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文檔簡介
11.環(huán)境工程微生物學(xué)1、菌株:是指任何一個獨立分離的單細(xì)胞(或單個病毒粒子)繁殖而成的純種群體及其后代。種的特性常用一個指定的典型菌株來代表。2、三個分類系統(tǒng):1)蘇聯(lián)·克拉西尼科夫《細(xì)菌和放線菌鑒定》;2)法國·普雷沃《細(xì)菌分類學(xué)》;3)美國·細(xì)菌學(xué)家協(xié)會所屬伯杰氏鑒定手冊董事會《伯杰氏鑒定細(xì)菌學(xué)手冊》。3、1969年魏泰克生物五界分類系統(tǒng):原核生物界(細(xì)菌、放線菌、藍(lán)綠細(xì)菌)、原生生物界、真菌界、動物界和植物界;我國王大耜六界分類系統(tǒng):病毒界、原核生物界、原生生物界、真菌界、動物界和植物界。4、微生物的學(xué)名采用拉丁詞或拉丁化的詞構(gòu)成。在出版物中,學(xué)名應(yīng)排成斜體(在書寫或打印時,在學(xué)名之下劃一橫線,以表達(dá)它是斜體)。學(xué)名通常由一個屬名(第一個字母大寫)加一個種名(第一個字母小寫)構(gòu)成。5、微生物的特點:1)個體微小、結(jié)構(gòu)簡樸;2)分布廣泛、種類繁多;3)繁殖迅速、容易變異;4)代謝活躍、類型多樣。6、在微生物界,個體最小的是類病毒和阮病毒,他們比病毒還小將近100倍。7、病毒沒有合成蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)——核糖體,也沒有合成細(xì)胞物質(zhì)和繁殖所必備的酶系統(tǒng),不具有獨立代謝的能力,必須專性寄生在活的敏感宿主細(xì)胞內(nèi),依靠宿主細(xì)胞合成病毒所需要的化學(xué)成分以及繁殖新個體。病毒在活的敏感宿主細(xì)胞內(nèi)是具有生命的超微生物,在宿主體外卻呈現(xiàn)不具生命特性的大分子物質(zhì),但仍保存感染宿主的潛在內(nèi)力,一旦重新進(jìn)入活的宿主細(xì)胞內(nèi)又具有生命特性,重新感染新的宿主。8、病毒繁殖的過程:吸附、侵入、復(fù)制與合成、釋放。9、細(xì)菌裂解可導(dǎo)致液體培養(yǎng)物由渾濁變清,也可導(dǎo)致固體培養(yǎng)物出現(xiàn)噬菌斑。10、三級解決可對病毒滅活,經(jīng)三級解決后可使病毒的滴度常用對數(shù)值下降4~6.11、菌體的形態(tài)和大小均受菌齡、培養(yǎng)條件等因素的影響。12、幾乎所有細(xì)菌都有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等結(jié)構(gòu),稱為基本結(jié)構(gòu)。鞭毛、莢膜、芽孢、氣泡等結(jié)構(gòu)則為某些細(xì)菌所特有,稱為特殊結(jié)構(gòu)。13、細(xì)胞壁的重要功能:1)維持細(xì)胞的形態(tài);2)保護原生質(zhì)免受滲透裂解;3)支撐鞭毛,細(xì)胞壁為鞭毛提供支點,是鞭毛運動的必要條件;4)具有分子篩的作用,細(xì)胞壁多孔,可讓小分子物質(zhì)通過,但不能讓大分子物質(zhì)穿過。14、細(xì)胞壁的重要成分是肽聚糖。革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁厚度為20~80mm,含肽聚糖、磷壁酸、少量蛋白質(zhì)和脂肪。革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁厚度為10mm,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。外壁層:最外層是脂多糖,中間是磷脂層,內(nèi)層為脂蛋白;內(nèi)壁層:含肽聚糖,不含磷壁酸。革蘭氏陽性菌含大量的肽聚糖,含磷壁酸,不含脂多糖;革蘭氏陰性菌含很少肽聚糖,含脂多糖,不含磷壁酸。15、細(xì)胞膜的生理功能:1)維持滲透壓的梯度和溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移,細(xì)胞膜是半滲透膜,具有選擇性的滲透作用;2)膜內(nèi)陷形成的中間體具有細(xì)胞色素,參與呼吸作用,中間體與染色體的分離和細(xì)胞分裂有關(guān),還為DNA提供附著點;3)是細(xì)胞壁合成的部位,膜上有合成細(xì)胞壁及形成橫隔的各種酶類;4)是細(xì)菌產(chǎn)能代謝的重要部位,膜上分布著呼吸酶及ATP合成酶;5)是鞭毛的著生部位,鞭毛與細(xì)菌運動有關(guān),鞭毛的基粒著生在細(xì)胞膜上。