环境生物学第四章

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1、第四章第四章环境质量的生物监测与生物评价环境质量的生物监测与生物评价本章将讨论以下内容：本章将讨论以下内容：n n 生物监测和环境质量评价概念生物监测和环境质量评价概念n n 生物生物监测与评价与评价n n 生态环境质量评价生态环境质量评价n n 化学品生态风险评价化学品生态风险评价n n 有害物理因素的生物学效应的评价有害物理因素的生物学效应的评价第一节第一节 生物监测和环境质量评价概念生物监测和环境质量评价概念n n环境质量环境质量（ Environmental Quality Environmental Quality ）：指环境素质的指环境素质的优劣程度优劣程度。在在一一个个具具体体的

2、的环环境境内内，环环境境的的总总体体或或环环境境的的基基本本要要素素对对人人群群的的生生存存和和繁繁衍衍及及社社会会经经济济发发展展的的适适宜宜程程度度，是是反反映映人人类类的的具具体要求而形成的对环境的体要求而形成的对环境的性质性质及及数量数量进行评价的一种概念。进行评价的一种概念。注：环境质量的基本内涵：注：环境质量的基本内涵： 自然环境质量：物理、化学、生物（生态）自然环境质量：物理、化学、生物（生态） 社会环境质量：经济、人口、文化、美学等社会环境质量：经济、人口、文化、美学等 n n环境质量基准环境质量基准（ Environmental Quality CriteriaEnviron

3、mental Quality Criteria）指环境因素在一定条件下作用于特定对象（人或生物）而指环境因素在一定条件下作用于特定对象（人或生物）而不产生不不产生不良或有害效应的最大阈值良或有害效应的最大阈值。它是由污染物同特定对象之间的剂量反应关系确定的，不考虑社它是由污染物同特定对象之间的剂量反应关系确定的，不考虑社会、经济、技术等人为因素，具有会、经济、技术等人为因素，具有客观性客观性。n n环境质量标准环境质量标准（ Environmental Quality StandardEnvironmental Quality Standard）为了保护人类健康，维持生态良性平衡和保障社会物质

4、财富，并考为了保护人类健康，维持生态良性平衡和保障社会物质财富，并考虑技术条件，对环境中有害物质和因素所作的虑技术条件，对环境中有害物质和因素所作的限制性规定限制性规定。是国家权力机构以前者为依据，考虑社会、经济、技术等因素，经是国家权力机构以前者为依据，考虑社会、经济、技术等因素，经过综合分析后，过综合分析后，对环境中的有害因素在限定的时空范围内容许阈值对环境中的有害因素在限定的时空范围内容许阈值所作的强制性法规所作的强制性法规，体现国家环境保护政策和要求，具有一定的，体现国家环境保护政策和要求，具有一定的主主观性观性。我国已发布的环境质量标准有：我国已发布的环境质量标准有：（1 1）大气环

5、境质量标准（）大气环境质量标准（GB 30951996GB 30951996代替代替GB 309582GB 309582）（2 2）地面水环境质量标准（地面水环境质量标准（GB3838-2002GB3838-2002代替代替GB 383888 GB 383888 和和GB 383883GB 383883）（3 3）海水水质标准（海水水质标准（GB 30971997GB 30971997代替代替GB 309782GB 309782）（4 4）渔业水质标准（渔业水质标准（GB 1160789GB 1160789）（5 5）农田灌溉水质标准（农田灌溉水质标准（GB 508485GB 508485）（

6、6 6）城市区域环境噪声标准（城市区域环境噪声标准（GB 309682GB 309682）n n环境质量调查环境质量调查n n环境质量监测环境质量监测对一系列具有代表性环境指标进行定期的或连续的对一系列具有代表性环境指标进行定期的或连续的监测、观察和监测、观察和分析其变化分析其变化。n n环境质量评价环境质量评价指按照一定的标准，采用相应的方法对指按照一定的标准，采用相应的方法对环境质量进行评定环境质量进行评定、比较、比较及及预测预测。n n环境质量调控环境质量调控n n环境质量预测环境质量预测生物监测（生物监测（BiomonitoringBiomonitoring）n n生物监测生物监测生物

7、监测是利用生物监测是利用生物个体、种群或群落生物个体、种群或群落对环境污染或对环境污染或变化所产生的反应变化所产生的反应阐明环境污染状况阐明环境污染状况，从，从生物学角度生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据为环境质量的监测和评价提供依据。n n思考：与理化监测相比，生物监测有何优缺点？思考：与理化监测相比，生物监测有何优缺点？n n思考：与理化监测相比，生物监测有何优缺点？思考：与理化监测相比，生物监测有何优缺点？能综合反映环境质量状况能综合反映环境质量状况不需购置昂贵的仪器及进行仪器保养和维修不需购置昂贵的仪器及进行仪器保养和维修可大面积或长距离内密集布点，甚至在边远山区设点可大面积或长

8、距离内密集布点，甚至在边远山区设点不足之处：反应不够快速，无法精确监测某些污染物不足之处：反应不够快速，无法精确监测某些污染物的含量，只反映各监测点的相对污染水平，易受环境的含量，只反映各监测点的相对污染水平，易受环境因素的影响如季节和地理环境等因素的影响如季节和地理环境等定期：周期性、时效性、长期性定期：周期性、时效性、长期性系统：对比性、可重复性、多参数系统：对比性、可重复性、多参数n n大气污染监测大气污染监测n n水污染监测水污染监测n n土壤污染监测土壤污染监测第二节第二节 生物生物监测监测与评价与评价大气污染的生物监测与评价大气污染的生物监测与评价水污染的生物监测与评价水污染的生物

9、监测与评价土壤污染的生物监测与评价土壤污染的生物监测与评价一、大气污染的生物监测与评价一、大气污染的生物监测与评价利用利用植物植物、动物动物和和微生物微生物监测监测注：在生物体系中，注：在生物体系中，植物更易遭受大气污染的伤害植物更易遭受大气污染的伤害，其原，其原因为：植物能以庞大的叶面积与空气接触，进行活跃因为：植物能以庞大的叶面积与空气接触，进行活跃的气体交换；植物缺乏动物的循环系统来缓冲外界的的气体交换；植物缺乏动物的循环系统来缓冲外界的影响；植物固定生长的特点使其无法避开污染物的伤影响；植物固定生长的特点使其无法避开污染物的伤害。正因为植物对大气污染的反应害。正因为植物对大气污染的反应

10、敏感性强敏感性强，加上本，加上本身位置的固定，身位置的固定，便于监测与管理便于监测与管理，大气污染的生物监，大气污染的生物监测测主要是利用植物进行监测主要是利用植物进行监测。 1 1、利用植物监测、利用植物监测a. a.a.指示植物法指示植物法指示植物法b. b.b.现场调查法现场调查法现场调查法c. c.c.植物群落调查法植物群落调查法植物群落调查法d. d.d.现场盆栽定点监测法现场盆栽定点监测法现场盆栽定点监测法e. e.e.地衣、苔藓监测法：地衣、苔藓监测法：地衣、苔藓监测法：f. f. f.微核技术的应用微核技术的应用微核技术的应用g. g.g.污染量指数法污染量指数法污染量指数法h

11、. h.h.大气污染的综合生态指标法大气污染的综合生态指标法大气污染的综合生态指标法指示生物指示生物指示生物指示生物（biological indicatorbiological indicator） n n指示生物的概念：指示生物的概念：指对环境中某些物质（包括污染物）能产生各指对环境中某些物质（包括污染物）能产生各种反应或信息，而被用来监测和评价环境质量种反应或信息，而被用来监测和评价环境质量的现状和变化的生物。的现状和变化的生物。n n指示生物的种类指示生物的种类大气污染指示生物大气污染指示生物水污染指示生物水污染指示生物土壤污染指示生物土壤污染指示生物 1909 1909年年德国学者德

