2025年大学《资源化学》专业题库- 生物降解塑料在水环境中的影响研究

2025年大学《资源化学》专业题库——生物降解塑料在水环境中的影响研究考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）1.下列哪种材料在标准国际权威测试中，其剩余质量在28天内未能降低至50%以下，通常不被认为是完全生物降解塑料？（）A.PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)B.PLA(聚乳酸)C.PCL(聚己内酯)D.PHA(聚羟基脂肪酸酯)2.生物降解塑料在自然水体（如河流、湖泊）中主要受到哪些因素的显著影响，从而启动降解过程？（）A.仅限于特定的高温、高湿条件B.仅限于富含有机物的富营养化水体C.微生物作用、光照、温度、pH、水流剪切力等综合因素D.仅限于厌氧消化条件3.PLA作为一种生物降解塑料，其主要降解途径是什么？（）A.在水环境中快速发生光化学降解B.主要通过水相中的化学氧化作用降解C.主要在堆肥条件下，由土壤微生物进行酶解降解D.通过在海洋中快速被浮游生物吞噬而降解4.将生物降解塑料（如PHA）投入到受污染的地下水环境中，最可能发生的直接环境效应是？（）A.迅速降低地下水的pH值B.导致水体电导率显著升高C.为地下水微生物提供额外的碳源，可能改变群落结构D.引发剧烈的化学反应，产生有毒气体5.微塑料（Microplastics），即直径小于5毫米的塑料碎片，它们在水环境中存在的最主要途径是？（）A.大块塑料垃圾在物理风化过程中不断碎裂产生B.工业废水直接排放形成C.生物降解塑料完全降解后形成的微小颗粒D.沉积在河床底部的塑料在水流扰动下再悬浮6.评估生物降解塑料对水生浮游动物（如桡足类、轮虫）毒性时，常用的急性毒性测试指标是？（）A.BOD（生化需氧量）B.LC50（半数致死浓度）C.COD（化学需氧量）D.TSS（总悬浮物）7.关于生物降解塑料在水环境中降解产物的环境风险，以下哪种说法是正确的？（）A.所有降解产物都必然对水生生物无毒害作用B.降解产物可能释放出与原始塑料相同的添加剂（如增塑剂、稳定剂），这些添加剂具有潜在毒性C.完全生物降解后，只会产生无害的二氧化碳和水D.降解过程本身不会对水体化学性质产生影响8.在进行生物降解塑料环境影响评价时，需要考虑其降解不彻底的问题，即部分塑料可能转化为哪种形式长期存在于环境中？（）A.气体（CO2,CH4）B.小分子可溶性有机物C.微塑料或纳米塑料D.无机盐类9.目前，针对生物降解塑料在水环境中的降解行为和生态毒理学效应，全球范围内普遍缺乏统一、标准的测试方法和评价标准，这导致了什么问题？（）A.无法进行任何有效的环境影响评估B.不同研究结果难以比较，商业应用缺乏科学依据C.所有生物降解塑料都被认为完全没有环境风险D.市场对生物降解塑料的需求不受影响10.为了减少生物降解塑料在水环境中的负影响，除了研发更优异的材料外，还应关注哪些环节？（）A.仅关注提高材料的生产成本B.仅关注加强末端回收处理技术C.关注源头减量、规范应用、替代材料研发以及环境监测等多方面D.放弃生物降解塑料的研发，完全依赖传统塑料二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上）1.生物降解塑料通常需要满足特定条件（如工业堆肥、compostable或homecompostable）才能在预期环境中高效降解，这体现了其____性。2.生物降解塑料在水环境中的降解速率通常比在土壤或工业堆肥中____。3.