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1、利用生物的組分、個體、種群或群利用生物的組分、個體、種群或群落對環(huán)境污染或環(huán)境變化所產生的反應，落對環(huán)境污染或環(huán)境變化所產生的反應，從生物學的角度，為環(huán)境質量的監(jiān)測和從生物學的角度，為環(huán)境質量的監(jiān)測和評價提供依據，稱為生物監(jiān)測。評價提供依據，稱為生物監(jiān)測。生物監(jiān)測方法：生物監(jiān)測方法：1.生態(tài)（群落生態(tài)和個體生態(tài)生態(tài)（群落生態(tài)和個體生態(tài)）監(jiān)測）監(jiān)測2.生物測試生物測試(毒性測定、致突變測定毒性測定、致突變測定)3.生物的生理、生化指標測定生物的生理、生化指標測定4.生物體內污染物殘留量測定生物體內污染物殘留量測定n富集性富集性 生物的一個重要特點是它能夠通過各種方式從生物的一個重要特點是它能夠通

2、過各種方式從環(huán)境中富集某些元素。如水中環(huán)境中富集某些元素。如水中DDT農藥農藥:水中濃度為水中濃度為0.000003mgL浮游生物（富集浮游生物（富集7.3萬倍）萬倍）小魚小魚 (富集富集14.3萬倍萬倍)大魚大魚 （富集（富集858萬倍）萬倍）人食用這些水中生物后富集人食用這些水中生物后富集1000萬倍。萬倍。n 長期性長期性 環(huán)境污染物的含量和其它環(huán)境條件改變的強環(huán)境污染物的含量和其它環(huán)境條件改變的強度大小，是隨時間而變化的。這些變化是因污染度大小，是隨時間而變化的。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)測只能代表物的排放量不穩(wěn)定而造成的。理化監(jiān)測只能代表取樣期間的概況。而生活于

3、一定區(qū)域內的生物，取樣期間的概況。而生活于一定區(qū)域內的生物，能把一定時問內環(huán)境變化情況反映出來。能把一定時問內環(huán)境變化情況反映出來。n 綜合性綜合性 人類生產、生活所產生的污染物，成份極其人類生產、生活所產生的污染物，成份極其復雜。理化監(jiān)測只能獲得各種成份的類別和含量，復雜。理化監(jiān)測只能獲得各種成份的類別和含量，但不能確切說明對生物有機體的影響。而生物是但不能確切說明對生物有機體的影響。而生物是接受綜合作用，不僅僅是個別組分的影響，所以接受綜合作用，不僅僅是個別組分的影響，所以生物監(jiān)測能反映環(huán)境諸因子、多組分綜合作用的生物監(jiān)測能反映環(huán)境諸因子、多組分綜合作用的結果，能闡明整個環(huán)境的情況。對符合

4、排放標準結果，能闡明整個環(huán)境的情況。對符合排放標準的污染物，其長期影響環(huán)境的后果，更需要用生的污染物，其長期影響環(huán)境的后果，更需要用生物監(jiān)測來評價。物監(jiān)測來評價。以上過程，只有通以上過程，只有通過生物監(jiān)測手段，通過過生物監(jiān)測手段，通過食物鏈放大了的各營養(yǎng)食物鏈放大了的各營養(yǎng)級進行分析，才能對水級進行分析，才能對水體進行全面評價。體進行全面評價。一、生物群落監(jiān)測方法一、生物群落監(jiān)測方法二、生物測試法二、生物測試法三、細菌學檢驗法三、細菌學檢驗法未受污染的環(huán)境水體中生活著多種多樣的水未受污染的環(huán)境水體中生活著多種多樣的水生生物，這是長期自然發(fā)展的結果，也是生態(tài)系生生物，這是長期自然發(fā)展的結果，也是

5、生態(tài)系統保持相對平衡的標志。當水體受到污染后，水統保持相對平衡的標志。當水體受到污染后，水生生物的群落結構和個體數量就會發(fā)生變化，使生生物的群落結構和個體數量就會發(fā)生變化，使自然生態(tài)平衡系統被破壞，最終結果是敏感生物自然生態(tài)平衡系統被破壞，最終結果是敏感生物消亡，抗性生物旺盛生長，群落結構單一，這是消亡，抗性生物旺盛生長，群落結構單一，這是生物群落監(jiān)測法的理論依據。生物群落監(jiān)測法的理論依據。：附著于長期浸沒水中附著于長期浸沒水中的各種基質表面上的有機體群落。的各種基質表面上的有機體群落。棲息在水體底部淤泥棲息在水體底部淤泥內、石塊或礫石表面及其間隙中內、石塊或礫石表面及其間隙中的肉眼可見的水生

6、無脊椎動物。的肉眼可見的水生無脊椎動物。原生原生動物、輪蟲、枝動物、輪蟲、枝角類和橈足類角類和橈足類（一）生物指數監(jiān)測法（貝克生物指數（一）生物指數監(jiān)測法（貝克生物指數、貝克、貝克-津田生物指數津田生物指數、生物種類多樣性指數、生物種類多樣性指數、硅藻生物指數硅藻生物指數）（二）污水生物系統法（二）污水生物系統法（三）（三）PFU微型生物群落監(jiān)測法（簡稱微型生物群落監(jiān)測法（簡稱PFU法）法）（一）生物指數監(jiān)測法（一）生物指數監(jiān)測法 生物指數（生物指數（BI）=2A+B式中：A、B分別為敏感底棲動物種類數和耐污底棲動物種類數。貝克生物指數：貝克生物指數：從采樣點采到的底棲大型無脊椎動物從采樣點采