16、幼齡菌細(xì)胞質(zhì)稠密、均勻,富含RNA,容易被堿性染料染色,且著色均勻;老齡菌缺少營養(yǎng),RNA被作為氮源和磷源運用,含量減少,著色不均勻。染色情況可在一定限度上反映細(xì)菌的生長狀態(tài)。17、核糖體是蛋白質(zhì)合成的場合,化學(xué)成分為蛋白質(zhì)與RNA。核糖體常以游離狀態(tài)或多聚核糖體狀態(tài)分布于細(xì)胞質(zhì)中。1、菌膠團:多個細(xì)菌按一定的排列方式互相黏集在一起,被一個公共莢膜包圍形成一定形狀的細(xì)菌集團,稱為菌膠團。2、莢膜重要化學(xué)成分除水外是多糖。重要功能:1)保護細(xì)胞免受干燥的影響;2)用作貯藏性碳源和能源;3)增強某些病原菌的致病能力,有的莢膜自身有毒;4)廢水生物解決中的細(xì)菌莢膜有生物吸附作用,將廢水中的有機物、無機物及膠體吸附在細(xì)菌表面。3、細(xì)菌鞭毛賦予細(xì)菌運動能力,其運動靠細(xì)胞質(zhì)膜上的ATP酶水解ATP提供能量。4、趨避性:細(xì)菌改變方向而趨向有利因子或避開有害因子的運動,稱為~。(趨光性、趨化性)5、1)芽孢厚而致密、不易透水;2)原生質(zhì)高度脫水;3)芽孢皮層中具有大量吡啶二羧酸(DPA),重要以鈣鹽形式存在。DPA的大量存在是芽孢均有抗熱性的重要因素;4)芽孢中酶含量少,且具有抗熱性。芽孢可發(fā)育成新菌體,一個細(xì)菌只能形成一個芽孢,一個芽孢只能產(chǎn)生一個菌體,因此芽孢不是繁殖體,而是抵御外界不良環(huán)境的休眠體。芽孢不易著色,但可以用孔雀綠染色。6、若分裂產(chǎn)生兩個子細(xì)胞大小基本相等,稱為同型分裂;若分裂產(chǎn)生的兩個子細(xì)胞大小不等,則稱為異型分裂。異型分裂多發(fā)于陳舊培養(yǎng)基中。7、菌落:由一個細(xì)菌繁殖起來的,由無數(shù)細(xì)菌組成具有一定形態(tài)特性的細(xì)菌集團。8、在液體培養(yǎng)基中,細(xì)菌生長能是培養(yǎng)基渾濁:好氧細(xì)菌僅使培養(yǎng)液上部渾濁;厭氧細(xì)菌僅使培養(yǎng)液下部渾濁;兼性厭氧菌則使培養(yǎng)液均勻渾濁。原生動物:9、在自然水體中,鞭毛蟲喜在多污帶和α-中污帶生活。在污水生物解決系統(tǒng)中,活性污泥培養(yǎng)初期或解決效果較差時鞭毛蟲大量出現(xiàn),可作為污水解決的指示生物。10、變形蟲喜在自然水體α-中污帶或β-中污帶中生活。在污水生物解決系統(tǒng)中,則在活性污泥培養(yǎng)中期出現(xiàn)。11、纖毛蟲是原生動物中最高級的一類。固著型纖毛蟲,特別是鐘蟲,喜在寡污帶中生活。他們是水體自凈限度高、污水生物解決效果好的指示生物。12、多數(shù)吸管蟲出現(xiàn)在β-中污帶,少數(shù)出現(xiàn)在α-中污帶和多污帶。污水解決效果一般時,易出現(xiàn)吸管蟲。13、原生動物是最原始、最低等、結(jié)構(gòu)最簡樸的單細(xì)胞動物。其細(xì)胞不具細(xì)胞壁,細(xì)胞核為真核,數(shù)量一個或多個。14、胞囊是原生動物抵抗不良環(huán)境的一種休眠體。所有原生動物在污水生物解決過程中都起只是生物的作用,一旦形成胞囊就可判斷污水解決不正常。后生動物15、輪蟲對溶解氧的規(guī)定較高,它是水體寡污帶和污水生物解決效果優(yōu)良的指示生物。16、豬吻輪蟲為肉食性,在污水生物解決過程中,若豬吻輪蟲大量出現(xiàn)會將活性污泥蠶食光。17、線蟲有好氧性和兼性厭氧線蟲。在缺氧時,兼性厭氧線蟲大量繁殖。線蟲是污水凈化限度差的指示生物。18、寡毛類動物是活性污泥中形體最大的動物。在污水生物解決系統(tǒng)中出現(xiàn)的多為紅斑顠體蟲,雜食性營養(yǎng),重要以污泥中的有機碎片和細(xì)菌為食。19、浮游甲殼動物是水體污染和水體自凈的指示生物。水蚤的血液中具有血紅素。血紅素的含量隨環(huán)境中溶解氧的高低而變化,水體中含氧量地,水蚤中的血紅素含量高;反之,含量低。運用這個特點可以判斷水體的清潔限度。