《环境生物技术》试卷B卷参考答案

2012至2013学年第二学期生物环境技术 课程期末考试B卷答案一、名词解释（共6小题，每小题3分，满分18分）环境生物技术：直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能，建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统，称之为环境生物技术。生物修复广义的生物修复，利用生物将土壤、地表及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称为生物修复。狭义的生物修复，通常是指在自然或人工控制的条件下，利用特定的微生物降解、清除环境中污染物的技术。 水体“富营养化”是指N、P等营养物大量进入水体，使得水中藻类等浮游生物旺盛增殖，从而破坏了水体的生态平衡，使得水体失去原有的价值。生态浮床：生态浮床技术是按照自然规律, 运用无土栽培技术, 以高分子材料为载体和基质, 采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植植物技术。废水生物处理：废水生物处理是利用微生物具有很强的降解有机物的功能，并采用一定的人工措施创造一种可控制的环境，使微生物大量生长繁殖，分解废水中的污染物(主要是有机污染物)，使水质得到净化的一种废水处理方法。环境生物监测法：受到污染的生物，在生态、生理和生化指标以及污染物在体内的行为等方面会发生变化，出现不同的症状或反应，利用这些变化来反映和度量环境污染程度的方法称为生物监测法。二、问答题（共5小题，每小题10分，满分50分）1、石油污染土壤的原位生物修复具有的特点以及应用此项修复技术应具有的前提条件。解答：石油污染土壤的原位生物修复处理简单，经济，但处理时间长。在长期的处理过程中，污染物可能会扩散到深层土壤和地下水中，因而该技术适用的对象为被污染时间较长且情况已经基本稳定的土壤或面积广阔的区域。石油污染土壤的原位生物修复的特点： 工艺路线和处理过程相对简单，不需要复杂的设备； 处理费用较低； 被处理土壤不需要搬运，对周围环境影响小，生态风险小。原位生物修复的前提条件：（1）存在具有代谢活性的微生物；（2）有较大的降解速率，并能将污染物浓度降低到符合环保标准；（3）过程中生成的中间产物必须没有毒性；（4）污染场地必须不含对降解菌种有抑制作用的物质，否则需要先行稀释或将该抑制剂无害化；（5）污染物必须能够被微生物利用；（6）污染场地的条件必须有利于微生物生长并保持活性，例如，适宜的温度、湿度等；（7）技术费用必须尽可能低。2、水环境污染有哪些指标？为什么BOD和COD能说明水的污染程度和净化程度？解答：环境污染的污染与净化指标： BOD； COD； TOD； TOC； 固体物质； 含氮化合物； pH值； 生物污染指标：A、细菌总数；B、大肠菌群总数。废水处理中多以BOD 和COD两个指标来度量水样的有机污染物浓度和被净化程度。BOD：反映的是微生物能够降解的那部分有机物的数量，基本上反映出水体中生物氧化分解有机物所消耗的氧量，比较符合实际，但检出时间过长，不能迅速及时指导生产实践，而且毒性大的废水可抑制微生物的作用而影响结果，甚至无法测定。COD：一般表示废水中有机污染物重量的98，几乎可以表示出有机物全部氧化所需氧量，测定不受水质限制，并可在数小时内完成；但是它不能反映微生物能够降解的那部分有机物的数量。BOD 和COD的关系：可以认为COD包括两部分：一部分为能够被微生物降解的有机物的耗氧量COD B，另一部分为不能够被微生物降解的有机物的耗氧量CODNB。BODu CODBBOD5 = 0.58 CODB3、环境生物技术主要研究对象研究目的以及主要研究内容。解答：应用生物技术的成果解决人类环境中出现与人们生活的不协调现象，即人类活动对生态系统造成的污染以及人类活动对生态系统的影响和破坏，也即为对自然资源的不合理利用。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。