環(huán)境監(jiān)測 第六章-生物監(jiān)測

1、第六章第六章 環(huán)境污染生物監(jiān)測環(huán)境污染生物監(jiān)測利用生物的組分、個體、種群或群利用生物的組分、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)，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)，稱為生物監(jiān)測。評價提供依據(jù)，稱為生物監(jiān)測。生物監(jiān)測方法：生物監(jiān)測方法：1. 1. 生態(tài)（群落生態(tài)和個體生態(tài)生態(tài)（群落生態(tài)和個體生態(tài) ）監(jiān)測）監(jiān)測2. 2. 生物測試生物測試( (毒性測定、致突變測定毒性測定、致突變測定) )3. 3. 生物的生理、生化指標測定生物的生理、生化指標測定4. 4. 生物體內(nèi)污染物殘留量測定生物體內(nèi)污染物殘留量

2、測定生物監(jiān)測的定義和方法生物監(jiān)測的定義和方法生物監(jiān)測的特點生物監(jiān)測的特點富集性富集性 生物的一個重要特點是它能夠通過各種方式從環(huán)生物的一個重要特點是它能夠通過各種方式從環(huán)境中富集某些元素。如水中境中富集某些元素。如水中DDT農(nóng)藥農(nóng)藥:水中濃度為水中濃度為0.000003mgL浮游生物（富集浮游生物（富集7.3萬倍）萬倍） 小魚小魚 (富集富集14.3萬倍萬倍) 大魚大魚 （富集（富集858萬倍）萬倍） 人食用這些水中生物后富集人食用這些水中生物后富集1000萬倍。萬倍。 長期性長期性 環(huán)境污染物的含量和其它環(huán)境條件改變的強環(huán)境污染物的含量和其它環(huán)境條件改變的強度大小，是隨時間而變化的。這些變化

3、是因污染度大小，是隨時間而變化的。這些變化是因污染物的排放量不穩(wěn)定而造成的。理化監(jiān)測只能代表物的排放量不穩(wěn)定而造成的。理化監(jiān)測只能代表取樣期間的概況。而生活于一定區(qū)域內(nèi)的生物，取樣期間的概況。而生活于一定區(qū)域內(nèi)的生物，能把一定時問內(nèi)環(huán)境變化情況反映出來。能把一定時問內(nèi)環(huán)境變化情況反映出來。 綜合性綜合性 人類生產(chǎn)、生活所產(chǎn)生的污染物，成份極其人類生產(chǎn)、生活所產(chǎn)生的污染物，成份極其復(fù)雜。理化監(jiān)測只能獲得各種成份的類別和含量，復(fù)雜。理化監(jiān)測只能獲得各種成份的類別和含量，但不能確切說明對生物有機體的影響。而生物是但不能確切說明對生物有機體的影響。而生物是接受綜合作用，不僅僅是個別組分的影響，所以接受

4、綜合作用，不僅僅是個別組分的影響，所以生物監(jiān)測能反映環(huán)境諸因子、多組分綜合作用的生物監(jiān)測能反映環(huán)境諸因子、多組分綜合作用的結(jié)果，能闡明整個環(huán)境的情況。對符合排放標準結(jié)果，能闡明整個環(huán)境的情況。對符合排放標準的污染物，其長期影響環(huán)境的后果，更需要用生的污染物，其長期影響環(huán)境的后果，更需要用生物監(jiān)測來評價。物監(jiān)測來評價。以上過程，只有通以上過程，只有通過生物監(jiān)測手段，通過過生物監(jiān)測手段，通過食物鏈放大了的各營養(yǎng)食物鏈放大了的各營養(yǎng)級進行分析，才能對水級進行分析，才能對水體進行全面評價。體進行全面評價。 對水環(huán)境進行生物監(jiān)測的主要目的對水環(huán)境進行生物監(jiān)測的主要目的: :了解污染對水生生物的危害狀況，

5、判了解污染對水生生物的危害狀況，判別和測定水體污染的類型和程度，為制定別和測定水體污染的類型和程度，為制定控制污染措施，使水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)保持平控制污染措施，使水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)保持平衡提供依據(jù)。衡提供依據(jù)。第一節(jié)第一節(jié) 水環(huán)境污染生物監(jiān)測水環(huán)境污染生物監(jiān)測采樣斷面和采樣點的布設(shè)原則采樣斷面和采樣點的布設(shè)原則 斷面要有代表性斷面要有代表性 盡可能與化學(xué)監(jiān)測斷面相一致盡可能與化學(xué)監(jiān)測斷面相一致 考慮水環(huán)境的整體性、監(jiān)測工作連續(xù)性和經(jīng)濟考慮水環(huán)境的整體性、監(jiān)測工作連續(xù)性和經(jīng)濟性性 一、生物群落監(jiān)測方法一、生物群落監(jiān)測方法二、生物測試法二、生物測試法三、細菌學(xué)檢驗法三、細菌學(xué)檢驗法一、生物群落監(jiān)測方法一、

6、生物群落監(jiān)測方法未受污染的環(huán)境水體中生活著多種多樣的水未受污染的環(huán)境水體中生活著多種多樣的水生生物，這是長期自然發(fā)展的結(jié)果，也是生態(tài)系生生物，這是長期自然發(fā)展的結(jié)果，也是生態(tài)系統(tǒng)保持相對平衡的標志。當(dāng)水體受到污染后，水統(tǒng)保持相對平衡的標志。當(dāng)水體受到污染后，水生生物的群落結(jié)構(gòu)和個體數(shù)量就會發(fā)生變化，使生生物的群落結(jié)構(gòu)和個體數(shù)量就會發(fā)生變化，使自然生態(tài)平衡系統(tǒng)被破壞，最終結(jié)果是敏感生物自然生態(tài)平衡系統(tǒng)被破壞，最終結(jié)果是敏感生物消亡，抗性生物旺盛生長，群落結(jié)構(gòu)單一，這是消亡，抗性生物旺盛生長，群落結(jié)構(gòu)單一，這是生物群落監(jiān)測法的理論依據(jù)。生物群落監(jiān)測法的理論依據(jù)。：。原生動物、原生動物、輪蟲、枝角類

7、和橈足類輪蟲、枝角類和橈足類浮游植物浮游植物藻類藻類（一）（一）生物指數(shù)監(jiān)測法生物指數(shù)監(jiān)測法（貝克生物指數(shù)、貝克（貝克生物指數(shù)、貝克-津津田生物指數(shù)、生物種類多樣性指數(shù)、硅藻田生物指數(shù)、生物種類多樣性指數(shù)、硅藻生物指數(shù)）生物指數(shù)） （二）（二）污水生物系統(tǒng)法污水生物系統(tǒng)法（三）（三） PFU微型生物群落監(jiān)測法微型生物群落監(jiān)測法（簡稱（簡稱PFU法）法） （一）生物指數(shù)監(jiān)測法（一）生物指數(shù)監(jiān)測法 生物指數(shù)（生物指數(shù)（BI）=2A+B式中：式中：A、B分別為敏感底棲動物種類數(shù)和耐污底棲動分別為敏感底棲動物種類數(shù)和耐污底棲動物種類數(shù)。物種類數(shù)。貝克生物指數(shù)貝克生物指數(shù)：從采樣點采到的底棲大型無脊椎動

8、：從采樣點采到的底棲大型無脊椎動物。當(dāng)物。當(dāng)BI10時，為清潔水域；時，為清潔水域；BI為為16時，為中時，為中等污染水域；等污染水域；BI=0時，為嚴重污染水域。時，為嚴重污染水域。2 2、貝克津田生物指數(shù)、貝克津田生物指數(shù) 所有擬評價或監(jiān)測的河段各種底棲大型無脊椎動所有擬評價或監(jiān)測的河段各種底棲大型無脊椎動物。當(dāng)物。當(dāng)BI20，為清潔水區(qū)；，為清潔水區(qū)；10BI20，為輕度，為輕度污染水區(qū)；污染水區(qū)；6BI10，為中等污染水區(qū)；，為中等污染水區(qū)；0BI6，為嚴重污染水區(qū)為嚴重污染水區(qū) 。1.1.貝克生物指數(shù)貝克生物指數(shù)3.3.生物種類多樣性指數(shù)生物種類多樣性指數(shù) 式中：式中： 種類多樣性指

