污染生態(tài)學考試內(nèi)容

污染生態(tài)學考試內(nèi)容名詞解釋：污染物：進入環(huán)境后使環(huán)境的正常組成發(fā)生直接或者間接有害于生物生長發(fā)育和繁殖的變化的物質。相加作用協(xié)同作用拮抗作用獨立作用生物富集：生物個體或出于同一營養(yǎng)級的許多生物種群，從周圍環(huán)境中吸收并積累的某種元素或難分解的化合物，導致生物體內(nèi)該物質的濃度超過環(huán)境中的濃度的現(xiàn)象。生物積累：同一生物個體在生長發(fā)育的不同階段生物富集系數(shù)不斷增加的現(xiàn)象。生物放大：同一食物鏈上，生物富集系數(shù)從低位營養(yǎng)級到高位營養(yǎng)級逐級增大的現(xiàn)象。生物活性點位是生物大分子中具有生物活性的基團和物質。生物的抗性：生物對各種不良環(huán)境具有一定的適應性和抵抗力。生物屏蔽（隔離）作用：生物將污染物運輸?shù)襟w內(nèi)特定部位，使污染物與生物體內(nèi)活性靶分子隔離.解毒作用：有毒物質通過機體內(nèi)酶促反應，可以轉化成低毒或無毒物質，或轉化為水溶性物質而利于排出體外。前適應：生物在沒有接受污染以前具有的性狀特征在污染環(huán)境中也是適應的現(xiàn)象。生態(tài)代價-指對污染適應的生物，在進入到正常環(huán)境中時，它的競爭力降低；同時，還可能伴隨有對溫度、水分、病蟲害的抵抗能力下降。生理代價-指對污染適應的植物，在某些生理性能上低于正常植物。進化代價-對污染適應很好的植物在其他環(huán)境中進化發(fā)展的靈活度降低，以至于可能失去適應其它環(huán)境的可能性。生物監(jiān)測是利用生物分子、細胞、組織、器官、個體種群和群落等各層次對環(huán)境污染程度所產(chǎn)生的反應來闡明環(huán)境狀況，從生物學的角度對環(huán)境質量的監(jiān)測和評價提供依據(jù)。污水灌溉：一般指使用經(jīng)過一定處理的城市污水灌溉農(nóng)田、森林和草地。分類--純污水灌溉、清污混灌、間歇污水灌溉富營養(yǎng)化：是水體衰老的一種表現(xiàn)，指水體中營養(yǎng)物質過多，特別是氮、磷過多而導致水生植物大量繁殖，影響水體與大氣的正常的氧氣交換，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡，加速水體衰老的進程。土地處理系統(tǒng)：是指利用生態(tài)工程原理，將污水通過土壤-生物系統(tǒng)，除去污水中的營養(yǎng)成分和污染物，達到凈化和綜合利用的目的.土壤自凈作用：以各種方式進入土壤的污染物，通過土壤的物理、化學和生物學的復雜作用，使污染物質逐漸轉化、減毒、消失，最終使土壤恢復到原有的生態(tài)功能的過程。土壤容量：土壤對污染物的最大承受能力或負荷量。環(huán)境容量：在一定范圍和規(guī)定的環(huán)境目標下，能容納某污染物的最大負荷量。容量大小與污染物的毒性及其物理化學特性有關，也決定于環(huán)境空間大小、環(huán)境的物理化學性質和生物的凈化能力。污染物毒性越大，趨穩(wěn)定，則環(huán)境容量越??；環(huán)境空間越大，環(huán)境的自凈能力越強，環(huán)境容量越大?；驇欤悍N群內(nèi)存在的所有基因組和等位基因。氧化塘又稱氧化塘或生物塘。是利用庫塘等水生生態(tài)系統(tǒng)對污水的凈化作用，進行污水處理和利用的生物工程措施。最深的氧化塘是厭氧塘；使用最多的是兼性塘；最淺的是好氧塘。