～100为α-中污带，100～150为β-中污带，150～200为轻污带。 二、名词解释
第二节环境污染的危害 教学目的 1．环境污染对生物的不利影响（C：理解）。 2．环境污染与人体健康的关系（C：理解）。 教学重点 环境污染对生物和人体健康的不利影响。 教学过程 【板书】 大气污染的危害 水污染的危害 环境污染的危害土壤污染的危害 固体废弃物污染的危害 噪声污染的危害 【注解】 一、大气污染 （一）类型：煤炭型污染（我国） （二）主要污染物：烟尘及SO2 温室效应 （三）主要污染问题酸雨 臭氧层破坏 二、水污染 （一）生物富集作用：环境中的污染物通过食物链在生物体内大量积累的过程 （二）富营养化 1．原因：水体中N、P等植物必需元素含量过多，导致藻类等植物大量繁殖，并引起水质恶化和鱼群死亡现象 2．具体现象：水华（淡水）、赤潮（海湾） 三、土壤污染 （一）概念：人类在生产和生活中产生的污染物进入土壤，污染物的数量超过了土壤的容纳和承受能力，使土壤重量下降 （二）实例：“镉米”事件 四、固体废弃物污染的危害 （一）概念：人类生产生活中丢弃的的固体物质往往含有多种对人和其他生物有害的物质，如不及时加以利用，长期堆放越积越多，污染环境 （二）固体废弃物的再利用：固体废弃物只是在某一过程或某一方面没有使用价值，实际上往往可以作为另一生产的原料 损伤听力 干扰睡眠 五、噪声污染诱发多种疾病 影响心理健康 【例析】 ．在下列实例中，通过食物链而引起的生态危机是（C） A．酸雨 B．温室效应 C．汞镉等有毒物质的积累和浓缩 D．臭氧减少，臭氧层出现空洞
【同类题库】 环境污染对生物的不利影响（C：理解） 大气污染 ．科学家认为：人类活动使大气中二氧化碳的浓度逐年增加，造成温室效应，对气候和人类活动产生一定的影响。请问：导致温室效应的主要原因是（D） A．动物数量增加 B．很多物种的灭绝 C．水源被污染 D．森林被大量砍伐．在一个以燃煤供暖和取得动力的大城市，附近没有地衣生长，原因是大气中何种物质含量过多（B） A．CO2B．SO2 C．NO D．CO ．下列哪项不是近几十年来大气中CO2浓度增加的原因（C） A．砍伐热带雨林 B．燃烧大量的石油产品 C．世界范围内初级生产量的增加 D．非洲撒哈拉沙漠的扩展 ．当大气中的二氧化碳增多时，下列说法不正确的是（A） A．一定会形成“温室效应” B．生物吸收会显著增多 C．沉积的碳酸钙会显著增多 D．海洋吸收的二氧化碳会显著增多 ．造成“温室效应”的主要原因和缓解全球温室效应危机的重要措施分别是（A） A．煤、石油、天然气大量燃烧；营造森林绿地 B．SO2等有毒气体的大量产生；种植夹竹桃等能大量吸收SO2的植物 C．人造含氟制冷剂的泄漏；采用无氟制冷剂 D．汽车和工厂排放的废气和烟尘；收取排污费，限令整改 水污染 ．海洋污染对海洋生物造成严重威胁,日本水湾鱼体内甲基汞含量高达50ppm,比周围水内含量大3000倍,甲基汞进入鱼体的主要途径是（D） A．通过饮水 B．通过鳃交换气体 C．通过皮肤的主动运输 D．通过食物链．今年我国东海多次发生赤潮,给海水养殖业带来重大损失.从生态学角度分析,产生赤潮的原因是（B） A．大气中的二氧化碳增多 B．工业和生活废水大量排入海洋 C．树木的大量砍伐 D．海洋石油的开采 ．近年来赤潮在我国时有发生，当赤潮发生时，海水中某些微小浮游生物大量繁殖，使水体呈红紫等颜色，并对海洋生物造成灾害，下列说法不正确的是（D） A．赤潮是水体富营养化的结果 B．含磷洗涤剂广泛使用与排放是发生赤潮的主要原因之一 C．在封闭的海湾更容易发生赤潮 D．赤潮的发生与人类活动无关 ．随着环境污染的加剧,可能引起海洋表层的浮游植物大量死亡,其后果将是（A） A．导致大气中二氧化碳增加，从而进一步加剧温室效应 B．导致海洋表层二氧化碳增加，与温室效应无关 C．导致大气中臭氧增加，紫外线大量进入大气圈 D．留出大量生活空间，导致浮游动物大量增加 ．“富集”是指（D） A．某些生物在人体内大量积累 B．某些物质在生物体内大量积累 C．生物从食物链中大量积累某些物质
环境污染治理技术 一、废水治理技术 (一)废水的物理处理 1.均衡和调节 2.沉淀法 沉淀法：沉淀法也称澄清法，它是利用废水中悬浮物 比重比水大，可惜借助重力作用产生下沉的原理而达 到固液分离摸底的一种处理方法。 3.隔油 废水中油的状态：浮油、分散油、乳化油、溶解油。 4.隔滤法 根据悬浮物颗粒的大小和性质，可以选用格栅、筛网、 滤布、粒状滤料及微孔管等过滤介质。 5.磁力分离 磁力分离是利用磁场力截留和分离废水中污染物的方 法，主要用于去除废水中磁性及非磁性悬浮物和重金 属离子，同时对废水中的有机物，油类物质和生活污 水中的细菌和病毒也有一定的去除作用。 (二)废水的化学处理法 1.化学混凝法 混凝法的优点：设备费用低、处理效果好，操作管理 简单。