9、數(shù)；種類多樣性指數(shù)； N 單位面積樣品中收集到的各類動物的總個數(shù)；單位面積樣品中收集到的各類動物的總個數(shù)；ni單位面積樣品中第單位面積樣品中第i種動物的個數(shù)；種動物的個數(shù)；S 收集到的動物種類數(shù)。收集到的動物種類數(shù)。 動物種類越多，指數(shù)越大，水質(zhì)越好；反之，種類越動物種類越多，指數(shù)越大，水質(zhì)越好；反之，種類越少，指數(shù)越小，水體污染越嚴重。少，指數(shù)越小，水體污染越嚴重。威爾姆對美國十幾條河威爾姆對美國十幾條河流進行了調(diào)查，總結(jié)出指數(shù)與水樣污染程度的關(guān)系如下：流進行了調(diào)查，總結(jié)出指數(shù)與水樣污染程度的關(guān)系如下： 值值1.0：嚴重污染：嚴重污染; 值值1.03.0：中等污染；：中等污染； 值值3.0：

10、清潔：清潔NnNndisii12logdddd4.4.硅藻生物指數(shù)硅藻生物指數(shù) 硅藻指數(shù)硅藻指數(shù)=式中：式中：A不耐污染藻類的種類數(shù)；不耐污染藻類的種類數(shù)； B廣譜性藻類的種類數(shù)；廣譜性藻類的種類數(shù)； C僅在污染水域才出現(xiàn)的藻類種類數(shù)。僅在污染水域才出現(xiàn)的藻類種類數(shù)。硅藻指數(shù)硅藻指數(shù)050為多污帶；為多污帶；硅藻指數(shù)硅藻指數(shù)50100為為-中污帶；中污帶；硅藻指數(shù)硅藻指數(shù)100150為為-中污帶；中污帶；硅藻指數(shù)硅藻指數(shù)150200為輕污帶。為輕污帶。 2A+B2C A+BC100（二）污水生物系統(tǒng)法（二）污水生物系統(tǒng)法 將受有機物污染的河流按照污染程度和自凈將受有機物污染的河流按照污染程度和

11、自凈過程，自上游向下游劃分為四個相互連續(xù)的河段，過程，自上游向下游劃分為四個相互連續(xù)的河段，即即多污帶段、多污帶段、-中污帶段、中污帶段、-中污帶段和寡污帶中污帶段和寡污帶段段，每個帶都有自己的物理、化學(xué)和生物學(xué)特征。，每個帶都有自己的物理、化學(xué)和生物學(xué)特征。根據(jù)這些特征進行判斷。根據(jù)這些特征進行判斷。 項目項目多污帶多污帶-中污帶中污帶-中污帶中污帶寡污帶寡污帶化學(xué)化學(xué)過程過程還原和分解作用明還原和分解作用明顯開始顯開始水和底泥里出現(xiàn)氧化水和底泥里出現(xiàn)氧化作用作用氧化作用更氧化作用更強烈強烈因氧化使無機因氧化使無機化達到礦化階化達到礦化階段段溶解氧溶解氧沒有或極微量沒有或極微量少量少量較多較

12、多很多很多BOD很高很高高高較低較低低低硫化氫硫化氫的生成的生成具有強烈的硫化氫具有強烈的硫化氫臭味臭味沒有強烈硫化氫臭味沒有強烈硫化氫臭味無無無無水中水中有機物有機物蛋白質(zhì)、多肽等高蛋白質(zhì)、多肽等高分子物質(zhì)大量存在分子物質(zhì)大量存在高分子化合物分解產(chǎn)高分子化合物分解產(chǎn)生氨基酸、氨等生氨基酸、氨等大部分有機大部分有機物已完成無物已完成無機化過程機化過程有機物全分解有機物全分解底泥底泥常有黑色硫化鐵存常有黑色硫化鐵存在，呈黑色在，呈黑色硫化鐵氧化成氫氧化硫化鐵氧化成氫氧化鐵，底泥不呈黑色鐵，底泥不呈黑色有有Fe2O3存存在在大部分氧化大部分氧化水中水中細菌細菌大量存在，每毫升大量存在，每毫升可達可

13、達100萬個以上萬個以上細菌較多，每毫升在細菌較多，每毫升在10萬個以上萬個以上數(shù)量減少，數(shù)量減少，每毫升在每毫升在10萬個以下萬個以下數(shù)量少，每毫數(shù)量少，每毫升在升在100個以下個以下表表6.1 6.1 污水系統(tǒng)的部分生物學(xué)、化學(xué)特征污水系統(tǒng)的部分生物學(xué)、化學(xué)特征（三）（三）PFUPFU微型生物群落監(jiān)測法微型生物群落監(jiān)測法 PFU法法是以聚氨酯泡沫塑料塊（是以聚氨酯泡沫塑料塊（Polyurechane Foam Unit，簡稱，簡稱PFU）作為人工基質(zhì)沉入水體中，）作為人工基質(zhì)沉入水體中，經(jīng)一定時間后，水體中大部分微型生物種類均可群集經(jīng)一定時間后，水體中大部分微型生物種類均可群集到到PFU內(nèi)

14、，達到種數(shù)平衡，通過觀察和測定該群落結(jié)內(nèi)，達到種數(shù)平衡，通過觀察和測定該群落結(jié)構(gòu)與功能的各種參數(shù)來評價水質(zhì)狀況。構(gòu)與功能的各種參數(shù)來評價水質(zhì)狀況。 根據(jù)水環(huán)境條件確定采樣時間，一般在根據(jù)水環(huán)境條件確定采樣時間，一般在靜水靜水中中采樣約需采樣約需四周四周，在，在流水流水中采樣約需中采樣約需兩周兩周；采樣結(jié)束；采樣結(jié)束后，帶回實驗室，把后，帶回實驗室，把PFUPFU中的水全部擠于燒杯內(nèi)，用中的水全部擠于燒杯內(nèi)，用顯微鏡進行微型生物種類觀察和活體計數(shù)。顯微鏡進行微型生物種類觀察和活體計數(shù)。Cairns首次使用聚氨酯泡沫塑料塊采集水體微型首次使用聚氨酯泡沫塑料塊采集水體微型生物群落；生物群落；根據(jù)生物

15、地理平衡模型及微型生物在根據(jù)生物地理平衡模型及微型生物在PFU上群集上群集的過程，提出了的過程，提出了3個功能參數(shù)：個功能參數(shù)： 平衡時的物種數(shù)量平衡時的物種數(shù)量Seq； 群集曲線的斜率群集曲線的斜率(或稱群集常數(shù)或稱群集常數(shù))G； 達到達到90Seq所需要的時間所需要的時間T90。如果環(huán)境受到污染影響，原來的平衡遭到破壞，如果環(huán)境受到污染影響，原來的平衡遭到破壞，這這3個參數(shù)將發(fā)生改變。因此，利用微型生物在個參數(shù)將發(fā)生改變。因此，利用微型生物在PFU上的群集過程中上的群集過程中3個參數(shù)的變化，可以評價水質(zhì)和監(jiān)個參數(shù)的變化，可以評價水質(zhì)和監(jiān)測水污染。測水污染。PFU微型生物群落參數(shù)的變化在不同

16、的微型生物群落參數(shù)的變化在不同的水質(zhì)范圍內(nèi)具有不同的行為水質(zhì)范圍內(nèi)具有不同的行為:污染較輕的情況下，污染較輕的情況下，隨著污染加重，集群速度隨著污染加重，集群速度G、平衡時的物種數(shù)、平衡時的物種數(shù)Seq都會增大，達到都會增大，達到90Seq的的時間時間T90%將縮短。從生態(tài)學(xué)觀點看，此時營養(yǎng)水平將縮短。從生態(tài)學(xué)觀點看，此時營養(yǎng)水平適合大多數(shù)原生動物的生長，因此，適合大多數(shù)原生動物的生長，因此，種類多，豐度種類多，豐度也大也大；但隨著污染程度進一步加重，但隨著污染程度進一步加重，平衡時物種數(shù)平衡時物種數(shù)Seq會減少，達到會減少，達到90Seq所需時間所需時間T90%將延長，集將延長，集群速度群速

