一、试题类型:名词解释;填空题;单项选择题;简答题。
二、考试形式:笔试,闭卷,考试时间为150分钟,卷面满分值200分。
三、参考书目
1. 《污染控制微生物学》(第4版),任南琪,马放,杨基先编著,哈尔滨工业大学出版社,2011年12月
2.《环境化学》(第二版),戴树桂主编,高等教育出版社,2006年10月
四、基本内容
(一)污染控制微生物学
第一章 绪论
- 了解微生物的定义;
- 熟悉微生物的特点,以及原核微生物与真核微生物的区别。
第二章 原核微生物
- 熟悉细菌的形态(球菌、杆菌、螺旋菌)、细胞结构(细胞壁、细胞质的内含颗粒物)、细菌的培养特征(菌落);
- 掌握细菌的染色方法及原理(革兰氏染色法的步骤及原理);
- 了解细菌细胞的特殊结构(荚膜及菌胶团、芽孢、鞭毛),细菌的带电性;
- 了解放线菌的形态结构(基内菌丝、基外菌丝、孢子丝)、菌落特征及繁殖方式;
- 熟悉放线菌与细菌的异同;
- 了解蓝细菌与水体富营养化的关系。
第三章 真核微生物
- 熟悉酵母菌的繁殖方式(芽殖)和菌落特征;
- 熟悉霉菌的形态(有隔菌丝、无隔菌丝)和繁殖方式;
- 了解藻类的特点(光能自养型);
- 了解水处理中常见的三类原生动物:肉足类(变形虫、太阳虫)、鞭毛类(绿眼虫)和纤毛类(草履虫、钟虫);
- 了解水处理中常见的后生动物:轮虫、甲壳类动物(水蚤)和其他小动物(线虫、颤蚯蚓)。
第四章 非细胞生物—病毒
- 了解病毒的概念、结构(刺突、囊膜、衣壳、核酸)
- 熟悉病毒的增殖过程(吸附、侵入、生物合成、装配和释放);
- 了解烈性噬菌体和温和噬菌体的概念;
- 掌握病毒的生长规律(一步生长曲线)。
第五章 微生物的营养
- 了解微生物的营养物质种类(水、碳源、氮源、无机盐、生长因子);
- 掌握物质的运输形式(单纯扩散、促进扩散、主动运输、基团转位)及其特点;
- 熟悉微生物的营养类型的划分(光能自养、光能异养、化能自养、化能异养);
- 熟悉培养基的概念;熟悉培养基的类型:按微生物种类分类(细菌、放线菌、酵母、霉菌、藻类);按培养基成分分类(合成、天然、半合成);按培养基的用途分类(基本、选择、鉴别、加富);按培养基的物理性状分类(固体、液体、半固体)。
第六章 微生物的代谢
- 了解酶的概念及酶与一般催化剂的区别;
- 熟悉酶的化学组成(单纯酶和结合酶)和两种重要辅酶(辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ)的作用;
- 了解酶促反应动力学(酶的浓度、底物的浓度[米-门方程的概念]、温度、pH值、抑制剂、激活剂等与酶促反应速率的影响);
- 了解化能异养微生物的产能代谢中发酵、有氧呼吸和无氧呼吸的区别;
- 了解葡萄糖在糖酵解过程和在有氧呼吸过程中的能量产生情况。
第七章 微生物的生长繁殖
- 了解纯培养的概念以及微生物纯培养的分离方法;
- 掌握测定微生物数量的方法:全数测定(直接计数法)和活菌计数(间接计数法);
- 了解分批培养和生长曲线的概念;
- 掌握细菌纯培养的生长曲线中各时期的特点(迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期);
- 熟悉活性污泥增长曲线的特征(对数生长期、减数生长期和内源呼吸期)。
第八章 微生物的生态
- 了解生态因子的概念;
- 了解生态因子的分类:非生物因子(温度、光、渗透压、pH、氧化还原点位和营养物质等)和生物因子(竞争、捕食、共生、互生、拮抗、寄生等)。
第九章 微生物的遗传和变异
- 了解DNA的复制过程(半保留复制)以及“中心法则”的含义;
- 了解微生物的突变的机制(点突变、移码突变、染色体突变);
- 了解基因重组的概念以及细菌基因重组的方法(转化、接合、转导)。
第十一章 废水生物处理基本原理和主要微生物类群
- 了解活性污泥的组成及活性污泥法处理废水的基本原理(絮凝作用,吸附作用,氧化作用,沉淀作用);
