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　　第 2 节 生物净化的原理及其应用 概述生物净化的原理和方法。 1 ．简述生物净化的概念，概述生物净化的原理和方法。 2 ．举例说明生物净化。 3 ．尝试搜集利用生物净化原理治理环境污染的资料。 生物净化的原理 1 ．生物净化 代谢 污染物 生物净化是指生物通过自身的 _____ ，使环境中的 ______ 毒性 减轻，有害成分转化、分 数量减少，浓度下降， _____ 解，直至消失的过程。 2 ．绿色植物的净化作用 绿色植物的净化作用主要表现在三个方面：①吸收大气 中一定浓度范围内的 ____ _____ 有害 气体；②阻滞和 吸附 大气中的 放射性 物质；③分泌 抗生素 等物质杀灭空气中的 粉尘和 ______ _______ 细菌。 3 ． 微生物的净化作用 有机 污染物。 微生物的净化作用主要是分解土壤和水体中的 ____ 动物有没有净化作用？ 提示 有。如动物中的分解者可分解净化一些有机污染物。 [ 思维激活 1] 1 ． 生物净化原理 生物净化原理是利用某些生物 ( 植物、动物和微生物 ) 来结 合钝化和分解转化环境中的污染物，使环境得以净化的过 程。生物净化常分为结合钝化和分解转化两种方式。结合 钝化是指通过生物体 ( 如植物 ) 结合、固定进入到体内的污 染物，使之变成安全、低毒的结合态的生物净化方式。有 些植物的根部会分泌一些物质吸附土壤和水体中的有害物 质。分解转化是指进入生物体的污染物在生物体内有关酶 的作用下，通过氧化、还原、水解等作用，逐步代谢为毒 性较低或完全无毒性物质的生物净化方式。 2 ． 绿色植物的净化作用 (1) 吸收大气中一定浓度范围内的有害气体。 (2) 阻滞和吸附大气中的粉尘和放射性物质。如山毛榉。 (3) 分泌抗生素等物质杀灭空气中的细菌。如悬铃木。 (4) 其他作用：①吸收和固定作用；②挥发作用；③降解 作用。 3 ． 微生物的净化作用 (1) 降解作用。细菌、真菌和藻类都可降解有机污染物。 (2) 共代谢：是指微生物能够分解有机物基质，但是却不 能利用这种基质作为能源和组成元素的现象。 (3) 去毒作用。微生物通过转化、降解、矿化、聚合等反 九游会股份有限公司应，改变污染物的分子结构，从而降低或去除其毒性。 【 巩固 1 】 下列不能被微生物分解的有机污染物是 ( ) 。 A ．人畜粪尿、农药 C ．人畜粪尿、蛋白质 B ．纤维素、农药 D ．塑料、尼龙 解析 塑料、尼龙等有机物不能被微生物分解，人畜粪尿等 有机物比较容易分解，纤维素、农药等有机物比较难分解。 答案 D 生物净化的应用实例 1 ． 通过植树造林可以净化大气中的各种污染物，如遏制风沙 水土流失 ，降低 _________ 大气污染 等作用。 灾害、减少 _________ 富集 或降解作用来净化土壤中的重 2 ． 植物可以通过吸收、 _____ 金属污染物。 3 ． 目前，人们常常综合运用 _______ 物理法 、化学法和生物法，以 达到净化污水的作用。 [ 思维激活 2] 稳定塘是人工生态系统吗？ 提示 是。 1 ． 植物可以净化土壤中的重金属污染 2 ． 生物净化污水 (1) 综合净化 目前，人们常常将物理法、化学法和生物法综合运用，以 达到净化污水的作用。 具体流程如下： 过滤、沉淀等 多种微生物 污 水 ―――――――→ 基本 处理水 ―――――――――――→ 除去固体污染物 分解有机物，利用无机盐 杀死有害细菌、病毒 生 物 净 化 水 ――――――――――→ 工 业 用 水 和 灌 溉 水 离子交换 ―――――――→ 生活用水 瓷性过滤 (2) 生态系统自动净化处理法 此法较典型的是采用稳定塘的方法处理污水。 ①细菌、藻类等多种生物的作用 将污水或废水排入特定的塘内后，在细菌、藻类等多种生物的 作用下发生物质转化反应，能较好地降低有机污染物成分。 ②水生高等植物的净化作用 灯心草、水烛、香蒲等水生高等植物，可以参与污水净化。 【 巩固 2 】 下列有关生物净化应用的叙述，错误的是 ( ) 。 A ．植物也能对土壤中的重金属污染起净化作用 B ．将污水或废水排入特定的稳定塘后，在细菌、藻类等 多种生物的作用下可发生物质转化反应 C ．三北防护林可以遏制风沙灾害、减少水土流失、降低 大气污染 D ．污水处理厂对污水处理时，首先利用微生物把污水中 的有机物分解成 CO 2 、 H 2 O ，以及含氮、磷的无机盐 等，然后，再通过过滤、沉淀等方法，除去水中较大 的固体污染物 解析 污水处理厂对污水进行处理时，首先进行基本处理， 即通过过滤、沉淀等方法，除去污水中的个体较大的固体污 染物，再利用多种微生物，把污水中的有机物分解成 CO 2 和 H 2 O ，以及含氮、磷的无机盐等，使污水得到净化。 答案 D 示例 污水的生物净化 【 例题 】 有一学生在酿造厂的下游河道中取水样，取水地点分 别在距酿造厂排污点 1 km 、 3 km 、 5 km 、 7 km 处，但取 样瓶上的标记因某种原因没有了，为了确定四瓶水样的取 水地点，该生想了一个办法，回到实验室后，在四瓶水样 的瓶上分别标记上 A 、 B 、 C 、 D 后，再取一小瓶自来水标 记为 E 瓶。分别滴入 10 滴质量分数为 0.01% 的亚甲基蓝溶 液，观察记录褪色的时间 ( 如下表 ) ： 水样瓶 褪色时间 A 15 h B 5 h C 24 h D 40 h E 48 h 请仔细分析后回答下列问题。 (1) 取样地点距酿造厂最近和最远的样品分别是 ________ 和 __________ 。 (2) 滴入亚甲基蓝后褪色的原因是 ___________________________ _____________________________________________________ 。 (3) 如果测定 A 、 B 、 C 、 D 四个样品的 BOD 值 ( 生物需氧量 ) ，从 理论上分析 BOD 值最高的样品是 _________________________ 。 (4) 根据上述分析，从酿造厂的排污点开始到 7 km 河段中，生物 多样性指数最低的河段是 __________ 。有大量藻类繁殖的河段 应在 _________________________________________________ 。 (5) 从上述结果分析，你认为在 7 km 处河段中，是否已得到了自 净？ __________ 。这说明了什么？ _______________________ 。 思维导图： 深度剖析 生态系统受轻度污染后都具有一定的自净能力， 称为生态系统的自动调节能力。在水域生态系统中受到有 机物污染后，在自净过程中发生的各种变化可用下面的曲 线表示： 由曲线图可知，含碳有机物含量越多，细菌数量也越多。用亚 甲基蓝溶液被降解的速度可以代表水中有机物被降解的速度， 因为亚甲基蓝也是一种有机物，会被细菌同步降解。 BOD 值是 指水中的含碳有机物被细菌彻底氧化分解所消耗的氧气的量， 称为生物需氧量，英文缩写即为 BOD 。 BOD 值越高，水中的有 机物越多，污染越严重；反之， BOD 值越低，说明水中有机物 越少，污染程度越轻，甚至未被污染。