缺点：要不断的向废水中投加混凝剂，运行费用较高。 混凝处理工艺的操作过程：药剂的制备、投加、混凝、 絮凝、沉淀分离。 2.中和法 酸性废水和碱性废水的中和处理，都是中和反应。 3.氧化还原法 氧化还原法是利用氧化还原反应将废水中的有害物质 转化为不溶解的或无毒的新物质，达到无害化的目的。 4.化学沉淀法 利用某些化学物质为沉淀剂，使其与废水中的某些可 溶性污染物发生化学反应，生成难溶于水的化合物从 废水中沉淀处理的水处理的方法。该法多用于去除废 水中重金属离子及含硫、氰、氟、砷的有毒化合物。 5.电解法 主要适用于处理含重金属离子、含油废水的脱色。 6.高级氧化技术 (三)废水的物理化学处理法 1.吸附法 吸附法是利用多孔性固体吸附剂来处理废水的方法。 吸附剂有很强的吸附能力，可以把废水中的可溶性有 机物或无机物吸附到它的表面而除去，对废水中的细 菌、病毒等微生物也有一定的去除作用。
第二节探究环境污染对生物的影响 教学设想： 在“探究环境污染对生物的影响”中安排了模拟探究——“酸雨对生物的影响”，为学生进行自主探究提供了空间。模拟探究中有相关的背景资料和探究提示，既创设了问题的情境，又为学生在预习的基础上初步设计探究方案提供了指导和帮助。 教学目标： 知识与技能： 1、通过研究酸雨和废电池对生物的影响，充分认识到环境污染对生物的危害。 2、通过设计两个探究实验的方案，进一步提高探究的能力。 过程与方法： 培养学生的科学探究、创新思维、合作交流、语言表达等多种能力。 情感态度与价值观： 认同环境污染对生物的影响，提高环保意识。 教学重点、难点： 1.设计并完成模拟酸雨对生物的影响的探究实验。 2.培养学生的多种能力，增强环保意识，加深关心爱护生物圈的情感。 课前准备： 1.学生准备： （1）搜集人类活动造成的环境污染对生物影响的图片、资料；有关酸雨的成因、危害的图片、资料。
（2）预习探究实验，小组成员合作，初步拟定本组探究方案。 2.教师准备： （1）搜集人类活动造成的环境污染对生物的影响的图片、资料；有关酸雨的知识、成因、危害的图片、资料。 （2）探究实验提供的材料用具：以食醋和清水为材料配制pH=4的模拟酸雨、清水、培养皿、标签、喷壶、菜豆种子。 教学方法：探究式教学法。 教学过程： 一、课前“热身”。 利用两分钟课前准备时间，通过教师讲解环境污染方面的材料，一方面使学生认识到人类改变地球面貌已经成为毋庸置疑的事实，激发起学生的探究愿望，尽快进入学习状态，另一方面为本节课的探究主题创造意境。 二、创设情境、激发探究兴趣。 1.你说我说大家说。 通过学生交流展示课前搜集的有关人类活动造成的环境污染对 生物的影响的图片、资料，提高了学生主动搜集信息、表达交流的能力，培养了学生关心爱护生物圈、关注社会的情感。教师予以评价、鼓励。
生物技术在水污染环境领域中的应用 随着工业的高速发展,水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境,制约着社会和经济的进一步发展,因此,水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前的水处理技术中,生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段,主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。 环境生物技术的起源,可以追溯到一百多年前的活性污泥工艺的发展,其理论和实用技术,在这一百多年来得到不断发展和进步,并得到广泛应用,对控制环境污染和改善环境质量起到了重要作用。环境生物技术是由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科, 是应用生物圈的某部分使环境得以控制, 或治理预定要进入生物圈的污染物的生物技术。广义的环境生物技术涉及面很广, 凡自然环境中涉及环境控制的一切与生物技术有关的技术, 都可归纳为环境生物技术。包括环境中污染物的生物减少、污染场地的生物修复(和无害化、无污染生物产品如生物可降解材料的开发应用等等。 废水生物处理是利用微生物的生命活动过程,对废水中的污染物进行转移和转化,从而使废水得到净化的处理方法。生物处理环境污染,是中国新世纪面临的重大课题。