人教高中生物选修2第4章第2节生物净化的原理及其应用

第4章 生物科学与环境保护 第2节 生物净化的原理及其应用 油井失火 1991年，科威 特油井在中东战 争中被炸，石油 污染了大片土地。 石油污染越来越 成为严重危害人 类的环境问题之 一。 石油中含硫、氮及有机 烃等化合物是重要的环境 污染源，破坏生态平衡， 危害人类健康。科学家利 用吞噬石油的细菌来分解 废油。从上述实例可以看 出生物也可以净化污染。 绿色植物的净化作用 • 主要作用： • ①吸收大气中一定浓度范围内的 有害气体。 • 在浓度较低时，植物可以吸收 SO2（阔叶树比针叶树能够吸收 更多的硫）；橡树和刺槐等可以 吸收光化学烟雾；柑橘可以吸收 低浓度的HF；而夹竹桃、芒果、 细叶榕等树种可以吸收Cl2等。 夹竹桃 • ②阻滞和吸附大气中的粉尘和放射性物质。 • 森林形体高大、枝叶茂盛，可使大粒灰尘因风速减 小而降落到地面；植物叶片表面多绒毛，粗糙不平， 有油脂或黏性物质，能吸附、滞留和黏着一部分粉 尘。据计算，松树林每年每公顷可滤除粉尘 36 t，橡树林56 t，山毛榉林63 t。 松树林 山毛榉 • ③分泌抗生素等物质杀灭空气中的细菌。 • 如悬铃木、橙、圆柏等。 悬铃木 圆柏 • 大蒜分泌的大蒜辣素也是一种植物抗生素 ，它对化脓性球菌、大肠杆菌、结核杆菌 、炭疽杆菌、霉菌等均有抑杀作用，同时 还可增强机体的抵抗力. 微生物的净化作用 • 1）降解作用。细菌、真菌和藻类都可以降解有机 污染物。如好氧革兰氏阴性杆菌和球菌可以降解 石油烃、有机磷农药、甲草胺、氯苯等；霉菌可 以降解石油烃、敌百虫、扑草净等；藻类可以降 解多种酚类化合物。例如，1989年，美国阿拉斯 加州最早大规模应用微生物降解油轮搁浅后泄漏 的3.8 t原油，在投入特殊的氮、磷营养盐后，促 进了当地石油降解菌的生长和繁殖，加速了油污 的分解。 • 2）共代谢。微生物的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。这类微 生物有假单胞菌属、不动杆菌属、诺卡式 菌属、芽孢杆菌属等。 • 3）去毒作用。微生物通过转化、降解、矿 化、聚合等反应，改变污染物的分子结构， 从而降低或去除其毒性。如有机磷农药马 拉硫磷可以在微生物的水解作用下，被分 解为含有一酸或二酸的物质。 二、生物净化的应用举例 • 1、通过植树造林可以净化大气中的各种 污染物 三北防护林 2、植物可以净化土壤中的重金属污染 特有的植物 吸收作用 富集作用 降解作用 重金属 污染物 去除 生物富集作用又叫生物浓缩。 许多污染物在生物体内的浓度远 远大于其在环境中的浓度，并且 只要环境中这种污染物继续存在 ，生物体内的污染物浓度就会随 着生长发育时间的延长而增加。 富集作用 对于一个受污染的生态系统而 言，处于不同营养级上的生物 体内的污染物浓度，不仅高于 环境中的污染物浓度，而且具 有明显的随营养级升高而增加 的现象。 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。 3、生物净化污水 生物净化污水的具体流程： 污水 沉淀，过滤 (作用) 基本处理水 利用多种微生物分解有机物 生物净化水 杀死有害细菌、病毒 工业用水、灌溉水 离子交换，过滤 生活用水 污水处理 3、生物净化污水 ●稳定塘 （人工生态系统） 细菌、藻类、 水生高等植物（如灯心草,水烛） 思考与探究 • 1.