氧化塘由水深淺分為好氧區(qū)，兼性區(qū)，厭氧區(qū)簡答：化學元素的拮抗規(guī)律：1.兩元素之間由于直接發(fā)生化學反應而產(chǎn)生頡頏。1凡兩種元素能生成難解離的穩(wěn)定化合物的，他們之間便可能存在著生物的頡頏。例子：硫對銅和鐵的頡頏，表現(xiàn)為硫化物對含Cu、Fe的呼吸酶、細胞色素氧化酶、過氧化氫酶等的明顯抑制，這肯能與生物相應的CuS、FuS有關，從而破環(huán)酶的空間構造。2凡兩種元素能生成穩(wěn)定絡合物的，他們之間便可能存在生物頡頏作用。例子：絡合能力很強的氟離子有可能與多種金屬離子形成穩(wěn)定絡合物，而且其絡合物穩(wěn)定常數(shù)越大，頡頏作用越明顯。3凡兩種元素可發(fā)生氧化還原反應的，他們之間可能存在生物頡頏作用。例子：Cr6+在紅細胞中還原成Cr3+時，使血紅素中的Fe2+氧化成Fe3+,破壞血紅蛋白的正常生理功能，從而表現(xiàn)出Cr6+-Fe2+的頡頏作用2.破壞金屬酶的輔基或金屬蛋白的蛋白質活性基團而產(chǎn)生頡頏。1干擾離子與生物體中的有機質更穩(wěn)定的結合，從而使機體中某些元素被臵換出來。例子：某金屬硫化物的溶度積小于ZnS溶度積時，該金屬離子便可對Zn產(chǎn)生頡頏作用。。2由于干擾離子的氧化還原作用，使輔基中的雙硫鍵還原、裂解，導致酶破壞，從而使酶中的金屬元素隨酶的破壞而失去活性。。3重金屬作用于金屬酶中蛋白質的硫基或羧基，使蛋白質變性，使金屬酶失去活性，表現(xiàn)為重金屬離子對金屬酶中的有益元素的生物頡頏。3.使金屬酶反應體系受阻而產(chǎn)生頡頏4.相似原子結構的元素有機絡合中互相取代而造成的頡頏生物對污染物的抗性機制：外部排斥和內(nèi)部忍耐的綜合結果。。1通過形態(tài)學機制，生理生化機制，生態(tài)學機制等將污染物阻擋在體外；。2通過結合固定，代謝解毒，分室作用等過程將污染物在體外富集、解毒。解毒是抗性的基礎。根際效應：分泌化學物質到根際環(huán)境，改變根際的理化性質如pH、氧化還原性質等，從而降低污染物的生物有效性；根分泌的化學物質對微生物具有吸引力，大量的微生物聚集在根的周圍，其中有些微生物具有吸收、富集、分解污染物的作用。改變根際污染物濃度過程—向根際分泌螯合劑；形成跨根際氧化還原梯度；形成跨根際PH梯度。污染物排出生物體內(nèi)作用分類：。1生物體對污染物來說只是一個通道，污染物進入體內(nèi)后不經(jīng)過任何轉化即可排出體外；。2污染物進入體內(nèi)后很快就與體內(nèi)物質結合后排出體外；污染物經(jīng)過氧化還原水解后直接排出體外；。3污染物經(jīng)過體內(nèi)氧化還原水解后再和其他物質結合排出體外。導致生態(tài)系統(tǒng)復雜性降低的原因：污染直接影響物種的生存和發(fā)展，從根本上影響了生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能基礎；污染大大降低了初級生產(chǎn)，從而使依托強大初級生產(chǎn)量才能建立起來的各級消費類群沒有足夠的物質和能量支持，生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能趨于簡單化。污染條件下遺傳多樣性水平降低的原因：。1在污染條件下，種群的敏感性個體消失，這些個體所具有的特異性遺傳多樣性也不復存在，從而使整個種群的遺傳多樣性水平降低；。2污染引起種群的規(guī)模減小，由于隨機的遺傳漂變，降低了種群的遺傳多樣性水平；。