环境污染生物监测.

《环境污染生物监测.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境污染生物监测.（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第六章 环境污染生物监测 1、了解水环境污染生物监测方法 2、掌握细菌学检测方法 3、了解空气污染监测方法 4、掌握生物样品的采集、制备、预处理和测定 5、了解生物污染监测的意义和主要方法 6、了解生态监测的方法 建议学时数：6学时 v 定义：当空气，水体，土壤等环境要素受到污染后，生 物在吸收营养的同时，也吸收了污染物，并在体内迁移， 积累，从而遭受污染。受到污染的生物，在生态，生理和 生化指标，污染物在体内的行为等方面会发生变化，出现 不同的症状或反应，利用这些变化来反应和度量环境污染 程度的方法称为 生物监测法 v 生态 （群落，个体生态）监测；生物测试（毒性测定， 致突变测定等）；生物

2、的生理，生化指标测定； 生物体 内污染物残留量的测定等。 生物监测 生物监测的任务 v 对环境中各种生物指标进行定期或临时的监测，了解污 染物对生物的危害和影响，从而判定环境污染的类型和 程度 v 通过对自然环境和污染环境长期积累的监测资料和趋势 分析，为政府制定法规，环境质量标准，环境质量控制 对策和环境管理提供可靠依据 v 积极展开生物监测技术研究，促进生物监测技术发展。 常用生物监测手段 v 水污染的生物监测手段： 利用指示生物进行环境监 测； 利用水生生物群落结构变化监测水污染； 水 污染的生物测试，通过生物生理机能变化来测试水质污 染状况 v 大气污染的生物监测手段： 利用指示植物监

3、测大 气污染； 测定植物污染物的含量，估测大气污染状 况； 观测植物的生理生化反应，对大气污染的长期 效应做出判断 v 土壤 较少 第一节 水环境污染生物监测 一、水环境污染生物监测的目的、样品采集和监测项目 v 一、目的：了解污染对水生生物的危害状况，判别 和测定水体污染的类型和程度，为制定控制污染措施 ，使水环境生态系统保持平衡提供依据 v 二、样品采集：尽可能与化学监测 v 断面一致，采样点数使视具体情 v 况而定 v 三、监测项目:见表61（P292） 表6-1河、湖、库淡水生物监测项目及频率 二、生物群落监测方法 v未受污染的环境水体中生活着多种多样的水生生物 ，这是长期自然发展的结

4、果，也是生态系统保持相 对平衡的标志。当水体受到污染后，水生生物的群 落结构和个体数量就会发生变化，使自然生态平衡 系统被破坏，最终结果是敏感生物消亡，抗性生物 旺盛生长，群落结构单一，这是生物群落监测法的 理论依据。 一、水污染指示生物 v 生物群落中生活着各种水生生物，如浮游生物、着生 生物、底栖动物、鱼类和细菌等。由于它们的群落结构、 种类和数量的变化能反映水质状况，故称之为指示生物。 v水污染指示生物是指能对水体中污染物产生各种定性、定量 反应的生物，如浮游生物、着生生物、底栖动物、鱼类和微 生物等 v浮游生物是指悬浮在水体中的生物，可分为浮游动物和浮游 植物两大类，它们多数个体小，游

5、泳能力弱或完全没有游泳 能力，过着随波逐流的生活 v着生生物（即周丛生物）是指附着于长期浸没水中的各种基 质（植物、动物、石头、人工）表面上的有机体群落 v底栖动物是栖息在水体底部淤泥内、石块或砾石表面及其间 隙中，以及附着在水生植物之间的肉眼可见的水生无脊椎动 物，其体长超过2mm，亦称底栖大型无脊椎动物 v在清洁的河流、湖泊、池塘中，有机质含量少，微生物也很 少，但受到有机物污染后，微生物数量大量增加，所以水体 中含微生物的多少可以反映水体被有机物污染的程度 （二）生物指数监测法 定义：依据不利环境因素（如各种污染）对生物群落结构 的影响，用数学形式表现群落结构来指示环境质量状况 1、贝克

