環(huán)境污染生物監(jiān)測(cè)

第七章環(huán)境污染生物監(jiān)測(cè)目前環(huán)境監(jiān)測(cè)一般采用各種儀器和化學(xué)分析手段．對(duì)污染物的種類(lèi)和濃度可以比較快速而靈敏地分析測(cè)定出來(lái)，其中某些常規(guī)檢驗(yàn)已經(jīng)能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)。但只反映采樣瞬時(shí)的污染物濃度，不能反映環(huán)境發(fā)生的變化對(duì)人和生物的危害。生物監(jiān)測(cè)的結(jié)果能反映污染因素對(duì)人和生物的危害及對(duì)環(huán)境影響的綜合效應(yīng)，是理化監(jiān)測(cè)的重要補(bǔ)充。環(huán)境監(jiān)測(cè)中理化監(jiān)測(cè)的不足：利用生物分子、細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體、種群和群落對(duì)環(huán)境污染或環(huán)境變化所產(chǎn)生的反應(yīng)，來(lái)闡明環(huán)境污染狀況的環(huán)境監(jiān)測(cè)方法，稱(chēng)為生物監(jiān)測(cè)。生物監(jiān)測(cè)方法：

1.生態(tài)（群落生態(tài)和個(gè)體生態(tài)

）監(jiān)測(cè)

2.生物測(cè)試(毒性測(cè)定、致突變測(cè)定)

3.生物的生理、生化指標(biāo)測(cè)定

生物監(jiān)測(cè)的定義和方法指示生物：能對(duì)環(huán)境中某些物質(zhì)（包括污染物）產(chǎn)生各種定性定量反應(yīng)或信息，而被用于監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量的生物。生物監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)富集性

生物的一個(gè)重要特點(diǎn)是它能夠通過(guò)各種方式從環(huán)境中富集某些元素。如水中DDT農(nóng)藥:水中濃度為0.000003mg／L浮游生物（富集7.3萬(wàn)倍）小魚(yú)(富集14.3萬(wàn)倍)

大魚(yú)

（富集858萬(wàn)倍）

人食用這些水中生物后富集1000萬(wàn)倍。

長(zhǎng)期性

環(huán)境污染物的含量和其它環(huán)境條件改變的強(qiáng)度大小，是隨時(shí)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(cè)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，能把一定時(shí)間內(nèi)環(huán)境變化情況反映出來(lái)。綜合性人類(lèi)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(cè)只能獲得各種成份的類(lèi)別和含量，但不能確切說(shuō)明對(duì)生物有機(jī)體的影響。而生物是接受綜合作用，不僅僅是個(gè)別組分的影響，所以生物監(jiān)測(cè)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(gè)環(huán)境的情況。對(duì)符合排放標(biāo)準(zhǔn)的污染物，其長(zhǎng)期影響環(huán)境的后果，更需要用生物監(jiān)測(cè)來(lái)評(píng)價(jià)。以上過(guò)程，只有通過(guò)生物監(jiān)測(cè)手段，通過(guò)食物鏈放大了的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)進(jìn)行分析，才能對(duì)水體進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。環(huán)境監(jiān)測(cè)中生物監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)：能直接反映環(huán)境質(zhì)量變化對(duì)生物或生態(tài)系統(tǒng)的影響；價(jià)格低廉，不需要昂貴精密儀器，便于推廣；可反映各種污染的綜合情況，更切合實(shí)際；環(huán)境監(jiān)測(cè)中生物監(jiān)測(cè)的局限性：影響因素復(fù)雜，應(yīng)用受到一定限制；精度不高，有的只能半定量；第二節(jié)空氣污染生物監(jiān)測(cè)

第三節(jié)生態(tài)監(jiān)測(cè)第一節(jié)水環(huán)境污染生物監(jiān)測(cè)采樣斷面和采樣點(diǎn)的布設(shè)