17、度G也減小。從生態(tài)學(xué)觀點看，重污染和嚴重也減小。從生態(tài)學(xué)觀點看，重污染和嚴重污染已超出大多數(shù)原生動物的耐受限度，在這惡劣污染已超出大多數(shù)原生動物的耐受限度，在這惡劣的環(huán)境中，的環(huán)境中，大多數(shù)種類不能耐受而消失大多數(shù)種類不能耐受而消失。利用生物受到污染物質(zhì)危害或毒害后所產(chǎn)生的利用生物受到污染物質(zhì)危害或毒害后所產(chǎn)生的反應(yīng)或生理機能的變化，來評價水體污染狀況，確反應(yīng)或生理機能的變化，來評價水體污染狀況，確定毒物安全濃度的方法稱為定毒物安全濃度的方法稱為生物測試法。生物測試法。 二、生物測試法二、生物測試法按水流方式：按水流方式：靜水式和流水式靜水式和流水式按測試時間分類：按測試時間分類：急性試驗和慢

18、性試驗急性試驗和慢性試驗按受試活體分類：按受試活體分類：水生生物和發(fā)光細菌等水生生物和發(fā)光細菌等（一）水生生物毒性試（一）水生生物毒性試驗驗金魚金魚綠藻綠藻褐藻褐藻蝴蝶魚蝴蝶魚圖圖6.1 6.1 可用于水生生物毒性試驗的部分魚類和藻類可用于水生生物毒性試驗的部分魚類和藻類靜水式魚類急性毒性試驗靜水式魚類急性毒性試驗供試魚的選擇和馴養(yǎng)供試魚的選擇和馴養(yǎng) 要選擇無病、行動活潑、魚鰭完要選擇無病、行動活潑、魚鰭完整舒展、食欲和逆水性強、體長整舒展、食欲和逆水性強、體長（不包括尾部）約（不包括尾部）約3 cm的同種和的同種和同齡的金魚。同齡的金魚。選出的魚必須先在與試驗條件相選出的魚必須先在與試驗條件

19、相似的生活條件（溫度、水質(zhì)等）似的生活條件（溫度、水質(zhì)等）下馴養(yǎng)下馴養(yǎng)7 d以上；試驗前一天停以上；試驗前一天停止喂食；如果在試驗前止喂食；如果在試驗前4 d天內(nèi)天內(nèi)發(fā)生死亡現(xiàn)象或發(fā)病的魚高于發(fā)生死亡現(xiàn)象或發(fā)病的魚高于10%，則不能使用。，則不能使用。金魚金魚2金魚金魚1試驗條件選擇試驗條件選擇n每一種濃度的試驗溶液為一組，每組每一種濃度的試驗溶液為一組，每組至少至少10尾魚尾魚試驗試驗容器用容積約容器用容積約10L的玻璃缸，保證每升水中魚重不超的玻璃缸，保證每升水中魚重不超過過2g。n試驗溶液的試驗溶液的溫度溫度要適宜，對冷水魚為要適宜，對冷水魚為1228，對溫，對溫水魚為水魚為2028。同

20、一試驗中，溫度變化為。同一試驗中，溫度變化為2。n試驗溶液中不能含大量耗氧物質(zhì)，要保證有足夠的試驗溶液中不能含大量耗氧物質(zhì)，要保證有足夠的溶溶解氧解氧，對于冷水魚不少于，對于冷水魚不少于5mg/L，對于溫水魚不少于，對于溫水魚不少于4mg/L。n試驗溶液的試驗溶液的pH值值通?？刂圃谕ǔ？刂圃?.78.5之間。之間。n配制試驗溶液和馴養(yǎng)魚用水應(yīng)是未受污染的河水或湖配制試驗溶液和馴養(yǎng)魚用水應(yīng)是未受污染的河水或湖水。如果使用自來水，必須經(jīng)充分曝氣才能使用。不水。如果使用自來水，必須經(jīng)充分曝氣才能使用。不宜使用蒸餾水。宜使用蒸餾水。試驗步驟試驗步驟試驗溶液濃度設(shè)計試驗溶液濃度設(shè)計 確定試驗溶液的濃度

21、范圍確定試驗溶液的濃度范圍試驗試驗 記錄不同時間的金魚成活數(shù)記錄不同時間的金魚成活數(shù)毒性判定毒性判定計算半數(shù)忍受限度（計算半數(shù)忍受限度（TLmTLm）預(yù)試驗預(yù)試驗( (探索性試驗探索性試驗) ) 通常選七個濃度通常選七個濃度( (至少五個至少五個) )96hLC50(mg/L)111010100100毒性分級毒性分級極高毒極高毒高毒高毒中毒中毒低毒低毒半數(shù)忍受限度（半數(shù)忍受限度（TLm），），即即半數(shù)存活濃度半數(shù)存活濃度。求。求TLm值的簡便方法是將試驗魚存活半數(shù)以上和半數(shù)值的簡便方法是將試驗魚存活半數(shù)以上和半數(shù)以下的數(shù)據(jù)與相應(yīng)試驗液毒物（或污水）濃度繪于以下的數(shù)據(jù)與相應(yīng)試驗液毒物（或污水）濃

22、度繪于半對數(shù)坐標紙上（對數(shù)坐標表示毒物濃度，算術(shù)坐半對數(shù)坐標紙上（對數(shù)坐標表示毒物濃度，算術(shù)坐標表示存活率），用標表示存活率），用直線內(nèi)插法直線內(nèi)插法求出。求出。表表6.2 6.2 某毒物實驗結(jié)果某毒物實驗結(jié)果毒物濃度毒物濃度 / (mgL-1)每組魚數(shù)每組魚數(shù)/ 尾尾試驗魚成活數(shù)試驗魚成活數(shù)24 h48 h96 h10.07.55.64.23.22.4對照組對照組10101010101010038910101000279101000127910安全濃度安全濃度= =安全濃度安全濃度=48TLm0.1圖圖6.2 6.2 用直線內(nèi)插法求用直線內(nèi)插法求TLmTLm48TLm0.3(24TLm/48

23、TLm)2（二）發(fā)光細菌法（二）發(fā)光細菌法發(fā)光細菌是一類能自發(fā)發(fā)光的細菌，其發(fā)光機制發(fā)光細菌是一類能自發(fā)發(fā)光的細菌，其發(fā)光機制是由于菌體內(nèi)有一種是由于菌體內(nèi)有一種熒光素酶熒光素酶，通過酶催化不飽和脂，通過酶催化不飽和脂肪酸反應(yīng)，而向外界輻射藍綠色的熒光，發(fā)光光譜范肪酸反應(yīng)，而向外界輻射藍綠色的熒光，發(fā)光光譜范圍在圍在435630nm，有單一最大發(fā)射峰，有單一最大發(fā)射峰(max=475nm).它是生物自身的正常生理代謝過程。由于發(fā)光細它是生物自身的正常生理代謝過程。由于發(fā)光細菌有易培養(yǎng)、增殖速度快、發(fā)光易受外界環(huán)境的影響菌有易培養(yǎng)、增殖速度快、發(fā)光易受外界環(huán)境的影響且反應(yīng)迅速、靈敏等特點。近年來

