水污染生物監(jiān)測(cè)進(jìn)展

1、水污染生物監(jiān)測(cè)進(jìn)展水污染生物監(jiān)測(cè)進(jìn)展主講人：黃主講人：黃一、概述一、概述生物監(jiān)測(cè)技術(shù)誕生于20世紀(jì)初,其機(jī)理及應(yīng)用研究,經(jīng)歷了一個(gè)從生物整體水平到細(xì)胞水平、基因和分子水平逐步深化的發(fā)展過(guò)程 。 最早、應(yīng)用最廣泛的生物監(jiān)測(cè)是水環(huán)境的生物監(jiān)測(cè)。用水生生物來(lái)監(jiān)測(cè)研究水體污染狀況的方法主要有：生物群落法、生產(chǎn)力測(cè)定法、殘毒測(cè)定法、急性毒性試驗(yàn)、細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)等。 生物監(jiān)測(cè)生物監(jiān)測(cè)生物污染生物污染監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)植物監(jiān)測(cè)（應(yīng)用多）植物監(jiān)測(cè)（應(yīng)用多）水環(huán)境污染水環(huán)境污染生物監(jiān)測(cè)生物監(jiān)測(cè)空氣污染空氣污染生物監(jiān)測(cè)生物監(jiān)測(cè)動(dòng)物監(jiān)測(cè)動(dòng)物監(jiān)測(cè)微生物監(jiān)測(cè)微生物監(jiān)測(cè)生物測(cè)試法生物測(cè)試法細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)生物群落生物群落監(jiān)測(cè)方法監(jiān)

2、測(cè)方法l水污染指示生物法水污染指示生物法l生物指數(shù)法生物指數(shù)法 l污水生物系統(tǒng)法污水生物系統(tǒng)法 lPFUPFU微型生物群落監(jiān)測(cè)法微型生物群落監(jiān)測(cè)法二、主要應(yīng)用領(lǐng)域二、主要應(yīng)用領(lǐng)域 1、水環(huán)境評(píng)價(jià) 2、水域宏觀(guān)規(guī)劃(水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)) 3、水環(huán)境災(zāi)害預(yù)報(bào)（滇池水葫蘆，太湖藍(lán)藻） 4、重大工程決策 5、生物學(xué)傳感器、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的制定主要包括以下方面：用于水源中農(nóng)藥、殺蟲(chóng)劑的痕量級(jí)檢測(cè)的酶?jìng)鞲衅?；以活?xì)胞為探測(cè)單元的微生物傳感器已經(jīng)用于污水的BOD測(cè)量,可對(duì)高、中、低濃度的含可生物降解有機(jī)質(zhì)的工業(yè)廢水進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估,而且開(kāi)始有報(bào)道用于特殊污染物檢測(cè)和污染物分類(lèi)等。 發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視生物監(jiān)測(cè)的應(yīng)用，歐美國(guó)家早在

3、20 世紀(jì)中期便開(kāi)始把生物監(jiān)測(cè)應(yīng)用于毒性評(píng)價(jià)，如20 世紀(jì)40 年代美國(guó)在排水管理中便引入了生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，加拿大1971 年頒布的漁業(yè)法中對(duì)紙漿廠(chǎng)的排水規(guī)定了魚(yú)類(lèi)的急性毒性標(biāo)準(zhǔn)，用在排水中4d 內(nèi)魚(yú)類(lèi)的成活率來(lái)判斷排水是否符合標(biāo)準(zhǔn). 我國(guó)生物監(jiān)測(cè)起步較晚，上世紀(jì)80 年代才逐步應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)，目前尚未形成系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的生物監(jiān)測(cè)技術(shù)體系。三、國(guó)內(nèi)外研究三、國(guó)內(nèi)外研究1.美國(guó)美國(guó)EPA 水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)技術(shù)體系框架水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)技術(shù)體系框架美國(guó)EPA 的生物調(diào)查監(jiān)測(cè)體系在20 世紀(jì)70年代以前主要采用生物多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)方法。1989 年，EPA 流域評(píng)估和保護(hù)部門(mén)制定了生物快速評(píng)價(jià)方案溪流和河流快