斷面要有代表性

盡可能與化學(xué)監(jiān)測(cè)斷面相一致

考慮水環(huán)境的整體性、監(jiān)測(cè)工作連續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性河流：根據(jù)長(zhǎng)度，至少設(shè)上（對(duì)照）、中（污染）、下游（觀察）三個(gè)斷面；采樣點(diǎn)數(shù)視水面寬、水深、生物分布特點(diǎn)等確定。湖泊（水庫(kù)）：入湖（庫(kù)）區(qū)、中心區(qū)、出口區(qū)、最深水區(qū)、清潔區(qū)等處設(shè)監(jiān)測(cè)斷面。第一節(jié)水環(huán)境污染生物監(jiān)測(cè)生物監(jiān)測(cè)主要方法一、生物群落監(jiān)測(cè)方法二、生物測(cè)試法三、細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)法一、生物群落監(jiān)測(cè)方法未受污染的環(huán)境水體中生活著多種多樣的水生生物，這是長(zhǎng)期自然發(fā)展的結(jié)果，也是生態(tài)系統(tǒng)保持相對(duì)平衡的標(biāo)志。當(dāng)水體受到污染后，水生生物的群落結(jié)構(gòu)和個(gè)體數(shù)量就會(huì)發(fā)生變化，使自然生態(tài)平衡系統(tǒng)被破壞，最終結(jié)果是敏感生物消亡，抗性生物旺盛生長(zhǎng)，群落結(jié)構(gòu)單一，這是生物群落監(jiān)測(cè)法的理論依據(jù)。

生物群落監(jiān)測(cè)中的對(duì)象：水污染指示生物浮游生物著生生物－附著于長(zhǎng)期浸沒(méi)水中的各種基質(zhì)表面上的有機(jī)體群落。

底棲動(dòng)物－棲息在水體底部淤泥內(nèi)、石塊或礫石表面及其間隙中的肉眼可見(jiàn)的水生無(wú)脊椎動(dòng)物。

魚(yú)類(lèi)微生物浮游動(dòng)物（原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)、枝角類(lèi)和橈足類(lèi)

）浮游植物－藻類(lèi)（一）生物指數(shù)監(jiān)測(cè)法（貝克生物指數(shù)、貝克-津田生物指數(shù)、生物種類(lèi)多樣性指數(shù)、硅藻生物指數(shù)）（二）污水生物系統(tǒng)法（三）PFU微型生物群落監(jiān)測(cè)法（簡(jiǎn)稱(chēng)PFU法）

生物群落監(jiān)測(cè)方法（一）生物指數(shù)監(jiān)測(cè)法生物指數(shù)（BI）=2A+B

式中：A、B——分別為敏感底棲動(dòng)物種類(lèi)數(shù)和耐污底棲動(dòng)物種類(lèi)數(shù)。貝克生物指數(shù)：

從采樣點(diǎn)采到的底棲大型無(wú)脊椎動(dòng)物

當(dāng)BI＞10時(shí)，為清潔水域；BI為1~6時(shí)，為中等污染水域；BI=0時(shí)，為嚴(yán)重污染水域。貝克－津田生物指數(shù)：

所有擬評(píng)價(jià)或監(jiān)測(cè)的河段各種底棲大型無(wú)脊椎動(dòng)物

當(dāng)BI≥20，為清潔水區(qū)；10＜BI＜20，為輕度污染水區(qū)；6＜BI≤10，為中等污染水區(qū)；0＜BI≤6，為嚴(yán)重污染水區(qū)

。1.貝克生物指數(shù)和貝克-津田生物指數(shù)2.生物種類(lèi)多樣性指數(shù)

式中：——種類(lèi)多樣性指數(shù)；

N——單位面積樣品中收集到的各類(lèi)動(dòng)物的總個(gè)數(shù)；

ni——單位面積樣品中第i種動(dòng)物的個(gè)數(shù)；

S——收集到的動(dòng)物種類(lèi)數(shù)。動(dòng)物種類(lèi)越多，指數(shù)越大，水質(zhì)越好；反之，種類(lèi)越少，指數(shù)越小，水體污染越嚴(yán)重。威爾姆對(duì)美國(guó)十幾條河流進(jìn)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＜1.0：嚴(yán)重污染;值1.0～3.0：中等污染；值＞3.0：清潔3.硅藻生物指數(shù)

硅藻指數(shù)=式中：A——不耐污染藻類(lèi)的種類(lèi)數(shù)；

B——廣譜性藻類(lèi)的種類(lèi)數(shù)；

C——僅在污染水域才出現(xiàn)的藻類(lèi)種類(lèi)數(shù)。

硅藻指數(shù)0～50為多污帶；硅藻指數(shù)50～100為α-中污帶；硅藻指數(shù)100～150為β-中污帶；硅藻指數(shù)150～200為輕污帶。