12、国学者BB科尔克维茨和科尔克维茨和MM马松马松对一些受有对一些受有机物污染的机物污染的河流的生物分布情况河流的生物分布情况进行了调查，发现河流的进行了调查，发现河流的不同污染带，存在着表示这一不同污染带，存在着表示这一污染带特性的生物污染带特性的生物。他们在。他们在此基础上提出了指示生物的概念。例如水中存在着责翅目、此基础上提出了指示生物的概念。例如水中存在着责翅目、蜉蝣目蜉蝣目稚虫或稚虫或毛翅目毛翅目幼虫，幼虫，水质一般比较清洁水质一般比较清洁；而颤蚓类；而颤蚓类大量存在或食蚜蝇幼虫出现时，大量存在或食蚜蝇幼虫出现时，水体一般是受到严重的有水体一般是受到严重的有机物污染机物污染。许多。许多浮

13、游生物浮游生物、水生微型动物、大型底栖无脊、水生微型动物、大型底栖无脊椎动物、摇蚊幼虫、蚤和藻类对水体受到的有机物污染也椎动物、摇蚊幼虫、蚤和藻类对水体受到的有机物污染也具有指示作用。此外，还可利用一些生物的行为、生理生具有指示作用。此外，还可利用一些生物的行为、生理生化反应等对水污染进行评价。化反应等对水污染进行评价。n n例如：例如：指示节气指示节气枣花发，种棉花；杏花开，快种麦枣花发，种棉花；杏花开，快种麦秋风响，蟹角痒秋风响，蟹角痒 “ “蟹行秋至蟹行秋至“ “。指示天气指示天气燕子低飞预示雨将来临，蜻蜓高飞预示天晴燕子低飞预示雨将来临，蜻蜓高飞预示天晴指示水质指示水质美国威斯康星地区

14、湖泊中的软水指示植物为美国威斯康星地区湖泊中的软水指示植物为GratiolaGratiola，硬硬水指示植物为水指示植物为Ranunculus Ranunculus aquatilisaquatilis；颤蚓的大量发生可指示水中溶解氧的缺乏。颤蚓的大量发生可指示水中溶解氧的缺乏。指示资源指示资源安徽的海州香薷指示铜矿，湖南念同的野韭指示金矿安徽的海州香薷指示铜矿，湖南念同的野韭指示金矿n n注：指示生物只在一定的时空范围内起作用：安徽的海州香薷只注：指示生物只在一定的时空范围内起作用：安徽的海州香薷只在安徽指示铜矿，在北方则无此作用。在安徽指示铜矿，在北方则无此作用。a a、指示植物监测法、指

15、示植物监测法、指示植物监测法、指示植物监测法n n指示植物指示植物对大气污染反应灵敏，用来监测和评价大气污染对大气污染反应灵敏，用来监测和评价大气污染状况的植物状况的植物n n指示植物对大气污染的指示作用主要表现：指示植物对大气污染的指示作用主要表现：能够综合反映大气污染对生态系统的影响强度能够综合反映大气污染对生态系统的影响强度能较早地发现大气污染能较早地发现大气污染人在人在SO2浓度达浓度达15ppm时才能嗅到，接触时才能嗅到，接触310ppm超过超过8小时，才小时，才对健康有影响；而一些植物接触对健康有影响；而一些植物接触0.5ppm，在，在24小时内就会出现伤害小时内就会出现伤害症状。

16、症状。能检测出不同的大气污染物能检测出不同的大气污染物能反映一个地区的污染历史能反映一个地区的污染历史n n常见大气污染指示植物常见大气污染指示植物二氧化硫污染指示植物二氧化硫污染指示植物：如地衣、苔藓、芝麻、：如地衣、苔藓、芝麻、向日葵、落叶松、加拿大白杨等向日葵、落叶松、加拿大白杨等氟化物污染指示植物氟化物污染指示植物：如唐菖蒲、郁金香、杏、：如唐菖蒲、郁金香、杏、葡萄、梅、雪松等葡萄、梅、雪松等二氧化氮污染指示植物二氧化氮污染指示植物：向日葵、番茄、秋海棠、：向日葵、番茄、秋海棠、烟草等烟草等n n指示植物的选择方法指示植物的选择方法现场比较评比法现场比较评比法栽培比较试验法栽培比较试验

17、法人工熏气法人工熏气法n n监测方法监测方法选择可靠的指示植物，了解其受害症状和选择可靠的指示植物，了解其受害症状和受伤阈值受伤阈值受伤阈值受伤阈值，然后，然后根据受害程度大小估测大气污染物的成分、浓度和范围。根据受害程度大小估测大气污染物的成分、浓度和范围。注：注：受伤阈值受伤阈值受伤阈值受伤阈值指引起指示植物受害的污染气体的最低浓度和指引起指示植物受害的污染气体的最低浓度和暴露时间。暴露时间。 人工熏气室示意图人工熏气室示意图1.气泵；气泵；2.针型阀；针型阀；3.流量计；流量计；4.活性活性炭净化器；炭净化器；5.盆栽指示植物盆栽指示植物n n几种大气污染物对植物的危害症状几种大气污染物

18、对植物的危害症状污染物污染物危危 害害 症症 状状OO3 3叶面出现白色或褐色不规则斑点或呈条斑分布，叶尖端叶面出现白色或褐色不规则斑点或呈条斑分布，叶尖端变成褐色或坏死变成褐色或坏死PANPAN过过氧乙酰氧乙酰硝酸酯硝酸酯大部分双子叶植物在叶片背面出现玻璃状下表面变光滑，大部分双子叶植物在叶片背面出现玻璃状下表面变光滑，或呈银白色或古铜色伤斑或呈银白色或古铜色伤斑NONO2 2脉间脉间组织和靠近叶缘边出现不规则的白色或褐色溃伤组织和靠近叶缘边出现不规则的白色或褐色溃伤SOSO2 2伤斑多伤斑多分布于叶片的脉间，与健康组织区别明显，阔叶分布于叶片的脉间，与健康组织区别明显，阔叶植物脉间出现不规

19、则坏死斑（有色的斑点或漂白斑），植物脉间出现不规则坏死斑（有色的斑点或漂白斑），单子叶植物平行脉间出现斑点或条状坏死区单子叶植物平行脉间出现斑点或条状坏死区HFHF叶尖和叶缘叶尖和叶缘出现灼伤、退绿，伤区与健康组织区别明显出现灼伤、退绿，伤区与健康组织区别明显ClCl2 2叶脉间变白，叶尖和叶缘出现灼伤及落叶叶脉间变白，叶尖和叶缘出现灼伤及落叶酸雾酸雾叶上叶上出现细密、近圆形坏死斑出现细密、近圆形坏死斑氟化物对植物叶的影响氟化物对植物叶的影响 氯气对植物的危害氯气对植物的危害 二二氧氧化化硫硫矮矮牵牵牛牛的的危危害害 植物的生长、外观变化植物的生长、外观变化具体方法：具体方法：选择观察点选择观

20、察点调查主要大气污染物的种类、浓度、和分布扩散规律。调查主要大气污染物的种类、浓度、和分布扩散规律。选择观察对象选择观察对象确定观察时间确定观察时间确定观察项目确定观察项目分析确定各种植物对有害气体的抗性等级分析确定各种植物对有害气体的抗性等级b b、现场调查法、现场调查法、现场调查法、现场调查法c c、植物群落监测法、植物群落监测法、植物群落监测法、植物群落监测法n n植物群落监测法植物群落监测法该法是利用该法是利用植物群落植物群落中各种植物对环境污染的反应估测大气中各种植物对环境污染的反应估测大气污染的方法。污染的方法。如敏感植物受害，表明大气受到污染；如抗性中等的植物受如敏感植物受害，表

21、明大气受到污染；如抗性中等的植物受害，表明大气污染较严重；如抗性强的植物受害，表明大气害，表明大气污染较严重；如抗性强的植物受害，表明大气污染十分严重；在严重污染地区，敏感植物不存在。污染十分严重；在严重污染地区，敏感植物不存在。在长期受污染地区，一些群落多样性受到影响，从而使植物在长期受污染地区，一些群落多样性受到影响，从而使植物退化，由此可根据群落中物种多少及个体数量多少来评价大退化，由此可根据群落中物种多少及个体数量多少来评价大气污染状况。气污染状况。n n实例：某化工厂附近的植物群落调查实例：某化工厂附近的植物群落调查实例：某化工厂实例：某化工厂303050m50m范围内植物受害情况范