有人利用水葫芦吸收水体中的重金属离子， 以降低水体中重金属含量，同时又利用这 种水葫芦作为猪的饲料。你认为这种做法 可行吗？说出你的理由。 • 提示：吸收了重金属的水葫芦作饲料，会 对猪造成危害、严重时甚至引起死亡。由 于富集作用，人吃了这样的猪肉，健康也 会受到损害。 • 2.用做吸收有毒有害物质的木本植物，成材 以后是用于造纸好，还是做家具好呢？为 什么？ • 提示：吸收有毒物质的木本植物用于造纸 还是做家具好？严格说都不好。做成家具 可能会释放吸附的有毒有害物质危害人体 健康；用于造纸则有可能造成对水资源的 污染。 • 3.假设你是一位园林设计师，在为不同 区域的道路设计绿化方案时，对化工厂、 闹市区和居民区的行道树应选择不同的 树种吗？请写出你对这几种地区进行道 路绿化的设计思路。 • 提示：化工厂附近的绿化应采用能够吸 收空气或土壤污染物的树种，如橡树和 刺槐等可以吸收NO，柑橘可以吸收低浓 度的HF等。闹市区应种植能够降低噪音、 阻滞灰尘的树种，如松树林每年每公顷 可滤除粉尘36 t。而居民区则主要种植具 有杀菌等作用的树种，如教材中提到的 悬铃木等。 当堂检测　下列有机物污染中，微生物最易分 解的是(　　) A．纤维素　　　　　　B．人畜粪尿 C．农药 D．塑料 解析：选B。人畜粪尿容易被微生物分解，其他 选项则不易或难以分解。 下列与绿色植物的净化作用无关的是 (　　) A．能在一定范围内吸收大气中的有害气体 B．能阻滞和吸附大气中的粉尘和放射性污染物 C．能分泌抗生素，杀灭空气中的病原菌 D．植物进行呼吸作用放出二氧化碳 D 下列对生物净化的叙述中，正确的是(　　) A．指清除生物体表的污染物的过程 B．指清除生物体内的污染物的过程 C．指利用生物体将环境中的污染物清除的 过程 D．既指清除生物体表的污染物的过程，又 指清除环境中污染物的过程 洪涝地区河水受到严重污染，欲将被污染的河 水转变为可以饮用的水，下列处理过程中较合 理的顺序是(　　) ①用明矾化学沉降　②用漂白粉消毒杀菌　③ 自然沉降　④烧开煮沸 A．②①④③ B．③②①④ C．③①②④ D．③①④② 森林树冠对降水的截流率一般为15%～30%，林下苔藓、 枯枝落叶对降水还可再次截流，并且森林土壤具有较高的 水分渗透性。据研究，某地一个森林覆盖率高的小溪水区， 在干旱季节，其枯水流量较无林小溪水区高4倍左右，这 说明森林能够(　　) A．调节气候　　　　　 　B．涵养水源 C．防风固沙 D．过滤尘埃 在生物净化作用中起重要作用的是(　 　) A．绿色植物和动物 B．动物和微生 物 C．绿色植物和微生物 D 高等动物和 病毒 在火力发电厂附近大气中的SO2含量 较高，为减轻环境污染，最适宜的树 种是(　　) A．柠檬和圆柏 B．杨树和柳树 C．银杏和柳杉 D．山毛榉和梧 桐 下列关于人工湿地的叙述错误的是(　　) A．人工湿地是通过物理、化学、生物三重作用对 污水净化 B．人工湿地应种植一些处理性能好、成活率高的水 生植物 C．人工湿地可处理石油化工、纺织印染等多种工 业废水 D．人工湿地对自然生态系统有较大的负面影响 下列对垃圾的处理方法不科学的是(　　) A．将垃圾分类回收利用 B．将垃圾堆肥 C．将垃圾在空旷地焚烧 D．将垃圾填埋 解析：选C　将垃圾在空旷地进行焚烧， 会产生大量有害气体，从而污染空气， 破坏自然环境。故C项处理方法不科学。