（二）污水生物系統(tǒng)法

將受有機(jī)物污染的河流按照污染程度和自?xún)暨^(guò)程，自上游向下游劃分為四個(gè)相互連續(xù)的河段，即多污帶段、α-中污帶段、β-中污帶段和寡污帶段，每個(gè)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(jìn)行判斷。

表6.1為污水系統(tǒng)的部分生物學(xué)、化學(xué)特征。項(xiàng)目多污帶α-中污帶β-中污帶寡污帶化學(xué)過(guò)程還原和分解作用明顯開(kāi)始水和底泥里出現(xiàn)氧化作用氧化作用更強(qiáng)烈因氧化使無(wú)機(jī)化達(dá)到礦化階段溶解氧沒(méi)有或極微量少量較多很多BOD很高高較低低硫化氫的生成具有強(qiáng)烈的硫化氫臭味沒(méi)有強(qiáng)烈硫化氫臭味無(wú)無(wú)水中有機(jī)物蛋白質(zhì)、多肽等高分子物質(zhì)大量存在高分子化合物分解產(chǎn)生氨基酸、氨等大部分有機(jī)物已完成無(wú)機(jī)化過(guò)程有機(jī)物全分解底泥常有黑色硫化鐵存在，呈黑色硫化鐵氧化成氫氧化鐵，底泥不呈黑色有Fe2O3存在大部分氧化水中細(xì)菌大量存在，每毫升可達(dá)100萬(wàn)個(gè)以上細(xì)菌較多，每毫升在10萬(wàn)個(gè)以上數(shù)量減少，每毫升在10萬(wàn)個(gè)以下數(shù)量少，每毫升在100個(gè)以下表6.1污水系統(tǒng)的部分生物學(xué)、化學(xué)特征（三）PFU(PolyurechaneFoamUnit)微型生物群落監(jiān)測(cè)法

PFU法是以聚氨酯泡沫塑料塊（PFU）作為人工基質(zhì)沉入水體中，經(jīng)一定時(shí)間后，水體中大部分微型生物種類(lèi)均可群集到PFU內(nèi)，達(dá)到種數(shù)平衡，通過(guò)觀察和測(cè)定該群落結(jié)構(gòu)與功能的各種參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況。

根據(jù)水環(huán)境條件確定采樣時(shí)間，一般在靜水中采樣約需四周，在流水中采樣約需兩周；采樣結(jié)束后，帶回實(shí)驗(yàn)室，把PFU中的水全部擠于燒杯內(nèi)，用顯微鏡進(jìn)行微型生物種類(lèi)觀察和活體計(jì)數(shù)。

（GB/T12990-91水質(zhì)微型生物群落監(jiān)測(cè)PFU法）*微型生物群落：指水生態(tài)系統(tǒng)中顯微鏡下才能看見(jiàn)的微小生物，主要是細(xì)菌、真菌、藻類(lèi)和原生動(dòng)物，此外也包括小型的后生動(dòng)物，如輪蟲(chóng)等。野外監(jiān)測(cè)漂浮式、沉式、分散式測(cè)試方法：野外監(jiān)測(cè)適用于淡水水體，包括湖泊、水庫(kù)、池塘、大江、河流、溪流。室內(nèi)靜態(tài)毒性試驗(yàn)1.盤(pán)中PFU的布放2.靜態(tài)毒性試驗(yàn)的布置室內(nèi)毒性試驗(yàn)適用于工廠排放的廢水、城鎮(zhèn)生活污水、各類(lèi)有害化學(xué)物質(zhì)。根據(jù)微型生物在PFU上群集的過(guò)程，提出了3個(gè)功能參數(shù)：平衡時(shí)的物種數(shù)量Seq；群集速度常數(shù)G；達(dá)到90％Seq所需要的時(shí)間T90％。如果環(huán)境受到污染影響，原來(lái)的平衡遭到破壞，這3個(gè)參數(shù)將發(fā)生改變。因此，利用微型生物在PFU上的群集過(guò)程中3個(gè)參數(shù)的變化，可以評(píng)價(jià)水質(zhì)和監(jiān)測(cè)水污染。PFU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:污染較輕的情況下，隨著污染加重，集群速度G、平衡時(shí)的物種數(shù)Seq都會(huì)增大，達(dá)到90％Seq的時(shí)間T90%將縮短。從生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)看，此時(shí)營(yíng)養(yǎng)水平適合大多數(shù)原生動(dòng)物的生長(zhǎng)，因此，種類(lèi)多，豐度也大；但隨著污染程度進(jìn)一步加重，平衡時(shí)物種數(shù)Seq會(huì)減少，達(dá)到90％Seq所需時(shí)間T90%將延長(zhǎng)，集群速度G也減小。從生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)看，重污染和嚴(yán)重污染已超出大多數(shù)原生動(dòng)物的耐受限度，在這惡劣的環(huán)境中，大多數(shù)種類(lèi)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)生的反應(yīng)或生理機(jī)能的變化，來(lái)評(píng)價(jià)水體污染狀況，確定毒物安全濃度的方法稱(chēng)為生物測(cè)試法。