22、围内植物受害情况植物名称植物名称受受 害害 情情 况况悬铃木、加拿大白杨悬铃木、加拿大白杨8080或全部叶片受害，甚至脱落或全部叶片受害，甚至脱落丝瓜丝瓜叶片有明显大块伤斑，部分植物枯死叶片有明显大块伤斑，部分植物枯死向日葵、葱、玉米、菊花、向日葵、葱、玉米、菊花、牵牛花牵牛花5050左右叶面积受害，叶脉间有点、左右叶面积受害，叶脉间有点、块状伤斑块状伤斑月季、蔷薇、枸杞、香椿、月季、蔷薇、枸杞、香椿、乌桕乌桕8080左右叶面积受害，叶片有轻度左右叶面积受害，叶片有轻度点、块状伤斑点、块状伤斑葡萄、金银花、构树、马葡萄、金银花、构树、马齿苋齿苋1010左右叶面积受害，叶片有轻度左右叶面积受害，

23、叶片有轻度点状伤斑点状伤斑广玉兰、大叶黄杨、腊梅广玉兰、大叶黄杨、腊梅肉眼观察无明显症状肉眼观察无明显症状情况分析： 根据植物叶片出现的症状特点（伤斑出现叶脉间），表明该厂附近的大气可能受SO2污染。从受害程度上看，由于一些对SO2抗性强的构树、马齿苋等已受到损害，可以判断该地区发生过急性危害，估测其SO2浓度约为310 ppm。d d、现场盆栽定点监测法、现场盆栽定点监测法、现场盆栽定点监测法、现场盆栽定点监测法n n将监测用的指示植物栽培在污染区选定的监测点将监测用的指示植物栽培在污染区选定的监测点上，定期观察，记录其受害症状和程度，来估测上，定期观察，记录其受害症状和程度，来估测污染物的

24、成分、浓度和范围，以此来监测该地区污染物的成分、浓度和范围，以此来监测该地区大气污染情况大气污染情况e e、地衣、苔藓监测法、地衣、苔藓监测法、地衣、苔藓监测法、地衣、苔藓监测法n n地衣、苔藓作为指示植物的特点地衣、苔藓作为指示植物的特点这两类植物对这两类植物对二氧化硫二氧化硫二氧化硫二氧化硫和和氟化氢氟化氢氟化氢氟化氢等的反应比高等植物敏感；等的反应比高等植物敏感；例如例如SOSO2 2年平均浓度在年平均浓度在0.0150.0150.105 0.105 ppmppm范围内就可使地衣绝迹；浓度超过范围内就可使地衣绝迹；浓度超过0.017ppm0.017ppm时大多数苔藓植物不能生存。时大多数

25、苔藓植物不能生存。地衣、苔藓生长在树干上，故可以减少土壤或水体污染的干扰。地衣、苔藓生长在树干上，故可以减少土壤或水体污染的干扰。地衣、苔藓所需水分和养分等全部依赖于雨水和露，同时以植物整体地衣、苔藓所需水分和养分等全部依赖于雨水和露，同时以植物整体吸收养分，而高等植物靠气孔来吸收大气中的污染物，故前者吸收污吸收养分，而高等植物靠气孔来吸收大气中的污染物，故前者吸收污染物的量相对较多。染物的量相对较多。生长速度比高等植物慢，一旦受损不易恢复，有利于掌握长时间的污生长速度比高等植物慢，一旦受损不易恢复，有利于掌握长时间的污染积累结果。染积累结果。两者为多年生长绿色植物，一年四季均可作为监测器。而

26、高等植物往两者为多年生长绿色植物，一年四季均可作为监测器。而高等植物往往冬季落叶，难以显示受害情况。往冬季落叶，难以显示受害情况。取材方便，成本低，有直观效果，但在自然条件下难以获得精确可靠取材方便，成本低，有直观效果，但在自然条件下难以获得精确可靠的定量数据。的定量数据。形体小，分类困难，不经过专门的学习不易掌握辨识方法。形体小，分类困难，不经过专门的学习不易掌握辨识方法。n n观察指标观察指标通常观察地衣、苔藓植物的多度、盖度、频度、种类数量以通常观察地衣、苔藓植物的多度、盖度、频度、种类数量以及内外部受害症状等指标。及内外部受害症状等指标。n n在大气污染状况下，地衣、苔藓分布规律在大气

27、污染状况下，地衣、苔藓分布规律污染严重地区，地衣、苔藓植物很少或完全绝迹；污染严重地区，地衣、苔藓植物很少或完全绝迹；随污染的减轻，地衣、苔藓植物种属增加，多度、盖度、频随污染的减轻，地衣、苔藓植物种属增加，多度、盖度、频度等也逐渐增高并且在树干上的分布高度也升高。度等也逐渐增高并且在树干上的分布高度也升高。根据不同地衣种对污染敏感性不同, 调查监测区地衣种的分布、数量及生长状态, 进行综合分析得出评价n n监测方法调调查查：对对地地衣衣苔苔藓藓在在污污染染区区的的种种类类、数数量量和和分分布布进进行行调调查查；并并注注意意它它们们的的多多度度、盖盖度度、频频度度以以及及种种类类数数量量等等的

28、的变变化化，绘绘制制污污染染分分级级图图，能能清清楚楚地地显显示示出出大大气气污污染染的的程程度度和和范范围围，还还可可在在一一定定程程度度上上反反映映污污染染历历史史。egeg：芬芬兰兰、挪挪威威和和瑞瑞典典等等国国通通过过对对苔苔藓藓的的分分析析，绘绘出出了了显显示示CdCd、Cu Cu 、FeFe、Hg Hg 、NiNi和和ZnZn沉沉积积的的地地图图，以以监监测重金属在该地区的沉积。测重金属在该地区的沉积。把把未未受受大大气气污污染染地地区区的的地地衣衣苔苔藓藓移移植植到到城城市市或或受受SO2SO2及其他毒物污染的地区，进行定时定点监测。及其他毒物污染的地区，进行定时定点监测。 f

29、f、微核技术的应用：、微核技术的应用：根据环境污染物会引起染色体畸变而形成微核的原理，利根据环境污染物会引起染色体畸变而形成微核的原理，利用用紫路草花粉母细胞紫路草花粉母细胞的微核数量指示环境污染状况，我国的微核数量指示环境污染状况，我国已应用该法来监测水、大气污染状况。已应用该法来监测水、大气污染状况。g g、污染量指数法、污染量指数法K KIPCIPC监测点指示植物叶片中某污染物的含量监测点指示植物叶片中某污染物的含量/ /对照点同种对照点同种植物中某污染物的含量植物中某污染物的含量 根据根据IPCIPC值对各监测点污染程度进行分级：值对各监测点污染程度进行分级：I I 级：清洁大气（级：

30、清洁大气（1.203.03.0）h h、大气污染的综合生态指标法、大气污染的综合生态指标法思考：应用植物监测应注意哪些问题？采取哪些措施？应注意区分大气污染对植物的伤害与其他因素对应注意区分大气污染对植物的伤害与其他因素对植物伤害，如冻害、病虫害、肥料不足、农药药植物伤害，如冻害、病虫害、肥料不足、农药药害等也可使植物受害。害等也可使植物受害。可从调查污染源入手，通过观察植物叶片受害症可从调查污染源入手，通过观察植物叶片受害症状、受害方式，或进行叶片污染物的含量分析来状、受害方式，或进行叶片污染物的含量分析来进行判断，这要求工作人员观察细心，并有较为进行判断，这要求工作人员观察细心，并有较为丰