水环境中的____（如细菌、真菌）是生物降解塑料的主要分解者。4.生物降解塑料降解过程中可能产生____，这些是潜在的生态风险点。5.“生物可降解”和“可堆肥”是两个相关但不完全相同的概念，后者通常要求材料在特定条件下能____并转化为____。6.微塑料在水生食物链中通过____途径累积，可能对顶级消费者产生影响。7.评估生物降解塑料的环境影响时，需要区分其降解过程中的____影响和降解产物的____影响。8.光照（尤其是紫外光）可以通过____作用加速某些塑料（如PET）在水环境中的化学降解，尽管它们未必是生物可降解的。9.目前，对于在自然水体中发生的生物降解过程，其____和____仍有许多不确定性。10.生物降解塑料的环境影响研究需要考虑其从生产、使用、废弃到最终____的整个生命周期。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述聚乳酸（PLA）和聚羟基脂肪酸酯（PHA）在生物降解性、应用领域和环境影响方面的主要区别。2.列举至少三种生物降解塑料在水环境中可能产生的具体环境问题。3.简述影响生物降解塑料在自然水体中降解速率的主要环境因素。4.为什么说仅凭“生物降解”标签来评估塑料的环境友好性是片面的？需要考虑哪些额外因素？四、论述题（每题10分，共20分）1.结合资源化学专业的角度，论述将生物降解塑料用于替代传统塑料处理“白色污染”的潜力和面临的挑战。2.试论述如何科学地评估一种新型生物降解塑料在特定水环境（如特定河流或湖泊）中的实际降解行为和生态风险，需要考虑哪些关键环节和方法？---试卷答案一、选择题1.A2.C3.C4.C5.A6.B7.B8.C9.B10.C二、填空题1.条件2.慢3.微生物4.降解产物/小分子有机物5.完全分解/稳定化有机质6.食物链富集7.物理/化学，生物8.光化学/光解9.机制，速率10.降解/处置三、简答题1.解析思路：首先分别列出PLA和PHA的核心特性。PLA主要来源于可再生资源（玉米淀粉等），在特定条件下（如工业堆肥）可生物降解，但其在自然水体中降解较慢，降解产物为CO2和H2O。PHA是微生物合成的生物基高分子，可在多种环境（包括水、土壤）中生物降解，通常被认为更环保，但成本较高，应用领域相对较窄。环境影响方面，两者降解产物均为CO2/H2O，相对无害，但PLA可能释放乳酸，PHA降解可能影响土壤微生物群落。关键在于区分两者的降解条件、速率、来源和实际应用中的局限性。*答：PLA主要来源于可再生资源，可在工业堆肥条件下生物降解，但自然水体中降解慢；主要降解产物为CO2和H2O。PHA由微生物合成，可在多种环境（水、土壤）中降解，被认为更环保，但成本高，应用窄；降解产物也为CO2和H2O，但可能影响土壤微生物。两者区别在于来源、降解条件/速率、成本和应用领域。环境影响上，主要区别可能在于降解速率差异导致的环境问题（如微塑料）以及PHA对特定生态系统的影响。2.解析思路：从塑料本身、降解过程、生态系统三个方面思考可能产生的问题。一是塑料本身未完全降解形成的微塑料，物理性阻碍、吸附污染物、释放添加剂等。二是降解过程中产生的小分子有机物，可能具有毒性或改变水体化学性质。三是降解不彻底可能持续存在，成为长期环境污染物。四是可能影响水体微生物群落结构和功能。*答：生物降解塑料在水环境中可能产生的具体环境问题包括：①塑料本身未完全降解形成微塑料，对水生生物造成物理伤害，或作为载体吸附和富集有毒有害物质；②塑料在降解过程中产生的小分子有机物（如乳酸、醇类）可能对水生生物具有毒性；③降解不彻底，塑料碎片长期存在于环境中，成为新的持久性污染物；④影响水体微生物群落结构和功能。