土壤污染物生物監(jiān)測1[共15頁]

1、1 土壤污染物生物監(jiān)測 主講人：陳強(qiáng)培 成員：尚志、冼憲恒、王建華、趙國保 2 主要內(nèi)容 背景 生物監(jiān)測的方法及其運(yùn)用 展望 3 背景介紹 土壤的定義：位于地球陸地的、具有肥力的、能夠生 長植物的疏松表層。 土壤是人類賴以生存與發(fā)展的重要資源與生態(tài)環(huán) 境條件，是在地球演化、特別是地表圈層系統(tǒng)形成的 歷史過程中，繼原始巖石圈、大氣圈、水圈、生物圈 之后，最后出現(xiàn)和形成的獨(dú)立自然全層。 4 我國土壤現(xiàn)狀 近半個世紀(jì)以來, 我國土壤質(zhì)量一直在下降,土壤污染日益 嚴(yán)重, 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的農(nóng)藥、化肥, 城市周邊工業(yè)等的有機(jī)物污 染, 集中在城市周邊、工礦區(qū)、交通線附近的重金屬污染, 已使土 地不堪重負(fù)。

2、土壤污染具有隱蔽性、滯后性、區(qū)域性、不可逆性、 累積性和難恢復(fù)性等特點(diǎn)。這些特性使其對人類的危害可能是災(zāi) 難性的, 對于中國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和國家生態(tài)安全已構(gòu)成嚴(yán)重威 脅, 因此, 有必要加強(qiáng)土壤環(huán)境污染的監(jiān)測。 5 生物監(jiān)測的優(yōu)點(diǎn) (1)生物監(jiān)測表明外源性化學(xué)物質(zhì)影響生物物種或生物調(diào)控過程 的細(xì)微變化, 而這些變化可能為常規(guī)分析所錯過; (2)在環(huán)境中, 生物接觸的污染物不止一種, 而幾種污染物混合 起來, 有可能發(fā)生協(xié)同作用, 使危害程度加劇, 生物監(jiān)測能較好 地反映出環(huán)境污染對生物產(chǎn)生的綜合效應(yīng); (3)生物監(jiān)測具有靈敏性, 一些低濃度甚至是痕量的污染物進(jìn)入 環(huán)境后, 在能直接檢測或人類直

3、接感受到以前, 生物即可迅速作 出反應(yīng), 顯示出可見癥狀。因此, 可以在早期發(fā)現(xiàn)污染, 及時預(yù) 報; 6 生物監(jiān)測的優(yōu)點(diǎn) (4)對于那些劑量小、長期作用產(chǎn)生的慢性毒性效應(yīng),用理化方 法很難進(jìn)行測定, 而生物監(jiān)測卻可以做到; (5)生物監(jiān)測克服了理化監(jiān)測的局限性和連續(xù)取樣的繁瑣性; (6)價格低廉; (7)不需要煩瑣的保養(yǎng)及維修儀器等工作; (8)可以大面積布點(diǎn), 甚至邊遠(yuǎn)地區(qū)也能實(shí)行。 7 生物監(jiān)測的定義 生物監(jiān)測是指利用生物的組分、個體、種群 或群落對環(huán)境污染或環(huán)境變化所產(chǎn)生的反應(yīng), 從生 物學(xué)的角度, 為環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測和評價提供依據(jù)。 8 植物監(jiān)測及其運(yùn)用 利用土壤污染的指示植物進(jìn)行監(jiān)測,

4、 土壤受到污染后, 污 染物對植物產(chǎn)生各種反應(yīng)“信號”, 主要是: 產(chǎn)生可見癥狀, 如 葉片上出現(xiàn)傷斑; 生理代謝異常, 如蒸騰率降低、呼吸作用加 強(qiáng), 生長發(fā)育受抑; 植物成分發(fā)生變化, 由于吸收污染物質(zhì),使植 物體中的某些成分相對于正常情況下發(fā)生改變。 9 植物監(jiān)測及其運(yùn)用 (1)根據(jù)植物形態(tài)異常變化判定土壤污染。根據(jù)植物形態(tài)異常變化判定土壤污染。研究發(fā)現(xiàn), 當(dāng)土壤中 Cu 過量時, 嬰粟植株矮化; Ni過量時, 白頭翁的花瓣變?yōu)闊o色; 10 植物監(jiān)測及其運(yùn)用 (2)根據(jù)植物生態(tài)習(xí)性判定土壤污染。根據(jù)植物生態(tài)習(xí)性判定土壤污染。研究證實(shí), 有些植物具有超 量積累重金屬能力, 通常分布于重金屬

5、過量土壤中, 此生態(tài)習(xí)性 可資判斷土壤重金屬污染與否。早熟禾、裸柱菊、北美獨(dú)行菜 能在Cu 污染土壤上生存; 11 植物監(jiān)測及其運(yùn)用 (3)根據(jù)植物體內(nèi)污染物含量判定土壤污染。根據(jù)植物體內(nèi)污染物含量判定土壤污染。如祝棟林 等報道了苔蘚對Pb 有很強(qiáng)的富集能力,其體內(nèi)的重金 屬濃度隨土壤濃度的增大而增大 12 動物監(jiān)測及其運(yùn)用 土壤動物在土壤有機(jī)質(zhì)分解、養(yǎng)分循環(huán)、改善土壤結(jié)構(gòu)、 影響健康和植物演替中具有重要的作用。由于土壤動物的主要 種類與生態(tài)系統(tǒng)不同方面的信息相互聯(lián)系, 因此土壤動物可以 作為土壤污染的生態(tài)指標(biāo)。 13 微生物監(jiān)測及其運(yùn)用 主要是通過監(jiān)測土壤中微生物群落的變化來反映土壤受 到污

6、染的狀況。通過對土壤中異養(yǎng)菌(主要是細(xì)菌、放線菌和 霉菌)的分離和計數(shù), 觀察和了解受測土壤中微生物群系的結(jié)構(gòu) 和數(shù)量的改變,從而評價土壤被污染的狀況及程度。 (1)根據(jù)微生物種群結(jié)構(gòu)的變化判定土壤污染。根據(jù)微生物種群結(jié)構(gòu)的變化判定土壤污染。 鄧曉等研究表明草甘膦在5 種不同濃度下對土壤微生物的 種群數(shù)量具有一定的抑制作用, 并隨藥劑濃度的升高抑制作用 逐漸增強(qiáng)。 14 微生物監(jiān)測及其運(yùn)用 (2)根據(jù)微生物功能的變化判定土壤污染。根據(jù)微生物功能的變化判定土壤污染。 朱南文等報道甲胺磷對脫氫酶和3 種磷酸酶的活性均 有不同程度的抑制, 其抑制強(qiáng)度和作用時間隨濃度升高 而加劇和延長; 15 土壤污染生物監(jiān)測的展望 盡管有多種不足, 但隨著環(huán)境科學(xué)的發(fā)展, 生物監(jiān) 測的重要性必定會顯現(xiàn)出來, 并與理化監(jiān)測并駕齊驅(qū), 相互配合, 使之更全面, 更真實(shí)地對環(huán)境污染作出評價。 同時, 生物監(jiān)測可指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及環(huán)境變化研究, 促進(jìn)