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1、第六章 环境污染生物监测,各种仪器和化学分析手段对污染物的种类和浓度可以比较快速而灵敏地分析测定出来，其中某些常规检验已经能够连续监测。但大部分测定项目或参数还需定期采样。因而只反映采样瞬时的污染物浓度（一种或一类），不能反映多种污染物共同作用的综合结果。 生物监测结果可反映污染因素对人和生物的危害及对环境的综合效应,环境监测中理化监测的不足：,http:/ 1. 生态（群落生态和个体生态 ）监测 2. 生物测试(毒性测定、致突变测定) 3. 生物的生理、生化指标测定 4. 生物体内污染物残留量测定,生物监测的定义和方法,http:/ 污染物的含量和其它环境条件改变的强度大小，是随时间而变化的
2、。理化监测只能代表取样期间的概况。而生活于一定区域内的生物，能把一定时间内环境变化情况反映出来。,以上过程，只有通过生物监测手段，通过食物链放大了的各营养级进行分析，才能对水体进行全面评价。,富集性 生物的一个重要特点是它能够通过各种方式从环境中富集某些元素。如水中DDT农药: 水中浓度为0.000003mgL 浮游生物（富集7.3万倍） 小鱼 (富集14.3万倍) 大鱼 （富集858万倍） 人食用这些水中生物后富集1000万倍。,综合性 人类生产、生活所产生的污染物，成份极其复杂。理化监测只能获得各种成份的类别和含量，但不能确切说明对生物有机体的影响。而生物是接受综合作用，不仅仅是个别组分的
3、影响，所以生物监测能反映环境诸因子、多组分综合作用的结果，能阐明整个环境的情况。对符合排放标准的污染物，其长期影响环境的后果，更需要用生物监测来评价。,生物监测的特点,http:/ 空气污染生物监测,第三节 生物污染监测,第四节 生态监测,第一节 水环境污染生物监测,http:/ 了解污染对水生生物的危害状况，判别和测定水体污染的类型和程度，为制定控制污染措施，使水环境生态系统保持平衡提供依据。,第一节 水环境污染生物监测,http:/ 断面要有代表性 尽可能与化学监测断面相一致 考虑水环境的整体性、监测工作连续性和经济性,河流：根据长度，至少设上（对照）、中（污染）、下游（观察）三个断面；采
4、样点数视水面宽、水深、生物分布特点等确定。 湖泊（水库）：入湖（库）区、中心区、出口区、最深水区、清洁区等处设监测断面。,http:/ 二、生物测试法 三、细菌学检验法,http:/ 水污染指示生物 （能对水体中污染物 产生各种定性、定 量反应的生物）,一、生物群落监测方法,未受污染的环境水体中生活着多种多样的水生生物，当水体受到污染后，水生生物的群落结构和个体数量就会发生变化，使自然生态平衡系统被破坏，最终结果是：敏感生物消亡，抗性生物旺盛生长，群落结构单一，这是生物群落监测法的理论依据。,浮游生物,着生生物附着于长期浸没水中的各种基质表面上的有机体群落。,底栖动物栖息在水体底部淤泥内、石块
5、或砾石表面及其间隙中的肉眼可见的水生无脊椎动物。,鱼类,微生物,浮游动物（原生动物、轮虫、枝角类和桡足类 ）,浮游植物藻类,http:/ 、贝克-津田生物指数 、生物种类多样性指数 、硅藻生物指数 ） （二）污水生物系统法 （三） PFU微型生物群落监测法（简称PFU法）,生物群落监测方法,http:/ 式中：A、B分别为敏感底栖动物种类数和耐污底栖动物种类数。 贝克生物指数： 从采样点采到的底栖大型无脊椎动物 当BI10时，为清洁水域；BI为16时，为中等污染水域；BI=0时，为严重污染水域。 2. 贝克津田生物指数： 所有拟评价或监测的河段各种底栖大型无脊椎动物 当BI20，为清洁水区；1
6、0BI20，为轻度污染水区；6BI10，为中等污染水区；0BI6，为严重污染水区 。,1.贝克生物指数和贝克-津田生物指数,http:/ 种类多样性指数； N单位面积样品中收集到的各类动物的总个数； ni单位面积样品中第i种动物的个数； S收集到的动物种类数。 动物种类越多，指数越大，水质越好；反之，种类越 少，指数越小，水体污染越严重。威尔姆对美国十几条河 流进行了调查，总结出指数与水样污染程度的关系如下： 值1.0：严重污染; 值1.03.0：中等污染； 值3.0：清洁,http:/ 式中：A不耐污染藻类的种类数； B广谱性藻类的种类数； C仅在污染水域才出现的藻类种类数。 硅藻指数050
7、为多污带；硅藻指数50100为 -中污带；硅藻指数100150为-中污带；硅藻 指数150200为轻污带。,http:/ 污水系统的部分生物学、化学特征,http:/ 类,按水流方式：静水式和流水式,按测试时间分类：急性试验和慢性试验,按受试活体分类：水生生物和发光细菌等,http:/ 鱼类、蚤类、藻类等， 其中鱼类毒性试验应用较广泛。,金鱼,绿藻,褐藻,蝴蝶鱼,图6.1 可用于水生生物毒性试验的部分鱼类和藻类,http:/ 它是生物自身的正常生理代谢过程.由于发光细菌有易培养、增殖速度快、发光易受外界环境的影响且反应迅速、灵敏等特点。近年来国内外较多地将发光细应用于环境监测，Beckman公
