水污染生物監(jiān)測進展

水污染生物監(jiān)測進展第1頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月一、概述生物監(jiān)測技術誕生于20世紀初,其機理及應用研究,經(jīng)歷了一個從生物整體水平到細胞水平、基因和分子水平逐步深化的發(fā)展過程。

最早、應用最廣泛的生物監(jiān)測是水環(huán)境的生物監(jiān)測。用水生生物來監(jiān)測研究水體污染狀況的方法主要有：生物群落法、生產力測定法、殘毒測定法、急性毒性試驗、細菌學檢驗等。第2頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月生物監(jiān)測生物污染監(jiān)測植物監(jiān)測（應用多）水環(huán)境污染生物監(jiān)測空氣污染生物監(jiān)測動物監(jiān)測微生物監(jiān)測生物測試法細菌學檢驗生物群落監(jiān)測方法水污染指示生物法生物指數(shù)法污水生物系統(tǒng)法PFU微型生物群落監(jiān)測法第3頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月二、主要應用領域1、水環(huán)境評價2、水域宏觀規(guī)劃(水產養(yǎng)殖業(yè))3、水環(huán)境災害預報（滇池水葫蘆，太湖藍藻）4、重大工程決策5、生物學傳感器、環(huán)境標準的制定主要包括以下方面：用于水源中農藥、殺蟲劑的痕量級檢測的酶傳感器；以活細胞為探測單元的微生物傳感器已經(jīng)用于污水的BOD測量,可對高、中、低濃度的含可生物降解有機質的工業(yè)廢水進行準確評估,而且開始有報道用于特殊污染物檢測和污染物分類等。第5頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月

發(fā)達國家十分重視生物監(jiān)測的應用，歐美國家早在20世紀中期便開始把生物監(jiān)測應用于毒性評價，如20世紀40年代美國在排水管理中便引入了生物監(jiān)測技術，加拿大1971年頒布的漁業(yè)法中對紙漿廠的排水規(guī)定了魚類的急性毒性標準，用在排水中4d內魚類的成活率來判斷排水是否符合標準.我國生物監(jiān)測起步較晚，上世紀80年代才逐步應用于環(huán)境監(jiān)測，目前尚未形成系統(tǒng)化、標準化的生物監(jiān)測技術體系。三、國內外研究第6頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月1.美國EPA水環(huán)境生物監(jiān)測技術體系框架美國EPA的生物調查監(jiān)測體系在20世紀70年代以前主要采用生物多樣性指數(shù)評價方法。1989年，EPA流域評估和保護部門制定了生物快速評價方案《溪流和河流快速評估方案——大型底棲動物和魚類》［6］，開展大型底棲生物和魚類的監(jiān)測評價。期間EPA監(jiān)測部門在全國開展了一系列培訓和討論工作，并針對不同溪流生態(tài)系統(tǒng)的具體應用，對初版進行了修訂和調整。1999年，EPA水環(huán)境部門推出了《溪流和淺河快速評估方案——著生藻類、大型底棲動物和魚類(第二版)》，優(yōu)化了大型底棲生物的特定方法，增加了著生藻類調查方案，以及方法準確度和靈敏度等質控措施的內容。2006年，在上述針對溪流和淺河制定的評估和調查方案的基礎上，EPA又針對大型河流生物調查和評估發(fā)布了《大型溪流河流生物評估的內容和方法》，其中生物調查包括藻類、大型底棲生物和魚類調查，著重強調生境評估和物理參數(shù)的調查分析，同時對得到的調查數(shù)據(jù)如何分析、整合和評估有更明確具體的介紹。第7頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2.我國生物監(jiān)測的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀我國的生物監(jiān)測工作始于上世紀60年代，隨著70年代環(huán)境污染調查的開展，我國的環(huán)境監(jiān)測事業(yè)開始起步，生物監(jiān)測也隨之一同發(fā)展；到20世紀80年代，部分城市開展了生物監(jiān)測工作，此后，生物監(jiān)測經(jīng)歷了一個快速發(fā)展時期。1984年，原國家環(huán)境保護局召開了第一次環(huán)境生物監(jiān)測工作會議;1986年頒布了《生物監(jiān)測技術規(guī)范(水環(huán)境部分)》;1989年組織專家編寫并出版了《水和廢水監(jiān)測分析方法》(其中包括水生生物檢測分析方法);1993年編寫并出版了《水生生物監(jiān)測手冊》和《大氣污染生物監(jiān)測方法》，初次建立了國家水生生物監(jiān)測網(wǎng)，開始在全國范圍內開展例行生物監(jiān)測工作。21世紀初，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)測站開始加強生物監(jiān)測能力建設，持續(xù)開展了一些基于生物調查、細菌學和毒性測試等方面的生物監(jiān)測項目，并將每年的監(jiān)測結果體現(xiàn)在水質量報告中?？傮w而言，我國環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的生物監(jiān)測能力整體較弱，發(fā)展較不平衡，仍需大力加強。第8頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月3.藻類研究1989年,Bozeman等率先提出將固定化藻類應用于毒性檢驗,不僅提高藻類毒性檢驗范圍,且使藻代謝活性長時間保持穩(wěn)定,可用于長期現(xiàn)場監(jiān)測；Lukavsky等將月牙藻固定在2%的瓊脂上制成生物反應器,對Cr3+的毒性效應進行評價和監(jiān)測；Chouteau等利用固定化綠藻,研制了細胞生物傳感器,用于水環(huán)境中Cd2+的監(jiān)測以及堿性磷酸酶活性的分析。藻類固定化技術與生物傳感器相結合,為研究者提供了更為開闊的研究思路。開發(fā)固定化藻細胞傳感器,將其用于水質檢測是一個嶄新的發(fā)展方向；隋戰(zhàn)鷹等用浮游藻類種群法評價珠江水域廣州段水質；浩云濤等研究了橢圓小球藻對4種重金屬的耐受性及富集。第9頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月3.其他主要是底棲生物（如水生昆蟲、大型水蚤等）第10頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月目前,國內外研究者對重金屬、農藥、有機物等主要的污染物做了大量的毒性試驗研究。在線水體生物監(jiān)測系統(tǒng)在德國、荷蘭、英國、美國、日本和韓國等已有投入實際應用。

