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2018年吉林大学环境与资源学院927环境科学综合(需要携带计算器)之环境化学考研核心题库

  摘要

一、名词解释

1. 环境生物效应

【答案】环境生物效应,是指各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果。生物效应按引起的后果有时间差异,分为急性的环境生物效应和慢性的环境生物效应。前者如某种细菌传播引起疾病的流行,后者如H 本汞污染引起的水俣病和镉污染引起的骨痛病都是几十年后才出现的。

2. 污染物转化。

【答案】污染物转化,是指污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变形态或转变为另一种物质的过程。污染物的转化形式可分为物理转化、化学转化和生物转化三种类型。污染物的物理转化是指通过蒸发、渗透、凝聚、吸附以及放射性元素的蜕变等一种或几种过程来实现的转化。污染物的化学转化是指通过各种化学反应发生的转化,如氧化还原反应、水解反应、络合反应、光化学反应等。污染物的生物转化是指通过生物的吸收和代谢作用而发生的变化。

3. 生物浓缩系数

【答案】生物浓缩系数是指生物体内某种元素或难分解的化合物的浓度同它所生存的环境中该物质的浓度比值,可用来表示生物浓缩的程度,又称浓缩系数、生物富集系数、生物积累率等。生物浓缩程度的大小与物质本身的性质以及生物和环境等因素相关。

4. 敏感种

【答案】敏感种是指对环境条件变化反应敏感的物种。这类生物对环境因素的适应范围比较狭窄,环境条件稍有变化即不能忍受而死亡,常见的有石蝇稚虫、石蚕蛾幼虫和蜉蝣稚虫等。

二、简答题

5. 什么是生物标志物?作为生物标志物的基本原则有哪些?

【答案】(1)生物标志物

近年来,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越来越多地被运用于监测和评价化学污染物的暴露及其效应。许多环境科学家把这些生物化学和生理学改变称之为生物标志物。

(2)作为生物标志物的基本原则

①一般指示性。如果一个生物标志物对许多不同的化合物起反应,这个生物标志物可作为一般指示器,指示混合污染物的暴露,并可能被用于监测和有毒化学品的筛选。

②相对敏感性。需要比较一个生物标志物与其他指标的相对敏感性,如死亡率,繁殖率和生长抑制等。也需要比较不同生物标志物间的相对敏感性。

③生物特异性。有些生物标志物可以被应用于一群生物,需要比较生物标志物在生物种类间的特异性。

④化学特异性。有些生物标志物可以对一类化合物起反应,有些生物标志物对不同类化合物起反应,还有些仅对一种化合物起反应。需要比较生物标志物的化学特异性。

⑤反应的时间效应。有些生物标志物的变化需要很长时间,如几个月、几年。有些生物标志物的变化仅需几天或几小时。因此,需要评价一个生物标志物反应的时间效应。

⑥固有的变化性。一个生物标志物对污染物反应的变化性可来自于机体生理和环境的波动和生物反应固有的变化。必须评价生物标志物固有的变化性。

⑦与高级生物学水平上效应的关系。在分子和生化水平上的效应(效应生物标志物) 需要与高级生物学水平上效应(如生长、繁殖) 联系起来。缺乏这种联系,一个生物标志物仅能停留在发展阶段而不能应用于环境监测,因为缺乏这种联系,从分子水平或生化水平上变化不可能知道在种群、群落或生态系统水平的结果。

⑧野外应用价值。有些生物标志物仅能应用于实验室研究,有些能被应用于野外监测。因此,需评价一个生物标志物是否具有野外应用价值。

6. 比较活性污泥法与生物膜法中生物学过程与生态系统的结构与特点。

【答案】活性污泥法与生物膜法中生物学过程与生态系统的结构与特点分别如下:

⑴生物膜法

生物膜法是指用天然材料(如卵石) 、合成材料(如纤维) 为载体,在其表面形成一种特殊的生物膜,生物膜表面积大,可为微生物提供较大的附着表面,有利于加强对污染物的降解作用。其反应过程是,基质向生物膜表面扩散、在生物膜内部扩散、微生物分泌的酵素与催化剂发生化学反应、代谢生成物排出生物膜。生物膜法具有较高的处理效率,对于受有机物及氨氮轻度污染水体有明显的效果。它的有机负荷较高,接触停留时间短,减少占地面积,节省投资。此外,运行管理时没有污泥膨胀和污泥回流问题,且耐冲击负荷。生物膜水解酸化-生物膜接触氧化工艺在稳定性、抗冲击性、生物菌种耐温性等方面均能满足实际需要,并且处理装置易维护,技术可靠。

(2)活性污泥法

普通活性污泥法又称传统活性污泥法。活性污泥废水生物处理系统的传统方式。系统由曝气池、二次沉淀池和污泥回流管线和设备三部分组成。液流为有回流的推流式。初次沉淀后的废水津水域由二次沉淀池来的回流污泥混合后再抱起吃起段进入池内,大约曝气6小时,进水与回流污泥通过扩散曝气或机械曝气作用进行混合,混合液推流前进,曝气强度不变。流动过程中进行

有机物的吸附、絮凝和氧化作用。从曝气池流出的混合液在二次沉淀池沉淀后,沉淀出的活性污

泥以进水量的返回曝气池(

即污泥回流比为) 。这种方法常用于低浓度生活污水处理,对冲击负荷很敏感,

生化需氧量的去除率达

7. 简述污染物经皮肤吸收的两条途径和吸收的两个不同阶段。

【答案】(1)污染物经皮肤吸收的两条途径

①通过表皮脂质屏障是主要的吸收途径,即污染物一角质层一透明层一顾粒层一生发层和基膜(最薄的表皮只有角质层和生发层) 一真皮。在这一吸收过程中,污染物需要通过许多细胞层,最后进入血液。

②通过汗腺、皮脂腺和毛囊等皮肤附属器,绕过表皮屏障随意直接进入真皮。由于附属器的

表面积仅占表皮面积的

被少量吸收。

(2)污染物经皮肤吸收的两个不同阶段

①第一阶段一穿透相,污染物透过表皮进入真皮。几乎所有污染物都是通过简单扩散透过表皮角质层。污染物穿透的速度与脂溶性有关,脂溶性越大穿透力越强。非脂溶性物质应以滤过方式进入,但由于角质层细胞所能提供的通道极为有限,而且皮脂腺分泌物具疏水性,它覆盖在皮肤表面,进一步阻止亲水性物质通过,故非脂溶性物质不易通过表皮,

特别是相对分子质量的更不易通过。

②第二阶段一吸收相,污染物由真皮进入乳头层毛细血管。由于真皮组织疏松,且毛细血管壁细胞具有较大的膜孔,血流的主要成分是水,所以毒物在这阶段的扩散速度,取决于本身的水溶性。总之,经完整皮肤吸收,污染物必须具有脂溶性又具有水溶性。油/水分配系数接近1的化合物最容易经皮肤吸收。

8. 什么是生物测试?生物测试的基本类型。

【答案】(1)生物测试的定义

指系统地利用生物的反应测定一种或多种污染物或环境要素单独或联合存在时,所导致的影响或危害。

(2)生物测试基本类型

①短期生物测试

短期的生物测试是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。主要用于测定半数致死浓度

②中期生物测试

中期生物测试是介于短期和长期之间的一类生物测试。一般来说,8d 之内算做短期,Sd 到90d 的算做中期。

③长期生物测试

长期生物测试是指在低浓度污染物作用下,暴露时间要尽可能长达受试生物的整个生活史的

故此途径不占主要地位,但有些电解质和某些金属能经此途径或半数抑制浓度

或半数效应浓度。