环境化学作业2007-3参考答案.doc

大连理工大学 环境与生命学院 环境化学作业2007-3一、简答题(80分)1物质通过生物膜的方式主要有哪几种？(5分)(1) 膜孔过滤：直径小于膜孔的水溶性物质，可借助膜两侧的静水压及渗透压经膜孔滤过(2) 被动扩散：脂溶性物质从高浓度向低浓度侧扩散。扩散速率服从费克定律。(3) 被动易化扩散：在高浓度侧与膜上特性性蛋白质结合，通过生物膜，至低浓度侧解离出原物质。它受到膜特异性载体及其数量的制约，因此有特异性选择，竞争性抑制和饱和现象。(4) 主动转运：在需要消耗一定的代谢能量下，一些物质可在低浓度侧与膜上高浓度特异性蛋白载体结合，通过生物膜，至高浓度侧解离出蛋白质和原物质。所需要的能量来自于ATP。这种转运具有特异性选择、竞争性抑制和饱和现象。例如钾离子的主动转运(5) 胞吞和胞饮：少数物质与膜上某种蛋白质具有特殊的亲和力，当其与膜接触后，可改变这部分膜的表面张力，引起膜的外包或内陷而被包围进入膜内，固体物质的这一转运称为胞吞，液体物质的这一转运称为胞饮。（只答方式的扣12分）2影响生物富集因子的因素有哪些？(10分)(1) 污染物质因素：脂溶性、可降解性、（结构）(2) 生物因素：生物种类、大小、性别、器官、发育阶段(3) 环境因素：温度、盐度、硬度、pH、氧含量、光照（适当举例说明，太简单的酌情扣1-2分）3影响毒物毒性的因素？(10分)影响毒物毒性的因素很多，而且很复杂。概括来说：(1)有毒物的化学结构及理化性质（如毒物的分子立体结构，分子大小，官能团，溶解度，电离度，脂溶性等）；(2)毒物所处的基体因素（如基体的组成，性质等）；(3)机体暴露于毒物的状况（如毒物剂量，浓度，机体暴露的持续时间、频率、总时间、机体暴露的部位及途径等）；(4)生物因素（如生物种属差异、年龄、体重、性别、遗传及免疫情况、营养及健康情况等）；(5)生物所处的环境 如生物环境(温度、湿度、气压、季节及昼夜节律的变化、光照、噪声等)；其中关键因素之一是毒物的剂量(浓度)。（每条2分，只答出概述关键词的每条扣1分）4什么是剂量反应关系与剂量效应关系？(10分)毒理学把读物剂量或浓度与引起个体生物学的变化称为效应，把引起群体的变化称为反应。这种毒物剂量与反应（效应）变化之间的关系称为剂量反应（效应）关系。(2分)剂量-反应关系： 指外源化合物的剂量与出现某种效应的个体在群体中所占比例的关系剂量-效应关系：外源化合物的剂量与在个体中引起某种效应(计量指标)的强度改变的关系(5分)主要表现为直线关系(a)、对数曲线关系(c)和S状曲线关系三种(b)（如图所示）。剂量-反应(效应)曲线直线关系，在这种关系中，剂量改变与效应强度或反应率成正比，这种关系是少见的 (线 a)。对数曲线关系，是一条先锐后钝的曲线，当将剂量换算成对数剂量时，可转换成直线 (线 c)S状曲线，当群体中的全部个体，对某一化合物的敏感性变异，呈对称正态频数分布时，剂量与反应率关系成S状曲线 (线b)。如果将效应强度或发生率用概率单位表示，剂量用对数来表示，S形曲线亦变成直线。(3分)5有毒有机污染物的主要生物转化类型有哪些？(10分)有机毒物在生物体内的转化途径多种多样，但就其反应类型来讲，主要有氧化、还原、水解和结合反应四种。通常将氧化、还原、水解四种反应称为I相反应或第一阶段反应；将结合反应称为II相反应或第二阶段反应。通过I相反应，将活泼的极性基团加到疏水的有机分子之上，通过II相反应，形成水溶性更高的化合物，容易排除体外。(只答出以上部分的只得3-5分)(1) 氧化反应类型微粒体混合功能氧化酶(MFO)、脱氢酶脱氢氧化、氧化酶氧化(2) 还原反应可逆脱氢酶加氢还原、硝基还原酶还原、偶氮还原酶还原、还原脱氯酶还原(3) 水解反应羧酸脂酶使脂肪脂水解、芳香脂酶使芳香族脂水解、磷酸酯酶使磷酸酯水解、酰胺酶使酰胺水解(4) 结合反应类型葡萄糖醛酸结合、硫酸结合、谷胱甘肽结合6简述毒作用的生物化学机制。