环境生物技术复习总结

环境⽣物技术复习总结

绪论1、环境⽣物技术（enviromental biotechnology)也称环境⽣物⼯程(enviromental bioengineering)狭义的定义：⽣物技术在处理环境问题时的特定应⽤，包括废弃物处理、污染控制以及⾮⽣物技术的结合运⽤。名词、填空2、主要研究对象和⽬的环境⽣物技术主要研究环境污染引起的机理、⽣物对环境污染的适应性即抗性机理、利⽤⽣物技术对环境污染现象进⾏分析、检测和检测的原理和⽅法；利⽤⽣物技术对污染环境的控制和处理；进⾏污染环境的⽣物修复；采⽤⽣物技术合成和⽣产环境友好物质。

主要⽬的在于⼈类的健康、促进环境的⽣态平衡、有利于⼈类的⽣存和社会的可持续发展3、环境⽣物技术的研究内容（填空）

有学者从技术难度和理论深度的⾓度，提出可分为三个部分或三个层次

第⼀层次——现代环境⽣物技术

第⼆层次——指传统的⽣物处理技术

第三层次——指利⽤天然处理系统进⾏废物处理的技术

应该指出的是, 环境⽣物技术中的三个层次没有重要与不重要之分3、环境⽣物技术的应⽤（填空、选择）

废物⽣物处理技术、废⽔⽣物处理技术、污染事故的现场补救、污染场地的现场修复技术以及可降解材料的⽣物合成技术。

环境⽣物监测技术

第⼀节⽣物监测概述

⽣物监测：（名词解释）是利⽤各种技术测定和分析⽣命系统各层次对⾃然或⼈为作⽤的反应或反馈效应的综合表征来判断和评价这些⼲扰对环境产⽣的影响、危害及其变化规律，为环境质量的评估、调控和环境管理提供科学依据

⽣物监测重点——个体和⽣态系统级的⽣物反应

⽣物监测⾄少应具备什么条件?对⽐性，有已建⽴的标准可供对照；

重复性，按⼀定的标准、采⽤相应的⽅法、在⼀定观测点上每隔⼀定时间

采样分析

⽣物监测内容包括：（选择题、填空）⽣态环境变化

⽣物个体急性、亚急性、慢性的毒性测定

⽣物的⽣理⽣化分析

有毒物质、污染物在⽣物体内循环运转的分析

个体⽣态状况以及群落⽣态结构变化分析等

⼆、⽣物监测的依据（名词、选择题、填空）⽣态系统理论是⽣物监测的理论基础：⽣态系统具有维持⼀定地区的系统结构与功能的能⼒

1、⽣命与环境协同进化理论

2、⽣物相对适应法则

3、⽣物富集现象4、可⽐性与可重复性

⽣物相对适应法则：（选择题、填空）稳定性、选择性、环境相关性⽣物富集现象：（名词解释）1、⼈类的⼲扰如某些⼈⼯合成化学物质等进⼊环境后；2、会通过⾷物链在⽣态系统中传递和被放⼤被⽣物吸收和富集；3、当这些物质超过⽣物所能承受的浓度后，将对⽣物乃⾄整个群落造成影响或损伤，并通过各种形式表现出来。

⽣命具有共同特征：细胞构成、新陈代谢、感应性、⽣殖能⼒⽣物对同⼀环境因素变化的忍受能⼒有⼀定的范围，即不同地区的同种⽣物抵抗某种环境压⼒或对某⼀⽣态要素的需求基本相

同.⽣物监测特点（问答题）优点、局限综合效应性：⽣物监测可反映各类污染物之间联合作⽤

连续监测性：能反映出某地区受污染或⽣态破坏后累积结果的历史状况?多功能性：能通过指⽰⽣物的不同反应症状，分别监测多种⼲扰效应?⾼灵敏性：⽣物监测更能真实和全⾯地反应外⼲扰的⽣态效应所引起的环境变化

局限：反应相对迟钝：不能像监测仪器那样迅速做出反应，并在较短时间内就能获得监测结果作出判断

很难定性和定量化：不能精确地监测出环境中存在的污染物的名称和含量，它通常反映的只是环境中各污染物所反映出来的总体⽣物毒性⽔平?影响因素多：指⽰⽣物同⼀受害症状可由多种因素造成，增加了对监测结果判别的困难⽣物监测基本⽅法（问答题、选择题、填空）