24、國內(nèi)外較多地將發(fā)且反應(yīng)迅速、靈敏等特點。近年來國內(nèi)外較多地將發(fā)光細菌應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測，光細菌應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測，Beckman公司依據(jù)發(fā)光細菌公司依據(jù)發(fā)光細菌的發(fā)光原理，已推出用于環(huán)境監(jiān)測的的發(fā)光原理，已推出用于環(huán)境監(jiān)測的生物毒性檢測儀生物毒性檢測儀Microtox。 生物發(fā)光法生物發(fā)光法是結(jié)合生命有機體的生物物理和生物化學(xué)是結(jié)合生命有機體的生物物理和生物化學(xué)過程，檢測的是處于環(huán)境中的生物，提供的是一個綜過程，檢測的是處于環(huán)境中的生物，提供的是一個綜合的整體指標，因此比傳統(tǒng)的檢驗方法更迅速，直接合的整體指標，因此比傳統(tǒng)的檢驗方法更迅速，直接反映環(huán)境污染對生物的影響。反映環(huán)境污染對生物的影響。 當(dāng)發(fā)光

25、細菌與水樣毒性組分接觸時，可影響或干擾細當(dāng)發(fā)光細菌與水樣毒性組分接觸時，可影響或干擾細菌的新陳代謝，使細菌的發(fā)光強度下降或熄滅。在一菌的新陳代謝，使細菌的發(fā)光強度下降或熄滅。在一定毒物濃度范圍內(nèi)，有毒物質(zhì)濃度與發(fā)光強度呈負相定毒物濃度范圍內(nèi)，有毒物質(zhì)濃度與發(fā)光強度呈負相關(guān)線性關(guān)系，因而可使用生物發(fā)光光度計測定水樣的關(guān)線性關(guān)系，因而可使用生物發(fā)光光度計測定水樣的相對發(fā)光強度來監(jiān)測有毒物質(zhì)的濃度。相對發(fā)光強度來監(jiān)測有毒物質(zhì)的濃度。 Deltatox水質(zhì)毒性檢測儀水質(zhì)毒性檢測儀 臺式生物毒性檢測儀臺式生物毒性檢測儀 1.水生植物生產(chǎn)力的測定水生植物生產(chǎn)力的測定水生植物中葉綠素含量、光合作用能力、固氮

26、能水生植物中葉綠素含量、光合作用能力、固氮能力等指標的變化。力等指標的變化。 2.致誘變物質(zhì)監(jiān)測致誘變物質(zhì)監(jiān)測其檢測方法有：其檢測方法有：微核測定微核測定艾姆斯（艾姆斯（Ames）試驗）試驗染色體畸變試驗染色體畸變試驗 （三）其他生物測試法（三）其他生物測試法在線葉綠素在線葉綠素a測定儀測定儀 三、細菌學(xué)檢驗法三、細菌學(xué)檢驗法1.衛(wèi)生學(xué)質(zhì)量的判斷衛(wèi)生學(xué)質(zhì)量的判斷在實際工作中，經(jīng)常以檢驗細菌總數(shù)，特別是在實際工作中，經(jīng)常以檢驗細菌總數(shù)，特別是檢驗作為糞便污染的指示細菌，如檢驗作為糞便污染的指示細菌，如總大腸菌群、糞總大腸菌群、糞大腸菌群、糞鏈球菌、腸道病毒大腸菌群、糞鏈球菌、腸道病毒等，來間接判

27、斷水等，來間接判斷水的衛(wèi)生學(xué)質(zhì)量。的衛(wèi)生學(xué)質(zhì)量。2.利用細菌的新陳代謝能力檢測廢水毒性：利用細菌的新陳代謝能力檢測廢水毒性：利用細菌的活動能力利用細菌的活動能力利用細菌生長抑制試驗利用細菌生長抑制試驗利用細菌的呼吸代謝檢測利用細菌的呼吸代謝檢測第二節(jié)第二節(jié) 空氣污染生物監(jiān)測空氣污染生物監(jiān)測 大氣污染的生物監(jiān)測是利用生物對存在于大大氣污染的生物監(jiān)測是利用生物對存在于大氣中的污染物的反應(yīng)，監(jiān)測有害氣體的成分和含氣中的污染物的反應(yīng)，監(jiān)測有害氣體的成分和含量，以確定大氣的環(huán)境質(zhì)量水平。量，以確定大氣的環(huán)境質(zhì)量水平。一、利用植物監(jiān)測一、利用植物監(jiān)測 在生物體系中，植物更易遭受大氣污染的傷在生物體系中，植

28、物更易遭受大氣污染的傷害，其原因為害，其原因為：植物能以龐大的葉面積與空氣接植物能以龐大的葉面積與空氣接觸，進行活躍的氣體交換；植物缺乏動物的循環(huán)觸，進行活躍的氣體交換；植物缺乏動物的循環(huán)系統(tǒng)來緩沖外界的影響；植物固定生長的特點使系統(tǒng)來緩沖外界的影響；植物固定生長的特點使其無法避開污染物的傷害。其無法避開污染物的傷害。正因為植物對大氣污正因為植物對大氣污染的反應(yīng)敏感性強，加上本身位置的固定，便于染的反應(yīng)敏感性強，加上本身位置的固定，便于監(jiān)測與管理，大氣污染的生物監(jiān)測主要是利用植監(jiān)測與管理，大氣污染的生物監(jiān)測主要是利用植物進行監(jiān)測。物進行監(jiān)測。（一）指示植物及其受害癥狀（一）指示植物及其受害癥狀

29、 對大氣污染反應(yīng)靈敏，用以指示和反映大氣對大氣污染反應(yīng)靈敏，用以指示和反映大氣污染狀況的植物，稱為污染狀況的植物，稱為大氣污染的指示植物大氣污染的指示植物。 空氣污染物一般通過葉面上的氣孔或孔隙進空氣污染物一般通過葉面上的氣孔或孔隙進入植物體內(nèi)，侵襲細胞組織，并發(fā)生一系列生化入植物體內(nèi)，侵襲細胞組織，并發(fā)生一系列生化反應(yīng)，從而使植物組織遭受破壞，呈現(xiàn)受害癥狀反應(yīng)，從而使植物組織遭受破壞，呈現(xiàn)受害癥狀。這些癥狀雖然隨污染物的種類、濃度以及受害植這些癥狀雖然隨污染物的種類、濃度以及受害植物的品種、曝露時間不同而有差異，但具有某些物的品種、曝露時間不同而有差異，但具有某些共同特點，如共同特點，如葉綠

30、素被破壞、細胞組織脫水，進葉綠素被破壞、細胞組織脫水，進而發(fā)生葉面失去光澤，出現(xiàn)不同顏色（黃色、褐而發(fā)生葉面失去光澤，出現(xiàn)不同顏色（黃色、褐色或灰白色）的斑點，葉片脫落，甚至全株枯死色或灰白色）的斑點，葉片脫落，甚至全株枯死等異?，F(xiàn)象。等異?，F(xiàn)象。1、二氧化硫指示植物、二氧化硫指示植物堇菜堇菜苔蘚苔蘚白蠟樹白蠟樹云杉云杉地衣地衣棉花棉花白楊白楊圖圖6.3 部分二氧化硫指示植物部分二氧化硫指示植物 光化學(xué)氧化物指示植物光化學(xué)氧化物指示植物矮牽?；ò珷颗；ㄆ咸哑咸巡げ瞬げ它S瓜黃瓜馬鈴薯馬鈴薯洋蔥洋蔥圖圖6.4 O3的指示植物的指示植物圖圖6.5 氟化物的指示植物氟化物的指示植物3、氟化物指示植物、

31、氟化物指示植物4、乙烯的指示植物、乙烯的指示植物圖圖6.6 乙烯的指示植物乙烯的指示植物5、氮氧化物指示植物、氮氧化物指示植物（二）監(jiān)測方法（二）監(jiān)測方法1.1.栽培指示植物監(jiān)測法栽培指示植物監(jiān)測法先將指示植物在沒有污染的環(huán)境中先將指示植物在沒有污染的環(huán)境中盆栽盆栽或或地栽地栽培植，待生長到適宜大小時，移至監(jiān)測點觀察它們培植，待生長到適宜大小時，移至監(jiān)測點觀察它們的受害癥狀和程度。的受害癥狀和程度。 圖圖6.8 植物監(jiān)測器示意圖植物監(jiān)測器示意圖1.1.氣泵；氣泵；2.2.針型閥；針型閥；3.3.流量計；流量計；4.4.活活性炭凈化器；性炭凈化器；5.5.盆栽指示植物盆栽指示植物2 2、植物群落