31、富的实践经验。丰富的实践经验。2 2、利用动物监测、利用动物监测n n利用动物个体的异常反应 n n利用动物种群数量的变化3 3、利用微生物监测、利用微生物监测n n空气污染的微生物学评价指标空气污染的微生物学评价指标细菌总数细菌总数链球菌总数链球菌总数n n测定方法：测定方法：沉降平皿法沉降平皿法吸收管法吸收管法撞击平皿法撞击平皿法滤膜法滤膜法回顾与复习回顾与复习n n环境质量评价和生物监测的概念环境质量评价和生物监测的概念环境质量、环境质量基准、环境质量标准等等环境质量、环境质量基准、环境质量标准等等生物监测生物监测n n生物监测与评价的常用方法生物监测与评价的常用方法大气污染生物监测与评

32、价大气污染生物监测与评价利用利用植物植物、动物、微生物监测、动物、微生物监测水污染生物监测与评价水污染生物监测与评价土壤污染生物监测与评价土壤污染生物监测与评价二、水污染的生物监测与评价二、水污染的生物监测与评价1 1、水污染的生物监测方法：、水污染的生物监测方法：、水污染的生物监测方法：、水污染的生物监测方法：A.A.细菌学监测法细菌学监测法细菌学监测法B.B.浮游生物监测法浮游生物监测法浮游生物监测法C.C.大型底栖动物监测法大型底栖动物监测法大型底栖动物监测法D.D.微型生物群落监测法微型生物群落监测法微型生物群落监测法 当水体受到污染，各种不同的水生生物产生不同的反应，当水体受到污染，

33、各种不同的水生生物产生不同的反应，我们可以根据水生生物的反应，对水体污染程度作出判断。我们可以根据水生生物的反应，对水体污染程度作出判断。A A：水污染的细菌学监测：水污染的细菌学监测：水污染的细菌学监测：水污染的细菌学监测监测目标：监测目标：主要为了监测水污染中的粪便污染（主要为了监测水污染中的粪便污染（致病菌致病菌）适用范围：适用范围：饮用水、水源水、生活污水及地面水等饮用水、水源水、生活污水及地面水等水污染的细菌学监测常用指标：水污染的细菌学监测常用指标：n n大肠菌群数大肠菌群数n n细菌总数细菌总数思思 考：考： 什么是大肠菌群？为何用其作为水质粪便污染的指示菌？什么是大肠菌群？为何

34、用其作为水质粪便污染的指示菌？大肠菌群大肠菌群并非细菌学分类命名并非细菌学分类命名，而是，而是卫生细菌领域的用语卫生细菌领域的用语，它不代表某一个或某一属细菌，而指的是具有某些特性的它不代表某一个或某一属细菌，而指的是具有某些特性的一组与粪便污染有关的细菌，一组与粪便污染有关的细菌，定义：定义：需氧及兼性厌氧、在需氧及兼性厌氧、在3737下下24h24h内能分解乳糖产酸产内能分解乳糖产酸产气的革兰氏阴性无芽胞杆菌。一般包括大肠埃希氏菌、柠气的革兰氏阴性无芽胞杆菌。一般包括大肠埃希氏菌、柠檬酸杆菌、产气克雷白氏菌和阴沟肠杆菌等。檬酸杆菌、产气克雷白氏菌和阴沟肠杆菌等。致病菌在水体中存在数量极少，

35、检测技术复杂，不易直接致病菌在水体中存在数量极少，检测技术复杂，不易直接检测；检测；大肠菌在水中存在的数目与致病菌呈一定正相关，抵抗力大肠菌在水中存在的数目与致病菌呈一定正相关，抵抗力略强，易于检查等特点略强，易于检查等特点n n大肠菌群数大肠菌群数大肠菌群数指大肠菌群数指每升水样中含有的大肠菌群的数量每升水样中含有的大肠菌群的数量。我国现行引用水标准规定，每升我国现行引用水标准规定，每升饮用水饮用水中大肠菌群数不得超中大肠菌群数不得超过过3 3个。个。n n细菌总数细菌总数细菌总数指细菌总数指1mL1mL水样水样在营养琼脂培养基中，于在营养琼脂培养基中，于3737、2424小时小时培养后所生

36、长的细菌菌落总数。培养后所生长的细菌菌落总数。它可反映水体有机污染的程度，如：我国现行引用水标准规它可反映水体有机污染的程度，如：我国现行引用水标准规定，每定，每1 1毫升自来水中细菌总数不得超过毫升自来水中细菌总数不得超过100100个。个。水样的采集与保存水样的采集与保存按无菌操作的基本要求进行采样，并保证运送、保存按无菌操作的基本要求进行采样，并保证运送、保存过程中细菌不起变化过程中细菌不起变化细菌总数的测定细菌总数的测定平皿法平皿法检验步骤检验步骤菌落计算与报告菌落计算与报告大肠菌群的测定大肠菌群的测定发酵法及滤膜法发酵法及滤膜法发酵法发酵法可适用于多种水样，实验时间较长；可适用于多种

37、水样，实验时间较长；滤膜法滤膜法则适用于杂质较少的水样，特别适用于自来水则适用于杂质较少的水样，特别适用于自来水厂作为常规监测之用厂作为常规监测之用n n细菌学监测的具体步骤：细菌学监测的具体步骤：B B：浮游生物监测法：浮游生物监测法：浮游生物监测法：浮游生物监测法n n浮游生物是一个浮游生物是一个生态学生态学概念概念, ,是指在水中营浮游生活的微是指在水中营浮游生活的微小植物和动物，包括浮游植物和浮游动物，如藻类、原小植物和动物，包括浮游植物和浮游动物，如藻类、原生动物、轮虫、枝角类等生动物、轮虫、枝角类等n n浮游生物监测法的特点浮游生物监测法的特点浮游生物中的某些种类对有机污染或化学污

38、染非常敏感（如小浮游生物中的某些种类对有机污染或化学污染非常敏感（如小球藻、冰岛直链藻等），长期被用作指示生物，但由于浮游生球藻、冰岛直链藻等），长期被用作指示生物，但由于浮游生物的不稳定性且常常集群分布，因而其作为水质指示生物的可物的不稳定性且常常集群分布，因而其作为水质指示生物的可靠性和准确性受到限制。靠性和准确性受到限制。n n具体步骤具体步骤采样：采水、拖网采样：采水、拖网检验标本的制作检验标本的制作计数计数生物量的测定：生物量的测定：叶绿素叶绿素a a法；法；生物体积法；生物体积法；重量法；重量法；ATPATP测定法测定法 浮游植物用碘液固定浮游动物用5%甲醛固定C C：底栖大型无脊

39、椎动物监测法：底栖大型无脊椎动物监测法：底栖大型无脊椎动物监测法：底栖大型无脊椎动物监测法n n底栖大型无脊椎动物底栖大型无脊椎动物指栖息在水底或附着在水中植物和石块上肉眼可见的，大小不指栖息在水底或附着在水中植物和石块上肉眼可见的，大小不能通过孔眼为能通过孔眼为0.595mm0.595mm（淡水）（淡水）或或1mm1mm（海洋）（海洋）的水生无脊椎的水生无脊椎动物，包括水生昆虫、大型甲壳类、软体动物、环节动物、扁动物，包括水生昆虫、大型甲壳类、软体动物、环节动物、扁形动物以及其它无脊椎动物形动物以及其它无脊椎动物菲泥沼螺天津厚蟹丝异须虫背蚓虫n n底栖大型无脊椎动物监测法底栖大型无脊椎动物监

40、测法在未受干扰的环境里，河流和湖泊中大型无脊椎动物群落的组在未受干扰的环境里，河流和湖泊中大型无脊椎动物群落的组成和密度比较稳定，这些成和密度比较稳定，这些群落可调节群落结构来反映生境质量群落可调节群落结构来反映生境质量变化变化，这些对环境变化的反应可用来监测和评价城市、工业、，这些对环境变化的反应可用来监测和评价城市、工业、石油、农业废物及其土地利用对自然水体的影响石油、农业废物及其土地利用对自然水体的影响。漩涡分选装置手动分选D D：微型生物群落监测法：微型生物群落监测法：微型生物群落监测法：微型生物群落监测法n n微型生物群落微型生物群落微型生物群落是生活在水中的微型生物群落是生活在水中

