大学研究生考试试卷环境工程、环境科学、生态学 专业 2014 级2014-2015 学年 上学期考试（查）科目：污染生态学（Pollution Ecology） 研究生姓名： 学号： 成绩： -一、试题请根据所学知识以及自己对污染生态学的认识和了解，任选污染生态学研究的某一领域，综述该领域国内外的研究进展。二、要求1论文内容必须与污染生态学有关，必须有生物与污染环境的关系。2. 综述成绩以 70%计入期末总成绩，课堂出勤和教育在线答题分别占 10%和 20%。教育在线答题截止时间为 2014 年 12 月 1 日 0:00，请掌握好时间。3. 论文必须严格遵守学术道德规范，不得抄袭，合理引用。交卷时请用A4 纸打印，将本试卷要求装订在首页。4在认真研读有关文献的基础上独立完成，综述应具有一定的综合性、审视性和新颖性。若别人已对选题作过综述，必须在前人基础上有所发展。所提交的论文必须有自己的思考，能达到在 C 类及以上刊物发表的水平。5引用的参考文献力求规范、清楚，文末参考文献引用形式请按生态学报的投稿须知（但中文文献不需译成英文） ；正文中参考文献引用采用“作者+出版年 ”制，如：（ ，2005） ，（2005）等。参考文献总数不得少于40 篇（其中英文文献不少于 1/3） 。6论文必须具有中、英文摘要和关键词，总字数不少于 6000 字。7论文上交最后期限：2015 年 1 月 9 日（第 17 周星期五） 。苔 藓 生 物 监 测 大 气 沉 降 中 多 环 芳 烃 (PAHs)污 染研 究 进 展摘要：苔藓是最灵敏的大气污染指示植物之一，取材容易，调查方法简单，现已被用于监测大气中的PAHs污染研究领域。基于苔藓对大气中的PAHs的富集机制、特点、影响因素等方面进行综述，介绍了苔藓监测大气沉降的历史、国内外的研究现状。由此促进国内更深入的开展用苔藓植物来监测大气中的多环芳香烃的指示工作。并且探讨了把苔藓作为生物修复材料的应用前景。关键词：苔藓；多环芳香烃；生物指示；生物监测；大气沉降Review on Biomonitoring of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons(PAHs) Deposited from Atmosphere by MossesAbstract: The moss is one of the most susceptible indicator for monitoring air pollution，getting material easilyinvestigating method simplyit has already been applied to the research of PAHs monitoringThe concentration of mechanism，characteristics，impacts factors of PAHs from the moss was reviewed And it introduced moss monitoring atmosphere deposited of history，domestic and international of research from present conditionaim to promote further studies the prospects of moss as monitoring PAHs in atmosphere and bioremediation material of environmentKey words：mosses; polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs); bioindication; biomonitoring; atmospheric deposition近年来随着城市化和工业化的快速发展，吸气污染已经使得许多国家的陆生环境严重退化。苔藓植物由于具有结构简单、附力强、易对污染物因子作出反应，同时取材容易，调查方法简便等优点，因而作为一类对环境污染反应敏感的指示植物在世界各国得到广泛使用。1968年，在荷兰召开的第一届关于大气污染对于动植物影响会议上，苔藓植物由于容易处理，对空气污染物的专一范围广，被推荐供普遍用作污染的生物学指标。自从20世纪70年代开始，研究表明苔藓种属中的塔鲜和赤茎藓被广泛里应用在环境质量的监测(Ruhling，1973；Grodzln，1978；Reimann C，1976) 。近年来国内外关于苔藓对重金属的监测研究比较多，而使用苔藓来监测有机物质富集的研究是相对是比较少的，监测多环芳烃的研究就更少了(Holoubek I，2000；Wegener JWM，1992；Herpin U，1996)。本文从苔藓植物对环境中的PAHs污染系统监测原理、特点等方面加之对苔藓的研究应用综述国内外的研究进展，以促进国内深入苔藓植物对环境中PAHs污染的生物指示作用和生物修复的应用前景。1 苔 藓 植 物 监 测 大 气 中 PAHs污 染 系 统 原 理11 苔 藓 的 生 理 特 征苔藓植物是一群小型的多细胞的绿色植物，多适生于阴湿的环境中。苔藓植物通常个体低矮，解剖构造简单，只由单层或少数几层细胞组成。无真正的根(只有具支撑作用的假根)和维管束组织。由于其具有植物体近轴端腐烂、组织根本不与地表接触等特殊生理现象，所以不从土壤或基质中吸收营养成分，而直接在体表进行气、水、营养物质等的交换，其营养物质主要来自雨水和露水及大气尘埃撞击的沉积物。尤其是那些树干上附生的种类，几乎完全不受其基质的干扰。