32、監(jiān)測法、植物群落監(jiān)測法 先通過調(diào)查和試驗，確定群落中不同種植物對污先通過調(diào)查和試驗，確定群落中不同種植物對污染物的抗性等級，將其分為染物的抗性等級，將其分為敏感、抗性中等敏感、抗性中等和和抗性強抗性強三類。三類。如果如果敏感植物敏感植物葉部出現(xiàn)受害癥狀，表明空氣已受葉部出現(xiàn)受害癥狀，表明空氣已受到到輕度污染輕度污染；如果如果抗性中等的植物抗性中等的植物出現(xiàn)部分受害癥狀，表明空出現(xiàn)部分受害癥狀，表明空氣已受到氣已受到中度污染中度污染；當(dāng)當(dāng)抗性中等植物抗性中等植物出現(xiàn)明顯受害癥狀，有些出現(xiàn)明顯受害癥狀，有些抗性強抗性強的植物的植物也出現(xiàn)部分受害癥狀時，則表明已造成也出現(xiàn)部分受害癥狀時，則表明已造成

33、嚴重污嚴重污染。染。植植 物物受受 害害 情情 況況 懸鈴木、加拿大白楊懸鈴木、加拿大白楊 檜柏、絲瓜檜柏、絲瓜 向日葵、蔥、玉米、向日葵、蔥、玉米、菊、牽牛花、菊、牽?；?、 月季、薔薇、枸杞、月季、薔薇、枸杞、香椿、烏柏香椿、烏柏 葡萄、金銀花、枸樹葡萄、金銀花、枸樹、馬齒莧、馬齒莧 廣玉蘭、大葉黃楊、廣玉蘭、大葉黃楊、梔子花、臘梅梔子花、臘梅80100%葉片受害，甚至脫落葉片受害，甚至脫落葉片有明顯大塊傷斑，部分植株葉片有明顯大塊傷斑，部分植株枯死枯死50%左右葉面積受害，葉片脈間左右葉面積受害，葉片脈間有點、塊狀傷斑有點、塊狀傷斑30%左右葉面積受害，葉脈間有左右葉面積受害，葉脈間有輕度

34、點、塊狀傷斑輕度點、塊狀傷斑10%左右葉面積受害，葉片上有左右葉面積受害，葉片上有輕度點狀斑輕度點狀斑無明顯癥狀無明顯癥狀表表6.3 排放排放SO2的某化工廠附近植物群落受害情況的某化工廠附近植物群落受害情況3 3、其他監(jiān)測法、其他監(jiān)測法 年輪年輪 生理生化指標：生理生化指標：光合作用、葉綠素、體內(nèi)光合作用、葉綠素、體內(nèi)酶的活性、細胞染色體等酶的活性、細胞染色體等 植物體內(nèi)污染物含量植物體內(nèi)污染物含量二、利用動物監(jiān)測二、利用動物監(jiān)測（一）利用動物個體的異常反應(yīng)（一）利用動物個體的異常反應(yīng)對礦井內(nèi)瓦斯毒氣敏感的動物對礦井內(nèi)瓦斯毒氣敏感的動物金絲雀金絲雀 金翅雀金翅雀雞雞老鼠老鼠圖圖6.9 對礦井

35、內(nèi)瓦斯毒氣敏感的動物對礦井內(nèi)瓦斯毒氣敏感的動物對對SO2敏感的動物（敏感的動物（美國多諾拉事件美國多諾拉事件）敏感性水平：敏感性水平：本鳥最高本鳥最高俺狗狗第二俺狗狗第二耐受力最好的當(dāng)屬我們家禽了耐受力最好的當(dāng)屬我們家禽了金絲雀金絲雀狗狗家禽家禽圖圖6.10 對對SO2敏感的動物敏感的動物（二）利用動物種群數(shù)量的變化（二）利用動物種群數(shù)量的變化 大型哺乳動物、鳥類、昆蟲等遷移大型哺乳動物、鳥類、昆蟲等遷移圖圖6.11 大型哺乳動物、鳥類不堪忍受空氣污染而遷往別處大型哺乳動物、鳥類不堪忍受空氣污染而遷往別處不易直接接觸污染物的潛葉性昆蟲、蟲癭昆蟲、不易直接接觸污染物的潛葉性昆蟲、蟲癭昆蟲、體表有

36、蠟質(zhì)的蚧類增加，圖體表有蠟質(zhì)的蚧類增加，圖6.12為部分該類昆蟲。為部分該類昆蟲。潛葉蛾潛葉蛾癭蚊癭蚊紅蠟蚧紅蠟蚧圖圖6.12 部分昆蟲和蚧類部分昆蟲和蚧類三、利用微生物監(jiān)測三、利用微生物監(jiān)測 空氣微生物是空氣污染的重要因子，它與空氣微生物是空氣污染的重要因子，它與氣溶氣溶膠、顆粒物膠、顆粒物等媒體一起散布并污染環(huán)境、左右疾病等媒體一起散布并污染環(huán)境、左右疾病發(fā)生與傳播，監(jiān)測空氣微生物狀況是掌握其活動和發(fā)生與傳播，監(jiān)測空氣微生物狀況是掌握其活動和作用的必要前提。作用的必要前提。室內(nèi)空氣微生物監(jiān)測：室內(nèi)空氣微生物監(jiān)測：某醫(yī)院的空氣微生物監(jiān)測某醫(yī)院的空氣微生物監(jiān)測163份標本，合格份標本，合格88

37、份，合格率僅份，合格率僅54；表明空氣微生物的污染與醫(yī)院表明空氣微生物的污染與醫(yī)院感染密切相關(guān)，加強消毒隔離措施、合理使用抗生感染密切相關(guān)，加強消毒隔離措施、合理使用抗生素，控制醫(yī)院感染是十分重要的。素，控制醫(yī)院感染是十分重要的。室外空氣微生物監(jiān)測：室外空氣微生物監(jiān)測： 遼寧省某市空氣中微生物區(qū)系分布與環(huán)境質(zhì)量關(guān)系遼寧省某市空氣中微生物區(qū)系分布與環(huán)境質(zhì)量關(guān)系研究表明：研究表明：空氣中微生物的數(shù)量隨著人群和車輛流空氣中微生物的數(shù)量隨著人群和車輛流動的增加而增多，繁華的中街微生物數(shù)量最多，其動的增加而增多，繁華的中街微生物數(shù)量最多，其次是交通路口，居民小區(qū)；郊區(qū)某公園和農(nóng)村空氣次是交通路口，居民小

38、區(qū)；郊區(qū)某公園和農(nóng)村空氣中細菌最少。中細菌最少。 2001和和2002年山東省某海濱城市空氣微生物監(jiān)測發(fā)年山東省某海濱城市空氣微生物監(jiān)測發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)：該市空氣微生物檢出率高，空氣處于微生物中該市空氣微生物檢出率高，空氣處于微生物中度污染狀態(tài)。其中東部、居住區(qū)空氣污染較重，南度污染狀態(tài)。其中東部、居住區(qū)空氣污染較重，南部、西部和風(fēng)景游覽區(qū)空氣污染較輕。濱海區(qū)空氣部、西部和風(fēng)景游覽區(qū)空氣污染較輕。濱海區(qū)空氣陸源細菌少于內(nèi)陸區(qū)，真菌卻較多。濱海與內(nèi)陸區(qū)陸源細菌少于內(nèi)陸區(qū)，真菌卻較多。濱海與內(nèi)陸區(qū)空氣微生物含量相近，濱海區(qū)空氣陸源微生物增多，空氣微生物含量相近，濱海區(qū)空氣陸源微生物增多，意味兩區(qū)空氣污染有