41、的微小生物微小生物，包括，包括藻类、原生动物、藻类、原生动物、轮虫、线虫、甲壳类轮虫、线虫、甲壳类等等如环境受到外界的严重干扰，其群落的平衡被破坏，其结构特征如环境受到外界的严重干扰，其群落的平衡被破坏，其结构特征也随之变化，因而可用其进行水体的监测和评价。也随之变化，因而可用其进行水体的监测和评价。n nPFUPFU法（聚氨酯泡沫塑料块法）法（聚氨酯泡沫塑料块法）微型动物的在微型动物的在PFUPFU内的群集速度和平衡点受环境的影响，不同污内的群集速度和平衡点受环境的影响，不同污染水体，其群集速度和及种类数不同。染水体，其群集速度和及种类数不同。2 2、水、水环境质量环境质量环境质量环境质量的

42、生物学评价的生物学评价水水环境质量的生物学评价有以下几种方法：环境质量的生物学评价有以下几种方法：A.A.一般描述对比法一般描述对比法B.B.指示生物法指示生物法C.C.污水生物系统法污水生物系统法D.D.生物指数法生物指数法E.E.种的多样性指数种的多样性指数F.F.生产力法生产力法G.G.残留量指数残留量指数 及富集系数及富集系数n n根据对调查水体的水生生物的区系组成、种类、数根据对调查水体的水生生物的区系组成、种类、数量、生态分布、资源情况等的量、生态分布、资源情况等的描述描述，对比对比区域内同区域内同类型水体或同一水体的历史资料，对目前的环境质类型水体或同一水体的历史资料，对目前的环

43、境质量现状作出评价。量现状作出评价。n n这是常用的一种方法，但是需要评价人员有较丰富这是常用的一种方法，但是需要评价人员有较丰富的经验，且资料的可比性较差，不易标准化。的经验，且资料的可比性较差，不易标准化。A A：一般描述对比法：一般描述对比法B B：指示生物法：指示生物法n n水体污染指示生物水体污染指示生物常采用常采用底栖动物底栖动物中的环节动物、软体动物、固着生活的甲壳动物中的环节动物、软体动物、固着生活的甲壳动物以及水生昆虫等。它们个体较大；运动能力不强，常固着生活，以及水生昆虫等。它们个体较大；运动能力不强，常固着生活，无逃避行为；生命周期较长，故成为水体污染指示生物的重要研无逃

44、避行为；生命周期较长，故成为水体污染指示生物的重要研究对象。究对象。n n常用的水体污染指示生物种类常用的水体污染指示生物种类指示水体严重污染的生物：指示水体严重污染的生物：如颤蚓类、细长摇蚊幼虫、小颤藻等如颤蚓类、细长摇蚊幼虫、小颤藻等指示水体中等污染的生物：指示水体中等污染的生物：如居栉水虱如居栉水虱 、四角盘星藻、被甲栅、四角盘星藻、被甲栅藻、环绿藻等藻、环绿藻等指示清水水体的生物：指示清水水体的生物：蜻蜓的稚虫等蜻蜓的稚虫等HellawellHellawell推荐作为指示生物的各种生物所占的百分数推荐作为指示生物的各种生物所占的百分数图41 Hellawell推荐作为指示生物的各种生物

45、所占的百分数CC：污水生物系统法：污水生物系统法n n污水生物系统法的原理污水生物系统法的原理受污染的河流由于自身的自净过程从而导致受污染的河流由于自身的自净过程从而导致自上游往下游形自上游往下游形成一系列在污染程度上逐渐减轻的连续带成一系列在污染程度上逐渐减轻的连续带。随污染物浓度的。随污染物浓度的降低，生物种类也发生变化，降低，生物种类也发生变化，每一带都生存有大体上能够表每一带都生存有大体上能够表示这一带特性的动物和植物示这一带特性的动物和植物，由此可以将河流依次划分为几，由此可以将河流依次划分为几个污染带（多污带、中污带、寡污带），我们可以根据一条个污染带（多污带、中污带、寡污带），我

46、们可以根据一条河流中一定区域内所发现的动物区系和植物区系来鉴别该区河流中一定区域内所发现的动物区系和植物区系来鉴别该区域的有机污染程度。域的有机污染程度。n n污水生物系统中各带特点污水生物系统中各带特点多污带：有机污染严重，溶解氧含量低，多污带：有机污染严重，溶解氧含量低，细菌极多，无好氧生物，细菌极多，无好氧生物，无鱼类生存；无鱼类生存；中污带：包括中污带：包括 中污带（有机污染较为严重，溶解氧略有回升，中污带（有机污染较为严重，溶解氧略有回升，多为多为耐污性生物种类耐污性生物种类，）和，）和 中污带（中等程度的有机污染区域，中污带（中等程度的有机污染区域，溶解氧较高，溶解氧较高，有多种藻

47、类和原生动物，有鱼类出现有多种藻类和原生动物，有鱼类出现）；）；寡污带：溶解氧恢复正常或达饱和，水质透明，寡污带：溶解氧恢复正常或达饱和，水质透明，细菌数量少，藻细菌数量少，藻类种类和数量多类种类和数量多。n n污水生物系统的应用污水生物系统的应用主要应用对象是被生活污水污染的水域，对重金属和其他工业废主要应用对象是被生活污水污染的水域，对重金属和其他工业废水引起的污染水域的应用问题尚需进一步研究。水引起的污染水域的应用问题尚需进一步研究。应用该法来监测和评价环境比较全面，但工作很繁重，耗费时间，应用该法来监测和评价环境比较全面，但工作很繁重，耗费时间，而且需要具有熟练的分类知识，同时调查结果

48、也不易表示。而且需要具有熟练的分类知识，同时调查结果也不易表示。DD：生物指数法：生物指数法n n什么是生物指数法？什么是生物指数法？根据各种生物种类对根据各种生物种类对环境环境污染的响应不同，用污染的响应不同，用数学形式表现数学形式表现群落结构来指示环境质量状况的方法。群落结构来指示环境质量状况的方法。例：例：BeckBeck生物指数生物指数公式：公式：I IB B2n 2n A An n B B注注1 1： n n A A为为底栖大型无脊椎动物中不耐有机污染的种类，在污染水底栖大型无脊椎动物中不耐有机污染的种类，在污染水体中从未发现；体中从未发现； n n B B为能耐受中等程度的污染但非

49、完全缺氧为能耐受中等程度的污染但非完全缺氧条件的种类数。条件的种类数。注注2 2： I IB B0 0时，表示水体受到严重污染；时，表示水体受到严重污染； I IB B在在1 19 9之间时为中等污之间时为中等污染；染； I IB B大于大于1010时为清洁水体。时为清洁水体。n n生物指数法的应用特点生物指数法的应用特点优点：优点：方法简单，有一个粗略数字概念，便于比较；方法简单，有一个粗略数字概念，便于比较；缺点：缺点：需分类学和生态学专门人员进行种类鉴定，同时只需分类学和生态学专门人员进行种类鉴定，同时只考虑了种类数，而未考虑个体数量。考虑了种类数，而未考虑个体数量。应用时应结合生物学其

50、他指标和物理、化学指标，综合考应用时应结合生物学其他指标和物理、化学指标，综合考虑各方面的影响因素。虑各方面的影响因素。E E：多样性指数法：多样性指数法n n什么是多样性指数法？什么是多样性指数法？多样性指数法是应用数理统计方法来表示多样性指数法是应用数理统计方法来表示生物群落的种类和个体生物群落的种类和个体数量的比值数量的比值从而评价环境质量的一种方法。从而评价环境质量的一种方法。n n多样性指数法的工作原理多样性指数法的工作原理不同的生物对污染的敏感性和耐受性不同，敏感的种类在不利的不同的生物对污染的敏感性和耐受性不同，敏感的种类在不利的条件下死亡，抗性强的种类在新的条件下可大量发现。条