二、生物測(cè)試法分類(lèi)

按水流方式：靜水式和流水式按測(cè)試時(shí)間分類(lèi)：急性試驗(yàn)和慢性試驗(yàn)按受試活體分類(lèi)：水生生物和發(fā)光細(xì)菌等（一）水生生物毒性試驗(yàn)水生生物毒性試驗(yàn)可用：魚(yú)類(lèi)、蚤類(lèi)、藻類(lèi)等，其中魚(yú)類(lèi)毒性試驗(yàn)應(yīng)用較廣泛。金魚(yú)綠藻褐藻蝴蝶魚(yú)圖6.1可用于水生生物毒性試驗(yàn)的部分魚(yú)類(lèi)和藻類(lèi)靜水式魚(yú)類(lèi)急性毒性試驗(yàn)

供試魚(yú)的選擇和馴養(yǎng)要選擇無(wú)病、行動(dòng)活潑、魚(yú)鰭完整舒展、食欲和逆水性強(qiáng)、體長(zhǎng)（不包括尾部）約3cm的同種和同齡的金魚(yú)。選出的魚(yú)必須先在與試驗(yàn)條件相似的生活條件（溫度、水質(zhì)等）下馴養(yǎng)7d以上；試驗(yàn)前一天停止喂食；如果在試驗(yàn)前4d天內(nèi)發(fā)生死亡現(xiàn)象或發(fā)病的魚(yú)高于10%，則不能使用。金魚(yú)2金魚(yú)1試驗(yàn)條件選擇每一種濃度的試驗(yàn)溶液為一組，每組至少10尾魚(yú)試驗(yàn)容器用容積約10L的玻璃缸，保證每升水中魚(yú)重不超過(guò)2g。試驗(yàn)溶液的溫度要適宜，對(duì)冷水魚(yú)為12～28℃，對(duì)溫水魚(yú)為20～28℃。同一試驗(yàn)中，溫度變化為±2℃。試驗(yàn)溶液中不能含大量耗氧物質(zhì)，要保證有足夠的溶解氧，對(duì)于冷水魚(yú)不少于5mg/L，對(duì)于溫水魚(yú)不少于4mg/L。試驗(yàn)溶液的pH值通?？刂圃?.7～8.5之間。配制試驗(yàn)溶液和馴養(yǎng)魚(yú)用水應(yīng)是未受污染的河水或湖水。如果使用自來(lái)水，必須經(jīng)充分曝氣才能使用。不宜使用蒸餾水。試驗(yàn)步驟試驗(yàn)溶液濃度設(shè)計(jì)

確定試驗(yàn)溶液的濃度范圍

試驗(yàn)

記錄不同時(shí)間的金魚(yú)成活數(shù)

毒性判定

計(jì)算半數(shù)忍受限度（TLm）

預(yù)試驗(yàn)(探索性試驗(yàn))

通常選七個(gè)濃度(至少五個(gè))

半數(shù)忍受限度（TLm），即半數(shù)存活濃度。求TLm值的簡(jiǎn)便方法是將試驗(yàn)魚(yú)存活半數(shù)以上和半數(shù)以下的數(shù)據(jù)與相應(yīng)試驗(yàn)液毒物（或污水）濃度繪于半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上（對(duì)數(shù)坐標(biāo)表示毒物濃度，算術(shù)坐標(biāo)表示存活率），用直線內(nèi)插法求出。表6.2某毒物實(shí)驗(yàn)結(jié)果毒物濃度

