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上一内容 下一内容 回主目录O返回 第第六六章章 生物监测与生物污染监测生物监测与生物污染监测 61 水环境污染生物监测 611 生物群落监测方法 612 叶绿素a的测定 613 细菌学检验法 62 空气污染生物监测 621 利用植物监测 622 利用动物监测 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 第六章第六章 生物监测与生物污染监测生物监测与生物污染监测 63 生物污染监测 631 生物对污染物的吸收及在体内分布 632 生物样品的采集和制备 633 生物样品的预处理 634 污染物的测定 64 土壤污染物的生物监测 641 土壤污染物的植物监测法 642 土壤污染物的动物监测法 643 土壤污染的微生物监测 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 本章目的、要求本章目的、要求 通过学习，使学生掌握水环境污染生物 监测和空气污染生物监测的基本原理 和方法；生物对污染物的吸收及在体 内的分布；了解生物样品的采集、制 备和预处理方法；生态环境监测的类 型及内容。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 本章重点 本章教学重点为水环境污染生物监测，空气 污染生物监测的基本原理和方法。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 本章难点本章难点 难点是生物样品的采集和制备。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 第六章 生物监测与生物污染监测 生物监测的定义和方法：利用生物的组 分、个体、种群或群落对环境污染或 环境变化所产生的反应，从生物学的 角度，为环境质量的监测和评价提供 依据，称为生物监测。 生物监测与大气污染监测、水体污染监 测、土壤污染监测相比，最大的差异 在于分析对象的特殊性。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 第六章 生物监测与生物污染监测 生物监测方法： 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 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 第六章 生物监测与生物污染监测 生物监测的特点： 长期性：环境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。这些变化是因污染物的排放量 不稳定而造成的。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。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 第六章 生物监测与生物污染监测 综合性：由于污染物成份复杂，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。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 富集性：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） （ 人食用水后富集1000万倍）。 第六章 生物监测与生物污染监测 上一内容 下一内容 回主目录O返回 61 水环境污染生物监测 主要目的: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。 采样断面和采样点的布设原则： 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。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 611 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，这是长期自然发展的结果，也 是生态系统保持相对平衡的标志。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。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 （1）水污染指示生物法：通过水体中指示生 物的种类和数量变化来评断水体污染程度。 * 水污染指 示生物 浮游生物：原生动物、轮虫 枝角类和桡足类及藻类。在 水污染调查中被列为主要研 究对象。 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。对河流水质的评 价尤佳。 底栖动物：栖息在水体底部淤 泥内、石块或砾石表面及其间 隙中的肉眼可见的水生无脊椎 动物。 鱼类：可以起到监 测水质的作用。 微生物：可以反映 水体被有机物污染 的程度。 （1 1）水污染指示生物水污染指示生物法法 上一内容 下一内容 回主目录O返回 （2）生物指数监测法 贝克生物指数：贝克提出从采样点采到的 底栖大型无脊椎动物。 生物指数（BI）= 2A + B 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。 