51、件下死亡，抗性强的种类在新的条件下可大量发现。利用群落利用群落中个体数与种类数的比值在不同污染区的不同中个体数与种类数的比值在不同污染区的不同，从而反映环境污，从而反映环境污染的状况。染的状况。n n例：香农韦弗多样性指数例：香农韦弗多样性指数公式：公式： H H = -= - P Pi iloglog2 2P Pi i注注1 1： P Pi i 表示种表示种i i占总个体数的比例占总个体数的比例注注2 2：当：当HH在在0-10-1时为重污染；时为重污染；1 13 3时为中污染；时为中污染；33时为轻污染时为轻污染或无污染。或无污染。n n小结小结多样性指数具有简明的数值概念，可以直接反映环

52、境质量状多样性指数具有简明的数值概念，可以直接反映环境质量状况。指数值越大，表明生态环境状态越好。况。指数值越大，表明生态环境状态越好。同时考虑了种类数和个体数量。同时考虑了种类数和个体数量。需分类学和生态学专门人员进行种类鉴定需分类学和生态学专门人员进行种类鉴定F F：生产力：生产力n n以有机物的生产过程和分解过程的强度为依据评价水以有机物的生产过程和分解过程的强度为依据评价水体被污染的程度。体被污染的程度。P/RP/R值：值：初级生产量（初级生产量（P P）和呼吸量（）和呼吸量（R R）的比率。）的比率。注：注：P/RP/R值在水质正常时一般为值在水质正常时一般为1 1左右，如偏离过大，

53、则表明左右，如偏离过大，则表明受到污染。受到污染。自养指数自养指数 I I AIAI：去灰分重和叶绿素含量的比值。去灰分重和叶绿素含量的比值。注：注： I I AIAI在在50-10050-100表示所在水体未受污染，大于表示所在水体未受污染，大于100100则表示受到污则表示受到污染在染在GG：残留量指数和富集系数：残留量指数和富集系数n n残留量指数：残留量指数： I IC C i i / C / C s is in n富集系数：富集系数： K K C C i i / C / C s is i注注1 1：C iC i生物个体或种群的某种化合物或元素的生物个体或种群的某种化合物或元素的实测残

54、留量实测残留量，mg/kgmg/kg； C s iC s i环境中的环境中的本底值本底值，mg/kg mg/kg 。注注2 2：比值小于：比值小于1 1时表明水体未受污染，比值大于时表明水体未受污染，比值大于1 1时表明水体受时表明水体受到污染，并按不同数值划分污染程度。到污染，并按不同数值划分污染程度。A.A.微生物（群落结构、活性）微生物（群落结构、活性）B.B.土壤生物群落（蚯蚓、土壤生物群落（蚯蚓、线虫线虫、昆虫）、昆虫）C.C.植物栽培（发芽、生长、富集）植物栽培（发芽、生长、富集）D.D.模拟（蚯蚓急、慢性试验）模拟（蚯蚓急、慢性试验）E.E.溶出液溶出液-水生物测试水生物测试 三

55、、土壤污染生物监测三、土壤污染生物监测四、生物标志物四、生物标志物n n概念：概念：生物标志物（生物标志物（BiomarkerBiomarker）化学污染物导致生物有机体的化学污染物导致生物有机体的生物化学和生理学生物化学和生理学的改变，这些改的改变，这些改变变运用于监测和评价污染物的暴露及其效应运用于监测和评价污染物的暴露及其效应。（在疾病研究中）一般是指可供客观测定和评价的一个（在疾病研究中）一般是指可供客观测定和评价的一个普通生理或病理普通生理或病理或治疗过程中的某种特征性的生化指标或治疗过程中的某种特征性的生化指标，通过对它的测定可以获知机体，通过对它的测定可以获知机体当前所处的生物学

56、过程中的进程。当前所处的生物学过程中的进程。n n分类：分类：暴露生物标志物（暴露生物标志物（Exposure BiomarkersExposure Biomarkers）：指示暴露）：指示暴露如：污染物的代谢产物如：污染物的代谢产物效应生物标志物（效应生物标志物（Effect BiomarkersEffect Biomarkers）：证明不利效应）：证明不利效应如：乙酰胆碱酯酶抑制如：乙酰胆碱酯酶抑制复合生物标志物复合生物标志物 如：如：DNADNA加合物加合物n n基本原则：基本原则：指示性、敏感性、广泛性、可操作性、特异性指示性、敏感性、广泛性、可操作性、特异性广泛性：在分子和生化水平上

57、的效应与高级生物学水平上的效应广泛性：在分子和生化水平上的效应与高级生物学水平上的效应联合起来联合起来可操作性：要求选取可操作性：要求选取对受试生物损害较小对受试生物损害较小的指标；技术易于掌握；的指标；技术易于掌握；具有一定野外应用价值。具有一定野外应用价值。n n特异性特异性生物标志物的特异性差异很大，生物标志物的特异性差异很大，高度特异性高度特异性和和非特异性生物非特异性生物标志物标志物在化学品危害的监测和评价中都有应用价值。在化学品危害的监测和评价中都有应用价值。n n在监测和评价中的应用：在监测和评价中的应用： 预警作用预警作用监测和评价的目的：监测和评价的目的：最早期阶段发现污染物

58、的危害最早期阶段发现污染物的危害n n局限性：相对复杂、生态相关性低局限性：相对复杂、生态相关性低n n研究环境中自然因素和研究环境中自然因素和污染因素污染因素危害危害人群人群健康的流行规律，健康的流行规律，尤其是研究尤其是研究环境因素和人体健康之间环境因素和人体健康之间的相关关系和因果关系，的相关关系和因果关系，以便为制定环境卫生标准和采取预防措施提供依据。以便为制定环境卫生标准和采取预防措施提供依据。n n研究内容：研究内容：P168P1681. 1. 接触与剂量（方式、时间、体内含量）接触与剂量（方式、时间、体内含量）2. 2. 健康效应（发病率、死亡统计）健康效应（发病率、死亡统计）五

59、、环境流行病学调查五、环境流行病学调查五、环境流行病学调查五、环境流行病学调查（EpidemiologyEpidemiology）n n环境流行病学调查研究的原则环境流行病学调查研究的原则调查样本要具有调查样本要具有代表性代表性：调查设计要有调查设计要有对比性对比性：暴露人群：暴露人群/ /非暴露人群、暴露剂量梯度非暴露人群、暴露剂量梯度获取资料要注意获取资料要注意有效性有效性：排除干扰：排除干扰n n环境流行病学研究设计环境流行病学研究设计测量和比较（体检方式、病历资料）测量和比较（体检方式、病历资料）定群调查（前瞻性调查、回顾性调查）等定群调查（前瞻性调查、回顾性调查）等环境评价：对环境质

60、量进行对环境质量进行评定、比较评定、比较及及预测预测环境质量评价：环境质量评价： 对环境质量优与劣的评定过程对环境质量优与劣的评定过程 自然环境：物理、化学、自然环境：物理、化学、生物（生态）生物（生态） 社会环境：经济、人口、文化社会环境：经济、人口、文化环境影响评价环境影响评价-风险评价风险评价 对拟议中的人为活动对拟议中的人为活动可能造成的环境影响进行分析可能造成的环境影响进行分析、论、论证的全过程，并在此基础上提出采取的防治措施和对策。证的全过程，并在此基础上提出采取的防治措施和对策。 生态风险、健康风险生态风险、健康风险通过了解环境质量的过去、现在和将来发展趋势及其变化规律通过了解环

61、境质量的过去、现在和将来发展趋势及其变化规律, , 了解和了解和掌握影响某地区环境质量的主要环境因素、污染因子和主要污染源掌握影响某地区环境质量的主要环境因素、污染因子和主要污染源, ,从而从而有针对性地制定污染源治理方案和综合防治规划与计划；并为制定国家有针对性地制定污染源治理方案和综合防治规划与计划；并为制定国家或地方的环境标准、法规、条例细则等提供科学依据。或地方的环境标准、法规、条例细则等提供科学依据。环境评价机构环境评价机构环境评价机构环境评价机构n n为建设项目环境影响评价提供技术服务的机构，应当经为建设项目环境影响评价提供技术服务的机构，应当经国国务院环境保护行政主管部门务院环境