/(mg·L-1)每組魚(yú)數(shù)/尾試驗(yàn)魚(yú)成活數(shù)24h48h96h10.07.55.64.23.22.4對(duì)照組10101010101010038910101000279101000127910安全濃度=安全濃度=48TLm×0.1圖6.2用直線內(nèi)插法求TLm點(diǎn)擊此處觀看：“金魚(yú)毒性實(shí)驗(yàn)”（二）發(fā)光細(xì)菌法發(fā)光細(xì)菌是一類(lèi)能自發(fā)發(fā)光的細(xì)菌，其發(fā)光機(jī)制是由于菌體內(nèi)有一種熒光素酶，通過(guò)酶催化不飽和脂肪酸反應(yīng)，而向外界輻射藍(lán)綠色的熒光，發(fā)光光譜范圍在435～630nm，有單一最大發(fā)射峰(λmax=475nm).它是生物自身的正常生理代謝過(guò)程.由于發(fā)光細(xì)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(diǎn)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外較多地將發(fā)光細(xì)菌應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)，Beckman公司依據(jù)發(fā)光細(xì)菌的發(fā)光原理,已推出用于環(huán)境監(jiān)測(cè)的生物毒性檢測(cè)儀Microtox。生物發(fā)光法是結(jié)合生命有機(jī)體的生物物理和生物化學(xué)過(guò)程，檢測(cè)的是處于環(huán)境中的生物，提供的是一個(gè)綜合的整體指標(biāo)，因此比傳統(tǒng)的檢驗(yàn)方法更迅速，直接反映環(huán)境污染對(duì)生物的影響。當(dāng)發(fā)光細(xì)菌與水樣毒性組分接觸時(shí)，可影響或干擾細(xì)菌的新陳代謝，使細(xì)菌的發(fā)光強(qiáng)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(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)線性關(guān)系，因而可使用生物發(fā)光光度計(jì)測(cè)定水樣的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度來(lái)監(jiān)測(cè)有毒物質(zhì)的濃度。1.水生植物生產(chǎn)力的測(cè)定水生植物中葉綠素含量、光合作用能力、固氮能力等指標(biāo)的變化。

2.致誘變物質(zhì)監(jiān)測(cè)其檢測(cè)方法有：微核測(cè)定艾姆斯（Ames）試驗(yàn)(鼠傷寒沙門(mén)氏菌組氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷菌株回復(fù)突變)染色體畸變?cè)囼?yàn)

（三）其他生物測(cè)試法三、細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)法1.衛(wèi)生學(xué)質(zhì)量的判斷在實(shí)際工作中，經(jīng)常以檢驗(yàn)細(xì)菌總數(shù)，特別是檢驗(yàn)作為糞便污染的指示細(xì)菌，如總大腸菌群、糞大腸菌群、糞鏈球菌、腸道病毒等，來(lái)間接判斷水的衛(wèi)生學(xué)質(zhì)量。2.利用細(xì)菌的新陳代謝能力檢測(cè)廢水毒性：利用細(xì)菌的活動(dòng)能力利用用細(xì)菌生長(zhǎng)抑制試驗(yàn)利用細(xì)菌的呼吸代謝檢測(cè)第二節(jié)空氣污染生物監(jiān)測(cè)大氣污染的生物監(jiān)測(cè)是利用生物對(duì)存在于大氣中的污染物的反應(yīng)，監(jiān)測(cè)有害氣體的成分和含量，以確定大氣的環(huán)境質(zhì)量水平。一、利用植物監(jiān)測(cè)在生物體系中，植物更易遭受大氣污染的傷害，其原因?yàn)?植物能以龐大的葉面積與空氣接觸，進(jìn)行活躍的氣體交換;植物缺乏動(dòng)物的循環(huán)系統(tǒng)來(lái)緩沖外界的影響;植物固定生長(zhǎng)的特點(diǎn)使其無(wú)法避開(kāi)污染物的傷害。正因?yàn)橹参飳?duì)大氣污染的反應(yīng)敏感性強(qiáng)，加上本身位置的固定，便于監(jiān)測(cè)與管理，大氣污染的生物監(jiān)測(cè)主要是利用植物進(jìn)行監(jiān)測(cè)。（一）指示植物及其受害癥狀對(duì)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(chēng)為大氣污染的指示植物。空氣污染物一般通過(guò)葉面上的氣孔或孔隙進(jìn)入植物體內(nèi)，侵襲細(xì)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。這些癥狀雖然隨污染物的種類(lèi)、濃度以及受害植物的品種、曝露時(shí)間不同而有差異，但具有某些共同特點(diǎn)，如葉綠素被破壞、細(xì)胞組織脫水，進(jìn)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(diǎn)，葉片脫落，甚至全株枯死等異?，F(xiàn)象。