7、到的底棲大型無脊椎動物 當當BI10時，為清潔水域；時，為清潔水域；BI為為16時，為中時，為中等污染水域；等污染水域；BI=0時，為嚴重污染水域。時，為嚴重污染水域。貝克津田生物指數：貝克津田生物指數：所有擬評價或監(jiān)測的河段各種底棲大型無脊椎動物所有擬評價或監(jiān)測的河段各種底棲大型無脊椎動物 當當BI20，為清潔水區(qū)；，為清潔水區(qū)；10BI20，為輕度，為輕度污染水區(qū)；污染水區(qū)；6BI10，為中等污染水區(qū)；，為中等污染水區(qū)；0BI6，為嚴重污染水區(qū)為嚴重污染水區(qū)。1.1.貝克生物指數和貝克貝克生物指數和貝克-津田生物指數津田生物指數2.2.生物種類多樣性指數生物種類多樣性指數式中：式中：種類多

8、樣性指數；種類多樣性指數；N N單位面積樣品中收集到的各類動物的總個數；單位面積樣品中收集到的各類動物的總個數；n ni i單位面積樣品中第單位面積樣品中第i i種動物的個數；種動物的個數；S S收集到的動物種類數。收集到的動物種類數。動物種類越多，指數越大，水質越好；反之，種類越動物種類越多，指數越大，水質越好；反之，種類越少，指數越小，水體污染越嚴重。威爾姆對美國十幾條河少，指數越小，水體污染越嚴重。威爾姆對美國十幾條河流進行了調查，總結出指數與水樣污染程度的關系如下：流進行了調查，總結出指數與水樣污染程度的關系如下：值值1.01.0：嚴重污染：嚴重污染;值值1.01.03.03.0：中等

9、污染；：中等污染；值值3.03.0：清潔：清潔NnNndisii12logdddd3.3.硅藻生物指數硅藻生物指數硅藻指數硅藻指數=式中：式中：A A不耐污染藻類的種類數；不耐污染藻類的種類數；B B廣譜性藻類的種類數；廣譜性藻類的種類數；C C僅在污染水域才出現的藻類種類數。僅在污染水域才出現的藻類種類數。硅藻指數硅藻指數0 05050為多污帶；硅藻指數為多污帶；硅藻指數5050100100為為-中污帶；硅藻指數中污帶；硅藻指數100100150150為為-中污帶；硅藻中污帶；硅藻指數指數150150200200為輕污帶。為輕污帶。10022CBACBA污水生物系統法污水生物系統法將受有機物

10、污染的河流按照污染程度和自凈過將受有機物污染的河流按照污染程度和自凈過程，自上游向下游劃分為四個相互連續(xù)的河段，即程，自上游向下游劃分為四個相互連續(xù)的河段，即多污帶段、多污帶段、-中污帶段、中污帶段、-中污帶段和寡污帶段，中污帶段和寡污帶段，每個帶都有自己的物理、化學和生物學特征。根據每個帶都有自己的物理、化學和生物學特征。根據這些特征進行判斷。這些特征進行判斷。表表6.16.1為污水系統的部分生物學、化學特征。為污水系統的部分生物學、化學特征。項目多污帶-中污帶-中污帶寡污帶化學過程還原和分解作用明顯開始水和底泥里出現氧化作用氧化作用更強烈因氧化使無機化達到礦化階段溶解氧沒有或極微量少量較多

11、很多BOD很高高較低低硫化氫的生成具有強烈的硫化氫臭味沒有強烈硫化氫臭味無無水中有機物蛋白質、多肽等高分子物質大量存在高分子化合物分解產生氨基酸、氨等大部分有機物已完成無機化過程有機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菌大量存在，每毫升可達100萬個以上細菌較多，每毫升在10萬個以上數量減少，每毫升在10萬個以下數量少，每毫升在100個以下表表6.1 污水系統的部分生物學、化學特征污水系統的部分生物學、化學特征PFU微型生物群落監(jiān)測法微型生物群落監(jiān)測法 PFU法是以聚氨酯泡沫塑料塊（法是以聚氨酯泡沫塑料塊（PFU）作為人工）作

12、為人工基質沉入水體中，經一定時間后，水體中大部分微型基質沉入水體中，經一定時間后，水體中大部分微型生物種類均可群集到生物種類均可群集到PFU內，達到種數平衡，通過觀內，達到種數平衡，通過觀察和測定該群落結構與功能的各種參數來評價水質狀察和測定該群落結構與功能的各種參數來評價水質狀況。況。根據水環(huán)境條件確定采樣時間，一般在靜水中采根據水環(huán)境條件確定采樣時間，一般在靜水中采樣約需四周，在流水中采樣約需兩周；采樣結束后，樣約需四周，在流水中采樣約需兩周；采樣結束后，帶回實驗室，把帶回實驗室，把PFU中的水全部擠于燒杯內，用顯微中的水全部擠于燒杯內，用顯微鏡進行微型生物種類觀察和活體計數。鏡進行微型生

13、物種類觀察和活體計數。污染較輕的情況下，隨著污染加重，集群速度污染較輕的情況下，隨著污染加重，集群速度G G、平衡時的物種數、平衡時的物種數S Seqeq都會增大，達到都會增大，達到9090S Seqeq的時的時間間T T90%90%將縮短。從生態(tài)學觀點看，此時營養(yǎng)水平適將縮短。從生態(tài)學觀點看，此時營養(yǎng)水平適合大多數原生動物的生長，因此，種類多，豐度也合大多數原生動物的生長，因此，種類多，豐度也大；大；但隨著污染程度進一步加重，平衡時物種數但隨著污染程度進一步加重，平衡時物種數S Seqeq會減少，達到會減少，達到9090S Seqeq所需時間所需時間T T90%90%將延長，集群速將延長，集