1、指⽰⽣物法

2、现场调查法

3、现场盆栽定点监测法

4、群落和⽣态系统监测法

5、⽣物标志物检测法

6、毒性与毒理试验

7、环境流⾏病学调查法

指⽰⽣物（名词、填空）指环境中对某些物质（包括进⼊环境中的污染物）能产⽣各种反应或信息⽽被⽤来监测和评价环境质量的现状和变化的⽣物指⽰⽣物法（名词、填空）是根据对环境中某种特定污染物敏感

的或有较⾼耐受性的⽣物种类的存在或缺失，来指⽰其所在环境中的多寡或分解程度，是最经典的⽣物学评价⽅法

指⽰⽣物的基本特征：灵敏、代表性、具有⼩的差异性、具有多功能性

敏感性划分：（选择、判断）⼤⽓污染的植物敏感性划分：三级制

敏感：不能长时间⽣活在⼀定浓度的有害⽓体污染环境中；否则，

植物的⽣长点将⼲枯；全株叶⽚受害普遍、症状明显，⼤部分受

害叶⽚迅速脱落;⽣长势衰弱，植物受害后⽣长难以恢复抗性中等：能较长时间⽣活在⼀定浓度的有害⽓体环境中。在遭

受⾼浓度有害⽓体袭击后，⽣长缓慢，植株表现出慢性中毒症状，

如节间缩短、⼩枝丛⽣、叶形缩⼩以及⽣长量下降等抗性强：能较正常地⽣活在⼀定浓度的有害⽓体环境中，基本不

受伤害或受害轻微。慢性受害症状不明显。在遭受⾼浓度有害⽓体袭击后，叶⽚受害轻或受害后⽣长恢复较快，能迅速萌发出新

枝叶，并形成新的树冠。

指⽰⽣物选择⽅法（各⽅法适⽤性、优缺点等---问答、选择、判断）（1）现场⽐较评⽐法

（2）栽培或饲养⽐较试验法

（3）⼈⼯熏⽓法

（4）浸蘸法

⽣物监测指标的选择：形态指标、⽣长指标、⽣理⽣化指标、⾏为学指标（填空、选择）植物群落监测法：（填空、选择、判断）

该法是利⽤植物群落中各种植物对环境污染的反应估测⼤⽓污染

的⽅法。如敏感植物受害，表明⼤⽓受到污染；如抗性中等的植物受害，表明⼤

⽓污染较严重；如抗性强的植物受害，表明⼤⽓污染⼗分严重；在严重

污染地区，敏感植物不存在。在长期受污染地区，⼀些群落多样性受到影响，从⽽使植物退化，由此

可根据群落中物种多少及个体数量多少来评价⼤⽓污染状况。

看课件：情况分析：根据植物叶⽚出现的症状特点（伤斑出现叶脉间），表明该⼚附近的⼤⽓

已被SO2污染。从受害程度上看，由于⼀些对SO2抗性强的构树、马齿苋等已受到损害，

可以判断该地区发⽣过急性危害，估测其SO2浓度为3～10ppm。

地⾐、苔藓监测法例如SO2年平均浓度在0.015～0.105 mg/m3

范围内就可使地⾐绝迹；浓度超过0.017 mg/m3 时⼤多数苔藓植物不能

⽣存。地⾐、苔藓——⼤⽓⽣物监测指⽰⽣物的优缺点

地⾐、苔藓⽣长在树⼲上，可以减少⼟壤或⽔体污染的⼲扰。

地⾐、苔藓所需⽔分和养分等全部依赖于⾬⽔和露，同时以植物整体吸

收养分，⽽⾼等植物靠⽓孔来吸收⼤⽓中的污染物，故前者吸收污染物的量相对较多。⽣长速度⽐⾼等植物慢，⼀旦受损不易恢复，有利于掌握长时间的污染

积累结果。两者为多年⽣长绿⾊植物，⼀年四季均可作为监测器。⽽⾼等植物往往

冬季落叶，难以显⽰受害情况。取材⽅便，成本低，有直观效果，但在⾃然条件下难以获得精确可靠的

定量数据。形体⼩，分类困难，不经过专门的学习不易掌握辨识⽅法。

观察指标通常观察地⾐、苔藓植物的多度、盖度、频度、种类数量以及内外部受

害症状等指标。

微核技术的应⽤：根据环境污染物会引起染⾊体畸变⽽形成微核的原理，利⽤紫路

草花粉母细胞的微核数量指⽰环境污染状况，我国已应⽤该法来

监测⽔、⼤⽓污染状况。