二氧化硫指示植物堇菜苔蘚白蠟樹(shù)云杉地衣棉花白楊圖6.3部分二氧化硫指示植物光化學(xué)氧化物指示植物矮牽牛花葡萄菠菜黃瓜馬鈴薯洋蔥圖6.4O3的指示植物雪松葡萄金錢(qián)草杏樹(shù)慈竹郁金香圖6.5氟化物的指示植物氟化物指示植物乙烯的指示植物萬(wàn)壽菊皂莢樹(shù)黃瓜番茄蘭花圖6.6乙烯的指示植物氮氧化物指示植物向日葵菠菜秋海棠番茄煙草圖6.7氮氧化物指示植物（二）監(jiān)測(cè)方法1.栽培指示植物監(jiān)測(cè)法先將指示植物在沒(méi)有污染的環(huán)境中盆栽或地栽培植，待生長(zhǎng)到適宜大小時(shí)，移至監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀察它們的受害癥狀和程度。圖6.8植物監(jiān)測(cè)器示意圖1.氣泵；2.針型閥；3.流量計(jì)；4.活性炭?jī)艋鳎?.盆栽指示植物2、植物群落監(jiān)測(cè)法

先通過(guò)調(diào)查和試驗(yàn)，確定群落中不同種植物對(duì)污染物的抗性等級(jí)，將其分為敏感、抗性中等和抗性強(qiáng)三類(lèi)。如果敏感植物葉部出現(xiàn)受害癥狀，表明空氣已受到輕度污染；如果抗性中等的植物出現(xiàn)部分受害癥狀，表明空氣已受到中度污染；當(dāng)抗性中等植物出現(xiàn)明顯受害癥狀，有些抗性強(qiáng)的植物也出現(xiàn)部分受害癥狀時(shí)，則表明已造成嚴(yán)重污染。植物受害情況懸鈴木、加拿大白楊檜柏、絲瓜向日葵、蔥、玉米、菊、牽?；ā⒃录?、薔薇、枸杞、香椿、烏柏葡萄、金銀花、枸樹(shù)、馬齒莧廣玉蘭、大葉黃楊、梔子花、臘梅80％～100%葉片受害，甚至脫落葉片有明顯大塊傷斑，部分植株枯死50%左右葉面積受害，葉片脈間有點(diǎn)、塊狀傷斑30%左右葉面積受害，葉脈間有輕度點(diǎn)、塊狀傷斑10%左右葉面積受害，葉片上有輕度點(diǎn)狀斑無(wú)明顯癥狀表6.3排放SO2的某化工廠附近植物群落受害情況二、利用動(dòng)物監(jiān)測(cè)（一）利用動(dòng)物個(gè)體的異常反應(yīng)

對(duì)礦井內(nèi)瓦斯毒氣敏感的動(dòng)物

金絲雀金翅雀

雞老鼠圖6.9對(duì)礦井內(nèi)瓦斯毒氣敏感的動(dòng)物對(duì)SO2敏感的動(dòng)物敏感性水平：本鳥(niǎo)最高俺狗狗第二耐受力最好的當(dāng)屬我們家禽了金絲雀狗家禽圖6.10對(duì)SO2敏感的動(dòng)物（二）利用動(dòng)物種群數(shù)量的變化受不了啦，快跑吧！大型哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)、昆蟲(chóng)等遷移

圖6.11大型哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)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(chóng)、蟲(chóng)癭昆蟲(chóng)、體表有蠟質(zhì)的蚧類(lèi)增加，圖6.12為部分該類(lèi)昆蟲(chóng)。潛葉蛾