3.解析思路：列举影响生物降解的主要非生物和生物因素。非生物因素有光照、温度、pH、溶解氧、水流剪切力等。生物因素主要是水体中微生物的种类、数量和活性。此外，塑料本身的性质（化学结构、结晶度、添加剂）也是影响因素。*答：影响生物降解塑料在自然水体中降解速率的主要环境因素有：①微生物因素：水体中降解相关微生物的种类、数量和活性。②非生物因素：光照强度（紫外光尤其重要）、温度、水体pH值、溶解氧含量、水流剪切力（可能影响表面积暴露）。③塑料自身性质：其化学结构、分子量、结晶度、是否含有阻碍降解的添加剂等。4.解析思路：阐述“生物降解”标签的局限性。生物降解只说明材料有被微生物分解的潜力，但未说明降解的速率和条件。如果在自然环境中不降解或降解极慢，仍会造成污染。此外，降解产物是否无害、是否会产生微塑料、是否在降解过程中释放有害添加剂等都需要进一步评估。*答：仅凭“生物降解”标签评估塑料的环境友好性是片面的，因为它忽略了关键信息：①降解条件：材料是否能在预期环境（如自然水体、家庭堆肥）中有效降解？②降解速率：降解是否足够快，能在造成明显环境影响前完成？③降解产物：降解产物是否无害？是否会产生微塑料？④添加剂风险：降解过程中是否会释放有毒的添加剂（如增塑剂）？⑤整个生命周期：生产过程是否环保？回收处理是否可行？因此，需要综合考虑降解性能、产物影响、添加剂、生命周期等多个因素。四、论述题1.解析思路：论述潜力时，强调其在特定条件（如堆肥）下的优势，以及作为过渡性解决方案的作用。论述挑战时，重点指出其在自然水体中降解性差、易形成微塑料、成本高、回收难、标准不统一、可能加剧资源消耗（如以粮为原料）等问题。*答：将生物降解塑料用于替代传统塑料处理“白色污染”具有潜力，主要体现在：①对于在指定收集和降解系统（如工业堆肥）中使用的生物降解塑料，可以实现更有效的废物管理，减少传统塑料进入环境的风险；②为应对一次性塑料用品造成的污染提供了一种替代方案，符合可持续发展的理念。然而，面临的挑战巨大：①大多数生物降解塑料在自然水体、土壤中的降解条件苛刻，降解速率慢，容易形成微塑料污染，造成新的环境问题；②生产成本通常高于传统塑料，且若以粮食为原料，可能引发粮食安全与能源的竞争；③回收和处理的体系尚不完善，大量进入环境后难以有效收集和处理；④缺乏统一、严格的标准，市场产品质量参差不齐，影响其可靠性和公信力；⑤过度依赖生物降解塑料可能忽视源头减量和循环利用的根本解决途径。因此，需审慎评估其适用场景和局限性。2.解析思路：阐述科学评估的步骤和要点。首先需要确定评估目标和范围（具体水环境、特定塑料类型）。其次，需要研究该塑料在目标环境中的降解行为（实验室模拟测试、现场监测）。然后，评估其降解产物对水生生物的毒性（急慢性毒性测试）。接着，需要考虑微塑料的形成和潜在影响（物理危害、吸附能力、生物累积）。最后，进行综合风险评估，并考虑生命周期评价等更宏观的视角。*答：科学地评估一种新型生物降解塑料在特定水环境中的实际降解行为和生态风险，需要系统性的方法，包括：①明确评估目标和范围：确定评估的特定水环境（如某河流、湖泊、近岸海域），以及研究的具体生物降解塑料类型。②研究降解行为：通过实验室模拟（控制光照、温度、pH、微生物等条件）测试其在目标环境类似条件下的降解速率、机制和残留率。结合现场监测（布设采样点，定期取样分析塑料含量和形态变化），了解其在真实环境中的降解情况。③评估生态毒性：对降解过程中产生的母体塑料、小分子降解产物以及形成的微塑料进行毒性测试，评估其对代表性水生生物（如浮游生物、底栖动物、鱼类）