污化带：（填空、选择、判断）将河流划分成多污带、α-中污带、β-中污带和寡污带

微型⽣物群落监测法常⽤的⽅法1969年由美国学者凯思斯等⼈发展和创⽴的聚氨酯泡沫塑料

块法，⼜称PFU法(polyurethane foam unit)原理：⽤PFU法得到的原⽣动物群集过程是群集速度随着种类上升⽽下

降，集群速度与种类数的交叉点就是种数的平衡点PFU法的优点：

PFU法测定要点

浮游植物是⽣态学范畴上的类群，包括所有⽣活在⽔中浮游⽣活⽅式的微⼩植物。通常所说的浮游植物就指浮游藻类，⽽不包括细菌和其他植物。特征：浮游植物含有叶绿素，能利⽤光能进⾏光合作⽤，是初级⽣产者，

在⽔⽣态系统中具有重要地位。⽣物指数(biotic index)（名词、填空、选择、判断）是指依据

不利环境因素，运⽤数学公式反映⽣物种群或群落结构的变化以

评价环境质量状况，包括污染在内的⽔质变化对⽣物群落的⽣态

学效应的⼀种⽅法。

⽣物指数法的应⽤特点（优缺点—选择、判断、问答）特点优点：⽅法简单，有⼀个粗略数字概念，便于⽐较；

缺点：需分类学和⽣态学专门⼈员进⾏种类鉴定，同时

只考虑了种类数，⽽未考虑个体数量。

应⽤时应结合⽣物学其他指标和物理、化学指标，综合考虑各⽅⾯的影响因素⽣物种类多样性指数理论依据：

⽣物种类多样性指数的特点：是能够定量反映群落中⽣物的种类、数量

及种类组成⽐例变化的信息。

种类多样性指数值越⼤，⽔质越好

⽣物指数主要反映的⽣态学效应某些对污染有指⽰价值的⽣物种类出现或消失→群落结构的种类组成变

化群落中⽣物种类数在污染加重的条件下减少，在⽔质较好的情况下增加，

但过于清洁的条件下由于⾷物缺乏也会导致种类数的减少组成群落的个别种群变化（如数量变化等）

群落中种类组成⽐例的变化

⾃养-异养程度上的变化

⽣产⼒的变化

微宇宙法（microcosms）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

⽣物效应的⼀种⽅法。⼜称为模型⽣态系统法（model ecosystem）研究内容：研究污染⽣态系统中污染物

对⽣物和⾮⽣物组成的影响

在⽣物和⾮⽣物组成中的分布

对⽣物-⽣物和⽣物-⾮⽣物之间相互关系的作⽤

研究⽣物和⾮⽣物组成及其过程对污染物的⽣物效应的影响

⾃然微宇宙直接来⾃于⾃然⽣态系统的断⾯，如⼟壤核⼼区、河流和湖

泊底部⼟壤等。⼈⼯微宇宙根据研究者所需研究⽣态系统的特征在实验室组建的⼈⼯⽣

态系统。

⽣物标志物检测法：

⽣物标志物(Biomarker)（名词等）)监测和评价化学污染物的暴露及其效应中，把化学污染物所导致的⽣物有机体的⽣物化学和⽣理学改变称之为⽣物标志物(⽣物标志物在⽣物监测和评价中的作⽤

起到“预警”系统的作⽤

反映在特定环境中的⽣物体在⽣理上是否正常

在受损⽣态系统的修复时，通过对⽣物标志物的监测，可以知道修复技

术是否有效和⽣态系统是否恢复到正常的⽔平

毒性与毒理试验（填空、选择、判断）即利⽤⽣物受到污染物质的毒害所产⽣的⽣理机能等变化测试污染状况的⽅法

发光细菌法原理：。利⽤污染物对⾰兰⽒阴性兼性厌氧微⽣物所发射出的蓝绿光强度

的影响，来判断⽔质受污染的情况环境流⾏病学：（了解）

研究作⽤物、环境和宿主三者之间相互关系，

分析患病⼈群与环境中的某种因⼦有⽆相关关系或因果关系，

找出剂量-反应关系，

从⽽从复杂的综合因素中推导出病因，

并为制订某⼀致病因⼦的环境卫⽣标准提供依据，