20、苔蘚蟲喜歡在較清潔、富含藻類、溶解氧充足的水體中生活。在微污染水體中也存在苔蘚蟲,假如大量出現(xiàn),則會附著在填料上,具有一定的生物吸附作用,并可吞食水體中微型生物和有機雜質(zhì),對水體的凈化有一定作用,但假如過量繁殖,則會減少水流速度,給工程的運營導(dǎo)致不利影響。21、若在污水生物解決中大腸桿菌出現(xiàn)絲狀生長,就會引起活性污泥絲狀膨脹,導(dǎo)致活性污泥在二沉池中的沉淀效果差,活性污泥隨水流失,影響出水質(zhì)量(缺鈣可引起大腸桿菌的絲狀膨脹)。22、水、碳源、氮源、無機鹽、生長因子。無機鹽的生理功能:a、構(gòu)成細(xì)胞組分;b、構(gòu)成酶的組分和維持酶的活性;c、調(diào)節(jié)滲透壓、氫離子濃度、氧化還原電位等;d、供應(yīng)自養(yǎng)微生物能源。微生物需要的生長因子有B族維生素、VC、氨基酸、嘌呤、嘧啶、生物素、煙酸等。23、鈣使芽孢具有耐熱性,還可起穩(wěn)定細(xì)胞壁的作用。24、好氧呼吸能否進(jìn)行,取決于氧氣的體積分?jǐn)?shù)能否達(dá)成0.2%。25、物質(zhì)進(jìn)入微生物細(xì)胞的方式:單純擴散、促進(jìn)(成)擴散、積極運送、基團轉(zhuǎn)位。二、微生物的生理酶1、酶是動物、植物及微生物等生物體內(nèi)合成的,催化生物化學(xué)反映,并傳遞電子、質(zhì)子和化學(xué)基團的生物催化劑。2、酶的特點:1)酶積極參與生物化學(xué)反映,加速反映速度、縮短反映達(dá)成的平衡時間,但不改變反映的平衡點;2)酶的催化具有專一性(絕對專一性、相對專一性、立體異構(gòu)專一性);3)酶的催化作用條件溫和;4)酶對環(huán)境極為敏感;5)酶的催化效率極高(酶能減少反映的能閾,從而減少反映所需的活性能)。3、影響酶活性的因素:1)酶促反映速度與酶分子的濃度成正比;2)當(dāng)酶濃度一定期,底物的起始濃度較低,酶促反映速度與底物濃度成正比,隨底物濃度的增長而增長。當(dāng)所有的酶與底物結(jié)合后,即使再增長底物濃度,酶促反映速度也不會再增長;3)在適宜的溫度范圍內(nèi),溫度每升高10度,酶促反映速度可相應(yīng)底稿1~2倍;4)酶在最適pH值內(nèi)表現(xiàn)出活性。pH值對酶活力的影響重要表現(xiàn)在:a、改變底物分子和酶分子的帶電狀態(tài),從而影響酶和底物的結(jié)合;b、過高、過低的pH值都會影響酶的穩(wěn)定性,進(jìn)而使酶遭到不可逆的破壞。5)激活劑對酶促反映的影響。能激活酶的物質(zhì)稱為酶的激活劑,無機陽離子、無機陰離子、有機化合物都是激活劑。許多酶只有當(dāng)某一種適當(dāng)?shù)募せ顒┐嬖跁r,才表現(xiàn)出催化活性或強化其催化活性,這種作用稱為對酶的激活作用。有些酶被合成后呈無活性狀態(tài),稱為酶原,它必須通過適當(dāng)?shù)募せ顒┘せ詈蟛啪哂谢钚?6)克制劑對酶促反映的影響。能減弱、克制甚至破壞酶活性的物質(zhì)稱為酶的克制劑。酶的克制劑有重金屬離子、一氧化碳、硫化氫、氫氰酸、氟化物、碘化乙酸、生物堿、染料、對-氯汞苯甲酸、二異丙基氟磷酸、乙二胺四乙酸、表面活性劑等。對酶促反映的克制可分為競爭性克制和非競爭性克制。與底物結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)引起酶促反映的克制為競爭性克制,其克制是可逆的??酥苿┡c酶活性中心以外的部位結(jié)合后,底物仍可與酶活性中心結(jié)合,但酶不顯示活性,這種克制稱為非競爭性克制,其克制是不可逆的。有的物質(zhì)即可作為一種酶的克制劑,又可作為另一種酶的激活劑。4、微生物的營養(yǎng)類型:1)光能自養(yǎng)型以光能作為能源,二氧化碳或碳酸鹽作為碳源,水或還原態(tài)無機物質(zhì)作為供氫體的微生物。例如藻類、藍(lán)細(xì)菌和光合細(xì)菌等。綠色和紫色硫細(xì)菌的光合作用以硫化氫為供氫體,不釋放氧氣,故稱為不產(chǎn)氧光合作用。2)光能異養(yǎng)型以光能作為能源,二氧化碳或碳酸鹽作為碳源,簡樸有機物質(zhì)作為供氫體的微生物。例如紫色非硫細(xì)菌中的紅微菌。3)化能自養(yǎng)型以還原態(tài)無機物質(zhì)作為能源,二氧化碳或碳酸鹽作為碳源,可在完全無機環(huán)境哪個生長的微生物。