3污染引起種群數(shù)量減小，以至于達到了種群的遺傳性學瓶頸，即使種群最后實現(xiàn)了完全的適應，并恢復到原來的種群數(shù)量時，由于建立者效應，從而造成遺傳來源單一，遺傳變異性的來源也大大降低。污染條件下生物種群適應性分化的過程包括：污染物作用下種群中敏感個性消失，種群規(guī)模減??；達到適應污染閾值最低要求的個體，不斷擴大在種群中的比例；抗性個體在種群中的比率擴大，并通過種群內(nèi)的基因重組，不斷提高抗性水平，同時外來基因的流入，提高種群的整體遺傳多樣性水平。污水灌溉凈化污水的凈化機制：物理化學吸附和交換吸附作用；生物氧化作用；化學和光化學降解作用；植物的吸收和代謝作用。污水灌溉存在的問題：。1污染物含量超過生態(tài)系統(tǒng)的凈化閾值，系統(tǒng)的結構和功能將受到破壞，可導致污染物沿食物鏈遷移和富集；。2有機物過多時，土壤易缺氧，厭氧產(chǎn)生甲烷、硫化氫等氣體和鉻酸、有機酸和醇類；。3微量元素過量會對植物產(chǎn)生毒害作用；。4油分過多，隔絕氧的供應；。5有機氯、重金屬元素破壞農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。。6城市生活污水和醫(yī)院廢水，含有大量致病細菌和病毒，引起土壤污染污水灌溉前污水處理措施：利用氧化塘處理污水，再用于農(nóng)灌；排灌渠道的凈化作用土地處理系統(tǒng)的處理機制：物理沉淀作用去除懸浮物；物理沉淀作用和生物降解作用去除有機物；物理化學吸附作用、化學固定作用和植物吸收作用去除重金屬；氧化還原作用和植物吸收作用去除氮；化學固定作用和植物吸收作用去除磷；物理沉淀作用和微生物間的相互作用去除病原微生物溫室效應的后果：增溫-在過去100年內(nèi)，全球評價升溫0.5度；海平面上升--100年內(nèi)，海平面升高10~20厘米；降水量變化--中高緯度地區(qū)降水量增加，熱帶、亞熱帶地區(qū)降水量變化不大；對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響（有利影響-作物北移不利影響-二氧化碳濃度增加，作物產(chǎn)量增加，但質量下降）對氣候帶、植被分布的影響；對土地利用的影響。溫室效應的解決對策：。1溫度、濕度的變化，必然迫使我們要相應調整農(nóng)業(yè)結構和土地利用方式；。2保護森林、造林綠化是減少溫室效應的重要措施；。3減少C02的排放量是減緩增溫的重要保證。我國酸雨的特點：頻率高，酸度大；分布有明顯的區(qū)域性酸雨形成來源與機制機制：①污染物及來源:污染物主要有S02、S03、H2S、N0、N20、HN03、NH3、CL-、HCL等。SOX的天然來源是來自海洋的硫酸鹽煙霧、經(jīng)細菌分解后的有機化合物、火山爆發(fā)以及森林火災所釋放的硫化物。②形成機制：a.被光化學氧化劑氧化b.在金屬觸媒作用下，產(chǎn)生氧化作用c.被空氣中的固體粒子吸附和催化，形成硫酸煙霧。影響酸雨形成的因素：與酸性氧化物的濃度及轉化條件有關；與天氣形勢和降水有關；與土壤地帶性差異有關酸雨的防治：。1減少S02等酸性物質的排放—選洗高硫煤，改變民用煤的燃料結構，用其他燃料代替煤；。2篩選對酸雨敏感的指示植物和抗酸雨植物化肥施用不當對土壤的危害：。1對土壤理化性質的影響。2施肥過程中產(chǎn)生的F-、Cl-、N03-、N02-對土壤的污染。3由肥料引起的土壤重金屬污染及反射性污染。4施用化肥對土壤和生物的影響生物吸收污染物后降低毒性的過程：。1污染物與生物體內(nèi)某些成分絡合，不能參加代謝活動，毒性降低，在生物體內(nèi)富集；。