14、群速度度G G也減小。從生態(tài)學觀點看，重污染和嚴重污染也減小。從生態(tài)學觀點看，重污染和嚴重污染已超出大多數原生動物的耐受限度，在這惡劣的環(huán)已超出大多數原生動物的耐受限度，在這惡劣的環(huán)境中，大多數種類不能耐受而消失。境中，大多數種類不能耐受而消失。利用生物受到污染物質危害或毒害后所產生的利用生物受到污染物質危害或毒害后所產生的反應或生理機能的變化，來評價水體污染狀況，確反應或生理機能的變化，來評價水體污染狀況，確定毒物安全濃度的方法稱為生物測試法。定毒物安全濃度的方法稱為生物測試法。二、生物測試法二、生物測試法按水流方式：靜水式和流水式按水流方式：靜水式和流水式按按測試時間分類測試時間分類：急性

15、試驗和慢性試驗：急性試驗和慢性試驗按按受試活體受試活體：水生生物和發(fā)光細菌等：水生生物和發(fā)光細菌等（一）水生生物毒性試（一）水生生物毒性試驗驗金魚金魚綠藻綠藻褐藻褐藻蝴蝶魚蝴蝶魚圖圖6.1 可用于水生生物毒性試驗的部分魚類和藻類可用于水生生物毒性試驗的部分魚類和藻類試驗條件選擇試驗條件選擇n每一種濃度的試驗溶液為一組，每組至少每一種濃度的試驗溶液為一組，每組至少10尾魚尾魚試驗容器用容積約試驗容器用容積約10L的玻璃缸，保證每升水中魚的玻璃缸，保證每升水中魚重不超過重不超過2g。n試驗溶液的溫度要適宜，對冷水魚為試驗溶液的溫度要適宜，對冷水魚為1228，對溫水魚為對溫水魚為2028。同一試驗中

16、，溫度變化為。同一試驗中，溫度變化為2。n試驗溶液中不能含大量耗氧物質，要保證有足夠試驗溶液中不能含大量耗氧物質，要保證有足夠的溶解氧，對于冷水魚不少于的溶解氧，對于冷水魚不少于5mg/L，對于溫水魚，對于溫水魚不少于不少于4mg/L。n試驗溶液的試驗溶液的pH值通?？刂圃谥低ǔ？刂圃?.78.5之間。之間。n配制試驗溶液和馴養(yǎng)魚用水應是未受污染的河水配制試驗溶液和馴養(yǎng)魚用水應是未受污染的河水或湖水。如果使用自來水，必須經充分曝氣才能或湖水。如果使用自來水，必須經充分曝氣才能使用。不宜使用蒸餾水。使用。不宜使用蒸餾水。試驗步驟試驗步驟試驗溶液濃度設計試驗溶液濃度設計確定試驗溶液的濃度范圍確定試

17、驗溶液的濃度范圍試驗試驗記錄不同時間的金魚成活數記錄不同時間的金魚成活數毒性判定毒性判定計算半數忍受限度（計算半數忍受限度（TLmTLm）預試驗預試驗(探索性試驗探索性試驗)通常選七個濃度通常選七個濃度(至少五個至少五個)半數忍受限度（半數忍受限度（TLmTLm），即半數存活濃度。求），即半數存活濃度。求TLmTLm值的簡便方法是將試驗魚存活半數以上和半數值的簡便方法是將試驗魚存活半數以上和半數以下的數據與相應試驗液毒物（或污水）濃度繪于以下的數據與相應試驗液毒物（或污水）濃度繪于半對數坐標紙上（對數坐標表示毒物濃度，算術坐半對數坐標紙上（對數坐標表示毒物濃度，算術坐標表示存活率），用直線內插

18、法求出。標表示存活率），用直線內插法求出。表表6.2 某毒物實驗結果某毒物實驗結果毒物濃度/(mgL-1)每組魚數/尾試驗魚成活數24 h48 h96 h10.07.55.64.23.22.4對照組10101010101010038910101000279101000127910安全濃度=2Lm)(24TLm/48T0.348TLm安全濃度=48TLm0.1圖6.2 用直線內插法求TLm點擊此處觀看：點擊此處觀看：“金魚毒性實驗金魚毒性實驗”（二）發(fā)光細菌法（二）發(fā)光細菌法發(fā)光細菌是一類能自發(fā)發(fā)光的細菌，其發(fā)光機制發(fā)光細菌是一類能自發(fā)發(fā)光的細菌，其發(fā)光機制是由于菌體內有一種熒光素酶，通過酶催化

19、不飽和脂是由于菌體內有一種熒光素酶，通過酶催化不飽和脂肪酸反應，而向外界輻射藍綠色的熒光，發(fā)光光譜范肪酸反應，而向外界輻射藍綠色的熒光，發(fā)光光譜范圍在圍在435435630nm630nm，有單一最大發(fā)射峰，有單一最大發(fā)射峰(maxmax=475nm).=475nm).它是生物自身的正常生理代謝過程它是生物自身的正常生理代謝過程.由于發(fā)光細由于發(fā)光細菌有易培養(yǎng)、增殖速度快、發(fā)光易受外界環(huán)境的影響菌有易培養(yǎng)、增殖速度快、發(fā)光易受外界環(huán)境的影響且反應迅速、靈敏等特點。近年來國內外較多地將發(fā)且反應迅速、靈敏等特點。近年來國內外較多地將發(fā)光細光細菌應用于環(huán)境監(jiān)測，菌應用于環(huán)境監(jiān)測，BeckmanBeck