硝化細(xì)菌:從氧化氨或亞硝酸鹽獲得能量,同化二氧化碳的細(xì)菌;硫化細(xì)菌:從氧化還原態(tài)無機硫化物獲得能量,同化二氧化碳的細(xì)菌;鐵細(xì)菌:通過氧化二價鐵為三價鐵來獲得能量并同化二氧化碳的細(xì)菌;氫細(xì)菌:氫細(xì)菌擁有氫化酶,能從氫的氧化中獲取能量來同化二氧化碳的細(xì)菌。4)化能異養(yǎng)型以有機物質(zhì)作為能源、碳源和供氫體的微生物。5、微生物的呼吸類型1)發(fā)酵:指在有機物氧化過程中脫下的質(zhì)子和電子,境輔酶或輔基傳遞給另一有機物,最終產(chǎn)生一種還原性產(chǎn)物的生物學(xué)過程。特點:不需氧;有機物氧化不徹底;能量釋放不完全。2)好氧呼吸:指有機物在氧化過程中釋放出的電子,通過呼吸鏈傳遞最終交給氧的生物學(xué)過程。特點:以氧為最終電子受體;有機物被徹底氧化成二氧化碳和水,并生成ATP。3)無氧呼吸:指有機物在氧化過程中脫下的質(zhì)子和電子,經(jīng)一系列電子傳遞體最終交給無機氧化物的生物學(xué)過程。特點:沒有分子氧參與反映,電子和質(zhì)子的最終受體為無機氧化物;有機物的氧化徹底;釋放的能量低于好樣呼吸。6、微生物的生長曲線:把微生物接種于一定容積的培養(yǎng)基中,培養(yǎng)后一次收獲,這種培養(yǎng)方式稱為分批培養(yǎng)1)延滯生長期:培養(yǎng)一段時間后,菌體細(xì)胞物質(zhì)增長,細(xì)胞體積增大,代謝機能活化,大量合成誘導(dǎo)酶、輔酶以及其他產(chǎn)物,以適應(yīng)環(huán)境變化,核糖體合成加快,RNA含量升高。但在這個階段細(xì)菌數(shù)量幾乎沒有增長。縮短延滯生長期的重要措施:采用適當(dāng)菌齡的菌種,選用接近種子培養(yǎng)基的發(fā)酵培養(yǎng)基等。2)對數(shù)生長期:個體高速增殖,代時縮短,代謝旺盛,菌體大小、個體形態(tài)、化學(xué)組成和生理特性等相對一致。3)穩(wěn)定生長期:當(dāng)繁殖速度與死亡速度基本持平時,培養(yǎng)液中活菌數(shù)保持相對穩(wěn)定,這一時期即為穩(wěn)定生長期。特性:個體數(shù)目達(dá)成最高,細(xì)菌活性下降,細(xì)胞內(nèi)開始積累內(nèi)含物,如脂肪粒、肝糖粒、PHB等,芽孢細(xì)菌形成芽孢。4)衰亡生長期:在穩(wěn)定生長期后,由于營養(yǎng)物質(zhì)缺少,代謝產(chǎn)物積累,細(xì)菌增殖逐漸停止,死亡不斷加速。衰亡生長期的細(xì)菌會呈現(xiàn)畸形或多形態(tài),細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生液泡或空泡,甚至細(xì)胞自溶而消亡。7、土壤微生物的生態(tài)條件營養(yǎng)、pH值、滲透壓、氧氣和水、溫度、保護層。8、任何土壤中都以細(xì)菌量為最多,放線菌次之,真菌再次之,再后是藻類、原生動物和微型動物。9、土壤對施入其中的一定負(fù)荷的有機物具有吸附和生物降解能力,通過各種物理、生化過程自動分解污染物使土壤恢復(fù)到原有水平的凈化過程,稱為土壤自凈。10、土壤生物修復(fù)時運用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株,甚至用構(gòu)建的特異降解功能菌投加到污染土壤中,將滯留的污染物快速降解和轉(zhuǎn)化,使土壤恢復(fù)其天然功能。11、土壤修復(fù)的工作環(huán)節(jié):1)調(diào)查污染地的本底資料,涉及土壤的理化性質(zhì)、土壤結(jié)構(gòu)、土壤中“土著”微生物菌群和數(shù)量等;2)制定治理方案,進(jìn)行適當(dāng)?shù)目尚行詫嶒?3)技術(shù)實行。12、土壤修復(fù)工程的形式:原位修復(fù)、生物通風(fēng)、挖掘堆置解決和反映器解決。13、空氣中的微生物可借氣流傳播到很遠(yuǎn)處,在太空中也有微生物存在。14、水體自凈:水體接納了一定量的有機污染物后,在物理、化學(xué)和水生生物等因素的綜合作用后得到凈化,水質(zhì)恢復(fù)到污染前的水平和狀態(tài)。自凈容量:是指在水體正常生物循環(huán)中可以凈化有機污染物的最大數(shù)量。