- 了解生物膜的组成及生物膜法处理废水的微生物原理;
- 了解原生动物和后生动物在废水生物处理中的作用;
- 了解水体自净的概念和水体自净的过程;
- 了解氧化塘净化废水的机理(藻菌互生体系)。
第十二章 厌氧生物学原理及厌氧生物处理技术
- 了解厌氧生物处理反应器中非产甲烷菌(发酵细菌、产氢产乙酸细菌、同型产乙酸细菌)和产甲烷菌的特征;
- 熟悉废水厌氧生物处理的优点和缺点。
第十三章 水体的富营养化和氮磷的去除
- 了解水体富营养化的概念;
- 掌握生物脱氮的过程(氨化作用、硝化作用、反硝化作用的概念)以及主要参与的细菌(氨化细菌、亚硝化和硝化细菌、反硝化细菌);
- 掌握生物脱磷的基本原理(聚磷菌如何好氧吸磷、厌氧释磷)。
(二)环境化学
第一章 绪论
第一节 环境与环境问题
- 主要内容:环境;环境问题的出现和发展;全球面临的重大环境问题。
- 基本概念和知识点:环境和环境问题;近现代环境问题和当代环境问题;全球面临的重大环境问题。*
- 问题与应用(能力要求):掌握环境与环境问题的概念;了解环境问题的演变及当代和全球所面临的主要环境问题。
第二节 人类环境保护的历程
- 主要内容:人类环境保护的历程。
- 基本概念和知识点:人类环境保护的历程。
- 问题与应用(能力要求):了解人类环境保护的历程。
- 环境科学和环境化学
- 主要内容:环境科学体系;环境化学及其研究内容、研究特点和研究方法。
2.基本概念和知识点:环境科学的发展阶段;环境科学的学科体系;环境化学及其研究内容、研究特点和研究方法。
3.问题与应用(能力要求):了解环境科学的发展及其学科体系;熟悉环境化学的研究内容、研究特点和研究方法。
第二章 大气环境化学
第一节 大气的组成和结构
1.主要内容:大气的组成;大气层的结构。
2.基本概念和知识点:大气的组成*(干洁空气、水蒸气、颗粒物);干洁空气(主要组分、次要组分、微量组分);水蒸气(气态水、液态水、固态水);停留时间;不可变组分和可变组分;大气的主要层次*(对流层、平流层、中间层、热层和逸散层)及其特征;臭氧层及其产生、消除过程。
3.问题与应用(能力要求):了解大气的组成和结构;熟悉大气层的结构及其特征。
第二节 主要的大气污染物
1.主要内容:大气污染物与大气污染;气溶胶污染物;含硫化合物;含氮化合物 ;碳的氧化物;碳氢化合物;含卤素化合物;光化学氧化剂。
2.基本概念和知识点:大气污染物;大气污染物的分类;一次污染物和二次污染物*;污染物的分类;气溶胶;气溶胶的分类*;气溶胶的来源、环境及其危害和去除;气溶胶离子的粒度分布;气溶胶粒子的化学组成;含硫化合物的来源与去向*;含氮化合物*(N2O、NO和NO2、NH3);碳的氧化物(CO、CO2);碳氢化合物(CH4、非甲烷烃)、含卤素化合物(卤代烃、氟化物)、光化学氧化剂(O3、过氧乙酰硝酸酯)。
3.问题与应用(能力要求):掌握相关的概念;了解大气污染及大气污染物的分类、来源;掌握大气中主要污染物的来源和去除方式,掌握其发生的主要的化学反应。
第三节 污染物在大气中的迁移扩散
1.主要内容:影响大气污染物迁移扩散的因素;大气污染物的扩散模式。
2.基本概念和知识点:气象因子(风和大气湍流)、气象热力因子和下垫面*(城市下垫面、山区下垫面和海陆风)如何影响大气污染物的扩散;气温垂直递减率*、气团干绝热递减率;逆温层*;接地逆温、上层逆温;辐射逆温、沉降逆温、湍流逆温、锋面逆温、地形逆温;大气稳定度及其判断*;城市热岛环流;山谷风;海陆风;3.问题与应用(能力要求):掌握相关的理论、概念;掌握大气污染物扩散的影响因素;了解大气污染扩散模式的基本理论和数学模式。
第四节 污染物在大气中的转化
1.主要内容:大气光化学基础;大气中重要的光化学反应;大气中重要自由基的来源;大气中污染物的转化。