20、man公司依據發(fā)光細菌公司依據發(fā)光細菌的發(fā)光原理的發(fā)光原理,已推出用于環(huán)境監(jiān)測的生物毒性檢測儀已推出用于環(huán)境監(jiān)測的生物毒性檢測儀MicrotoxMicrotox。n生物發(fā)光法是結合生命有機體的生物物理和生物生物發(fā)光法是結合生命有機體的生物物理和生物化學過程，檢測的是處于環(huán)境中的生物，提供的化學過程，檢測的是處于環(huán)境中的生物，提供的是一個綜合的整體指標，因此比傳統的檢驗方法是一個綜合的整體指標，因此比傳統的檢驗方法更迅速，直接反映環(huán)境污染對生物的影響。更迅速，直接反映環(huán)境污染對生物的影響。n當發(fā)光細菌與水樣毒性組分接觸時，可影響或干當發(fā)光細菌與水樣毒性組分接觸時，可影響或干擾細菌的新陳代謝，使細

21、菌的發(fā)光強度下降或熄擾細菌的新陳代謝，使細菌的發(fā)光強度下降或熄滅。在一定毒物濃度范圍內，有毒物質濃度與發(fā)滅。在一定毒物濃度范圍內，有毒物質濃度與發(fā)光強度呈負相關線性關系，因而可使用生物發(fā)光光強度呈負相關線性關系，因而可使用生物發(fā)光光度計測定水樣的相對發(fā)光強度來監(jiān)測有毒物質光度計測定水樣的相對發(fā)光強度來監(jiān)測有毒物質的濃度。的濃度。1.1.水生植物生產力的測定水生植物生產力的測定水生植物中葉綠素含量、光合作用能力、固氮能水生植物中葉綠素含量、光合作用能力、固氮能力等指標的變化。力等指標的變化。2.2.致誘變物質監(jiān)測致誘變物質監(jiān)測其檢測方法有：其檢測方法有：n微核測定微核測定n艾姆斯（艾姆斯（Ame

22、sAmes）試驗）試驗n染色體畸變試驗染色體畸變試驗（三）其他生物測試法（三）其他生物測試法1.衛(wèi)生學質量的判斷衛(wèi)生學質量的判斷在實際工作中，經常以檢驗細菌總數，特別是在實際工作中，經常以檢驗細菌總數，特別是檢驗作為糞便污染的指示細菌，如總大腸菌群、糞檢驗作為糞便污染的指示細菌，如總大腸菌群、糞大腸菌群、糞鏈球菌、腸道病毒等，來間接判斷水大腸菌群、糞鏈球菌、腸道病毒等，來間接判斷水的衛(wèi)生學質量。的衛(wèi)生學質量。2.利用細菌的新陳代謝能力檢測廢水毒性：利用細菌的新陳代謝能力檢測廢水毒性：n 利用細菌的活動能力利用細菌的活動能力n 利用用細菌生長抑制試驗利用用細菌生長抑制試驗n 利用細菌的呼吸代謝檢

23、測利用細菌的呼吸代謝檢測n在生物體系中，植物更易遭受大氣污染的傷害，在生物體系中，植物更易遭受大氣污染的傷害，其原因為其原因為:植物能以龐大的葉面積與空氣接觸，進植物能以龐大的葉面積與空氣接觸，進行活躍的氣體交換行活躍的氣體交換;植物缺乏動物的循環(huán)系統來緩植物缺乏動物的循環(huán)系統來緩沖外界的影響沖外界的影響;植物固定生長的特點使其無法避開植物固定生長的特點使其無法避開污染物的傷害。正因為植物對大氣污染的反應敏污染物的傷害。正因為植物對大氣污染的反應敏感性強，加上本身位置的固定，便于監(jiān)測與管理，感性強，加上本身位置的固定，便于監(jiān)測與管理，大氣污染的生物監(jiān)測主要是利用植物進行監(jiān)測。大氣污染的生物監(jiān)測

24、主要是利用植物進行監(jiān)測。（一）指示植物及其受害癥狀（一）指示植物及其受害癥狀圖圖6.4 O3的指示植物的指示植物5.5.氮氧化物指示植物氮氧化物指示植物圖圖6.8 植物監(jiān)測器示意圖植物監(jiān)測器示意圖1.氣泵；氣泵；2.針型閥；針型閥；3.流量計；流量計；4.活性活性炭凈化器；炭凈化器；5.盆栽指示植物盆栽指示植物植 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?；?、月季、薔薇、枸杞、香椿、烏柏葡萄、金銀花、枸樹、馬齒莧廣玉蘭、大葉黃楊、梔子花、臘梅80100%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、塊狀傷斑30%左右葉面積受害

25、，葉脈間有輕度點、塊狀傷斑10%左右葉面積受害，葉片上有輕度點狀斑無明顯癥狀表表6.3 排放排放SO2的某化工廠附近植物群落受害情況的某化工廠附近植物群落受害情況（一）利用動物個體的異常反應對礦井內瓦斯毒氣敏感的動物金絲雀 金翅雀雞老鼠對對SO2敏感的敏感的動物動物敏感性水平：敏感性水平：本鳥最高本鳥最高俺狗狗第二俺狗狗第二耐受力最好的當屬我們家禽了耐受力最好的當屬我們家禽了金絲雀金絲雀狗狗家禽家禽（二）利用動物種群數量的變化大型哺乳動物、鳥類、昆蟲等遷移潛葉蛾癭蚊紅蠟蚧 空氣微生物是空氣污染的重要因子，它與氣溶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