苔藓植物在空气中暴露表面积大(约 ) （Sally 21.6/mgPaterson，1991)，植物体表无蜡质的角质层被覆，其背腹面均可直接接受空气中的污染物。因而它们对大气污染特别敏感，能很迅速地将浓缩于雨水与露水中的污染物质借其特定的受害病症反映出来。此外，苔藓植物还具有一些独特的生物学特性使之更适合应用于环境污染的监测研究工作。首先，由于其分化程度低，植物细胞的生长势能相对旺盛，因此，当茎枝先端生长点休眠或死亡后，更刺激了其茎叶下部的分生组织发育，从而促进新枝条迅速生长，保持植物体终年常绿（吴鹏程，1998），从而可以提供具有代表性与应用性的全年性的指示与预报。另外，许多苔藓为多年生植物，可以作为大气污染的长期累积中，进行针对某一地区或某一污染源的长期生物监测，增加了测定结果的稳定性和可靠性。12 苔 藓 对 环 境 中 PAHs的 富 集 原 理121 PAHs的 来 源多环芳香烃(polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)是指 2个以上苯环以稠环形式相连的半挥发的有机污染物，在环境中的分布相当广泛，其主要为石油、煤、等化石燃料及木材、烟草等生物质在不完全燃烧的过程中产生的副产物。然而也有极少一部分PAHs来自于火山爆发，自然燃烧和生物合成（Agnieszka G，2007) 。并且其将以气态和颗粒态的形态进入大气中，小分子量的PAHs主要以气态为主，而大分子量的PAHs主要是以颗粒态的为主，在外界条件改变时，两者可以相互转化（沈学优，1999；武辉，2002）。其通过大气传输与沉降作用到离污染源远近不同的地表和水体（孙娜，2007），是一类具有致癌和致畸的活性持久性有毒物（Costantiono JP，Redomond CK，Bearden A，1995；Oanh NHK， 1999）。目前用于颗粒物中PAHs来源识别并解析的方法主要有比值法、轮廓图法、特征化合物法、多元统计法和化学质量平衡模型(CMB)解析法等。不同城市之间大气中多环芳烃的主要污染源是有差别的。如北京地区气溶胶中多环芳烃的主要污染源为煤燃烧（曾凡刚，2002）；而南方城市澳门则主要为机动车的尾气排放（祁士华，2002）。美国环保局在1979年公布的16种优先监测的多环芳烃，即萘(NAP)、二氢苊(ACE)、苊(ACY) 、芴(FLO) 、菲(PHE)、葸(ANT) 、荧蒽(nA)、芘(PYR) 、苯并 a蒽(BaA)、屈(CHR)、苯并b荧蒽(BbF) 、苯并k 荧蒽(BkF) 、苯并a芘(BaP)、茚并(1 ， 2，3一cd)芘(IcdP)、二苯并(ah)蒽(DahA)以及苯并g，h，i茈 (BghiP)。不同来源的多环芳烃在化合物的组成特征上有一定的差异（李军，张干，祁士华，2004；张树才，王学军，2007）。 122 苔 藓 对 PAHs的 富 集 机 制目前尚未有报道说明苔藓能自身产生PAHs（Krauss M，Wilcke W，Martius CH，2005），因此苔藓植物体内的PAHs主要来自于外界环境。大气污染物可以通过气相和颗粒相两种形态进入苔藓体内。植物叶片的蜡脂类物质可以吸收气态的PAHs；同时植物叶片可以截留大气颗粒物，通过干、湿沉降到达植物叶片的颗粒物中的PAHs能够通过表皮气孔进入叶片内部。 PAHs在植物大气界面问交换的机理主要包括两个方面：(1)气相PAHs 在大气和植物问的分配作用；(2)大气气溶胶吸附的PAHs直接沉降到植物体上。其中分配作用是 PAHs进入植物体的主要机理（王小萍，2008）。PAHs在空气和植物叶片脂类物质中的分配行为与其在窄气和辛醇中的分配行为相似，因此，许多研究将辛醇作为植物脂类物质的替代物，来考察植物对POPs的吸收（ Komp P，MaLachlan MS，1997）。McLachlanlgl，（ 1999）根据 与 ( 为正辛醇-空气分配系数；logOAKlC)VGlogOAK为POPs在植物相和气相中浓度的比值)问的关系，得出 POPs在不同植物叶片表面的CVG吸收机制： 的POPs 主要以气态形式存在，叶片对其富集主要以气相吸收为主，logOA饱和蒸气压较低，易于吸附在颗粒物上，植物对其富集主要受颗粒物沉降的影响。123 苔 藓 对 PAHs富 集 的 影 响 因 素Milukaite和Wieder(1998) 研究苯并芘在森林中分布时，发现苔藓中的含量与大气沉降量有关；气体和颗粒物的干沉降受到当地条件的影响，在高山地区苔藓中的PAHs的富集同海拔有关，尤其是同风速和当地的植被结构与植物的高度有关，除此之外，还和斜面倾角和云量覆盖率有关(Lavoie M， Bradley BL，2003；Erisman JW ，Draaijers G ，2003)。苔藓植物虽然主要从大气中吸收营养，但某些种类也可能受到基质的影响，因此用作生物监测评价大气污染状况的苔藓，最好采用附生型苔藓做监测评价材料，以避免因环境因子影响而造成的分析困难（孙守琴，王定勇，2004）。但研究表明，在实际工作中，常难采集附生型苔藓，在环境条件一致的情况下，可用其它生长类型的苔藓如土生型苔藓代替（项汀，陈舒泛，1989）。2 苔 藓 植 物 监 测 环 境 中 PAHs污 染 系 统 的 特 点21 监 测 环 境 中 PAHs污 染 典 型 的 物 种苔藓植物分布广泛，种类繁多，不同种类的苔藓对大气污染物的富集能力不同。目前，用作监测大气重金属污染的苔藓植物主要有自齿泥炭藓(Sphagnum rigensohnii)、塔藓(1tyloconum splendens)、赤茎藓 (Pleurozium shreberi)、桧叶金发藓(Polytrichum unip