癭蚊

紅蠟蚧

圖6.12部分昆蟲(chóng)和蚧類(lèi)三、利用微生物監(jiān)測(cè)空氣微生物是空氣污染的重要因子，它與氣溶膠、顆粒物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(cè)空氣微生物狀況是掌握其活動(dòng)和作用的必要前提。室內(nèi)空氣微生物監(jiān)測(cè)：某醫(yī)院的空氣微生物監(jiān)測(cè)163份標(biāo)本，合格88份，合格率僅54％；表明空氣微生物的污染與醫(yī)院感染密切相關(guān)，加強(qiáng)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。室外空氣微生物監(jiān)測(cè)：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：空氣中微生物的數(shù)量隨著人群和車(chē)輛流動(dòng)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)村空氣中細(xì)菌最少。2001和2002年山東省某海濱城市空氣微生物監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)：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(xì)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，意味兩區(qū)空氣污染有趨同現(xiàn)象。第三節(jié)生態(tài)監(jiān)測(cè)（自學(xué)）生態(tài)監(jiān)測(cè)就是運(yùn)用可比的方法，在時(shí)間或空間對(duì)一定區(qū)域范圍內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)組合體的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和功能及其組成要素進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)定和觀察的過(guò)程。

生態(tài)監(jiān)測(cè)不同于環(huán)境監(jiān)測(cè)。生態(tài)監(jiān)測(cè)是指預(yù)先制定的計(jì)劃和用可比的方法，在一個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)對(duì)各生態(tài)系統(tǒng)變化情況以及每個(gè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)一個(gè)或多個(gè)環(huán)境要素或指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)的過(guò)程。

生態(tài)監(jiān)測(cè)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的連續(xù)觀察、測(cè)試的過(guò)程，少則一個(gè)或幾個(gè)生態(tài)變化周期，多則幾十個(gè)、幾百個(gè)生態(tài)變化周期。在時(shí)空上少則幾年，多則幾十年或更長(zhǎng)一段時(shí)間。生態(tài)監(jiān)測(cè)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；根據(jù)現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)為評(píng)價(jià)已開(kāi)發(fā)項(xiàng)目對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響和計(jì)劃開(kāi)發(fā)項(xiàng)目可能的影響提供科學(xué)依據(jù)；提供地球資源狀況及其可利用數(shù)量。一、生態(tài)監(jiān)測(cè)的類(lèi)型及內(nèi)容(一)宏觀生態(tài)監(jiān)測(cè)

宏觀監(jiān)測(cè)地域面積至少應(yīng)在一定區(qū)域范圍之內(nèi)，對(duì)一個(gè)或若干個(gè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，最大范圍可擴(kuò)展至一個(gè)國(guó)家、一個(gè)地區(qū)基至全球。主要監(jiān)測(cè)區(qū)域范圍內(nèi)具有特殊意義的生態(tài)系統(tǒng)的分布、面積及生態(tài)功能的動(dòng)態(tài)變化。(二)微觀生態(tài)監(jiān)測(cè)

微觀監(jiān)測(cè)指對(duì)一個(gè)或幾個(gè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生態(tài)要素指標(biāo)進(jìn)行物理、化學(xué)、生態(tài)學(xué)方面的監(jiān)測(cè)。根據(jù)監(jiān)測(cè)的目的一般可分為：

1.干擾性生態(tài)監(jiān)測(cè)

2.污染性生態(tài)監(jiān)測(cè)

3.治理性生態(tài)監(jiān)測(cè)