4、速評(píng)估方案大型底棲動(dòng)物和魚(yú)類(lèi)6，開(kāi)展大型底棲生物和魚(yú)類(lèi)的監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)。期間EPA 監(jiān)測(cè)部門(mén)在全國(guó)開(kāi)展了一系列培訓(xùn)和討論工作，并針對(duì)不同溪流生態(tài)系統(tǒng)的具體應(yīng)用，對(duì)初版進(jìn)行了修訂和調(diào)整。1999 年，EPA 水環(huán)境部門(mén)推出了溪流和淺河快速評(píng)估方案著生藻類(lèi)、大型底棲動(dòng)物和魚(yú)類(lèi)( 第二版) ，優(yōu)化了大型底棲生物的特定方法，增加了著生藻類(lèi)調(diào)查方案，以及方法準(zhǔn)確度和靈敏度等質(zhì)控措施的內(nèi)容。2006 年，在上述針對(duì)溪流和淺河制定的評(píng)估和調(diào)查方案的基礎(chǔ)上，EPA 又針對(duì)大型河流生物調(diào)查和評(píng)估發(fā)布了大型溪流河流生物評(píng)估的內(nèi)容和方法，其中生物調(diào)查包括藻類(lèi)、大型底棲生物和魚(yú)類(lèi)調(diào)查，著重強(qiáng)調(diào)生境評(píng)估和物理參數(shù)的調(diào)查分析，

5、同時(shí)對(duì)得到的調(diào)查數(shù)據(jù)如何分析、整合和評(píng)估有更明確具體的介紹。2.我國(guó)生物監(jiān)測(cè)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀我國(guó)生物監(jiān)測(cè)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀我國(guó)的生物監(jiān)測(cè)工作始于上世紀(jì)60 年代，隨著70 年代環(huán)境污染調(diào)查的開(kāi)展，我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)事業(yè)開(kāi)始起步，生物監(jiān)測(cè)也隨之一同發(fā)展；到20世紀(jì)80 年代，部分城市開(kāi)展了生物監(jiān)測(cè)工作，此后，生物監(jiān)測(cè)經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期。1984 年，原國(guó)家環(huán)境保護(hù)局召開(kāi)了第一次環(huán)境生物監(jiān)測(cè)工作會(huì)議; 1986 年頒布了生物監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范( 水環(huán)境部分) ; 1989 年組織專(zhuān)家編寫(xiě)并出版了水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法( 其中包括水生生物檢測(cè)分析方法) ; 1993 年編寫(xiě)并出版了水生生物監(jiān)測(cè)手冊(cè)和大氣污染生

6、物監(jiān)測(cè)方法，初次建立了國(guó)家水生生物監(jiān)測(cè)網(wǎng)，開(kāi)始在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展例行生物監(jiān)測(cè)工作。21 世紀(jì)初，江蘇省、常州市、蘇州市、上海市、青島市、遼寧省、浙江省的環(huán)境監(jiān)測(cè)站開(kāi)始加強(qiáng)生物監(jiān)測(cè)能力建設(shè)，持續(xù)開(kāi)展了一些基于生物調(diào)查、細(xì)菌學(xué)和毒性測(cè)試等方面的生物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，并將每年的監(jiān)測(cè)結(jié)果體現(xiàn)在水質(zhì)量報(bào)告中?？傮w而言，我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的生物監(jiān)測(cè)能力整體較弱，發(fā)展較不平衡，仍需大力加強(qiáng)。3.藻類(lèi)研究藻類(lèi)研究1989年,Bozeman 等率先提出將固定化藻類(lèi)應(yīng)用于毒性檢驗(yàn),不僅提高藻類(lèi)毒性檢驗(yàn)范圍,且使藻代謝活性長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定,可用于長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)；Lukavsky 等將月牙藻固定在2 %的瓊脂上制成生物反應(yīng)器,對(duì)Cr