26、病膠、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)測空氣微生物狀況是掌握其活動和發(fā)生與傳播，監(jiān)測空氣微生物狀況是掌握其活動和作用的必要前提。作用的必要前提。n 室內空氣微生物監(jiān)測：室內空氣微生物監(jiān)測：某醫(yī)院的空氣微生物監(jiān)測某醫(yī)院的空氣微生物監(jiān)測163份標本，合格份標本，合格88份，合格率僅份，合格率僅54；表明空氣微生物的污染與醫(yī)院；表明空氣微生物的污染與醫(yī)院感染密切相關，加強消毒隔離措施、合理使用抗生感染密切相關，加強消毒隔離措施、合理使用抗生素，控制醫(yī)院感染是十分重要的。素，控制醫(yī)院感染是十分重要的。n 室外空氣微生物監(jiān)測：室外空氣微生物監(jiān)測：n遼寧省某市空氣中微生物區(qū)系分布與環(huán)

27、境質量關遼寧省某市空氣中微生物區(qū)系分布與環(huán)境質量關系研究表明：空氣中微生物的數量隨著人群和車系研究表明：空氣中微生物的數量隨著人群和車輛流動的增加而增多，繁華的中街微生物數量最輛流動的增加而增多，繁華的中街微生物數量最多，其次是交通路口，居民小區(qū)；郊區(qū)某公園和多，其次是交通路口，居民小區(qū)；郊區(qū)某公園和農村空氣中細菌最少。農村空氣中細菌最少。n20012001和和20022002年山東省某海濱城市空氣微生物監(jiān)測年山東省某海濱城市空氣微生物監(jiān)測發(fā)現：該市空氣微生物檢出率高，空氣處于微生發(fā)現：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)空氣污染較物中度污染狀態(tài)。其中東部、居住

28、區(qū)空氣污染較重，南部、西部和風景游覽區(qū)空氣污染較輕。濱重，南部、西部和風景游覽區(qū)空氣污染較輕。濱海區(qū)空氣陸源細菌少于內陸區(qū)，真菌卻較多。濱海區(qū)空氣陸源細菌少于內陸區(qū)，真菌卻較多。濱海與內陸區(qū)空氣微生物含量相近，濱海區(qū)空氣陸海與內陸區(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)空氣污染有趨同現象。源微生物增多，意味兩區(qū)空氣污染有趨同現象。n生物污染監(jiān)測就是應用各種檢測手段測定生物體生物污染監(jiān)測就是應用各種檢測手段測定生物體內的有害物質，以便及時掌握被污染的程度。內的有害物質，以便及時掌握被污染的程度。n生物污染監(jiān)測的步驟：生物污染監(jiān)測的步驟：生物樣品的采集預處理污染物的測定生物樣品制備

29、 (一一)植物對污染物的吸收植物對污染物的吸收 及在體內分布及在體內分布n空氣污染物主要通過粘附、空氣污染物主要通過粘附、從葉片氣孔或莖部皮孔侵從葉片氣孔或莖部皮孔侵入方式進入植物體；入方式進入植物體；n植物通過根系從土壤或水植物通過根系從土壤或水體中吸收水溶態(tài)污染物。體中吸收水溶態(tài)污染物。氟化物、農藥等氟化物、農藥等污染物污染物植株部位放射性計數/(脈沖min-1g干樣-1)含鎘量/(gg干樣-1)分配百分數/%不同部位合計地上部位葉、葉鞘莖 桿穗 軸穗 殼糙 米1483754437350.671.700.200.160.153.59.01.10.80.815.2根系部分354016.128

30、4.484.8表6.4 成熟期水稻各部位中的含鎘量品 種葉 片根莖果 實番 茄茄 子黃 瓜菜 豆菠 菜青蘿卜胡蘿卜14910711016457.034.063.032.031.050.018.73.82.419.59.033.07.32.53.83.617.0表6.5 氟污染區(qū)蔬菜不同部位的含氟量 單位：g/g 表表6.6 農藥在稻谷中的農藥在稻谷中的蓄積蓄積情況情況農 藥糠/%米/%農 藥糠/%米/%p,p-DDT六六六馬拉硫磷704087306013苯硫磷乙拌磷倍硫磷80659420356表表6.7 農藥在水果中的蓄積情況農藥在水果中的蓄積情況農 藥品種果皮/%果肉/%農 藥品種果皮/%果

31、肉/%p,p-DDT西維因敵菌丹倍硫磷蘋果蘋果蘋果桃97229770378330異狄氏劑殺螟松樂果柿子葡萄橘子9698854215 （二）動物對污染物的吸收及在體內分布（二）動物對污染物的吸收及在體內分布n環(huán)境中的污染物一般通過呼吸道、消化道、皮膚等環(huán)境中的污染物一般通過呼吸道、消化道、皮膚等途徑進入動物體內途徑進入動物體內;n水和土壤中的污染物質主要通過飲用水和食物攝入，水和土壤中的污染物質主要通過飲用水和食物攝入，經消化道被吸收經消化道被吸收;n脂溶性污染物質通過皮膚吸收后進入動物肌體。脂溶性污染物質通過皮膚吸收后進入動物肌體。呼吸道消化道皮膚吸收圖6.15 動物對污染物的吸收方式1.植物