2污染物在酶的作用下，毒性江都或者徹底分解，毒性消失，加速生物體的吸收，增加富集量。20.S02對光合作用的影響：。1抑制二磷酸核酮糖羧化酶的活性，組織對C02的固定；。2使光系統(tǒng)II和非環(huán)式光合磷脂化受阻，影響ATP的合成，是光合作用速度降低；o3S02改變細胞液的PH，并使葉綠素失去Mg2+離子而抑制光合作用；o4S02進入葉肉細胞后與a-醛結合成羥基碘酸。抑制酶的活性，組織氣孔的開放，抑制C02的固定、光合磷酸化、ATP的形成和H+Cl-的跨膜運輸。鉻破壞葉綠素的機制：鉻進入葉綠體內(nèi)局部部分的積累過多，直接破壞葉綠體結構和功能；間接通過拮抗作用干擾植物對Fe和Zn的吸收轉移，阻礙營養(yǎng)物質向葉輸送，使之喪失合成葉綠素的能力；鎘使葉綠酶活性增加而使葉綠素分解。其他：污染物的分類：按來源分—自然來源污染物和人為來源污染物；按環(huán)境要素分--大氣，水體和土壤污染物；按性質分—化學（無機，有機），物理和生物（病原體，變應原）污染物；按物理化學性狀分為一次和二次污染物安全濃度：生物與某種污染物長期接觸，仍為發(fā)生受害癥狀，這種不會受害癥狀的濃度被稱為安全濃度。最高容許濃度：生物在整個生長發(fā)育周期，或者對污染物最敏感的時期內(nèi)，該污染物對生物的生命活動能力和生產(chǎn)力沒有發(fā)生明顯影響的濃度。效應濃度：超過最高容許濃度，生物開始出現(xiàn)受害癥狀，接觸毒物時間越長，受害越重。ECx表示致死濃度：當污染物濃度繼續(xù)上升到某一定濃度，生物開始死亡。LCX表示植物對氣態(tài)污染物粘附和吸收：葉片吸收（吸收程度取決葉片表面積和粗糙程度主要部位-氣孔）對水溶態(tài)污染物的吸收—主要根，次要葉。水溶態(tài)污染物到達植物根表面途徑—質體流途徑和擴散途徑。水溶態(tài)污染物進入細胞的過程--細胞壁是第一道屏障，透過質膜，細胞膜。葉片對農(nóng)藥的吸收途徑—氣孔，角質層。污染物通過植物細胞膜的方式：被動擴散和物質的主動傳遞；通過動物細胞膜的方式：被動運輸（簡單擴散濾過作用）特殊運轉（載體運轉主動運輸吞噬胞飲作用）動物對污染物的吸收途徑：呼吸道（呼吸道-氣管-肺），消化道（主要吸收部位胃和小腸），皮膚（第一階段：污染物以擴散的方式通過表皮，表皮的角質層是最重要的屏障；第二階段：污染物以擴散的方式通過真皮）污染物在動物機體內(nèi)的遷移途徑：排出途徑--糞、尿乳汁、呼氣、毛發(fā)。微生物細胞吸收污染物的機制：離子交換反應，沉淀作用，絡合作用。影響微生物吸收污染物的因素--培養(yǎng)液的pH、培養(yǎng)時間、污染物的濃度、培養(yǎng)溫度。影響植物吸收，遷移污染物的因素：①植物種是生物學、生態(tài)學特性（不同植物種對污染物的吸收、積累量差異很大；生態(tài)型之間的差異很明顯；生態(tài)類型之間對污染物吸收的差異比較復雜；同一植物的不同部位吸收污染物存在差異）②污染物的種類及其形態(tài)差異③PH，降低可導致碳酸鹽和氫氧化物結合態(tài)的重金屬溶解、釋放；同時也趨于增加吸附態(tài)重金屬的釋放④氧化還原電位：對于水稻，在不同氧化還原電位的條件下，水稻受重金屬污染更加嚴重；對于旱地作物，幾乎不產(chǎn)生毒害。（氧化還原電位越低，重金屬越易形成難溶化合物，土壤溶液中重金屬含量越少，植物受害越?。?價砷的毒性大于5價砷；6價鉻的毒性大于3價鉻）⑤土壤陽離子交換量（增加土壤有機質含量，提高土壤對陽離子的固定率，就能減少植物對鎘等重金屬的吸收；植物根表面能與根際環(huán)境的重金屬發(fā)生離子交換吸附，根表面與土壤溶液的離子交換量越大，重金屬離子進入根部的概率也越大）⑥污染物間的不同效應。