15、污化帶:多污帶:位于排水口之后的區(qū)段,水呈暗灰色,很渾濁,含大量有機物,BOD高,溶解氧極低,水生物種類少,以厭氧菌和兼性厭氧菌為主,種類多,數(shù)量大。α-中污帶:在多污帶的下游,水位灰色,溶解氧低,有機物含量減少,BOD下降,細(xì)菌數(shù)量較多,此外尚有一些微型藻類和原生動物存在。β-中污帶:在α-中污帶之后,有機物較少,BOD和懸浮物含量低,溶解氧濃度升高,細(xì)菌數(shù)量減少,藻類大量繁殖,水生植物出現(xiàn),原生動物、微型后生動物、浮游甲殼動物及昆蟲出現(xiàn)。寡污帶:在β-中污帶之后,他標(biāo)志著河流自凈過程已完畢,有機物所有無機化,BOD和懸浮物含量極低,細(xì)菌很少,溶解氧恢復(fù)到正常含量,指示生物有魚腥草、硅藻、黃藻等微型藻類,鐘蟲、變形蟲等原生動物、旋輪蟲等微型后生動物,尚有浮游甲殼動物、水生植物等。16、在全球有機碳的分解中,微生物承擔(dān)著90%的任務(wù)。17、活性污泥的組成:活性污泥是由多種多樣的好樣微生物、兼性厭氧微生物以及少量其他生物與吸附態(tài)有機物或無機固形物交織在一起而形成的絮體。在活性污泥法廢水解決系統(tǒng)中,它是特殊的生物吸附劑和生物催化劑。18、好氧活性污泥的結(jié)構(gòu)和功能中心是能起絮凝作用的細(xì)菌形成的團塊,稱為菌膠團。菌膠團是活性污泥的結(jié)構(gòu)和功能中心,它是由具有莢膜或黏液的絮凝性細(xì)菌互相絮凝聚集成的菌膠團塊。菌膠團是活性污泥的基本組分,其作用:1)有很強的生物吸附能力和氧化分解有機物的能力;2)菌膠團為原生動物和微型后生動物提供了良好的生存環(huán)境;3)為原生動物和微型后生動物提供了附著的場合;4)具有指示作用。19、厭氧生物解決優(yōu)點:1)無需供氧,可以節(jié)省供氧所需的設(shè)備和動力消耗;2)產(chǎn)生沼氣,可以回收有機污染物中貯存的能量;3)厭氧污泥產(chǎn)量較少,可以減少污泥處置費用;4)在細(xì)胞合成量較低的情況下,營養(yǎng)物的需要量也相對較少,可減少運營費用;5)厭氧微生物對某些難降解物質(zhì)和有毒有機物具有獨特的轉(zhuǎn)化降解能力。20、原生動物及微型后生動物在污水生物解決過程中的作用1)指示生物作用:當(dāng)溶解氧局限性或其他環(huán)境條件惡化時,鐘蟲會由正常蟲體想孢囊演變,產(chǎn)生許多變態(tài);2)凈化作用;3)促進(jìn)絮凝和沉淀作用。12、環(huán)境監(jiān)測與分析1、環(huán)境監(jiān)測:環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境科學(xué)的一個重要分支學(xué)科,環(huán)境監(jiān)測就是通過對影響環(huán)境質(zhì)量因素的代表值的測定,擬定環(huán)境質(zhì)量(或污染限度)及其變化趨勢。2、三個層次的分析方法:1)國家標(biāo)準(zhǔn)分析法:一些比較經(jīng)典、準(zhǔn)確度較高的方法,是環(huán)境污染糾紛法定的仲裁方法,也是用于評價其他分析方法的基準(zhǔn)方法。2)統(tǒng)一分析方法:有些項目的監(jiān)測方法尚不夠成熟,但這些項目又急需測定,因此通過研究作為統(tǒng)一方法予以推廣,在使用中積累經(jīng)驗,不斷完善,為上升為國家標(biāo)準(zhǔn)方法發(fā)明條件。3)等效方法:與1)、2)類方法的靈敏度、準(zhǔn)確度具有可比性的分析方法稱為等效方法。這類方法也許采用新的技術(shù),應(yīng)鼓勵有條件的單位先用起來,以推動監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)步。但是,新方法必須通過方法驗證和對比實驗,證明其與標(biāo)準(zhǔn)方法或統(tǒng)一方法是等效的才干使用。3、水質(zhì)監(jiān)測常用的方法:化學(xué)法、電化學(xué)法、原子吸取分光光度法、離子色譜法、氣相色譜法、等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)等。其中化學(xué)法(涉及重量法、容量滴定法、分光光度法)目前在國內(nèi)外水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測中還普遍被采用。