2、超累积植物的特点及举例:1)对低浓度污染物也有较高的积累效率2)能积累高浓度污染物;3)能同时积累多种污染物4)生长快、生物量大;5)具有抗虫抗病能力,适应环境强;6)尽量避免使用可食用植物,耳朵选取非食用的数目、花草等。举例:邂蓝菜属植物、印度芥菜、芥子草、(锰)商陆、(As砷)蜈蚣草、(Cd)宝山堇菜、(Zn)东南景天、(Cu)香薷。
3、生物富集:生物个体或处于同一营养级的许多生物种群,从周围环境中吸收并积累某种元素或难分解的化合物,导致生物体内该物质的平衡浓度超过环境中浓度的现象,又叫生物浓缩。
4、共代谢:在初级能源物质存在时进行的有机化合物的生物降解过程。
5、生态调水:是通过水利设施(闸门、泵站等)的调控引入污染水域上游或附近的清洁水源冲刷稀释污染水域,以改善其水环境质量。
6、生态修复技术:物理法:底泥疏浚(工程疏浚、环保疏浚、生态疏浚);人工增氧;生态调水。化学法:化学除藻、絮凝沉淀、重金属化学沉淀。生物法:微生物强化、植物净化、生物膜。
7、生态修复基本原理:
一、生态系统对污染物的净化机理:1)微生物作用(降解作用、去毒作用、固定作用);2)植物作用(植物固定、根系降解、植物提取、植物降解、植物挥发、挥发转移);3)动物作用(直接吸收、转化和分解等)。 二、生态工程学原理:1)核心原理:(整体性原则、协调与平衡原理、自生原理)2)生物学原理;3)工程学原理:结构的有序性原理、系统的整理性原理、功能的综合性原理。
8、生态修复方法:按污染处理方式:
1)原位修复:指对受污染介质(土壤、水体)不作搬运或输送而在原位污染池进行的生态修复处理。(生物注气法、生物通风法、生物耕作法、生物冲洗法。)
2)异位修复:把污染介质(土壤、水体)搬动或输送到它处进行的生态修复处理。(土壤耕作法、生物堆放法、土壤堆肥法(将含油废弃物与适当的材料混合并堆放, 使天然微生物降解石油烃类,其中添加土壤调理剂以加快微生物生长、促进石油生物降解。)、生物反应器修复。) 9、植物修复过程:一、1)通过代谢、矿山作用使其转化为CO2和H2O;2)将污染物转化为对植物无毒的代谢物,储藏于植物细胞的不同位点。3)吸收污染物,将其分解,并通过木质化作用使其成为植物体的组成部分。二、植物
释放酶的降解作用;三、微生物联合代谢作用。
10、根系-微生物的联合代谢作用:一、植物对微生物的作用(根系环境、为微生物提供营养物质、微生物的数量和种类)
二、微生物对植物的作用(改善植物营养、分泌生长调节物质、分泌抗菌素类物质)三、联合作用。
11、SVE和BV 使用了相同的设施,但系统的结构和设计目的有很大不同 :(BV是在SVE基础上发展起来的,实际上是一种生物增强式SVE技术)
SVE 技术是一种通过强制新鲜空气流经污染区域,将挥发性有机污染物从土壤中解吸至空气流并引至地面上处理的原位土壤修复技术,该技术被认为是一个“革命性”的修复技术。
一、SVE 将注射井和抽提井放在被污染区域的中心,而在BV 系统中,注射井和抽提井放在被污染区域的边缘往往更有效。二、SVE 的目的是在修复污染物时使空气抽提速率达到最大,利用挥发性去除污染物;而BV 的目的是优化氧气的传送和氧的使用效率,创造好氧条件来促进原位生物降解。因此,BV 使用相对较低的空气速率,以使气体在土壤中的停留时间增长,促进微生物降解有机污染物。三、两者的适用情况也不同。SVE 主要应用于含挥发性有机污染物的场所,且此场所受污染面积小,属点源污染类型,如汽油储罐泄漏的情况。四、BV 可应用于挥发性有机物, 半挥发性和不挥发性有机污染物,受污染的土壤可以是大面积的面源污染,但污染物必须是可生物降解的。
12、河流生态系统恢复的实质是使河流生态系统处于健康、可持续的发展状态。因此,对河流生态系统恢复的评价可以从河流生态系统健康的角度出发。生态系统健康的标准:1)活力:表示生态系统的能量输入和营养循环容量,可根据新陈代谢或初级生产力等具体指标来测量 2)组织结构:根据系统组分间相互作用的多样性及数量进行评价——群落多样性指数和丰富度指数;3)恢复力:指系统在胁迫作用下维持其结构和功能的能力——抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
4)生态系统服务功能的维持5)管理选择6)外部输入减少7)对邻近系统的影响8)对人类健康影响 这8方面分属于不同的自然和社会科学范畴,并同时考虑了一定的时空范畴。
13、预测生态系统健康评价方法: 1)预测模型方法:(如Rivpacts和AusRivAS)这类方法通过把某些研究地点实际的生物组成与在无人为干扰情况下该点能够生长的物种进行比较而对河流健康进行评价。
该类方法首先通过选择参考点(reference sites,无人为干扰或人为干扰最小的样点),建立理想情况下样点的环境特征及相应生物组成的经验模型,之后,比较观测点生物组成的实际值与模型推导的该点预期值,以两者的比值河流健康进行评价。理论上,该比值可以在0~1之间变化,比值越接近1,则该点的健康状况越好。 方法缺陷:即主要通过单一物种对河流健康状况进行比较评价,并且假设河流任何变化都会反映在这一物种的变化上,因此,一旦出现河流健康状况受到破坏,但并未反映在所选物种的变化上时,就无法反映河流真实状况。因此,它具有一定的局限性。