8、司依据发光细菌的发光原理,已推出用于环境监测的生物毒性检测仪Microtox。,http:/ 水生植物中叶绿素含量、光合作用能力、固氮能力等指标的变化。 2.致诱变物质监测 其检测方法有： 微核测定 艾姆斯（Ames）试验 染色体畸变试验,（三）其他生物测试法,http:/ 卫生学质量的判断 在实际工作中，经常以检验细菌总数，特别是检验作为粪便污染的指示细菌，如总大肠菌群、粪大肠菌群、粪链球菌、肠道病毒等，来间接判断水的卫生学质量。 2. 利用细菌的新陈代谢能力检测废水毒性： 利用细菌的活动能力 利用细菌生长抑制试验 利用细菌的呼吸代谢检测,http:/ 空气污染生物监测,大气污染的生物监测是
9、利用生物对存在于大气中的污染物的反应，监测有害气体的成分和含量，以确定大气的环境质量水平。,http:/ 因为植物对大气污染的反应敏感性强，加上本身位置的固定，便于监测与管理，大气污染的生物监测主要是利用植物进行监测。,http:/ 受害症状：叶绿素被破坏、细胞组织脱水，进而发生叶面失去光泽，出现不同颜色（黄色、褐色或灰白色）的斑点，叶片脱落，甚至全株枯死等异常现象。,http:/ 部分二氧化硫指示植物,http:/ O3的指示植物,http:/ 氟化物的指示植物,氟化物指示植物,http:/ 乙烯的指示植物,http:/ 氮氧化物指示植物,http:/ 先将指示植物在没有污染的环境中盆栽或地
10、栽培植，待生长到适宜大小时，移至监测点观察它们的受害症状和程度。,图6.8 植物监测器示意图,1.气泵；2.针型阀；3.流量计；4.活性炭净化器；5.盆栽指示植物,http:/ 先通过调查和试验，确定群落中不同种植物对污染物的抗性等级，将其分为敏感、抗性中等和抗性强三类。如果敏感植物叶部出现受害症状，表明空气已受到轻度污染；如果抗性中等的植物出现部分受害症状，表明空气已受到中度污染；当抗性中等植物出现明显受害症状，有些抗性强的植物也出现部分受害症状时，则表明已造成严重污染。,表6.3 排放SO2的某化工厂附近植物群落受害情况,http:/ 对矿井内瓦斯毒气敏感的动物,http:/ 对SO2敏感
11、的动物,http:/ 大型哺乳动物、鸟类不堪忍受空气污染而迁往别处,http:/ 室内空气微生物监测：,某医院的空气微生物监测163份标本，合格88份，合格率仅54；表明空气微生物的污染与医院感染密切相关，加强消毒隔离措施、合理使用抗生素，控制医院感染是十分重要的。,http:/ 2001和2002年山东省某海滨城市空气微生物监测发现：该市空气微生物检出率高，空气处于微生物中度污染状态。其中东部、居住区空气污染较重，南部、西部和风景游览区空气污染较轻。滨海区空气陆源细菌少于内陆区，真菌却较多。滨海与内陆区空气微生物含量相近，滨海区空气陆源微生物增多，意味两区空气污染有趋同现象。,http:/
12、生物污染监测,生物污染监测就是应用各种检测手段测定生物体内的有害物质，以便及时掌握被污染的程度。 生物污染监测的步骤：,生物样品的采集,预处理,污染物的测定,生物样品制备,http:/ 植物样品的采集(污染物在植物体内分布不均匀） (1) 对样品的要求：采集的植物样品要具有代表性、典型性和适时性。 (2) 布点方法：在划分好的采样小区内，常采用梅花形布点法或交叉间隔布点法确定代表性的植株。,(一) 植物样品的采集和制备,http:/ 采样方法：在每个采样小区内的采样点上分别采集510处植株的根、茎、叶、果实等，将同部位样混合，组成一个混合样；采集样品量要能满足需要，一般经制备后，至少有2050
13、g干重样品。,图6.16 采样点布设方法,http:/ 植物样品的制备 (1) 鲜样的制备：测定植物内容易挥发、转化或降解的污染物质、营养成分，以及多汁的瓜、果、蔬菜样品，应制备成新鲜样品。 样品洗净晾干或拭干捣碎机捣碎制浆研磨 (2) 干样的制备： 风干、烘干磨碎过筛保存 3. 分析结果表示方法 常以干重为基础表示（mg/kg），但含水量高的蔬菜、水果等，以鲜重表示计算结果为好。,http:/ 动物样品的采集和制备,动物的尿液、血液、唾液、胃液、乳液、粪便、毛发、指甲、骨骼和组织等均可作为检验样品。,http:/ 灰化法,提取方法 分离方法,液-液萃取法 蒸馏法 层析法： 磺化法和皂化法 气提法和液上空间法 低温冷冻法,振荡浸取法 组织捣碎提取法 脂肪提取器提取 直接球磨提取法,(二) 提取、分离和浓缩,(三) 浓缩方法,蒸馏法 K-D浓缩器 蒸发法等,http:/ 高频电场激发灰化装置示意图,图6.18 氧瓶燃烧灰化装置示意图,http:/ 索式提取器示意图,图6.20 实验室用搅拌球磨机实物照片,http:/ 硅酸镁-乙醚-石油醚层析体系分离农药,http:/