以环境污染的生物处理为主,中国已开展了环境微生物学的基础和应用方面的研究,为含重金属废水、石油废水、印染废水、油脂废水、农药废水以及城市生活垃圾、生活污水等的处理,提供了效果好、投资省、运行成本低的生物处理技术和设备。废水生物处理技术发展迅速,好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟,所以这里只介绍固定化等新兴技术。 1.固定化微生物技术 固定化微生物技术,是生物工程领域中的一项新技术。进入20世纪80年代后,国内外开始应用这种具有独特优点的新技术,来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质,一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些高效专性菌,如脱色菌、脱氮菌、脱磷菌、假单胞菌等进行固定化后,菌体密度提高,大大提高了处理效率,尤其是对难降解有毒物质具有明显优势。国内有人利用新研制的聚集- 交联固定化细胞技术,将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上,投加于“厌氧- 好氧- 生物滤池”工艺流程中处理印染废水,结果表明:出水色度极低,处理后的水可回用。 2.生物强化处理技术 为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种,或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。主要强化方法有: (1)高浓度活性污泥法。以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理,加快反应速度。日本采用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水,取得显著效果。(2)生物- 铁法。在普通活性污泥中加入无机盐,多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉)形成生物铁絮凝体活性污泥,具有高浓度活性污泥法的特点,主要用来提高除磷效果。(3)生物- 活性炭法。综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者产生协同增效作用。在该系统中,每1 g活性炭可去除1～3gCOD,分解废水毒性能力明显增强,同时提高脱氮水平。 3.生物反应器技术 生物反应器技术,是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物
人教版七年级下册第七章第二节《探究环境污染对生物的影响》授课人：汪云 课题：探究环境污染对生物的影响（第一课时） 教学目标1、知识与技能：探究酸雨对小麦种子发芽率的影响。 2、过程与方法：尝试设计并完成酸雨对生物影响的探究实验。 3、情感、态度与价值观：以酸雨的危害为例，说明环境污染对生物的不良 影响，认同环境污染对生物的影响，提高环保意识。 教学重点人类的破坏性活动造成环境污染对生物的危害 教学难点引导学生如何对探究实验的过程进行设计。通过让学生自己设计实验步骤，体验科学探究的一般过程，从而学会设计实验。 教具准备PH试纸、食醋、废电池、水、烧杯、种子、花盆、土壤、喷瓶、 教学方法讲授法，分析讨论法，实验法 教学过程教师活动学生活动教学改进 导入（3min) 1.同学们好，我是今天给你们上课的老师， 我叫汪云。现在我们开始上课。 2.上课之前我用（废水的排放；滥砍乱发； 废气的排放。）这几张图片帮助同学们回忆 一下上节我们讲的内容。这几张图片直观 的反映了人类活动影响生态环境的后果。 也让同学知道了人类的许多活动正在破坏 生态，造成环境污染。今天所讲的内容将 在此基础上进一步探究环境污染对生物究 竟有什么影响？ 3.请同学们翻开书第108页，让我们来学习 第二节内容《探究环境污染对生物的影响》 1.学生和老师 一起板书。 核辐射 1.人类的活动严重的影响着环境，那环境的 污染又会怎样影响人类了？我们通过一则 新闻来了解一下。 2.图片上红色地带显示的是日本福岛核电 站，在这里发生了什么了？2011年3月， 日本东部发生特大地震，地震导致福岛核 电站放射性物质泄漏。由此引起严重的核 污染。为此核电站周边几十公里内的居民 被疏散，只留下抢险人员。 3.这张图片上的工作人员就当时站在一线 的抢险人员，当时他们被称为“敢死队员”3.学生思考 4.学生做出反应，表示惊讶。