39、趨同現(xiàn)象。意味兩區(qū)空氣污染有趨同現(xiàn)象。第三節(jié)第三節(jié) 生物污染監(jiān)測生物污染監(jiān)測 生物污染監(jiān)測生物污染監(jiān)測就是應(yīng)用各種檢測手段測定生物體就是應(yīng)用各種檢測手段測定生物體內(nèi)的有害物質(zhì)，及時掌握被污染的程度，以便采內(nèi)的有害物質(zhì)，及時掌握被污染的程度，以便采取措施，改善生物生存環(huán)境，保證生物食品的安取措施，改善生物生存環(huán)境，保證生物食品的安全。全。 生物污染監(jiān)測的步驟生物污染監(jiān)測的步驟：生物樣品的采集生物樣品的采集預(yù)處理預(yù)處理污染物的測定污染物的測定生物樣品制備生物樣品制備一、生物對污染物的吸收及在體內(nèi)分布一、生物對污染物的吸收及在體內(nèi)分布( (一一) ) 植物對污染物的吸收植物對污染物的吸收 及在體內(nèi)分

40、布及在體內(nèi)分布空氣污染物主要通過黏空氣污染物主要通過黏附、從葉片氣孔或莖部附、從葉片氣孔或莖部皮孔侵入方式進入植物皮孔侵入方式進入植物體；體；植物通過根系從土壤或植物通過根系從土壤或水體中吸收水溶態(tài)污染水體中吸收水溶態(tài)污染物。物。 氟化物、農(nóng)藥等氟化物、農(nóng)藥等污染物污染物圖圖6.13 植物對氣態(tài)污染物的吸收植物對氣態(tài)污染物的吸收圖圖6.14 植物從土壤或水體中吸收污染物植物從土壤或水體中吸收污染物植株部位植株部位放射性計數(shù)放射性計數(shù)/(脈沖脈沖min-1g干樣干樣-1)含鎘量含鎘量/(gg干樣干樣-1)分配百分數(shù)分配百分數(shù)/%不同部位不同部位合計合計地上地上部位部位葉、葉鞘葉、葉鞘莖莖 桿桿穗

41、穗 軸軸穗穗 殼殼糙糙 米米1483754437350.671.700.200.160.153.59.01.10.80.815.2根系部分根系部分354016.1284.484.8表表6.4 成熟期水稻各部位中的含鎘量成熟期水稻各部位中的含鎘量品品 種種葉葉 片片根根莖莖果果 實實番番 茄茄茄茄 子子黃黃 瓜瓜菜菜 豆豆菠菠 菜菜青蘿卜青蘿卜胡蘿卜胡蘿卜14910711016457.034.063.032.031.050.018.73.82.419.59.033.07.32.53.83.617.0表表6.5 氟污染區(qū)蔬菜不同部位的含氟量氟污染區(qū)蔬菜不同部位的含氟量 單位：單位：g/g 表表6.

42、6 農(nóng)藥在稻谷中的蓄積情況農(nóng)藥在稻谷中的蓄積情況農(nóng)農(nóng) 藥藥糠糠 / %米米 / %農(nóng)農(nóng) 藥藥糠糠 / %米米 / %p,p -DDT六六六六六六馬拉硫磷馬拉硫磷704087306013苯硫磷苯硫磷乙拌磷乙拌磷倍硫磷倍硫磷80659420356表表6.7 農(nóng)藥在水果中的蓄積情況農(nóng)藥在水果中的蓄積情況農(nóng)農(nóng) 藥藥品種品種 果皮果皮 / %果肉果肉 / %農(nóng)農(nóng) 藥藥品種品種果皮果皮/ %果肉果肉/ %p,p -DDT西維因西維因敵菌丹敵菌丹倍硫磷倍硫磷蘋果蘋果蘋果蘋果蘋果蘋果桃桃97229770378330異狄氏劑異狄氏劑殺螟松殺螟松樂果樂果柿子柿子葡萄葡萄橘子橘子9698854215（二）動物對污染

43、物的吸收及在體內(nèi)分布（二）動物對污染物的吸收及在體內(nèi)分布 環(huán)境中的污染物環(huán)境中的污染物一般通過呼吸道、消化道、皮膚等一般通過呼吸道、消化道、皮膚等途徑進入動物體內(nèi)；途徑進入動物體內(nèi)； 水和土壤中的污染物質(zhì)水和土壤中的污染物質(zhì)主要通過飲用水和食物攝入，主要通過飲用水和食物攝入，經(jīng)消化道被吸收；經(jīng)消化道被吸收；脂溶性污染物質(zhì)脂溶性污染物質(zhì)通過皮膚吸收后進入動物肌體。通過皮膚吸收后進入動物肌體。 呼吸道呼吸道消化道消化道皮膚吸收皮膚吸收圖圖6.15 動物對污染物的吸收方式動物對污染物的吸收方式 動物吸收污染物后，主要通過動物吸收污染物后，主要通過血液和淋巴系血液和淋巴系統(tǒng)統(tǒng)傳輸?shù)饺砀鹘M織發(fā)生危害。

44、傳輸?shù)饺砀鹘M織發(fā)生危害。 按照污染物性質(zhì)和進入動物組織的類型不同，按照污染物性質(zhì)和進入動物組織的類型不同，大體有五種分布規(guī)律。大體有五種分布規(guī)律。同一種污染物對某種器官有特殊親和作用，但同同一種污染物對某種器官有特殊親和作用，但同時也分布于其他器官；時也分布于其他器官；不同價態(tài)和存在形態(tài)的同一元素在體內(nèi)蓄積的部不同價態(tài)和存在形態(tài)的同一元素在體內(nèi)蓄積的部位也有差異。位也有差異。 污染物的代謝過程分為：污染物的代謝過程分為：氧化、還原和消氧化、還原和消解解以及以及結(jié)合反應(yīng)結(jié)合反應(yīng)兩步。兩步。 排泄途經(jīng)：排泄途經(jīng)：主要通過腎臟、消化道、呼吸主要通過腎臟、消化道、呼吸道排出，也有少量隨汗液、乳汁、唾

45、液等道排出，也有少量隨汗液、乳汁、唾液等分泌液排出，也有通過毛發(fā)而離開肌體。分泌液排出，也有通過毛發(fā)而離開肌體。二、生物樣品的采集和制備二、生物樣品的采集和制備1. 植物樣品的采集植物樣品的采集(1) 對樣品的要求：對樣品的要求：采集的植物樣品要具有采集的植物樣品要具有代表代表性、典型性性、典型性和和適時性適時性。(2) 布點方法：布點方法：在劃分好的采樣小區(qū)內(nèi)，常采用在劃分好的采樣小區(qū)內(nèi)，常采用梅花形布點法梅花形布點法或或交叉間隔布點法交叉間隔布點法確定代表性的植株。確定代表性的植株。 ( (一一) ) 植物樣品的采集和制備植物樣品的采集和制備 (3) 采樣方法：采樣方法：在每個采樣小區(qū)內(nèi)的

46、采樣點上分別在每個采樣小區(qū)內(nèi)的采樣點上分別采集采集510處植株的根、莖、葉、果實等，將同部位處植株的根、莖、葉、果實等，將同部位樣混合，組成一個混合樣；采集樣品量要能滿足需樣混合，組成一個混合樣；采集樣品量要能滿足需要，一般經(jīng)制備后，至少有要，一般經(jīng)制備后，至少有2050g干重樣品。干重樣品。圖圖6.16 采樣點布設(shè)方法采樣點布設(shè)方法2. 植物樣品的制備植物樣品的制備(1) 鮮樣的制備：鮮樣的制備：測定植物內(nèi)易揮發(fā)、轉(zhuǎn)化或降解測定植物內(nèi)易揮發(fā)、轉(zhuǎn)化或降解的污染物質(zhì)、營養(yǎng)成分，以及多汁的瓜、果、蔬菜樣的污染物質(zhì)、營養(yǎng)成分，以及多汁的瓜、果、蔬菜樣品，應(yīng)制備成新鮮樣品。品，應(yīng)制備成新鮮樣品。樣品洗