(10分)(1) 酶活性抑制(激活)某些有机化合物与酶的共价结合；某些重金属离子与含巯基的酶的强烈结合；某些金属取代金属酶中的不同金属；(2) 致突变作用：指生物细胞内DNA改变基因突变是指DNA碱基对排列顺序发生改变。包括碱基对的转换、颠换、插入和缺失四种类型若涉及到整个染色体，就是染色体畸变。染色体畸变属于细胞水平的变化，基因突变属于分子水平上的变化(3) 致癌作用：癌就是体细胞不受控制的疯长7简述毒理学和生态毒理学研究的侧重点。(5分)毒理学：是研究各种因素，包括环境中的和非环境中的因素，对所有生物(包括人类和非人类)的损害作用及其规律的科学，主要研究中毒的症状，机制，处理及鉴别，特别关注的是人类的中毒，是以保障人体健康免受各种不良因素影响为目标的科学。（2分）生态毒理学：是研究有毒有害因素对生态环境中非人类生物的损害作用及其机制的科学。其主要目的和任务是揭示有毒有害因素包括潜在的有毒有害因素对生态系统损害作用的规律，并为保护生态系统的健康提供策略和措施。主要是研究生态系统中有毒有害因素对动植物及微生物，在分子、细胞、器官、个体、种群及群落等不同生命层次的损害作用，进而达到揭示这些因素对生态系统影响规律的目的。（3分，未强调研究层次或对象的扣1分）8通过查阅有关资料回答什么是持久性有机污染物(POPs)？POPs的判别标准是什么？(20分) 答：POPs指通过各种环境介质（大气、水、生物体等）能够长远距离迁移并长期存在于环境，就有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物。(4分)国际上公认POPs具有四个特征：(1) 能在环境中长期存在。由于POPs对生物降解、光解及化学降解作用有较高抵抗力，一旦排放到环境中，就难以分解，可以在水体、土壤、沉积物等环境介质中滞留数年甚至更长时间。(2) 可蓄积与食物链中，对高营养级生物造成影响。因POPs具有低的水溶性、高脂溶性特点，导致POPs从周围环境介质中富集到生物体内，并可通过食物链生物放大达到中毒浓度。(3) 能够通过长远距离迁移达到偏远的极地地区。POPs具有半挥发性使得它能够以蒸气形式存在或吸附在大气颗粒物，便于在大气中做长距离迁移，并可通过“蚱蜢跳效应”、“全球蒸馏”等迁移到偏远的地区。(4) 在一定的浓度下会对接触它的生物体造成有毒或有害的影响，如可以产生致癌、致畸和致突变效应及内分泌干扰效益等。（8分）POPs的判别标准（8分）：(1) 能在环境中持久地存在 例如在水中的半衰期大于2个月；在土壤或沉积物中半衰期大于6个月(2) 能蓄积在食物链中，对较高营养等级的生物造成影响 一般其生物富集因子(BCF 或者BAF)大于5000；其辛醇水分配系数KOW105(3) 能够经过长远距离迁移到达偏远的地区 一般在空气中的半衰期大于2天(4) 在相应环境浓度下会对接触该物质的生物造成有害或有毒效应。二、计算题(10分)某次雨水的分析数据如下：NH4+ = 1.810-6 mol/L， Cl- = 5.810-6 mol/L； Na+ = 3.010-6 mol/L， NO3- = 2.510-5 mol/L；SO42- = 2.810-5 mol/L，基于电中性原理，求出雨水的pH ？答：下式中没有NO3-的本题扣10分；不明原因而未写出OH-的扣2分；根据电中性原理有(1)：H+ + NH4+ + Na+= Cl- + NO3- + 2SO42- + OH- (2)另外依题意可知H+OH-，所以OH-可以忽略不计 (2)故有：