污染物聯(lián)合作用分類一相加作用（M二M1+M2）；協(xié)同作用（M>M1+M2）；拮抗作用（M<bdsfid二"158"p二""><>污染物對土壤性質的影響—固相吸附：金屬離子被土壤膠體吸附。土壤有機質含量越多，污染物吸附能力越強，根系吸毒量越少；金屬離子形成有機螯合物后，植物對他們的吸收主要取決于所形成螯合物的溶解性，胡敏酸難溶，富里酸難溶；土壤對農(nóng)藥的吸附作用--物理和物理化學。影響生物富集的原因：生物種的特性，污染物性質，污染物的濃度和時間，環(huán)境特點。酶活性越強，則越不易富集；酶活性越弱，則越易富集。金屬元素在各類生物體內(nèi)的半衰期長短不同，能直接影響生物富集量。富集規(guī)律：魚的富集部位—腮＞內(nèi)臟＞骨骼＞頭＞肌肉水稻受鉛污染各器官鉛的含量為：根＞葉＞莖＞谷殼＞米；化學穩(wěn)定性和高脂溶性是生物富集的重要條件；污染物對植物發(fā)育的影響，花期最明顯。18?多氯聯(lián)苯的富集作用：①四率以下的低氯代PCB，幾乎都能代謝為單酚，部分可進行而形成二酚，所以易分解，不易富集②五氯或六氯代PCB同樣可以氯化為單酚，但速度相當慢，較易富集③七氯以上的高氯代PCB則幾乎不被代謝，能高度富集④氯數(shù)目相同的PCB，相鄰位臵未被臵換或鄰位為率臵換的，比沒有這兩種情況的易被代謝而不易被富集。污染物對植物生理生化的影響：對細胞膜通透性的影響；對光合作用的影響；對呼吸作用的影響；對蒸騰作用的影響；對生長素的影響鋅、鎳、鈷等元素妨礙植物對磷的吸收；鋁影響植物對磷的吸收；砷影響植物對鉀的吸收。重金屬對動物的影響機理：能嚴重影響和破壞魚類的呼吸器官，導致呼吸功能減弱，還能降低血液中呼吸色素的濃度，使紅細胞減少；Cd能干擾肝臟對維生素B12的正常儲存；某些污染還能使動物骨骼變形?；钚渣c位有：羧肽酶、堿性磷酸酶、碳酸酐酶、細胞色素C、血紅蛋白以及鐵氧還原蛋白等。Zn2+對Cu2+、Hg2+的頡頏作用隨Zn2+的濃度增加而增加。金屬的生物中毒有兩種可能的分子機制：①有毒金屬進攻生物大分子活性點位，取代活性點位上有益金屬，破壞了生物大分子正常的生理和代謝功能，造成生物的病變②有毒金屬鍵結合到生物大分子的去活性位臵上，降低或消除了生物大分子原有的生物活性，同樣使生物發(fā)生病變。毒物三種存在形態(tài)：形成無機和有機配位體絡合物；形成有機金屬化合物；參與氧化還原反應。22.在氟污染區(qū)常引起氟中毒。其引起的疾病有斑釉齒、骨質硬化癥、骨質軟化癥及甲狀腺腫瘤。鎘引起骨痛?。欢虝r間吸入高濃度鎘，會引起肺水腫。鉻及其化合物能引起染色體畸變，其中6價鉻的誘變率大于3價鉻；砷能致癌，特別是肺癌銅對鋅中毒有抑制作用；硒和汞的頡頏關系明顯；鋅能減輕鎘對蠶豆的毒害作用；鈣、硒和鎘之間也有頡頏關系。26.生物獲得抗性的途徑：拒絕吸收,結合鈍化,代謝轉化,排出體外,改變代謝途徑.28.植物的抗性機制：。1植物的避性--植物對氣態(tài)污染物的避性--。1氣孔的阻礙作用。2夕卜表皮的阻礙作用；。2植物對污染物的結合鈍化作用；。3植物對污染物的代謝轉化作用；。4植物在污染物存在下改變代謝途徑、發(fā)生遺傳變異、降低污染物與靶分子的親和力；。5植物對污染物及其代謝產(chǎn)物的排出作用。31.植物對農(nóng)藥的分解轉化作用--氧化作用,還原作用,水解作用.植物的抗性指標：形態(tài)解剖指標，生理生化指標，生態(tài)學指標毒物在動物體內(nèi)的生物轉化分類：。