47、凈樣品洗凈晾干或拭干晾干或拭干搗碎機搗碎制漿搗碎機搗碎制漿研磨研磨(2) 干樣的制備：干樣的制備：風(fēng)干、烘干風(fēng)干、烘干磨碎磨碎過篩過篩保存保存 3. 分析結(jié)果表示方法分析結(jié)果表示方法常以常以干重干重為基礎(chǔ)表示（為基礎(chǔ)表示（mg/kg），但含水量高的蔬），但含水量高的蔬菜、水果等，以菜、水果等，以鮮重鮮重表示計算結(jié)果為好。表示計算結(jié)果為好。 ( (二二) ) 動物樣品的采集和制備動物樣品的采集和制備 動物的動物的尿液、血液、唾液、胃液、乳液、尿液、血液、唾液、胃液、乳液、糞便、毛發(fā)、指甲、骨骼和組織糞便、毛發(fā)、指甲、骨骼和組織等均可作等均可作為檢驗樣品。為檢驗樣品。三、生物樣品的預(yù)處理三、生物樣

48、品的預(yù)處理( (一一) )消解和灰化消解和灰化濕法消解濕法消解灰化法灰化法提取方法提取方法分離方法分離方法液液-液萃取法液萃取法蒸餾法蒸餾法層析法：層析法：磺化法和皂化法磺化法和皂化法氣提法和液上空間法氣提法和液上空間法低溫冷凍法低溫冷凍法振蕩浸取法振蕩浸取法組織搗碎提取法組織搗碎提取法脂肪提取器提取脂肪提取器提取直接球磨提取法直接球磨提取法( (二二) ) 提取、分離和濃縮提取、分離和濃縮( (三三) ) 濃縮方法濃縮方法蒸餾法蒸餾法K-D濃縮器濃縮器蒸發(fā)法等蒸發(fā)法等 圖圖6.17 高頻電場激發(fā)灰化裝置示意圖高頻電場激發(fā)灰化裝置示意圖圖圖6.18 氧瓶燃燒灰化裝置示意圖氧瓶燃燒灰化裝置示意圖

49、圖圖6.19 索式提取器示意圖索式提取器示意圖圖圖6.20 實驗室用攪實驗室用攪拌球磨機實物照片拌球磨機實物照片四、污染物的測定四、污染物的測定 測定方法主要有測定方法主要有分光光度法、原子吸收光譜法、分光光度法、原子吸收光譜法、熒光分光光度法、色譜法、質(zhì)譜法和聯(lián)機法熒光分光光度法、色譜法、質(zhì)譜法和聯(lián)機法等。等。表表6.8 硅酸鎂硅酸鎂-乙醚乙醚-石油醚層析體系分離農(nóng)藥石油醚層析體系分離農(nóng)藥吸附劑吸附劑淋洗溶液淋洗溶液能分離出來的農(nóng)藥能分離出來的農(nóng)藥硅酸鎂硅酸鎂6%乙醚乙醚-石油醚石油醚艾氏劑、六六六各種異構(gòu)體、艾氏劑、六六六各種異構(gòu)體、p,p -DDT、 p,p -DDT、p,p -DDD、

50、p,p -DDE、七氯、多氯聯(lián)苯等、七氯、多氯聯(lián)苯等硅酸鎂硅酸鎂15%乙醚乙醚-石油醚石油醚狄氏劑、異狄氏劑、地亞農(nóng)、殺螟硫磷、對硫磷、苯硫狄氏劑、異狄氏劑、地亞農(nóng)、殺螟硫磷、對硫磷、苯硫磷等磷等硅酸鎂硅酸鎂50%乙醚乙醚-石油醚石油醚強堿農(nóng)藥、馬拉硫磷等強堿農(nóng)藥、馬拉硫磷等第四節(jié)第四節(jié) 生態(tài)監(jiān)測生態(tài)監(jiān)測 生態(tài)監(jiān)測（生態(tài)監(jiān)測（ecological monitoring），），不同于環(huán)境不同于環(huán)境監(jiān)測，監(jiān)測，是利用各種技術(shù)測定和分析生命系統(tǒng)各層次是利用各種技術(shù)測定和分析生命系統(tǒng)各層次對自然或人為作用的反應(yīng)或反饋效應(yīng)的綜合表征來對自然或人為作用的反應(yīng)或反饋效應(yīng)的綜合表征來判斷和評價這些干擾對環(huán)境產(chǎn)

51、生的影響、危害及其判斷和評價這些干擾對環(huán)境產(chǎn)生的影響、危害及其變化規(guī)律，為環(huán)境質(zhì)量的評估、調(diào)控和環(huán)境管理提變化規(guī)律，為環(huán)境質(zhì)量的評估、調(diào)控和環(huán)境管理提供科學(xué)依據(jù)。形象些說，生態(tài)監(jiān)測就是利用生命系供科學(xué)依據(jù)。形象些說，生態(tài)監(jiān)測就是利用生命系統(tǒng)及其相互關(guān)系的變化反應(yīng)做統(tǒng)及其相互關(guān)系的變化反應(yīng)做“儀器儀器”來監(jiān)測環(huán)境來監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量狀況及其變化。質(zhì)量狀況及其變化。目前，關(guān)于生態(tài)監(jiān)測的定義尚不統(tǒng)一，歸納起目前，關(guān)于生態(tài)監(jiān)測的定義尚不統(tǒng)一，歸納起來大體有以下幾種看法來大體有以下幾種看法 生態(tài)監(jiān)測是生態(tài)系統(tǒng)層次的生物監(jiān)測（生態(tài)監(jiān)測是生態(tài)系統(tǒng)層次的生物監(jiān)測（biological monitoring）。持這種

52、觀點的認為，生態(tài)監(jiān)測就是觀測與評價生態(tài)系統(tǒng)對自然變持這種觀點的認為，生態(tài)監(jiān)測就是觀測與評價生態(tài)系統(tǒng)對自然變化及人為變化所做的反應(yīng)，包括生物監(jiān)測和地球物理化學(xué)監(jiān)測兩化及人為變化所做的反應(yīng)，包括生物監(jiān)測和地球物理化學(xué)監(jiān)測兩方面內(nèi)容（劉培哲，方面內(nèi)容（劉培哲，1989）；）； 生態(tài)監(jiān)測是比生物監(jiān)測更復(fù)雜、更綜合的一種監(jiān)測技術(shù)。生態(tài)監(jiān)測是比生物監(jiān)測更復(fù)雜、更綜合的一種監(jiān)測技術(shù)。其觀點其觀點是，從學(xué)科上看，生態(tài)監(jiān)測屬于生物監(jiān)測的一部分，但因它涉及是，從學(xué)科上看，生態(tài)監(jiān)測屬于生物監(jiān)測的一部分，但因它涉及的范圍遠比生物學(xué)科廣泛、綜合，因此可把生態(tài)監(jiān)測獨立于生物的范圍遠比生物學(xué)科廣泛、綜合，因此可把生態(tài)監(jiān)測獨

53、立于生物監(jiān)測之外（王煥校等，監(jiān)測之外（王煥校等，1986）；）；生物監(jiān)測包括著生態(tài)監(jiān)測。生物監(jiān)測包括著生態(tài)監(jiān)測。持這種觀點的理由是，生物監(jiān)測就是持這種觀點的理由是，生物監(jiān)測就是系統(tǒng)地利用生物反應(yīng)以評價環(huán)境的變化，并把它的信息應(yīng)用于環(huán)系統(tǒng)地利用生物反應(yīng)以評價環(huán)境的變化，并把它的信息應(yīng)用于環(huán)境質(zhì)量控制的程序中去。從生物學(xué)組建水平（境質(zhì)量控制的程序中去。從生物學(xué)組建水平（hierarchical levels of biological arganization）觀點出發(fā)，各級水平上都可以有反應(yīng)，）觀點出發(fā)，各級水平上都可以有反應(yīng)，但重點放在生態(tài)系統(tǒng)級的生物反應(yīng)上（沈韞芬等，但重點放在生態(tài)系統(tǒng)級的生