主要研究内容：1）现代环境生物技术：以基因工程为主导的近代防治污染的生物技术，如高效污染物降解的工程菌，转基因植物，生物农药等。2）传统的废物处理技术、环境生物分析和监测，新理论和新技术的应用。3）利用天然处理系统进行废物处理的技术，如氧化塘、人工湿地和农业生态工程等。从国内外的研究与应用现状来看，目前环境生物技术最有应用前景的领域是高效的废物生物处理技术、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。4、水体“富营养化”的危害。解答：水体“富营养化”危害： 水体外观呈现颜色、混浊，影响景观。 水体散发不良的气味。藻类和其它生物产生土腥素及硫醇、吲哚、胺类等物质，从而使得水体散发土腥味、霉腐味和鱼腥味。 藻类毒素直接危害人体健康。如赤潮时某些甲藻产生了石房蛤毒素。 由于藻类大量死亡，耗氧微生物分解藻类而消耗大量。 水生生物大量死亡：水中溶解氧减少；藻类堵塞鱼鳃。 源水引起水厂滤池的堵塞，影响出水质量。5、在污水净化中，活性污泥和生物膜指的是什么？为什么活性污泥和生物膜能够在污水净化中发挥重要作用？解答：活性污泥和生物膜的概念：活性污泥是由细菌、原生动物等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的具有吸附分解有机物能力的絮状体。活性污泥是具有很强的吸附分解有机物能力的、充满微生物的污泥；生物膜是附着在填料上呈薄膜状的活性污泥。通过废水与生物膜的相对运动，使废水与生物膜接触，进行固液两相的物质交换，并在膜内进行有机物的生物氧化和降解，使废水得到净化，同时，生物膜内微生物不断得以生长和繁殖。三、论述题（共2小题，每小题16分，满分32分）1. 从浮萍植物的生物学特性阐述你对浮萍植物在水体污染治理中的应用研究进展。解答：1）浮萍科植物的生物学特性： 浮萍科植物是一类以漂浮为主的水生被子植物，主要是无性繁殖。叶状体(长径均不及1 cm) 呈绿色，具有不明显的掌状脉111条(无根萍无脉) ，背面有时呈紫色。其基部中心具有不定根，一般为1至多条或无根，根冠鞘状，脱落；基部(即狭窄的一端) 有时近中部，其两侧各具有一个向外开口的夹层囊或仅一端具有一个似鱼篓子口样的开口，其内均生有一个新叶状体，伸出，有细柄或无细柄。断离母体或数代相连为其主要的繁殖方式，在它们大约4个星期的生命周期中，至少可以繁殖1020次。在正常气温下，浮萍科植物在冬季将死之前，其夹囊或开口内生椭圆形的冬芽，脱离母体沉入水底，翌年春再浮出水面发芽成新株。2）浮萍科植物的分类：该科植物包括4个属，28个种，分布遍及全世界温暖地区，多生于沼泽、湖泊等静水中。我国有3属6种。 植物体无根，基部具1囊 植物体具根，基部具2囊 根成束，多数 -紫萍属 根1 -浮萍属 采用浮萍科植物（以下简称浮萍）净化受污染的水体，既有其他水生植物净化水体的特点，又具有其他许多高等水生植物所不具备的优点。主要表现在： 繁殖速度快； 容易收获； 生长范围广，适应性强； N，P 含量高； 减少水分的蒸发； 限制光线穿透水面及藻类和蚊子的增长； 浮萍科植物的收获可以带来一定的经济效益。由于利用浮萍治理受污染水体有很多其他治理方法无法比拟的优点，所以无论是在废水的处理上还是在水体的生态恢复上，利用浮萍来处理受污染水体已引起人们的关注。有研究表明，利用浮萍处理系统(duck-based systems)对BOD，COD 的去除能力可达到传统稳定的氧化塘处理系统的效果，但对悬浮物的去除要好于传统的氧化塘处理系统，原因是以浮萍为基础的处理系统可以抑制藻类的生长。 浮萍治理受污染水体的研究热点： 由于浮萍具有吸收氮磷能力强、生长速度快、易收割且可作为高蛋白动物饲料等特点，利用其净化氮磷污水已成为环境领域的研究热点之一。 近年来，我国在该领域也开展了实验室规模的基础性研究工作，如环境和营养条件对浮萍生长的影响、浮萍吸收氮的动力学特性及浅水体浮萍污水净化系统的除氮途径等，取得了大量重要成果，明确了浮萍单种体系下的污染物去除及浮萍生长等相关规律。 