4、監(jiān)測技術(shù)涉及采樣技術(shù)、測試技術(shù)和數(shù)據(jù)解決技術(shù)。5、分光光度法:應(yīng)用:紫外、可見分光光度計重要用于無機物和有機物含量的測定,紅外分光光度計重要用于結(jié)構(gòu)分析;優(yōu)點:選擇性好,測定迅速、儀器操作簡樸、應(yīng)用范圍廣。6、原子吸取分光光度法:應(yīng)用:重要用于金屬元素的測定;優(yōu)點:干擾少、準(zhǔn)確度高、靈敏度高,測定范圍廣,操作簡樸,分析速度快。7、氣相色譜法:環(huán)境監(jiān)測重要用于低分子有機污染物的測定。應(yīng)用:可用于分析氣體試樣,也可用于分析易揮發(fā)或可轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的液體和固體,不僅可分析有機物,也可分析部分無機物;優(yōu)點:高效能、選擇性好、靈敏度高、操作簡樸。8、生物監(jiān)測涉及:生物體內(nèi)污染物含量的測定;觀測生物在環(huán)境中受傷害癥狀;生物的生理生化反映;生物群落結(jié)構(gòu)和種類變化等手段來判斷環(huán)境質(zhì)量。9、水質(zhì)監(jiān)測可分為環(huán)境水體監(jiān)測和水污染源監(jiān)測。環(huán)境水體涉及地表水和地下水;水污染源涉及生活污水、醫(yī)院污水和各種廢水。10、地面水采樣點的設(shè)立:1)監(jiān)測斷面(1)應(yīng)設(shè)立監(jiān)測斷面的水域位置:a、有大量廢水排入河流的重要居民區(qū)、工業(yè)區(qū)的上游和下游;b、湖泊、水庫、河口的重要入口和出口;c、飲用水源區(qū)、水資源集中的水域、重要風(fēng)景游覽區(qū)、水上娛樂區(qū)及重大水力設(shè)施所在地等功能區(qū);d、較大支流匯合口上游和匯合后與干流充足混合處;入海河流的河口處;受潮汐影響的河段和嚴(yán)重水土流失區(qū);e、國際河流出入國境線的出入口處;f、應(yīng)盡也許與水文測量斷面重合,并規(guī)定交通方便,有明顯岸邊標(biāo)志。(2)河流監(jiān)測斷面的設(shè)立:對于江河水系或某一河段,規(guī)定設(shè)立三種斷面:a、對照斷面:為了解流入監(jiān)測河段前的水體水質(zhì)狀況而設(shè)立。應(yīng)設(shè)在河流進(jìn)入城市或工業(yè)區(qū)以前的地方,避開各種廢水、污水流入或回流處。一個河段一遍只設(shè)一個對照斷面。b、控制斷面:為評價、監(jiān)測河段兩岸污染源對水體水質(zhì)影響而設(shè)立。斷面的位置與廢水排放口的距離應(yīng)根據(jù)重要污染物的遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律,河水流量和河道水力學(xué)特性擬定,一般設(shè)在排污口下游500~1000m處(由于在排污口下游500m橫斷面上的1/2寬度處重金屬濃度一般出現(xiàn)高峰值)。c、削減斷面:是指河流受納廢水和污水后,經(jīng)稀釋擴散和自凈作用,使污染物濃度顯著下降,其左、中、右三點濃度差異較小的斷面,通常設(shè)在城市或工業(yè)區(qū)最后一個排污口下游1500m以外的河段上。有時為了取得水系和河流的背景監(jiān)測值,還應(yīng)設(shè)立背景斷面。這種斷面上的水質(zhì)規(guī)定基本上未受人類活動的影響,應(yīng)設(shè)立在清潔河段上。(3)湖泊、水庫監(jiān)測斷面的設(shè)立:a、在進(jìn)出湖泊、水庫的河流匯合處分別設(shè)立監(jiān)測斷面;b、以各功能區(qū)為中心,在其輻射線上設(shè)立弧形監(jiān)測斷面;c、在湖庫中心,深、淺水區(qū),滯留區(qū),不同魚類的回游產(chǎn)卵區(qū),水生生物經(jīng)濟區(qū)等設(shè)立監(jiān)測斷面。2)采樣點的擬定:(1)對于江河水系的每個監(jiān)測斷面,當(dāng)水面寬小于50m時,只設(shè)一條中泓垂線;水面寬50~100m時,在左右近岸有明顯水流處各設(shè)一條垂線;水面寬為100~1000m時,設(shè)左中右三條垂線(中泓、左、右近岸有明顯水流處);水面寬敞于1500m時,至少要設(shè)立5條等距離采樣垂線;較寬的河口應(yīng)酌情增長垂線數(shù)。