1氧化、還原、水解反應。2加成反應動物的抗性機制：動物對污染物的避性；動物對污染物的結合鈍化；對污染物的分解轉化；對污染物的排泄作用（腎排泄、肝膽排泄、呼吸道排泄、其他途徑排泄）動物對污染物的排泄作用：腎、肝膽、呼吸道、其他途徑微生物對污染物的避性：。1形態(tài)學避性。2生理學避性（沉淀作用，胞夕絡合作用，細胞壁結合作用）微生物對農(nóng)藥的分解轉化作用包括：脫鹵作用、脫烴作用、酰胺及酯的水解、氧化作用、還原作用、環(huán)裂解及縮合或共軛形成等幾種方式。生物多樣性：遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性遺傳多樣性的喪失：已有遺傳基因庫的減??；新的遺傳變異來源地降低。污染物引起物種多樣性降低的機制：污染物的直接毒害作用，阻礙生物的正常生長發(fā)育，使生物喪失了生存和繁衍的能力；污染引起生境的改變，使生物喪失了生存的環(huán)境；生態(tài)系統(tǒng)中的富集和積累作用，使食物鏈后端的生物中毒而難以存活或繁育等。生態(tài)系統(tǒng)水平對長期污染的響應分為兩個方面，生態(tài)系統(tǒng)多樣性的喪失和生態(tài)系統(tǒng)復雜性的降低44.生物對污染適應的兩重性:第一是對污染引起的“自然”環(huán)境的改變的適應，以及對污染引起生物的生理變化的適應；第二是生物對污染物自身的適應。45.全球性污染條件的環(huán)境特點：全新的“人造”環(huán)境；化學物質種類多，多重污染物共同作用時生物適應受到很大的挑戰(zhàn)；毒害大，選擇作用強；成為重要的主導因子和限制因子。46..生物對污染物適應性反應：形態(tài)結構上的適應性反應；生理上的適應性反應；遺傳上的適應性反應污染引起的生物生理性適應反應包括消極和積極兩個方面。遺傳上的適應反應表現(xiàn)：基因表達水平上的變化；遺傳基因自身的變化。大進化：種以上的進化；微進化：種內(nèi)的分化。影響植物污染抗性進化的生物因素：自然選擇的強度和類型，外因；生物本身的生物學特性，特別是種群內(nèi)遺傳變異的數(shù)量和種類，內(nèi)因。53.生物對污染適應的代價：生態(tài)代價生理代價進化代價生物監(jiān)測方法：從生物學層次來分-生態(tài)監(jiān)測、生物測試、分子、生理、生化指標、污染物在體內(nèi)的行為；從生物的分類法來分--動物監(jiān)測、植物監(jiān)測、微生物監(jiān)測。光化學氧化劑（光化學煙霧）--臭氧、過氧?；跛狨ヮ惡偷趸?。56.環(huán)境污染生物監(jiān)測的對象：植物、動物、微生物。大氣污染物對植物檢測：臭氧傷害植物的一個共同特征是形成“點斑”；過氧?；跛狨ィ≒ANs）:PAN誘發(fā)的早期癥狀是在葉背面出現(xiàn)水漬狀或亮斑；PAN誘發(fā)的一個最重要的受害癥狀是出現(xiàn)“傷帶”；S02:膨壓，失去光澤，暗綠色的水漬狀斑點，葉面水滲出起皺。，明顯的失綠斑，呈灰綠色，失水干枯，出現(xiàn)壞死斑；氟化物：葉緣或葉片頂部出現(xiàn)壞死區(qū)，壞死區(qū)有明顯的有色邊緣；乙烯：影響植物的生長及花和果地發(fā)育，并且加速植物組織的老化。初生源是機動車排放的氣體。蜜蜂是大氣污染最理想的監(jiān)測動物主要水污染物質：洗滌劑，染料，酚類物質，油類物質，重金屬，放射性物質，氮，磷。在用生物方法進行水體檢測時，可以用魚，原生動物，水生植物，微生物。海菜花、輪藻等敏感植物可以用作監(jiān)測植物。