62、保护行政主管部门考核审查合格后，颁发考核审查合格后，颁发资质证资质证书书，按照资质证书规定的，按照资质证书规定的等级等级（甲级和乙级）和（甲级和乙级）和评价范围评价范围，从事环境影响评价服务，并对评价结论负责。从事环境影响评价服务，并对评价结论负责。n n20042004年前的环评人员：必须取得国家环保总局的上岗证。年前的环评人员：必须取得国家环保总局的上岗证。n n20042004年后逐渐推行：环境影响评价工程师职业资格制度年后逐渐推行：环境影响评价工程师职业资格制度 n n20052005年年5 5月份举行了全国第一次统考。月份举行了全国第一次统考。考试科目：考试科目：n n环境影响评价相

63、关法律法规环境影响评价相关法律法规n n环境影响评价技术导则与标准环境影响评价技术导则与标准n n环境影响评价技术方法环境影响评价技术方法n n环境影响评价案例分析环境影响评价案例分析 环境影响评价人员资质环境影响评价人员资质环境影响评价人员资质环境影响评价人员资质环境评价：对环境质量进行对环境质量进行评定、比较评定、比较及及预测预测1 1、 环境质量评价：环境质量评价： 对环境质量优与劣的评定过程对环境质量优与劣的评定过程 自然环境：物理、化学、自然环境：物理、化学、生物（生态）生物（生态） 社会环境：经济、人口、文化社会环境：经济、人口、文化2 2、环境影响评价、环境影响评价-风险评价风险

64、评价 对拟议中的人为活动对拟议中的人为活动可能造成的环境影响进行分析可能造成的环境影响进行分析、论、论证的全过程，并在此基础上提出采取的防治措施和对策。证的全过程，并在此基础上提出采取的防治措施和对策。 生态风险、健康风险生态风险、健康风险一、基本概念一、基本概念 1 1、生态环境：生态环境：指除人口种群之外的生态系统中不同指除人口种群之外的生态系统中不同层次的生物组成的生命系统。层次的生物组成的生命系统。 2 2、生态环境质量生态环境质量：在人为作用下生态环境的好坏程：在人为作用下生态环境的好坏程度。度。 3 3、生态环境质量评价：生态环境质量评价：依据依据生态系统结构和功能状生态系统结构和

65、功能状态的优劣态的优劣对环境质量进行评价的一种方法。对环境质量进行评价的一种方法。 第三节第三节 生态环境质量评价生态环境质量评价二、评价的目的二、评价的目的 揭示揭示特定地区或区域生态环境质量的水平或差异，特定地区或区域生态环境质量的水平或差异，阐明阐明影响生态环境质量的原因和有可能采取的种种措施，按照影响生态环境质量的原因和有可能采取的种种措施，按照生态环境质量的变化规律，生态环境质量的变化规律，制订制订保护和建设规划，提出管保护和建设规划，提出管理措施。理措施。 1 1、首要问题：珍稀、濒危物种；敏感地区、可持续利用、首要问题：珍稀、濒危物种；敏感地区、可持续利用 2 2、生境划分；重要

66、性、特殊性、影响程度、生境划分；重要性、特殊性、影响程度 3 3、提出修复方案：消减影响、提出修复方案：消减影响 4 4、提出管理措施；重要影响因素的控制、监测指标和手段、提出管理措施；重要影响因素的控制、监测指标和手段三、评价方法；三、评价方法； 1 1、资料收集（包括工程分析等）、资料收集（包括工程分析等） 2 2、调查：生物、环境因素，开发方式和强度、调查：生物、环境因素，开发方式和强度 3 3、功能分析（生态演变特性）、功能分析（生态演变特性） 4 4、参数的选择、参数的选择 5 5、生态制图、生态制图 6 6、评价与预测、评价与预测生态环境质量指数0.25生物丰度指数0.2植被覆盖指

67、数0.2水网密度指数0.25环境质量指数0.1（100污染负荷指数）生态环境质量指数（Ecological Quality Index, EQI）生物丰度指数：是指衡量被评价区域内生物多样性的丰贫程度。生物丰度指数：是指衡量被评价区域内生物多样性的丰贫程度。植被覆盖指数：是指被评价区域内林地、草地及农田三种类型的面积植被覆盖指数：是指被评价区域内林地、草地及农田三种类型的面积占被评价区域面积的比重。占被评价区域面积的比重。水网密度指数：是指被评价区域内河流总长度、水域面积和水资源量水网密度指数：是指被评价区域内河流总长度、水域面积和水资源量占被评价区域面积的比重。占被评价区域面积的比重。土地退

68、化指数：是指被评价区域内风蚀、水蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀土地退化指数：是指被评价区域内风蚀、水蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和工程侵蚀的面积占被评价区域面积的比重。和工程侵蚀的面积占被评价区域面积的比重。污染负荷指数：是指单位面积上担负的污染物的量。污染负荷指数：是指单位面积上担负的污染物的量。生态环境质量指数（Ecological Quality Index, EQI）表表 生态环境质量分级生态环境质量分级级别优良一般较差差指数EQI7555EQI7535EQI5520EQI35EQI20状态植被覆盖度高，生物多样性丰富，生态系统稳定，最适合人类生存。植被覆盖度较高，生物多样性较丰富，基本适合人类生存

69、。植被覆盖度中等，生物多样性一般水平，较适合人类生存，但有不适人类生存的制约性因子出现。植被覆盖较差，严重干旱少雨，物种较少，存在着明显限制人类生存的因素。条件较恶劣，多属戈壁、沙漠、盐碱地、秃山或高寒山区，人类生存环境恶劣。第四节第四节 环境影响评价（风险评价）环境影响评价（风险评价）（一）基本概念（一）基本概念1 1、生态风险：生态风险：对生态系统而言的风险对生态系统而言的风险 a a、人类将要进行的活动的风险（物理破坏）人类将要进行的活动的风险（物理破坏） b b、人类已进行活动的区域风险（物理人类已进行活动的区域风险（物理+ +化学化学+ +生物）生物） c c、人造化学品生态风险（化

70、学破坏）人造化学品生态风险（化学破坏）2 2、生态风险评价生态风险评价 a a、狭义：化学品的生态风险评价狭义：化学品的生态风险评价 b b、广义：所有的生态影响广义：所有的生态影响风险（Risk）：即不利事件发生的概率一、生态风险评价一、生态风险评价n n生态风险评价生态风险评价定义定义为：为： 确定环境危害对非人群生态系统不利影响的概率和大小，以及这确定环境危害对非人群生态系统不利影响的概率和大小，以及这些风险可接受程度的过程。些风险可接受程度的过程。目的：帮助环境管理部门了解和预测外界生态影响因素和生态后果之间的目的：帮助环境管理部门了解和预测外界生态影响因素和生态后果之间的关系，有利于

71、关系，有利于环境决策环境决策的制定。的制定。（二）基本原则（二）基本原则 1 1、保护自然资源和区域可持续性发展、保护自然资源和区域可持续性发展 2 2、遵循生态学和生态环境保护原理、遵循生态学和生态环境保护原理 3 3、符合环境条件、符合环境条件 4 4、综合考虑环境与社会经济的协调发展、综合考虑环境与社会经济的协调发展暴露评价、受体分析、危害评价暴露评价、受体分析、危害评价（三）生态风险评价工作框架( Framework for ERA, U. S. EPA, 1998) 生态风险评价生态风险评价“ “三步走三步走” ”：1.1.问题形成问题形成2.2.分析分析3.3.风险表征风险表征 从

72、20世纪90年代以来，我国学者在介绍和引入国外生态风险评价研究成果的同时，对水环境和自然灾害生态风险评价、重金属沉积物的生态风险评价、区域生态风险评价、农田系统与转基因作物、生物安全以及项目工程等领域的生态风险评价基础理论和技术方法进行了探讨。n n生态风险评价的技术关键：生态风险评价的技术关键：确定受体和端点是生态风险评价的技术关键确定受体和端点是生态风险评价的技术关键受体受体(receptor) (receptor) 是生态系统中已受到或可能受到某种污染是生态系统中已受到或可能受到某种污染物或其它胁迫因子有害影响的组成部分。物或其它胁迫因子有害影响的组成部分。端点端点(endpoint)