32、樣品的采集植物樣品的采集(1)對樣品的要求：采集的植物樣品要具有代表對樣品的要求：采集的植物樣品要具有代表性、典型性和適時性。性、典型性和適時性。(2)布點方法：在劃分好的采樣小區(qū)內，常采用布點方法：在劃分好的采樣小區(qū)內，常采用梅花形布點法或交叉間隔布點法確定代表性的植株。梅花形布點法或交叉間隔布點法確定代表性的植株。(一一)植物樣品的采集和制備植物樣品的采集和制備 (3)采樣方法：在每個采樣小區(qū)內的采樣點上分采樣方法：在每個采樣小區(qū)內的采樣點上分別采集別采集510處植株的根、莖、葉、果實等，將同部處植株的根、莖、葉、果實等，將同部位樣混合，組成一個混合樣；采集樣品量要能滿足位樣混合，組成一個

33、混合樣；采集樣品量要能滿足需要，一般經制備后，至少有需要，一般經制備后，至少有2050g干重樣品。干重樣品。圖6.16 采樣點布設方法2.植物樣品的制備植物樣品的制備(1)鮮樣的制備：測定植物內容易揮發(fā)、轉化或降鮮樣的制備：測定植物內容易揮發(fā)、轉化或降解的污染物質、營養(yǎng)成分，以及多汁的瓜、果、蔬菜解的污染物質、營養(yǎng)成分，以及多汁的瓜、果、蔬菜樣品，應制備成新鮮樣品。樣品，應制備成新鮮樣品。樣品洗凈樣品洗凈晾干或拭干晾干或拭干搗碎機搗碎制漿搗碎機搗碎制漿研磨研磨 (2)干樣的制備：干樣的制備：風干、烘干風干、烘干磨碎磨碎過篩過篩保存保存 3.分析結果表示方法分析結果表示方法常以干重為基礎表示（常

34、以干重為基礎表示（mg/kg），但含水量高的蔬），但含水量高的蔬菜、水果等，以鮮重表示計算結果為好。菜、水果等，以鮮重表示計算結果為好。(二二)動物樣品的采集和制備動物樣品的采集和制備n動物的尿液、血液、唾液、胃液、乳液、糞便、動物的尿液、血液、唾液、胃液、乳液、糞便、毛發(fā)、指甲、骨骼和組織等均可作為檢驗樣品。毛發(fā)、指甲、骨骼和組織等均可作為檢驗樣品。(一一)消解和灰化消解和灰化濕法消解濕法消解灰化法灰化法提取方法提取方法分離方法分離方法液液-液萃取法液萃取法蒸餾法蒸餾法層析法：層析法：磺化法和皂化法磺化法和皂化法氣提法和液上空間法氣提法和液上空間法低溫冷凍法低溫冷凍法振蕩浸取法振蕩浸取法組織

35、搗碎提取法組織搗碎提取法脂肪提取器提取脂肪提取器提取直接球磨提取法直接球磨提取法蒸餾法蒸餾法K-D濃縮器濃縮器蒸發(fā)法等蒸發(fā)法等圖圖6.17 高頻電場激發(fā)灰化裝置示意圖高頻電場激發(fā)灰化裝置示意圖圖圖6.18 氧瓶燃燒灰化裝置示意圖氧瓶燃燒灰化裝置示意圖圖圖6.19 索式提取器示意圖索式提取器示意圖 圖圖6.20 實驗室用攪拌球磨機實物照片實驗室用攪拌球磨機實物照片n測定方法主要有分光光度法、原子吸收光譜法、測定方法主要有分光光度法、原子吸收光譜法、熒光分光光度法、色譜法、質譜法和聯機法等。熒光分光光度法、色譜法、質譜法和聯機法等。表表6.8 硅酸鎂硅酸鎂-乙醚乙醚-石油醚層析體系分離農藥石油醚層

36、析體系分離農藥吸附劑淋洗溶液能分離出來的農藥硅酸鎂6%乙醚-石油醚艾氏劑、六六六各種異構體、p,p-DDT、p,p-DDT、p,p-DDD、p,p-DDE、七氯、多氯聯苯等硅酸鎂15%乙醚-石油醚狄氏劑、異狄氏劑、地亞農、殺螟硫磷、對硫磷、苯硫磷等硅酸鎂50%乙醚-石油醚強堿農藥、馬拉硫磷等n生態(tài)監(jiān)測就是運用可比的方法，在時間或空間對一生態(tài)監(jiān)測就是運用可比的方法，在時間或空間對一定區(qū)域范圍內的生態(tài)系統或生態(tài)組合體的類型、結定區(qū)域范圍內的生態(tài)系統或生態(tài)組合體的類型、結構和功能及其組成要素進行系統的測定和觀察的過構和功能及其組成要素進行系統的測定和觀察的過程。程。生態(tài)監(jiān)測不同于環(huán)境監(jiān)測。生態(tài)監(jiān)測不