6、生物指数 贝克生物指数（BI）= 2A + B 2、贝克津田生物指数 3、生物群落中的种类多样性是群落生态组织水平的生物学 特征，且反应群落功能的组织特性 种类多样性有两方面的意义： 一是群落中的种类数，另 一种是群落中各种类个体数的分布。 4、硅藻生物指数 用作计算生物指数的生物除底栖大型无脊椎动物外，也有 用浮游藻类的，如硅藻指数： 2A+B-2C 硅藻指数= X100 A+B-C 不耐污染藻 类的种类数 广谱性藻类的 种类数 仅在污染水域才出现 的藻类种类数 （三）污水生物系统法 v 方法将受有机物污染的河流按其污染程度和 自净过程划分为几个互相连续的污染带，每一 带生存着各自独特的生物

7、(指示生物) v 根据河流的污染程度，通常将其划分为四 个污染带，即多污带，-中污带、-中污带 和寡污带。各污染带水体内存在着特有的生物 种群见表6-2（P295-296） 表6-2污水系统生物学、化学特征 多污带 （polysaprobic zone ) - 中污带 ( -mesosaprobic zone ) -中污带 ( - mesosaprobic zone ) 寡污带 ( oligosaprobic zone ） （四） PFU微型生物群落监测法（PFU法） v1、方法原理 v2、测定要点 v3、结果表示（参数） 方法原理 v 微型生物群落是指水生态系统中在显微镜下才能看 到的微小生

8、物，包括细菌、真菌、藻类、原生动物和 小型后生动物等。它们彼此间有复杂的相互作用，在 一定的生境中构成特定的群落，其群落结构特征与高 等生物群落相似。当水环境受到污染后，群落的平衡 被破坏，种数减少，多样性指数下降，随之结构、功 能参数发生变化 v PFU法是以聚氨酯泡沫塑料块（PFU）作为人工基质 沉入水体中，经一定时间后，水体中大部分微型生物 种类均可群集到PFU内，达到种数平衡，通过观察和测 定该群落结构与功能的各种参数来评价水质状况 三、 生物测试法 v一、水生生物毒性试验 利用生物受到污染物质危害或毒害后所产生的反应或 生理机能的变化，来评价水体污染状况，确定毒物安全浓 度的方法称为

9、生物测试法 v 进行水生生物毒性试验可用鱼类、藻类等，其中以鱼 类毒性试验应用较广泛。鱼类对水环境的变化反应十分灵 敏，当水体中的污染物达到一定浓度或强度时就会引起一 系列的中毒反应。 v 根据试验水所含毒物浓度的高低和暴露时间的长短， 毒 性试验可分为急性试验和慢性试验 v 毒性试验方法可分为静水式试验和流水式试验两大类 前者是把受试生物放于不流动的试验溶液中，测定 污染物的浓度与生物中毒反应之间的关系，从而确定污 染物的毒性；后者把受试生物放于连续或间歇流动的试 验溶液中，测定污染物浓度与生物反应之间的关系。 试验特点 v 静水式生物试验： 适用于试液毒物成分稳定， 耗氧量低的污水或毒物

10、v 流水式生物试验：适用于慢性毒性试验，可以 保证试液浓度，防止试验生物代谢产物的蓄积， 保证试液有较高的溶解氧 v 急性毒性试验：在2496h内即能显示被测物对 试验生物的致死或其他有害效应的测试 v 慢性毒性试验：测定低浓度毒物对试验生物全 活动周期的影响试验。常以存活，生长，产卵和 孵化率等为指标 术语 v 致死浓度 （Lethal Concentration, 简称LC） ：是足以使受试生物死亡的毒物浓度 v 半致死浓度（Median lethal Concentration 简称LC50) ：造成50的受试生物在一定观察期 内死亡的浓度 v 半数存活率或半数忍受限（Median to

11、lerance Limit, 简称TL M )：指在一定时期内使受试生物 50存活的毒物浓度。 v 毒物最大允许浓度 （Maximum allowable toxicant concentration, 简称MATC): 指在 承受排放的天然水体中可溶许存在而不对生 产力或其他用途有不良影响的浓度 v MATC也是在慢性试验中，毒物对受试生物 无影响的最高浓度和有影响的最低浓度之间 的阈浓度 v 在慢性毒性试验中，常用受试鱼生产指数来测 定毒物最大容许浓度，所谓鱼生产指数，是鱼正 常生长和繁殖后代的指数 v 应用系数 （Application factor, 简称AF）： 根据急性毒性试验求的