4.環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)（三）生態(tài)類(lèi)型的劃分森林生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)城市生態(tài)系統(tǒng)（四）生態(tài)監(jiān)測(cè)指標(biāo)選擇自然指標(biāo)：自然景觀、自然狀況、自然因素人為指標(biāo)：人文景觀、人為因素一般性監(jiān)測(cè)指標(biāo)：重點(diǎn)生態(tài)監(jiān)測(cè)指標(biāo)、常規(guī)生態(tài)監(jiān)測(cè)指標(biāo)應(yīng)急監(jiān)測(cè)指標(biāo)：自然力和人為因素造成的緊急生態(tài)問(wèn)題監(jiān)測(cè)(1)全球氣候變暖引起的生態(tài)系統(tǒng)或動(dòng)植物區(qū)系位移；(2)珍稀、瀕危動(dòng)植物種的分布及其棲息地；(3)水土流失面積及其時(shí)空分布和對(duì)環(huán)境影響；(4)沙漠化面積及其時(shí)空分布和對(duì)環(huán)境影響；(5)草場(chǎng)沙化退化面積及其時(shí)空分布和對(duì)環(huán)境影響；(6)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)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；(7)水環(huán)境污染對(duì)水體生態(tài)系統(tǒng)（湖泊、水庫(kù)、河流和海洋等）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(jī)污染物和重金屬）在土壤-植物-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)平衡恢復(fù)過(guò)程；(10)各生態(tài)系統(tǒng)中微量氣體的釋放通量與吸收情況。(五)我國(guó)優(yōu)先監(jiān)測(cè)的生態(tài)項(xiàng)目二、生態(tài)監(jiān)測(cè)方案（1）監(jiān)測(cè)目的；（2）監(jiān)測(cè)的方法及使用設(shè)備；（3）監(jiān)測(cè)場(chǎng)地描述：土壤類(lèi)型、植被、海拔、經(jīng)緯度、面積；（4）監(jiān)測(cè)頻度；（5）監(jiān)測(cè)起止時(shí)間、周期；（6）數(shù)據(jù)的整理：觀測(cè)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、文字?jǐn)?shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)，編制生態(tài)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目報(bào)表；（7）監(jiān)測(cè)人員及監(jiān)測(cè)要求。（一）監(jiān)測(cè)方案的編制(1)國(guó)家采用的生態(tài)監(jiān)測(cè)儀器屬大型監(jiān)測(cè)設(shè)備，如：遙感、地理信息系統(tǒng)、地理圖像系統(tǒng)；(2)常規(guī)生態(tài)監(jiān)測(cè)選擇小型儀器。一般的測(cè)試系統(tǒng)，應(yīng)由傳感器、中間變換設(shè)備、傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)處理設(shè)備、顯示記錄設(shè)備幾部分組成。圖6.22熱島現(xiàn)象研究遙感圖

圖6.21非洲地理圖像（二）監(jiān)測(cè)儀器的選擇圖6.23地球遙感圖圖6.24某地地理信息圖

生態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)是宏觀生態(tài)監(jiān)測(cè)的工作基礎(chǔ)，它以遙感技術(shù)作支持，并具備容量足夠大的計(jì)算機(jī)和宇航信息處理裝置。生態(tài)監(jiān)測(cè)站是微觀生態(tài)監(jiān)測(cè)工作的基礎(chǔ)，它以完整的室內(nèi)外分析觀測(cè)儀器作支持，并具備計(jì)算機(jī)等信息處理系統(tǒng)。（三）生態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)和生態(tài)監(jiān)測(cè)站(1)能反映生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)層次和主要生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，并以結(jié)構(gòu)和功能指標(biāo)為主；(2)篩選那些受外界條件影響大、改變快、具有綜合性代表意義的指標(biāo)作為優(yōu)先監(jiān)測(cè)指標(biāo)；(3)考慮可操作性及實(shí)際監(jiān)測(cè)能力。（四）生態(tài)監(jiān)測(cè)指標(biāo)確定原則表6.9陸生生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)要素常規(guī)指標(biāo)選擇指標(biāo)氣象氣溫；濕度；風(fēng)向；風(fēng)速；降水量及分布；蒸發(fā)量；地面及淺層地溫；日照時(shí)數(shù)大氣干、濕沉降物及其化學(xué)組成；林間CO2濃度（森林）水文地表徑流量；徑流水化學(xué)組成：酸度、堿度、總磷、總氮及NO2－、NO3－、農(nóng)藥（農(nóng)田）；徑流水總懸浮物；地下水位；泥沙顆粒組成及流失量；泥沙化學(xué)成分：有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀及重金屬、農(nóng)藥（農(nóng)田）附近河流水質(zhì)；附近河流泥沙流失量；農(nóng)田灌水量、入滲量和蒸發(fā)量（農(nóng)田）土壤有機(jī)質(zhì)；養(yǎng)分含量：全氮、全磷、全鉀、速效磷、速效鉀；pH值；交換性酸及其組成；交換性鹽基及其組成；陽(yáng)離子交換量；顆粒組成及團(tuán)粒結(jié)構(gòu)；容重；含水量CO2釋放量（稻田測(cè)CH4）；農(nóng)藥殘留量、重金屬殘留量、鹽分總量、水田氧化還的電位、化肥和有機(jī)肥施用量及化學(xué)組成（農(nóng)田）；元素背景值；生命元素含量；沙丘動(dòng)態(tài)（荒漠）植物種類(lèi)及組成；種群密度；現(xiàn)存生物量；凋落物量及分解率；地上部分