37、同于環(huán)境監(jiān)測。生態(tài)監(jiān)測是指預先生態(tài)監(jiān)測是指預先制定的計劃和用可比的方法，在一個區(qū)域范圍內對制定的計劃和用可比的方法，在一個區(qū)域范圍內對各生態(tài)系統變化情況以及每個生態(tài)系統內一個或多各生態(tài)系統變化情況以及每個生態(tài)系統內一個或多個環(huán)境要素或指標進行連續(xù)觀測的過程。個環(huán)境要素或指標進行連續(xù)觀測的過程。生態(tài)監(jiān)測是一個動態(tài)的連續(xù)觀察、測試的過程生態(tài)監(jiān)測是一個動態(tài)的連續(xù)觀察、測試的過程，少則一個或幾個生態(tài)變化周期，多則幾十個、幾百少則一個或幾個生態(tài)變化周期，多則幾十個、幾百個生態(tài)變化周期。在時空上少則幾年，多則幾十年個生態(tài)變化周期。在時空上少則幾年，多則幾十年或更長一段時間?；蚋L一段時間。生態(tài)監(jiān)測的目的：

38、生態(tài)監(jiān)測的目的：n了解所研究地區(qū)生態(tài)系統的現狀及其變化；了解所研究地區(qū)生態(tài)系統的現狀及其變化；n根據現狀及變化趨勢為評價已開發(fā)項目對生態(tài)環(huán)根據現狀及變化趨勢為評價已開發(fā)項目對生態(tài)環(huán)境的影響和計劃開發(fā)項目可能的影響提供科學依境的影響和計劃開發(fā)項目可能的影響提供科學依據；據；n提供地球資源狀況及其可利用數量。提供地球資源狀況及其可利用數量。(一一)宏觀生態(tài)監(jiān)測宏觀生態(tài)監(jiān)測宏觀監(jiān)測地域面積至少應在一定區(qū)域范圍之內，宏觀監(jiān)測地域面積至少應在一定區(qū)域范圍之內，對一個或若干個生態(tài)系統進行監(jiān)測，最大范圍可擴對一個或若干個生態(tài)系統進行監(jiān)測，最大范圍可擴展至一個國家、一個地區(qū)基至全球。主要監(jiān)測區(qū)域展至一個國家、

39、一個地區(qū)基至全球。主要監(jiān)測區(qū)域范圍內具有特殊意義的生態(tài)系統的分布、面積及生范圍內具有特殊意義的生態(tài)系統的分布、面積及生態(tài)功能的動態(tài)變化。態(tài)功能的動態(tài)變化。(二二)微觀生態(tài)監(jiān)測微觀生態(tài)監(jiān)測 微觀監(jiān)測指對一個或幾個生態(tài)系統內各生態(tài)要微觀監(jiān)測指對一個或幾個生態(tài)系統內各生態(tài)要素指標進行物理、化學、生態(tài)學方面的監(jiān)測。根據素指標進行物理、化學、生態(tài)學方面的監(jiān)測。根據監(jiān)測的目的一般可分為：監(jiān)測的目的一般可分為：1.1.干擾性生態(tài)監(jiān)測干擾性生態(tài)監(jiān)測 2.2.污染性生態(tài)監(jiān)測污染性生態(tài)監(jiān)測 3.3.治理性生態(tài)監(jiān)測治理性生態(tài)監(jiān)測 4.4.環(huán)境質量現狀評價監(jiān)測環(huán)境質量現狀評價監(jiān)測（三）生態(tài)類型的劃分（三）生態(tài)類型的劃

40、分森林生態(tài)系統森林生態(tài)系統草原生態(tài)系統草原生態(tài)系統農村生態(tài)系統農村生態(tài)系統城市生態(tài)系統城市生態(tài)系統（四）生態(tài)監(jiān)測指標選擇（四）生態(tài)監(jiān)測指標選擇自然指標自然指標：自然景觀、自然狀況、自然因素：自然景觀、自然狀況、自然因素人為指標人為指標：人文景觀、人為因素：人文景觀、人為因素一般性監(jiān)測指標一般性監(jiān)測指標：重點生態(tài)監(jiān)測指標、常規(guī)生態(tài)：重點生態(tài)監(jiān)測指標、常規(guī)生態(tài)監(jiān)測指標監(jiān)測指標應急監(jiān)測指標應急監(jiān)測指標：自然力和人為因素造成的緊急生：自然力和人為因素造成的緊急生態(tài)問題監(jiān)測態(tài)問題監(jiān)測(1)全球氣候變暖引起的生態(tài)系統或動植物區(qū)系位移；全球氣候變暖引起的生態(tài)系統或動植物區(qū)系位移；(2)珍稀、瀕危動植物種的分

41、布及其棲息地；珍稀、瀕危動植物種的分布及其棲息地；(3)水土流失面積及其時空分布和對環(huán)境影響；水土流失面積及其時空分布和對環(huán)境影響；(4)沙漠化面積及其時空分布和對環(huán)境影響；沙漠化面積及其時空分布和對環(huán)境影響；(5)草場沙化退化面積及其時空分布和對環(huán)境影響；草場沙化退化面積及其時空分布和對環(huán)境影響；(6)人類活動對陸地生態(tài)系統（森林、草原、農田、荒漠人類活動對陸地生態(tài)系統（森林、草原、農田、荒漠等）結構和功能的影響；等）結構和功能的影響；(7)水環(huán)境污染對水體生態(tài)系統（湖泊、水庫、河流和海水環(huán)境污染對水體生態(tài)系統（湖泊、水庫、河流和海洋等）結構和功能的影響；洋等）結構和功能的影響；(8)主要環(huán)