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。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 （2）生物指数监测法 贝克-津田生物指数：津田松苗在对贝 克指数进行多次修改的基础上，提出不 限在采样点采集，尽量把在监测河段的 大型无脊锥动物采集完全，再用贝克生 物指数公式计算。 当BI20，为清洁水区；10BI20，为 轻度污染水区；6BI10，为中等污染 水区；0BI6，为严重污染水区 。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 生物种类多样性指数： 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 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；种类越少 指数越小，水体污染越严重。1.0：严重污染; 在1.03.0之间：中等污染； 3.0：清洁。 （2）生物指数监测法 上一内容 下一内容 回主目录O返回 硅藻生物指数： 硅藻指数 = 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 硅藻指数050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。 （2）生物指数监测法 上一内容 下一内容 回主目录O返回 （3）污水生物系统法 将受有机物污染的河流按照污染程度 和自净过程，自上游向下游划分为四 个相互连续的河段，即多污带段、-中 污带段、-中污带段和寡污带段，每个 带都有自己的物理、化学和生物学特 征。根据这些特征进行判断。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 项目多污带-中污带-中污带寡污带 化学 过程 还原和分解作用明显 开始 水和底泥里出现氧化作 用 氧化作用更 强烈 因氧化使无机化 达到矿化阶段 溶解氧没有或极微量少量较多很多 BOD很高高较低低 硫化氢 的生成 具有强烈的硫化氢臭 味 没有强烈硫化氢臭味无无 水中 有机物 蛋白质、多肽等高分 子物质大量存在 高分子化合物分解产生 氨基酸、氨等 大部分有机 物已完成无 机化过程 有机物全分解 底泥常有黑色硫化铁存在 ，呈黑色 硫化铁氧化成氢氧化铁 ，底泥不呈黑色 有Fe2O3存在大部分氧化 水中 细菌 大量存在，每毫升可 达100万个以上 细菌较多，每毫升在10 万个以上 数量减少， 每毫升在10 万个以下 数量少，每毫升 在100个以下 表6.1 污水系统的部分生物学、化学特征 上一内容 下一内容 回主目录O返回 （4）PFU微型生物群落监测法（简称PFU法） 根据生物地理平衡模型及微型生物在PFU（ 聚氨酯泡沫塑料块）上群集的过程，提出 了3个功能参数： 平衡时的物种数量Seq； 群集曲线的斜率(或称群集常数)G； 达到90Seq所需要的时间T90。 如果环境受到污染影响，原来的平衡遭 到破，这3个参数将发生改变。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 （4）PFU微型生物群落监测法（简称PFU法） 利用微型生物在PFU上的群集过程中3个参数 的变化，可以评价水质和监测水污染。 在严重污染的水体中：平衡时物种数Seq会减 少，集群速度G也减小，达到90Seq所需时 间T90%将延长。从生态学观点看，重污染和 严重污染已超出大多数原生动物的耐受限 度，在这恶劣的环境中，大多数种类不能 耐受而消失。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 612 叶绿素a的测定 叶绿素a是将光合作用的光能传递给化学反应 系统的唯一色素，叶绿素b、c、d等吸收的 光能是通过叶绿素a传递给化学反应系统。 试验表明：当叶绿素a的质量浓度升10mg/m3 以上并有迅速增加的趋势时，就可以预测 水体即将发生富营养化。 叶绿素a的测定方法有高效液相色谱、分光光 度法和荧光光谱法。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 613 细菌学检验法 细菌学检验法：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。 水污染的两项常用的细菌指标为细菌菌 落总数和大肠菌群数。 （1）细菌总数的测定 （2）总大肠菌群的测定。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 6 62 2 空气污染生物监测空气污染生物监测 大气污染的生物监测是利用生物对存在 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。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 621 利用植物监测 植物监测：植物能以庞大的叶面积与空 气接触，进行活跃的气体交换;植物缺 乏动物的循环系统来缓冲外界的影响; 植物固定生长的特点使其无法避开污 染物的伤害。 利用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。