被有机物污染的水域常 常会出现富营养化的现象，其原因是有机物中含 N 和 P ，在有机 物被降解时，这些有机氮和有机磷便以无机氮和无机磷的形式 被释放出来，无机氮和无机磷在水体中含量高会导致藻类的大 量繁殖，在水体中有大量藻类时会通过光合作用制造氧气，所 以水中溶氧量会增加，但过度繁殖会进一步增加水中的有机 物，从而使 BOD 值升高，水中溶氧量下降，水生生物的 生存受到威胁。但如果有机物的污染是轻度的，一般不会 出现严重的富营养化现象，水体会很快得到净化。 答案 (1)B D (2) 细菌在生命活动过程中将亚甲基蓝降 解 ( 或分解了 ) ，所以亚甲基蓝的颜色褪了 (3)B (4) 从排污点到 1 km 河段 距排污点约 3 ～ 5 km 的河段中 (5) 基本得到了自净 生态系统具有一定的自动调节能力 归纳整合 (1) 生物净化技术 生物净化技术的基本原理就是通过一定的技术手段，人为 地放大和强化生态系统的自净能力，从而达到有效治理环 境污染的目的。迄今为止，应用最广泛的生物净化技术是 污水生物处理技术。污水生物处理技术的基本原理是利用 处理系统中的各种微生物的代谢作用除去污水中的污染物， 其具体工艺可分为活性污泥法、悬浮细胞法、生物膜法等 多种类型。 (2) 水体净化过程中各种成分的变化 ( 见下图 ) (3) 生物方法治理环境污染有很多优点 在净化环境的过程中，对环境的二次污染比较小或者不产 生二次污染；还可以产生许多其他的生产资料，如在治理 污染的同时，还可以发展林业，获得林产品；也可以利用 活性污泥法生产生物肥料等。 1 ． 据调查，闹市区里的空气中的细菌数目比绿色区高许多倍， 这是因为某些植物能 A ．吸收有毒气体 C ．蒸腾水分 ( ) 。 B ．分泌抗生素 D ．制造氧气 解析 某些植物如悬九游会股份有限公司铃木、橙、圆柏等能够分泌抗生素，杀 死细菌。 答案 B 2 ． 下列对垃圾的处理方法不正确的是 A ．将垃圾分类回收利用 C ．将垃圾在空旷地焚烧 从而污染空气，破坏自然环境。 答案 C ( ) 。 B ．将垃圾堆肥 D ．将垃圾填埋 解析 将垃圾在空旷地进行焚烧，会产生大量有害气体， 3 ． 许多林木对大气粉尘污染起到阻滞、过滤作用，其原因是 ( ) 。 ①林木枝叶茂盛，能减小风速 ②叶面有茸毛，能分泌油脂 和黏性物质 ③能分泌强大的抗生素 ④能吸收各种有毒气 体 ⑤蒙尘的植物经雨水的冲洗后又能迅速恢复以阻拦尘埃 A ．①④ B ．③④ C ．①②⑤ D ．②③⑤ 解析 考查森林在环境保护中的作用，属于理解层次。林木 对大气中粉尘污染能起到阻滞、过滤作用。由于林木的枝叶 茂盛，能够减小风速，因而可以使大气中携带的大粒灰尘沉 降地面。同时，植物的叶表面粗糙，而且多生茸毛，有的还 能分泌油脂和黏性物质，这些都能吸附、滞留空气中的一部 分粉尘，从而使大气得到净化。而蒙尘的植物经雨水的冲洗 后，又能迅速恢复以阻拦尘埃。 答案 C 4 ． 下列植物被誉为 “ 天然吸尘器 ” 的是 A ．木槿 B ．梧桐 C ．泡桐 ( ) 。 D ．大叶黄杨 解析 泡桐树干挺直，叶大具毛，分泌黏液，能吸附粉尘， 净化空气，并对 SO 2 、 Cl 2 、 HCl 、 HF 等有毒气体有较强的 抗性，被称为 “ 天然吸尘器 ” 。 答案 C 5 ． 在自然界中，有一类细菌能产生一些酶类，这些酶能将某 些重金属还原，使其形成难溶性盐等结构稳定的低毒或无 毒的化合物，这种净化方式是 ( ) 。 A ．结合钝化方式 C ．两种方式都有 B ．分解转化方式 D ．两种方式均不是 解析 污染物在生物体内有关酶的作用下，通过氧化、还 原、水解等作用，逐步代谢为毒性较低或完全无毒的物质 的方式为分解转化方式。 答案 B

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