12、LC50或TLM推算毒物对鱼类 安全浓度的一种常数 K (应用系数） = 毒物最大允许浓度/ 96小时 LC50 （二）发光细菌法 （三）其它方法 生产力测定：叶绿素含量、光合作用能力、固氮能力等； 致突变和致癌物质的检测方法有：微核测定、艾姆斯（ Ames)试验、染色体畸变试验等。 四、细菌学检验法 v 在实际工作中，经常以检验细菌总数，特别是检验作为粪 便污染的指示细菌，如总大肠菌群、粪大肠菌群、粪链球 菌、肠道病毒等，来间接判断水的卫生学质量 v1、水样采集 采集细菌学检验用水样，必须严格按照无菌操作要求进行 ；防止在运输过程中被污染，并应迅速进行检验。一般从 采样到检验不宜超过2小时；

13、在10以下冷藏保存不得超过 6小时 采集江、河、湖、库等水样，可将采样瓶沉入水面下10 15cm处，瓶口朝水流上游方向，使水样灌入瓶内。需要采 集一定深度的水样时，用采水器采集。采集自来水样，首 先用酒精灯灼烧水龙头灭菌或用70%的酒精消毒，然后放水 3分钟，再采集约为采样瓶容积的80%左右的水量。 v2、细菌总数的测定 细菌总数是指1mL水样在营养琼脂培养基中，于37 经24小时培养后，所生长的细菌菌落（CFU）的总数。它 是判断饮用水、水源水、地表水等污染程度的标志 v3、总大肠菌群的测定 总大肠菌群是指那些能在35、48小时之内使乳糖 发酵产酸、产气、需氧及兼性厌氧的、革兰氏阴性的无 芽

14、孢杆菌，以每升水样中所含有的大肠菌群的数目表示 v4、其它粪便污染指示细菌的测定 粪大肠菌群、沙门氏菌、链球菌等 v 生物监测法是通过生物（动物、植物、微生物）在环 境中的分布，生长发育状况及生理生化指标和生态系统 的变化来研究环境污染情况，测定污染物毒性。 第二节 空气污染生物监测 一、利用植物监测 v一、指示植物及其受害症状 v1、指示植物 v2、受害症状 v二、监测方法 v1、栽培指示植物监测法 v2、植物群落监测法 v3、其他监测法 大气污染对植物的影响 v 对群落的影响（敏感种消失，抗性强的保留甚至发 展） v 对个体的影响 （生长减慢，发育受阻，失绿发黄和 早衰等） v对组织器官的

15、影响 （叶组织坏死，叶面出现伤斑） v 对细胞和细胞器的影响 （细胞膜系统的适应性被破 坏，引起水份和离子平衡失调） v 对酶系统的影响 （影响生化反应，导致代谢破坏） v指示植物 指受到污染物的作用后能较敏感和快速地产生明显反 应的植物，可以选择草本植物、木本植物及地衣、苔 藓等 v监测方法 （1）、栽培指示植物监测法 v （2）、植物群落监测法 v （3）、其他监测法 指示植物的作用 v 能综合反映大气污染对生态系统的影响 v 能较早的发现大气污染 v 能监测出不同的大气污染 v 能反映一个地区的污染历史 1、指示植物 2、受害症状 SO2监测植物矮牵牛 （二）监测方法 v 利用植物对大气

16、污染物的反应，监测有害气体的成 分和含量，达到了解大气环境质量状况，称之为大气 污染的生物监测 v 栽培指示植物监测法 v 植物群落监测法 v其他监测法 1、栽培指示植物监测法： 先将指示植物在没有污染的环境中盆栽培植，待生长 到适宜大小时，移至监测点，观测它们受害症状和程度。 植物指示器如图所示 2、植物群落监测法： 调查现场植物群落中各种植物受害症状和程度 ，估测大气污染情况。 表6-5 排放SO2的某些化工厂附近植物群落受害情况 调查地衣和苔藓法：通过调查树干上的地衣和苔藓的种 类与数量，便可估计大气污染程度。在工业城市，通常距市 中心越近，地衣的种类越少，重污染区内一般仅有少数壳状 地衣分布，随着污染程度的减轻，便出现枝状地衣；在轻污 染地区，叶状地衣数量最多。 v3、其他监测法 调查树木的年轮：剖析树木的年轮，可以了解所在 地区大气污染的历史。一般，污染严重或气候条件恶劣 年份树木的年轮较窄，木质比重小 还有生产力测定法、指示植物中污染物质含量测定 法等 二、利用动物监测 在一个区域内，利用