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 二氧化硫指示植物 堇菜苔藓 白蜡树云杉 地衣 棉花 白杨 上一内容 下一内容 回主目录O返回 光化学氧化物指示植物光化学氧化物指示植物 矮牵牛花葡萄 菠菜 黄瓜马铃薯 洋葱 上一内容 下一内容 回主目录O返回 雪松 葡萄金钱草 杏树慈竹 郁金香 氟化物指示植物氟化物指示植物 上一内容 下一内容 回主目录O返回 乙烯的指示植物乙烯的指示植物 万寿菊 皂荚树黄瓜 番茄 兰花 上一内容 下一内容 回主目录O返回 氮氧化物指示植物 向日葵菠菜 秋海棠番茄烟草 上一内容 下一内容 回主目录O返回 （2）监测方法 栽培指示植物监测法：先将指示植物在没有 污染的环境中盆栽或地栽培植，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。 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 上一内容 下一内容 回主目录O返回 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。 植物群落监测法 上一内容 下一内容 回主目录O返回 植 物受 害 情 况 悬铃木、加拿大白杨 80100%叶片受害，甚至脱落 桧柏、丝瓜叶片有明显大块伤斑，部分植株枯死 向日葵、葱、玉米、菊 、牵牛花 50%左右叶面积受害，叶片脉间有点、块 状伤斑 月季、蔷薇、枸杞、香 椿、乌柏 30%左右叶面积受害，叶脉间有轻度点、 块状伤斑 葡萄、金银花、枸树、 马齿苋 10%左右叶面积受害，叶片上有轻度点状 斑 广玉兰、大叶黄杨、栀 子花、腊梅 无明显症状 排放SO2的某化工厂附近植物群落受害情况 上一内容 下一内容 回主目录O返回 622 利用动物监测 （1）利用动物个体的异常反应 ： 对矿井内瓦斯毒气敏感的动物 金丝雀 金翅雀 鸡 老鼠 上一内容 下一内容 回主目录O返回 对SO2敏感的动物 敏感性水平： 本鸟 最高 俺狗狗第二 金丝雀 狗 家禽 耐受力 最好的 当属我 们家禽 了 上一内容 下一内容 回主目录O返回 大型哺乳动物、鸟类、昆虫等迁移大型哺乳动物、鸟类、昆虫等迁移 受不了啦，快跑吧！ 上一内容 下一内容 回主目录O返回 （2）利用微生物监测 空气微生物是空气污染的重要因子，它 与气溶胶、颗粒物等媒体一起散布并 污染环境、左右疾病发生与传播，监 测空气微生物状况是掌握其活动和作 用的必要前提。 室内空气微生物监测： 室外空气微生物监测： * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 6 63 3 生物污染监测生物污染监测 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： * 生物样样品的采集 生物样样品制备备预处预处理污污染物的测测定。 生物样样品的采集 生物样样品制备备预处预处理污污染物的测测定。 生物样品的采集 生物样品制备 预处理 污染物的测定。 上一内容 下一内容 回主目录O返回 631生物对污染物的吸收及在体内分布 （1）生物对污染物的吸收 植物对污染物的吸收及在体内分布: 空气污染物主要通过粘附、从叶片气孔或 茎部皮孔侵入方式进入植物体；植物通 过根系从土壤或水体中吸收水溶态污染 物。 * 上一内容 下一内容 回主目录O返回 。成熟期水稻各部位中的含镉量 植株部位放射性计数/( 脉冲min- 1g干样-1) 含镉量 /(g g干 样-1) 分配百分数/% 不同部位 合 计 地 上 部 位 叶、叶鞘 茎 杆 穗 轴 穗 壳 糙 米 148 375 44 37 35 0.67 1.70 0.20 0.16 0.15 3.5 9.0 1.1 0.8 0.8 15.2 根系部分354016.1284.484.8 上一内容 下一内容 回主目录O返回 品 种叶 片根茎果 实 番 茄 茄 子 黄 瓜 菜 豆 菠 菜 青萝卜 胡萝卜 149 107 110 164 57.0 34.0 63.0 32.0 31.0 50.0 18.7 3.8 2.4 19.5 9.0 33.0 7.3 2.5 3.8 3.6 17.0 氟污染区蔬菜不同部位的含氟量 ( g/g) 上一内容 下一内容 回主目录O返回 农药在稻谷中的蓄积情况 农 药糠 / %米 / % p,p-DDT 六六六 马拉硫磷 苯硫磷 乙拌磷 倍硫磷 70 40 87 80 65 94 30 60 13 20 35 6 上一内容 下一内容 回主目录O返回 农药在水果中的蓄积情况 农 药品种果皮 / %果肉 / % p,p-DDT 西维因 敌菌丹 倍硫磷 异狄氏剂 杀螟松 乐果 苹果 苹果 苹果 桃 柿子 葡萄 橘子 97 22 97 70 96 98 85 3 78 3 30 4 2 15 上一内容 下一内容 回主目录O返回 环境中的污染物一般通过呼吸道、消化道、皮肤 等途径进入动物体内;水和土壤中的污染物质主 要通过饮用水和食物摄入，经消化道被吸收;脂 溶性污染物质通过皮肤吸收后进入动物肌体。 呼吸道消化道皮肤吸收 图6.15 动物对污染物的吸收方式 动物对污染物的吸收及在体内分布 上一内容 下一内容 回主目录O返回 632 生物样品的采集和制备 (1)植物样品的采集和制备 植物样品的采集： 采样要求、采样方法 植物样品的制备： 鲜样的制备、干样的制备。 分析结果表示方法 （2）动物