然而由于浮萍只能耐受较低有机污染，在高有机污染条件下其对氮、磷吸收效率明显下降，因而如何提高其对高有机污染以及污水的净化能力对于推广浮萍污水净化系统的应用具有重要意义。浮萍在水体污染治理中的应用展望： 随着水体污染的不断加剧，人们已经认识到了治理水体污染的必要性。特别是近几年，农业面源污染已给广大农村地区的水体造成了严重的威胁。农村地区由于土地资源丰富，是最适合利用浮萍治理污染水体的地方。浮萍将会对乡村的污水治理发挥巨大作用；另外，近几年，随着城市人口的增加和旅游业的发展，已经给一些大的公园和游乐场所的景观水体造成了很大影响，许多景观水体已失去了其应该具有的景观价值而成为黑臭难闻的臭水沟。国内一些名胜旅游景点水体的N、P 和COD 等的含量都严重超标，远远超过了富营养化的国际标准。浮萍能够为其他对水生生态系统恢复有促进作用的生物提供庇护所，形成较为复杂的生态修复系统。所以，在污染水体的生态修复过程中，浮萍能够发挥很大的潜力。对于城市中的小型污染水体，如公园内的湖泊、池塘、苏州河的支流等，应用浮萍能够吸收富集氮磷和多种污染物的特性，定期收获从而使其从水体中去除，能够取得很好的净化效果，逐步修复建立健康的水生生态系统。浮萍对水面的覆盖，还可以去除臭味，减少蚊虫的滋生，美化景观，而且收获的浮萍可以作饲料养鱼和喂养畜禽，或者作为绿肥还田。国内不少中药工作者甚至还开发浮萍的药用价值，用于治疗鸡感冒、儿童急性肾炎、痤疮、糖尿病、鹅掌风等，均取得良好的效果。所以说利用浮萍净化污水具有较高的经济价值、生态效应和社会效益，有良好的应用前景。 将浮萍用具有美学价值的筐体圈住，制成浮萍净化生物反应器，将是既能提高水体的景观价值，又能净化水体的好办法，利用浮萍生长速度快的特点，将其他植物难高效分解的农药、重金属等的基因片段转移到浮萍体内，培养高效分解和吸收特定污染物的新品种，使浮萍在水污染的治理方面发挥更大的作用。2. 水污染控制中的可采用的生物修复技术主要有哪些?解答：氧化塘、人工湿地等水污染预处理技术 生物氧化塘是一种利用生物天然净化能力净化污水的处理系统，可辅以人工曝气、投加污染物和底泥高效降解菌剂、放养适生水生生物等强化措施，污水经过氧化塘处理，可形成多级食物链组成的复合生态系统，这对城市水环境的生物修复极为有利。人工湿地利用基质微生物，水生植物，动物符合生态系统的物理、化学吸收、动物消费和微生物分解来实现对污水的高效净化。河道和湖泊人工增氧技术 通过一定的增氧设备，增加水体中溶解氧，能加速河湖水体和底泥微生物对污染物的分解，为水体中各种水生生物呼吸提供氧气，促进系统生物多样性。生物强化技术 实际上是外源微生物投放技术。在我国城市水环境治理中，应用的微生物制剂主要包括美国的ClearFlo、CBS、日本EM、我国的光合细菌(PSB)、硝化细菌等，并取得了一定的治理效果。生物促生技术 生物促生技术是通过对自然界中污染物降解者（土著微生物）的促生作用，为之创造一个能顺利完成自然降解功能的环境，强化污染环境的自净能力，加速对有机污染物的分解。 生态混凝土技术 所谓生态混凝土是一类混凝土介质，具有特殊的结构与表面特性，其上可附着生长适生生物，过滤净化入流的污染物。它能减轻环境负荷，与生态环境相协调。 底泥生物氧化技术 通过把药物注射到河道底泥表面，对河道黑臭泥进行生物氧化，可有效降低底泥有机物含量和耗氧速率，提高底泥对上覆水体的生物降解能力，促进底泥微量营养释放和藻类生长。生物操纵技术 生物操纵就是利用调整生物群落结构的方法控制水质。其主要原理是调整鱼群结构，保护和发展滤食性的浮游动物，从而控制藻类的过量生长。其核心是利用浮游动物滤食浮游藻类，增加水体透明度。水生植被恢复技术 水生植被主要是指大型挺水植物，沉水植物、浮叶植物、漂浮植物等。水生植被恢复是城市水环境生物修复十分重要的环节，同时也是城市水质污染重要的指标生物。水生生态恢复技术 水生生态恢复是提高城市水环境自净能力，维护生物修复治理成果的必要措施，是生物修复的最高形式。通过生态恢复，使黑臭或富营养化水体向洁净好氧生态系统转化，提高水环境生物多样性和自净能力。6生物环境技术课程期末考试B卷答案