7、3+ 的毒性效應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)；Chouteau 等利用固定化綠藻,研制了細(xì)胞生物傳感器,用于水環(huán)境中Cd2 + 的監(jiān)測(cè)以及堿性磷酸酶活性的分析。藻類(lèi)固定化技術(shù)與生物傳感器相結(jié)合,為研究者提供了更為開(kāi)闊的研究思路。開(kāi)發(fā)固定化藻細(xì)胞傳感器,將其用于水質(zhì)檢測(cè)是一個(gè)嶄新的發(fā)展方向；隋戰(zhàn)鷹等用浮游藻類(lèi)種群法評(píng)價(jià)珠江水域廣州段水質(zhì)；浩云濤等研究了橢圓小球藻對(duì)4 種重金屬的耐受性及富集。3.其他其他 主要是底棲生物（如水生昆蟲(chóng)、大型水蚤等）目前,國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)重金屬、農(nóng)藥、有機(jī)物等主要的污染物做了大量的毒性試驗(yàn)研究。在線(xiàn)水體生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在德國(guó)、荷蘭、英國(guó)、美國(guó)、日本和韓國(guó)等已有投入實(shí)際應(yīng)用。 正在發(fā)展研究

8、和投入使用的在線(xiàn)生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括以下幾種類(lèi)型：細(xì)菌在線(xiàn)生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、藻類(lèi)在線(xiàn)生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水蚤在線(xiàn)生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、雙殼軟體動(dòng)物生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和魚(yú)類(lèi)在線(xiàn)生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在線(xiàn)生物監(jiān)測(cè)主要是測(cè)量生物的行為或生理方面的變化，多種不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都可用作在線(xiàn)生物監(jiān)測(cè)的指示生物。四四、水體污染生物、水體污染生物監(jiān)監(jiān)測(cè)若干問(wèn)題的測(cè)若干問(wèn)題的探討探討4.將生物檢測(cè)的信息推廣到人類(lèi),卻有較大的限制,因?yàn)槎叽x過(guò)程有異。1.如何選擇受試生物及其代表性、以及生物測(cè)試的理化條件、測(cè)試參數(shù)等問(wèn)題還一直存在著爭(zhēng)議。2.地域性、生物的生長(zhǎng)階段、同類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)中同種生物在不同的地域?qū)ξ廴疚锏哪褪苄圆煌?這些因素都將對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影

9、響。3.如何更加真實(shí)模擬水環(huán)境與水生生物之間的關(guān)系？并將慢性毒性結(jié)果考慮在內(nèi)，值得進(jìn)一步研究。4.如何建立一個(gè)“水體污染水生生物檢測(cè)人類(lèi)健康”的有效的聯(lián)系機(jī)制？1.監(jiān)測(cè)方法的標(biāo)準(zhǔn)化，生物監(jiān)測(cè)方法至今沒(méi)有統(tǒng)一的地方性或國(guó)家級(jí)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),限制了生物監(jiān)測(cè)作為環(huán)境監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)方法來(lái)應(yīng)用,而只能作為一種先導(dǎo)性的監(jiān)測(cè)方法；2.監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和頻率的選擇3.在生物檢測(cè)方面的研究多是模擬實(shí)驗(yàn)，這與野外復(fù)雜的水生生態(tài)系統(tǒng)有一定的差別；低濃度的污染物對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)有潛在的、長(zhǎng)期的危害。相關(guān)書(shū)籍相關(guān)書(shū)籍相關(guān)書(shū)籍相關(guān)書(shū)籍內(nèi)容簡(jiǎn)介歐洲生態(tài)和生物監(jiān)測(cè)方法及黃河實(shí)踐介紹了近年來(lái)歐盟在執(zhí)行歐盟水框架指令過(guò)程中，配套頒布的生態(tài)與生物監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，包括地表水的分級(jí)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)對(duì)象及指示物種的選擇，風(fēng)險(xiǎn)、精度和置信度評(píng)價(jià)，野外采樣點(diǎn)布置方法和采樣技術(shù)等編輯推薦歐洲生態(tài)和生