73、(endpoint) 是某种化学品或其它环境胁迫因子是某种化学品或其它环境胁迫因子对某一对某一受体的特殊典型危害或潜在危害表现受体的特殊典型危害或潜在危害表现。（评价终点）。（评价终点）n生态风险评价选择的可能端点个体个体行为行为生长生长酶变化酶变化生理反应生理反应对病原易感对病原易感特殊蛋白活动特殊蛋白活动血液化学血液化学组织生理组织生理 死亡死亡种群种群生物量下降生物量下降后备群下降后备群下降生长速度降低生长速度降低死亡率增加死亡率增加患病易感性增加患病易感性增加种群分布变化种群分布变化繁殖损伤繁殖损伤产量降低产量降低群落群落初级生产力下降初级生产力下降优势种优势种/ /衰退种衰退种次级生

74、产力下降次级生产力下降水华增加水华增加物种、食物网多物种、食物网多样性样性生态生态系统系统群落多样性群落多样性代谢率降低代谢率降低(P/R)(P/R)营养物质循环改变营养物质循环改变（四）化学品生态风险评价（四）化学品生态风险评价 1 1、评价基础与依据：生态毒理学、化学品或排放物的生态毒理数据、评价基础与依据：生态毒理学、化学品或排放物的生态毒理数据 2 2、评价范围：食物链（网），直接接触、评价范围：食物链（网），直接接触+ +体内积累体内积累 3 3、评价原则：损益分析，风险是否可接受、评价原则：损益分析，风险是否可接受 4 4、评价模式、评价模式受体分析、危险性的界定暴露分析效应分析风

75、险表征风险管理（五）实例研究（五）实例研究 1 1单一化学品单一化学品TCA(TCA(三氯乙酸三氯乙酸) )的生态风险评价的生态风险评价 1 1 污染物：纺织品助染剂，每年用量污染物：纺织品助染剂，每年用量110110吨吨 2 2 环境迁移：溶解度：环境迁移：溶解度：930g/l log K930g/l log Kow ow =1.33=1.33 BAF 0.4-1.0, BAF 0.4-1.0, 生物降解性差生物降解性差10%10%以下以下 3 3 暴露评价：暴露评价： 废水中含量废水中含量河流稀释河流稀释估计浓度估计浓度 7-277-27微克微克/ /升升 4 4 效应评价：效应评价：效应

76、评价：效应评价： 鱼毒性：鱼毒性：鱼毒性：鱼毒性：LCLC50 50 2000-9000 mg/l2000-9000 mg/l 无脊椎动物毒性：无脊椎动物毒性：无脊椎动物毒性：无脊椎动物毒性：ECEC5050 2000-8000 mg/l 2000-8000 mg/l 藻类毒性：藻类毒性：藻类毒性：藻类毒性：14d NOEC 0.01 mg/l 14d NOEC 0.01 mg/l 14d EC 14d EC5050 0.3-8.8 mg/l 0.3-8.8 mg/l 微生物毒性：微生物毒性：微生物毒性：微生物毒性：ECEC50 50 5 mg/l5 mg/l 5 5 预测：预测：预测：预测：

77、NOECNOEC：藻类藻类藻类藻类 0.01mg/l; 0.01mg/l; PNEC PNEC： 0.01/100.01/10（安全系数）安全系数）安全系数）安全系数）=1 =1 微克微克微克微克/ /升升升升 6 6 风险表征：风险表征：风险表征：风险表征： 7-277-27微克微克微克微克/ /升升升升 1 1 微克微克微克微克/ /升升升升 商值法商值法商值法商值法 PEC/PNEC=8-30 PEC/PNEC=8-30 有风险有风险有风险有风险 （六）实例研究（六）实例研究 2 2： 黄河三角洲湿地区域生态风险评价黄河三角洲湿地区域生态风险评价 1. 1. 研究区背景：研究区背景： 6

78、010 km 6010 km3 3，自然湿地自然湿地75.1%75.1%，人工湿地，人工湿地24.9%24.9%，植被情况，景观，植被情况，景观类型（类型（GISGIS技术）技术） 2. 2. 受体分析：受体分析： 受受体体选选取取：8 8类类生生态态系系统统（碱碱蓬蓬滩滩涂涂、芦芦苇苇沼沼泽泽、河河库库沟沟渠渠、林林草地、虾田盐田、水田、旱田、居民点）草地、虾田盐田、水田、旱田、居民点） 生生态态终终点点：珍珍稀稀物物种种、种种群群数数量量、植植被被退退化化、湿湿地地退退化化、土土壤壤盐盐渍化、生态功能、利用价值渍化、生态功能、利用价值3. 3. 风险源分析风险源分析a. a. 风险源识别：

79、自然灾害（旱、涝、风暴潮）；风险源识别：自然灾害（旱、涝、风暴潮）； 人为活动（石油污染、黄河断流）人为活动（石油污染、黄河断流）b. b. 风险源描述：发生概率、强度（影响范围）风险源描述：发生概率、强度（影响范围） 4. 4. 暴露和危害分析暴露和危害分析 1 1）受影响的受体）受影响的受体 2 2）各受体的生态损失度量：）各受体的生态损失度量： a. a. 生态指数：物种保护指数、多样性指数、干扰强度和自然度生态指数：物种保护指数、多样性指数、干扰强度和自然度 b. b. 脆弱度指数：脆弱度排序脆弱度指数：脆弱度排序 c. c. 生态损失度指数：生态指数生态损失度指数：生态指数 脆弱度指

80、数脆弱度指数 3 3）各风险源的危害作用：定性描述）各风险源的危害作用：定性描述 4 4）风险源的综合权重：根据风险概率确定）风险源的综合权重：根据风险概率确定 5. 5. 综合评价（定量描述）综合评价（定量描述） 1 1）风险小区划分：）风险小区划分：GISGIS叠加叠加 2 2）风险值的度量）风险值的度量a. a. 综合风险概率：综合风险概率： （概率（概率 * * 权重）权重）b. b. 综合生态损失度：综合生态损失度： （面积（面积 * *生态损失度指数）生态损失度指数）c. c. 综合生态风险值：（每个小区）综合生态风险值：（每个小区）a * ba * b，分级分级 6. 6. 管理

81、对策：按风险值分区管理，提出措施（注重可行管理对策：按风险值分区管理，提出措施（注重可行性和轻重缓急）性和轻重缓急）1 1）水利工程配套）水利工程配套2 2）生态工程建设）生态工程建设3 3）治理油田污染）治理油田污染4 4）建设湿地自然保护区）建设湿地自然保护区5 5）建立风险监测和管理系统）建立风险监测和管理系统 二、健康风险评价二、健康风险评价（一）概念（一）概念n n健康风险评价是以风险度作为评价指标，把环境污染健康风险评价是以风险度作为评价指标，把环境污染与人体健康联系起来，定量描述污染对人体健康产生与人体健康联系起来，定量描述污染对人体健康产生危害的风险的一种方法。危害的风险的一种方法。第五节第五节 有害物理因素的生物学效应的评价有害物理因素的生物学效应的评价n n何谓噪声？何谓噪声？n n噪声的来源噪声的来源n n噪声污染的特点噪声污染的特点n n噪声污染对人体健康的影响噪声污染对人体健康的影响n n环境噪声标准环境噪声标准n n居民主观评价法居民主观评价法n n噪声的测量和评价噪声的测量和评价一、环境噪声的生物学效应n n放射性污染的来源放射性污染的来源n n对人体健康的影响对人体健康的影响n n防治和监测防治和监测二、放射性污染的生物学效应三、射频电磁辐射污染的生物学效应n n污染源污染源n n对人体健康的影响对人体健康的影响n n预防措施及监测预防措施及监测