正在發(fā)展研究和投入使用的在線生物監(jiān)測系統(tǒng)包括以下幾種類型：細菌在線生物監(jiān)測系統(tǒng)、藻類在線生物監(jiān)測系統(tǒng)、水蚤在線生物監(jiān)測系統(tǒng)、雙殼軟體動物生物監(jiān)測系統(tǒng)和魚類在線生物監(jiān)測系統(tǒng)。在線生物監(jiān)測主要是測量生物的行為或生理方面的變化，多種不同營養(yǎng)級的生物都可用作在線生物監(jiān)測的指示生物。第11頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月四、水體污染生物監(jiān)測若干問題的探討4.將生物檢測的信息推廣到人類,卻有較大的限制,因為二者代謝過程有異。1.如何選擇受試生物及其代表性、以及生物測試的理化條件、測試參數(shù)等問題還一直存在著爭議。2.地域性、生物的生長階段、同類生態(tài)系統(tǒng)中同種生物在不同的地域對污染物的耐受性不同,這些因素都將對監(jiān)測結果產生影響。3.如何更加真實模擬水環(huán)境與水生生物之間的關系？并將慢性毒性結果考慮在內，值得進一步研究。4.如何建立一個“水體污染———水生生物檢測——人類健康”的有效的聯(lián)系機制？1.監(jiān)測方法的標準化，生物監(jiān)測方法至今沒有統(tǒng)一的地方性或國家級環(huán)境標準,限制了生物監(jiān)測作為環(huán)境監(jiān)測的標準方法來應用,而只能作為一種先導性的監(jiān)測方法；2.監(jiān)測項目和頻率的選擇3.在生物檢測方面的研究多是模擬實驗，這與野外復雜的水生生態(tài)系統(tǒng)有一定的差別；低濃度的污染物對水生生態(tài)系統(tǒng)有潛在的、長期的危害。第12頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月相關書籍第13頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月相關書籍內容簡介《歐洲生態(tài)和生物監(jiān)測方法及黃河實踐》介紹了近年來歐盟在執(zhí)行《歐盟水框架指令》過程中，配套頒布的生態(tài)與生物監(jiān)測技術規(guī)范和標準，包括地表水的分級系統(tǒng)，監(jiān)測對象及指示物種的選擇，風險、精度和置信度評價，野外采樣點布置方法和采樣技術等…編輯推薦《歐洲生態(tài)和生物監(jiān)測方法及黃河實踐》是《歐盟水框架指令手冊》的姊妹篇，它是作者（格里菲斯等）專門為中國讀者編寫的技術手冊…作者簡介作者：（英