2) 多指标法:该方法通过对观测点的一系列生物特征指标与参考点的对应比较并计分,累加得分进行健康评价。(指示物种法、指标体系法、河流参考断面法)
14、河流景观分布:1、首先明确被恢复对象,并确定系统边界2、退化景观诊断分析3、生态退化的综合评价4、恢复与重建的生态规划与风险评价5、进行恢复与重建的优化模式试验与模拟研究。
15、河流生态系统修复理论:1、地带分布概念:根据河流中鱼类栖息特性将河流分为不同区域,分析相关影响因素,或者根据大型脊椎动物的分布群落进行划分。2、河流连续体概念RCC:河流生态系统中从源头到河口的非生物环境具有连续梯度。3、河流水力学概念:强调物种的显著变化与溪流水力特性的转变具有联系,可通过流速、水 深、糙率和坡度等指标进行描述;流速的时空变化对生物系具有明显的影响作用,尤其是河底无脊椎动物和藻类。4、养分螺旋概念5、连续中断6、洪水脉冲7、河流生产力理论8、流域概念。 16、河流生态系统修复内容:1、河流自然环境的修复(恢复河流的形态、结构和自然特征,对污染物而言应侧重于河流水质的恢复。2、河流生态系统结构和功能的恢复3、河流生态修复的尺度问题(生态要素、生态系统、生态功能)
17、河流修复措施与技术:1、河流缓冲区域生态系统修复:主要措施包括稳定堤岸、恢复植被、改变河床形态等。河流泥沙和养分输入:河道渠道化边坡周期性的塌方所致。措施:主要通过降低边坡和稳定岸基等措施。降低进入河流的泥沙数量、增加河道宽度。2、河流水生生物群落修复(水生植物的修复、底栖动物恢复、鱼类恢复)3、河流底泥疏浚(原位固定处理、异位修复技术)4、河流调水5、河流曝气复氧。
18、湖泊和水库的外源污染控制:1、点源控制(末端控制技术、严格的排放标准)2、面源控制(污染物源头控制、污染迁移转化的控制、污染物净化工程)3、前置库技术:湖泊上游的天然池塘或人工水库等,收纳污染物并降解,从而降低湖泊污染负荷。通过工程措施修建前置库,
或是对自然水塘进行改造,强化污染控制作用。
19、生物操纵技术:改善水质为目的湖泊水生生物群落管理。
经典生物操纵法:主要放养凶猛鱼类作用原理:1、凶猛鱼类的捕食作用降低鱼类的数量,相应的加强了浮游动物对浮游植物的牧食压力。2、降低鱼类对底泥的生物扰动,减少沉积物再悬浮;3、降低鱼类通过摄食底栖动物所引起的营养盐从沉积物到水体的输送通量。
非经典生物操纵法:放养滤食性鱼类(鲢、鳙),通过鱼类的直接牧食减少藻类生物量,从而控制湖泊富营养化。非经典生物操纵的核心是控制过量繁殖的藻类,特别是控制蓝藻水华。 20、污染地下水的空气吹脱技术:空气吹脱(blow-off)是在一定的压力条件下,将压缩空气注入受污染区域,将溶解在地下水中的挥发性化合物、吸附在土壤颗粒表面上的化合物以及阻塞在土壤空隙中的化合物驱赶出来。
空气吹脱包括现场注气、挥发性有机物的挥发、有机物的好氧生物降解等三个过程。相比较而言,吹脱和挥发作用进行得比较快,而生物降解过程进行的比较缓慢,在比较长的时间内才显现出来。
21、矿业废弃地生态恢复的过程与实施:1)生态恢复目标的确定2) 植被重建技术的选择3)物种选择和基质改良4)种植与管理5)监测、评价和后期维护。
22、原则上,选择吹脱技术时应该考虑亨利系数,亨利系数大于101.325×102Pa·m3/mol、化合物的蒸气压大于66.661~133.322Pa(0.5~1.0mmHg)时,比较容易挥发或者吹脱。关于地质条件,影响最大的是地层土壤均一性。比较密实的土层会阻断空气通道,导致空气积累;高度松散的土壤也会导致空气短流、吹脱不能均匀进行。
实际上工作过程中,空气注入到土壤地下水中后,根据不同的地层结构,或者以气泡或者以气流的形式扩散。 相应地,地下水从垂直方向和水平方向向周围迁移。在垂直方向上,地下水水位开始上升,上升的程度从忽略不计到数米,取决于压力和位置结构等各种因素。
中试实验主要的检测内容包括:①注入空气的流量;②溶解氧水平:③井水水位;④空气注入压力和土壤中气体压力的变化,井壁附近压力的变化;⑤土壤气体中污染物的浓度和吹脱效率,尤其应注意避免可能达到爆炸或者燃烧水平的高浓度;⑥实验流量和压力对吹脱气体影响半径的影响,也可以检测示踪气体的变化
23、空气吹脱法测量参数:①地下水位变化。②溶解氧和
氧化还原电位变化。③地层中空气压力。④地下顶主压力,即在地下观测位置形成顶空,其平衡压力代表周围静态压力,这是一个最简单和可靠的参数方法。⑤有时可以采用示踪气体例如氦气或者六氟化硫,其中六氯化硫与氧气的溶解度类似,能够更好地指示氧气的迁移扩散情况。⑥地层电阻的变化,可以产生三维变化图像。⑦监测实验区域污染彻浓度变化情况。
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