54、物反應(yīng)上（沈韞芬等，1990）。）。生態(tài)監(jiān)測有物理和化學(xué)監(jiān)測所不能替代的生態(tài)監(jiān)測有物理和化學(xué)監(jiān)測所不能替代的作用和所不具備的一些特點，主要表現(xiàn)在作用和所不具備的一些特點，主要表現(xiàn)在 能綜合地反映環(huán)境質(zhì)量狀況能綜合地反映環(huán)境質(zhì)量狀況 具有連續(xù)監(jiān)測的功能具有連續(xù)監(jiān)測的功能 具有多功能性具有多功能性 監(jiān)測靈敏度高監(jiān)測靈敏度高 生態(tài)監(jiān)測的目的：生態(tài)監(jiān)測的目的： 了解所研究地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其變化；了解所研究地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其變化； 根據(jù)現(xiàn)狀及變化趨勢為評價已開發(fā)項目對生態(tài)根據(jù)現(xiàn)狀及變化趨勢為評價已開發(fā)項目對生態(tài)環(huán)境的影響和計劃開發(fā)項目可能的影響提供科環(huán)境的影響和計劃開發(fā)項目可能的影響提供科學(xué)依據(jù)

55、；學(xué)依據(jù)； 提供地球資源狀況及其可利用數(shù)量。提供地球資源狀況及其可利用數(shù)量。一、生態(tài)監(jiān)測的類型及內(nèi)容一、生態(tài)監(jiān)測的類型及內(nèi)容( (一一) ) 宏觀生態(tài)監(jiān)測宏觀生態(tài)監(jiān)測宏觀監(jiān)測宏觀監(jiān)測地域面積至少應(yīng)在一定區(qū)域范圍之內(nèi)，地域面積至少應(yīng)在一定區(qū)域范圍之內(nèi)，對一個或若干個生態(tài)系統(tǒng)進行監(jiān)測，最大范圍可擴對一個或若干個生態(tài)系統(tǒng)進行監(jiān)測，最大范圍可擴展至一個國家、一個地區(qū)基至全球。主要監(jiān)測區(qū)域展至一個國家、一個地區(qū)基至全球。主要監(jiān)測區(qū)域范圍內(nèi)具有特殊意義的生態(tài)系統(tǒng)的分布、面積及生范圍內(nèi)具有特殊意義的生態(tài)系統(tǒng)的分布、面積及生態(tài)功能的動態(tài)變化。態(tài)功能的動態(tài)變化。(二二) 微觀生態(tài)監(jiān)測微觀生態(tài)監(jiān)測 微觀監(jiān)測微觀監(jiān)

56、測指對一個或幾個生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生態(tài)要指對一個或幾個生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生態(tài)要素指標進行物理、化學(xué)、生態(tài)學(xué)方面的監(jiān)測。根據(jù)素指標進行物理、化學(xué)、生態(tài)學(xué)方面的監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測的目的一般可分為：監(jiān)測的目的一般可分為： 1. 干擾性生態(tài)監(jiān)測干擾性生態(tài)監(jiān)測 2. 污染性生態(tài)監(jiān)測污染性生態(tài)監(jiān)測 3. 治理性生態(tài)監(jiān)測治理性生態(tài)監(jiān)測 4. 環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價監(jiān)測（三）生態(tài)監(jiān)測指標選擇（三）生態(tài)監(jiān)測指標選擇自然指標自然指標：自然景觀、自然狀況、自然因素：自然景觀、自然狀況、自然因素人為指標人為指標：人文景觀、人為因素：人文景觀、人為因素一般性監(jiān)測指標一般性監(jiān)測指標：重點生態(tài)監(jiān)測指標、常規(guī)生態(tài)：重點生態(tài)監(jiān)測

57、指標、常規(guī)生態(tài)監(jiān)測指標監(jiān)測指標應(yīng)急監(jiān)測指標應(yīng)急監(jiān)測指標：自然力和人為因素造成的緊急生：自然力和人為因素造成的緊急生態(tài)問題監(jiān)測態(tài)問題監(jiān)測(1) 全球氣候變暖引起的生態(tài)系統(tǒng)或動植物區(qū)系位移；全球氣候變暖引起的生態(tài)系統(tǒng)或動植物區(qū)系位移；(2) 珍稀、瀕危動植物種的分布及其棲息地；珍稀、瀕危動植物種的分布及其棲息地；(3) 水土流失面積及其時空分布和對環(huán)境影響；水土流失面積及其時空分布和對環(huán)境影響；(4) 沙漠化面積及其時空分布和對環(huán)境影響；沙漠化面積及其時空分布和對環(huán)境影響；(5) 草場沙化退化面積及其時空分布和對環(huán)境影響；草場沙化退化面積及其時空分布和對環(huán)境影響；(6) 人類活動對陸地生態(tài)系統(tǒng)（森

58、林、草原、農(nóng)田、荒漠等）結(jié)人類活動對陸地生態(tài)系統(tǒng)（森林、草原、農(nóng)田、荒漠等）結(jié)構(gòu)和功能的影響；構(gòu)和功能的影響；(7) 水環(huán)境污染對水體生態(tài)系統(tǒng)（湖泊、水庫、河流和海洋等）水環(huán)境污染對水體生態(tài)系統(tǒng)（湖泊、水庫、河流和海洋等）結(jié)構(gòu)和功能的影響；結(jié)構(gòu)和功能的影響；(8) 主要環(huán)境污染物（農(nóng)藥、化肥、有機污染物和重金屬）在土主要環(huán)境污染物（農(nóng)藥、化肥、有機污染物和重金屬）在土壤壤-植物植物-水體系統(tǒng)中的遷移和轉(zhuǎn)化；水體系統(tǒng)中的遷移和轉(zhuǎn)化；(9) 水土流失地、沙漠化地及草原退化地優(yōu)化治理模式的生態(tài)平水土流失地、沙漠化地及草原退化地優(yōu)化治理模式的生態(tài)平衡恢復(fù)過程；衡恢復(fù)過程；(10) 各生態(tài)系統(tǒng)中微量氣體

59、的釋放通量與吸收情況。各生態(tài)系統(tǒng)中微量氣體的釋放通量與吸收情況。(四四) 我國優(yōu)先監(jiān)測的生態(tài)項目我國優(yōu)先監(jiān)測的生態(tài)項目二、生態(tài)監(jiān)測方案二、生態(tài)監(jiān)測方案（1）監(jiān)測目的；）監(jiān)測目的；（2）監(jiān)測的方法及使用設(shè)備；）監(jiān)測的方法及使用設(shè)備；（3）監(jiān)測場地描述：土壤類型、植被、海拔、經(jīng)）監(jiān)測場地描述：土壤類型、植被、海拔、經(jīng)緯度、面積；緯度、面積；（4）監(jiān)測頻度；）監(jiān)測頻度；（5）監(jiān)測起止時間、周期；）監(jiān)測起止時間、周期；（6）數(shù)據(jù)的整理：觀測數(shù)據(jù)、實驗分析數(shù)據(jù)、統(tǒng)）數(shù)據(jù)的整理：觀測數(shù)據(jù)、實驗分析數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、文字數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)，編制生態(tài)計數(shù)據(jù)、文字數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)，編制生態(tài)監(jiān)測項目報

60、表；監(jiān)測項目報表；（7）監(jiān)測人員及監(jiān)測要求。）監(jiān)測人員及監(jiān)測要求。（一）監(jiān)測方案的編制（一）監(jiān)測方案的編制(1) 國家采用的生態(tài)監(jiān)測儀器屬大型監(jiān)測設(shè)備，如：國家采用的生態(tài)監(jiān)測儀器屬大型監(jiān)測設(shè)備，如：遙感遙感（remote senseing RS）、地理信息系統(tǒng)）、地理信息系統(tǒng)(geographic information system GIS)、地理圖像系統(tǒng)、地理圖像系統(tǒng)；圖圖6.22 熱島現(xiàn)象研究遙感圖熱島現(xiàn)象研究遙感圖圖圖6.21 非洲地理圖像非洲地理圖像（二）監(jiān)測儀器的選擇（二）監(jiān)測儀器的選擇圖圖6.23 地球遙感圖地球遙感圖圖圖6.24 某地地理信息圖某地地理信息圖DE-1 插入式測樹