(2)在一條垂線上,當(dāng)水深小于或等于5m時,只在水面下0.3~0.5m處設(shè)一個采樣點;當(dāng)水深5~10m時,在水面下0.3~0.5m處和河底以上約0.5m處各設(shè)一個采樣點;水深10~50m時,設(shè)三個采樣點,即水面下0.3~0.5m處一點、河底以上約0.5m處一點、1/2水深處一點;水深超過50m時,應(yīng)酌情增長采樣點數(shù)。(3)對于湖庫監(jiān)測斷面上采樣點位置和數(shù)目的擬定方法與河流相同。假如存在間溫層,應(yīng)先測定不同水深處的水溫、溶解氧等參數(shù),擬定成層情況后在擬定垂線上采樣點的位置。11、水污染源采樣點的設(shè)立1)工業(yè)廢水a(chǎn)、在車間或車間設(shè)備廢水排放口設(shè)立采樣點監(jiān)測一類污染物:汞、鎘、砷、鉛的無機化合物,六價鉻的無機化合物及有機氯化物和強致癌物質(zhì);b、在工廠廢水總排放口布設(shè)采樣點監(jiān)測二類污染物;c、已有廢水解決設(shè)施的工廠,在解決設(shè)施的排放口布設(shè)采樣點;d、在排污渠道商,采樣點應(yīng)設(shè)在渠道較直、水量穩(wěn)定,上游無污水匯入的地方。2)生活廢水和醫(yī)院污水采樣點設(shè)在污水總排放口。12、大氣及廢氣監(jiān)測采樣點布設(shè)規(guī)定:1)采樣點的周邊應(yīng)開闊,采樣口水平線與周邊建筑物高度的夾角應(yīng)不大于30°。測點周邊無局地污染源,并應(yīng)避開樹木及吸附能力較強的建筑物。交通密集區(qū)應(yīng)的采樣點應(yīng)設(shè)在距人行道邊沿至少1.5m遠(yuǎn)處。2)采樣高度根據(jù)監(jiān)測目的而定。研究大氣污染對人體的危害,采樣口應(yīng)在離地面1.5~2m處;研究大氣污染對植物或器物的影響,采樣口高度應(yīng)與器物或植物的高度相近。連續(xù)采樣例行監(jiān)測采樣口高度應(yīng)距地面3~15m;若置于屋頂采樣,采樣口應(yīng)與基礎(chǔ)面有1.5m以上的相對高度,以減小揚塵的影響。13、布點方法:1)功能區(qū)布點法:多用于區(qū)域性常規(guī)監(jiān)測。2)網(wǎng)格布點法:在監(jiān)測地區(qū)的范圍內(nèi)有多個污染源,且污染源分布較均勻的地區(qū),常采用此法布設(shè)采樣點。3)同心圓布點法:重要用于多個污染源構(gòu)成的污染群,且大污染源較集中的地區(qū)。4)扇形布點法:合用于孤立的高架點源,且主導(dǎo)風(fēng)向明顯的地區(qū)。14、水樣的運送時間,常以24小時作為最大允許時間。15、水樣保存方法:1)冷藏或冷凍法2)加入化學(xué)試劑保存法:加入生物克制劑,如在測定氨氮、硝酸鹽氮、化學(xué)需氧量的水樣中加入HgCl2,可克制生物的氧化還原作用;對測定酚的水樣,用H3PO4調(diào)至pH為4時,加入適量CuSO4,即可克制苯酚菌的分解作用。調(diào)節(jié)pH:測定重金屬離子的水樣常用HNO3酸化至pH為1~2,既可防止重金屬離子水解沉淀,又可避免金屬被器壁吸附;測定氰化物或揮發(fā)性酚的水樣加入NaOH調(diào)至pH為12時,使之生成穩(wěn)定的酚鹽等。加入氧化劑或還原劑:如測定汞的水樣需加入HNO3(pH<1)和K2Cr2O7(0.05%),使汞保持高價態(tài);測定硫化物的水樣,加入抗壞血酸,可防止被氧化;測定溶解氧的水樣則需加入少量硫酸錳和碘化鉀固定溶解氧(還原)等。注意:加入的保存劑不能干擾以后的測定;保存劑最佳是優(yōu)級純,還應(yīng)作相應(yīng)的空白實驗,對測定結(jié)果進(jìn)行校正。16、水樣的預(yù)解決1)水樣的消解:當(dāng)測定具有機物水樣中的無機元素時,需進(jìn)行消解解決。小姐解決的目的是破壞有機物,溶解懸浮性固體,將各價態(tài)的欲測元素氧化成單一高價態(tài)或轉(zhuǎn)變成易于分離的無機化合物。消解后的水樣應(yīng)清澈、透明、無沉淀。(1)濕式消解法:a、硝酸消解法:對于較清潔的水樣,可用硝酸消解。