2.基本概念和知识点:光化学和光化学反应;光化学第一定律*、光化学第二定律*;量子效率和量子产率;光化学平衡;光化学动力学(稳态法);影响光化学反应速率的因素;键能、断裂波长*;大气中重要的光解反应*(O2、N2、O3、NO、NO2、HNO2、HNO3、SO2、HCHO、H2O2、卤代烃);大气中重要自由基的来源*(HO·、HO2·、R·、RO·、RO2·);大气中污染物的转化(NOx、碳氢化合物)。
3.问题与应用(能力要求):掌握相关的基础理论和概念;掌握大气中重要的光解反应和主要污染物的光化学转化过程。
第五节 典型的大气污染现象
1.主要内容:光化学烟雾*、硫酸烟雾*、酸性降水*、温室效应*、臭氧层损耗*。
2.基本概念和知识点:光化学烟雾及其特征、危害和防治对策;烟雾箱模拟实验;光化学烟雾的形成机制(12个反应、归纳机理、特定机理);硫酸烟雾及其特征、危害和形成机制;酸沉降、干沉降、湿沉降;雨除、洗脱;酸雨的形成机制、危害与控制;降水的化学组成和酸度;温室效应、温室气体(CO2、CH4、O3、N2O、CFC及其替代物);温室效应产生的原因、危害及对策*;臭氧层的形成与耗损;臭氧层破坏的原因、危害及对策。
3.问题与应用(能力要求):掌握相关的基础理论、概念;掌握几种典型的大气污染现象产生的原因、形成机制、危害及应对措施。
第三章 水环境化学
第一节 天然水的组成和性质
1.主要内容:天然水的组成;天然水的性质。
2.基本概念和知识点:天然水的组成*(金属离子、气体、水生生物);总含盐量(TDS);亨利定律*;碳酸平衡;天然水的酸度、碱度*;天然水体的缓冲能力。
3.问题与应用(能力要求):了解天然水的组成;掌握天然水的基本性质及涉及到的相关计算。
第二节 水体中的主要污染物
1.主要内容:无机污染物;有机污染物;热污染;放射性污染。
2.基本概念和知识点:无机污染物(无机阴离子、金属离子)、有机污染物(农药、多氯联苯、卤代脂肪烃、醚类、单环芳香组化合物、苯酚类和甲酚类、酞酸酯类、多环芳烃类、亚硝胺等)在水体中的分布、存在形态及其环境效应;优先污染物;热污染;放射性污染。
3.问题与应用(能力要求):了解水体中的无机、有机污染物、热污染和放射性污染的分布、存在形态及其环境效应。
第三节 典型污染物在水体中的迁移转化
1.主要内容:重金属在水体中的迁移转化*;有机物在水体中的迁移转化*
2.基本概念和知识点:水中的胶体(亲水胶体、疏水胶体);胶体物质的吸附作用(等温吸附线和等温式*、氧化物表面吸附的配合模式);胶体微粒的吸附和聚沉对污染物的影响*;金属氧化物和氢氧化物、硫化物、碳酸盐的溶解-沉淀过程及其计算*;电子活度和氧化还原电位;氧化还原电位和pE的关系*;水体的电位;水体氧化还原条件对重金属迁移转化的影响*;无机配位体(羟基、Cl-)、有机配位体(腐殖质)对重金属的配合作用*。有机污染物的吸附机理*(疏水作用、分子间作用力、离子交换、配位、氢键作用);有机污染物的吸附平衡(L型、S型、C型、H型吸附等温线);分配作用*(分配理论、标化分配系数、辛醇-水分配系数、生物浓缩因子);挥发作用(挥发速率、亨利定律、);水解作用(水解机理、水解速率、影响水解的因素);光解作用(直接光解、敏化光解、光氧化反应、光量子产率);生物降解作用*(生长代谢和共代谢模式、影响生物降解的主要因素);生物富集*(生物富集、生物浓缩系数)。
3.问题与应用(能力要求):掌握无机污染物在水体中的迁移转化及其影响因素;掌握有机污染物在水体中的迁移转化及其影响因素;掌握机污染物的挥发、水解、光解、生物降解作用的基本理论。
第四章 土壤环境化学
第一节 土壤的组成与性质
1.主要内容:土壤组成*;土壤的粒级分组;土壤的性质*。
2.基本概念和知识点:土壤组成(气体、溶液、矿物质、有机质);土壤的粒级分组;土壤的性质*(吸附性、酸碱性、氧化还原性、配合和螯合作用);土壤胶体的性质;土壤胶体的离子交换吸附;活性酸度*、潜性酸度*;总碱度*;土壤的缓冲性能;氧化还原电位Eh*;影响土壤氧化还原作用的主要因素*。
3.问题与应用(能力要求):了解土壤的组成;掌握相关的基础理论合概念;掌握土壤的性质及其影响因素。
第二节 污染物在土壤中的迁移转化
1.主要内容:土壤污染物;土壤的化学肥料污染及氮、磷的迁移转化;土壤重金属污染及其迁移转化;土壤农药污染及其迁移转化。
2.基本概念和知识点:土壤污染物及土壤污染的特点*;土壤中氮、磷污染的来源、存在形态和迁移转化*;土壤无机氮的微生物固持和有机氮的矿化*、硝化作用*、反硝化作用*、铵的矿物固定和释放*;有机磷的矿化和无机磷的生物固定*、有效磷的固定和难溶性磷的释放过程*;土壤中主要重金属*(汞、镉、铅、铬、铜、锌、砷)的来源、存在形态及在土壤-植物体系中的迁移;土壤中农药的迁移转化*(吸附、挥发和淋溶、降解)、化学农药在土壤中的残留及危害*。
3.问题与应用(能力要求):了解土壤污染的特点及其残留和危害;掌握土壤中氮、磷、重金属和农药的迁移转化过程及其影响因素。
第三节 污染土壤的防治措施与修复技术
1.主要内容:污染土壤的防治措施;污染土壤的修复技术。
2.基本概念和知识点:土壤环境容量*;污染土壤的防治措施*;土壤自净化*;污染土壤的物理修复(翻土、客土、换土、热处理、隔离、固化和填埋);污染土壤的化学修复(土壤淋洗法、化学钝化剂和改良剂、氧化剂/还原剂、光催化降解、萃取);污染土壤的电动修复(Lasagna、Electro-Klean、电化学自然氧化、电吸附、电动力学生物修复);污染土壤的微生物修复(原位微生物修复、异位微生物修复);污染土壤的植物修复(重金属植物修复、有机污染物的植物修复);污染土壤修复的发展趋势。
3.问题与应用(能力要求):了解污染土壤的防治措施和修复技术的基本原理、技术方法和特点。
第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性
第一节 物质通过生物膜的方式
1.主要内容:生物膜的结构;物质通过生物膜的方式;
2.基本概念和知识点:生物膜的结构;物质通过生物膜的方式;
3.问题与应用(能力要求):了解生物膜的结构和物质通过生物膜的方式。
第二节 污染物质在机体内的运动过程
1.主要内容:生物的吸收过程*;污染物在生物体内的分布*;生物排泄、生物蓄积*。
2.基本概念和知识点:吸收、分布、排泄、蓄积。
3.问题与应用(能力要求):掌握不同类型物质生物吸收、分布、排泄、蓄积的规律。
第三节 污染物的生物富集*、放大和积累*
1.主要内容:污染物的生物富集、放大和积累的概念与机制。
2.基本概念和知识点:生物富集;生物放大;生物积累。
3.问题与应用(能力要求):掌握污染物的生物富集、放大和积累的概念与机制。
第五节 污染物质的毒性
1.主要内容:毒物及其毒性*;毒物的联合作用*;毒物的作用过程及生物化学机理。
2.基本概念和知识点:急性、慢性和亚急性毒性;半数致死浓度(剂量)*;协同作用*、相加作用*、独立作用*、拮抗作用*;致癌*、致畸*、致突变作用*;毒物作用的生物化学机制。
第六章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应
第一节 重金属元素
1.主要内容:重金属元素在环境各圈层中的迁移转化与效应。
2.基本概念和知识点:环境中汞的来源、分布与迁移、汞的甲基化*、甲基汞脱甲基化与汞原子还原、汞的生物效应*;环境中砷的来源与分布、砷在环境中的迁移与转化、砷的毒性及生物效应*。
3.问题与应用(能力要求):了解重金属元素的来源、性质,掌握它们在环境中的迁移、转化规律和效应。
第二节 有机污染物
1.主要内容:有机污染物在环境各圈层中的迁移转化与效应*。
2.基本概念和知识点:持久性有机污染物(POPs)的特点及概念有机卤代物、多氯联苯、多氯代二苯并二噁英和多氯代二苯并呋喃、多环芳烃,表面活性剂在环境中的迁移转化。 3.问题与应用(能力要求):了解有机污染物的来源、性质,掌握它们在环境中的迁移、转化规律和效应。
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