其方法要點是:去混勻的水樣50~200ml于燒杯中,加入5~10ml濃硝酸,在電熱板上加熱煮沸,蒸發(fā)至小體積,試液應(yīng)清澈透明,呈淺色或無色,否則,應(yīng)補加硝酸繼續(xù)消解。蒸至近干,取下燒杯,稍冷后加2%硝酸或鹽酸20ml,溫?zé)崛芙饪扇茺}。若有沉淀,應(yīng)過濾,濾液冷至室溫后于50ml容量瓶中定容,備用。b、硝酸-高氯酸消解法:兩種酸都是強氧化性酸,聯(lián)合使用可消解含難氧化有機物的水樣。方法要點是:取適量水樣于燒杯或錐形瓶中,加5~10ml硝酸,在電熱板上加熱、消解至大部分有機物被分解。取下燒杯,稍冷,加2~5ml高氯酸,繼續(xù)加熱至開始冒白煙,如試液呈深色,再補加硝酸,繼續(xù)加熱至冒白煙將盡(不可蒸至干涸)。取下燒杯冷卻,用2%硝酸溶解,如有沉淀,應(yīng)過濾,濾液冷至室溫定容備用。由于高氯酸能與羥基化合物反映生成不穩(wěn)定的高鋁酸酯,有發(fā)生爆炸的危險,故應(yīng)先加硝酸,氧化水樣中的烴基化合物,稍冷后再加高氯酸解決。c、硝酸-硫酸消解法:兩種酸都有較強的氧化能力,兩者結(jié)合使用,可提高消解溫度和消解效果。常用的硝酸和硫酸的比例為5:2。消解時,先將硝酸加入水樣中,加熱蒸發(fā)至小體積,稍冷,再加入硫酸、硝酸。繼續(xù)加熱蒸發(fā)至冒大量白煙,冷卻,加適量水,溫?zé)崛芙饪扇茺},若有沉淀,應(yīng)過濾。為提高消解效果,常加入少量過氧化氫。該方法不合用于解決測定易生成難溶硫酸鹽組分的水樣,如鉛、鋇、鍶。d、硫酸-磷酸消解法:兩種酸的沸點都比較高,其中,硫酸氧化性較強,磷酸能與一些金屬離子如Fe3+等絡(luò)合,故兩者結(jié)合消解水樣,有助于測定期消除Fe3+等離子的干擾。e、硫酸-高錳酸鉀消解法:該方法常用于消解測定汞的水樣。高錳酸鉀是強氧化劑,在中性、堿性、酸性條件下都可以氧化有機物,其氧化產(chǎn)物多為草酸根,但在酸性介質(zhì)中還可繼續(xù)氧化。消解要點是:取適量水樣,加適量硫酸和5%高錳酸鉀,混勻后加熱煮沸,冷卻,滴加鹽酸羥胺同業(yè)破壞過量的高錳酸鉀。f、多元消解法:為提高消解效果,在某些情況下需要采用三元以上酸或氧化劑消解體系。堿分解法:當(dāng)用酸體系消解水樣導(dǎo)致易揮發(fā)組分損失時,可改用堿分解法,即在水樣中加入氫氧化鈉和過氧化氫溶液,或者氨水和過氧化氫溶液,加熱煮沸至近干,用水或稀堿溶液溫?zé)崛芙?。g、干灰化法:又稱高溫分解法。其解決過程是:取適量水樣于白瓷或石英蒸發(fā)皿中,置于水浴上蒸干,移入馬弗爐內(nèi),于450~550℃灼燒至殘渣呈灰白色,使有機物完全分解除去。取出蒸發(fā)皿,冷卻,用適量2%硝酸或鹽酸溶解樣品灰分,過濾、定容后供測定。本方法不合用于解決測定易揮發(fā)組分,如砷、汞、鎘、硒、錫等。2)富集與分離:當(dāng)水樣中的欲測組分含量低于分析方法的檢測限是,就必須進(jìn)行富集或濃縮;當(dāng)有共存干擾組分時,就必須采用分離或掩蔽措施。富集和分離往往同時進(jìn)行,常用的方法有過濾、揮發(fā)、蒸餾、溶劑萃取、離子互換、吸附、共沉淀、層析、低溫濃縮等。17、大氣樣品的采集一次污染物:是指直接從各種排放源排入大氣的各種氣體、蒸汽機塵粒。二次污染物:一次污染物進(jìn)入大氣后,由于互相作用或與大氣正常組分發(fā)生種種化學(xué)反映而產(chǎn)生的污染物。1)顆粒狀污染物:飄散在大氣中、粒徑大小約在0.01~100μm之間、由微笑液滴或固體微粒組成的復(fù)雜非均勻體系污染物,稱為顆粒狀污染物。降塵:粒徑較大,在中立作用下能較快從大氣中沉降下來的稱為降塵;總懸浮微粒TSP:粒徑在100μm以下的液體或固體微粒??晌胛⒘N铮蒔(InhalableParticles):粒徑在10μm以下的微粒,因這種微粒能在大氣中長期漂浮而不沉降,也叫做飄塵。氣溶膠:以固體或液體微小顆粒分散于大氣中的分散體系,稱為氣溶膠。我們通常碰到的氣溶膠微粒的直徑范圍為0.1~10μm,因此,可吸入顆粒物屬于氣溶膠范疇。2)硫酸鹽化速率:排放到大氣中的二氧化硫、硫化氫、硫酸蒸汽等含硫污染物,通過一系列氧化演變和反映,最終形成危害更大的硫酸霧和硫酸鹽霧的過程稱為硫酸鹽化速率。測定方法:a、二氧化鉛法:將涂有二氧化鉛糊
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