42、境污染物（農藥、化肥、有機污染物和重金屬）主要環(huán)境污染物（農藥、化肥、有機污染物和重金屬）在土壤在土壤-植物植物-水體系統中的遷移和轉化；水體系統中的遷移和轉化；(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)平衡恢復過程；生態(tài)平衡恢復過程；(10)各生態(tài)系統中微量氣體的釋放通量與吸收情況。各生態(tài)系統中微量氣體的釋放通量與吸收情況。(五五)我國優(yōu)先監(jiān)測的生態(tài)項目我國優(yōu)先監(jiān)測的生態(tài)項目（1）監(jiān)測目的；）監(jiān)測目的；（2）監(jiān)測的方法及使用設備；）監(jiān)測的方法及使用設備；（3）監(jiān)測場地描述：土壤類型、植被、海拔、經）監(jiān)測場地描述：土壤類型、植被、海拔

43、、經緯度、面積；緯度、面積；（4）監(jiān)測頻度；）監(jiān)測頻度；（5）監(jiān)測起止時間、周期；）監(jiān)測起止時間、周期；（6）數據的整理：觀測數據、實驗分析數據、統）數據的整理：觀測數據、實驗分析數據、統計數據、文字數據、圖形數據、圖像數據，編制生態(tài)計數據、文字數據、圖形數據、圖像數據，編制生態(tài)監(jiān)測項目報表；監(jiān)測項目報表；（7）監(jiān)測人員及監(jiān)測要求。）監(jiān)測人員及監(jiān)測要求。（一）監(jiān)測方案的編制（一）監(jiān)測方案的編制(1)(1)國家采用的生態(tài)監(jiān)測儀器屬大型監(jiān)測設備，國家采用的生態(tài)監(jiān)測儀器屬大型監(jiān)測設備，如：遙感、地理信息系統、地理圖像系統；如：遙感、地理信息系統、地理圖像系統；(2)(2)常規(guī)生態(tài)監(jiān)測選擇小型儀器。一

44、般的測試系常規(guī)生態(tài)監(jiān)測選擇小型儀器。一般的測試系統，應由傳感器、中間變換設備、傳輸設備、數據處統，應由傳感器、中間變換設備、傳輸設備、數據處理設備、顯示記錄設備幾部分組成。理設備、顯示記錄設備幾部分組成。圖6.22 熱島現象研究遙感圖圖6.21 非洲地理圖像圖6.23 地球遙感圖圖6.24 某地地理信息圖n生態(tài)監(jiān)測平臺是宏觀生態(tài)監(jiān)測的工作基礎，生態(tài)監(jiān)測平臺是宏觀生態(tài)監(jiān)測的工作基礎，它以遙感技術作支持，并具備容量足夠大的它以遙感技術作支持，并具備容量足夠大的計算機和宇航信息處理裝置。計算機和宇航信息處理裝置。n生態(tài)監(jiān)測站是微觀生態(tài)監(jiān)測工作的基礎，它生態(tài)監(jiān)測站是微觀生態(tài)監(jiān)測工作的基礎，它以完整的室

45、內外分析觀測儀器作支持，并具以完整的室內外分析觀測儀器作支持，并具備計算機等信息處理系統。備計算機等信息處理系統。（三）生態(tài)監(jiān)測平臺和生態(tài)監(jiān)測站（三）生態(tài)監(jiān)測平臺和生態(tài)監(jiān)測站表表6.9 陸生生態(tài)系統監(jiān)測指標陸生生態(tài)系統監(jiān)測指標要素常規(guī)指標選擇指標氣象氣溫；濕度；風向；風速；降水量及分布；蒸發(fā)量；地面及淺層地溫；日照時數大氣干、濕沉降物及其化學組成；林間CO2濃度（森林）水文地表徑流量；徑流水化學組成：酸度、堿度、總磷、總氮及NO2、NO3、農藥（農田）；徑流水總懸浮物；地下水位；泥沙顆粒組成及流失量；泥沙化學成分：有機質、全氮、全磷、全鉀及重金屬、農藥（農田）附近河流水質；附近河流泥沙流失量；

46、農田灌水量、入滲量和蒸發(fā)量（農田）土壤有機質；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；陽離子交換量；顆粒組成及團粒結構；容重；含水量CO2釋放量（稻田測CH4）；農藥殘留量、重金屬殘留量、鹽分總量、水田氧化還的電位、化肥和有機肥施用量及化學組成（農田）；元素背景值；生命元素含量；沙丘動態(tài)（荒漠）植物種類及組成；種群密度；現存生物量；凋落物量及分解率；地上部分生產量；不同器官的化學組成：粗灰分、氮、磷、鉀、鈉、有機碳、水分和光能的收支可食部分農藥、重金屬、NO2-和NO3-含量（農田）；可食部分粗蛋白、粗脂肪含量動物動物種類及種群密度；土壤動物生

47、物量；熱值；能量和物質的收支；化學成分：灰分、蛋白質、脂肪、全磷、鉀、鈉、鈣、鎂體內農藥、重金屬殘留量（農田）微生物種類及種群密度；生物量；熱值土壤酶類型；土壤呼吸強度；土壤固氮作用表表6.10 水生生態(tài)系統監(jiān)測指標水生生態(tài)系統監(jiān)測指標要素常規(guī)指標選擇指標水 文氣 象日照時數；總輻射量；降水量；蒸發(fā)量；風速、風向；氣溫；濕度；大氣壓；云量、云形、云高及可見度海況（海洋）；入流量和出流量（淡水）；入流和出流水的化學組成（淡水）；水位（淡水）；大氣干濕沉降物量及組成（淡水）水 質水溫；顏色；氣味；濁度；透明度；電導率；殘渣；氧化還原電位；pH值；礦化度；總氮；亞硝態(tài)氮；硝態(tài)氮；氨氮；總磷；總有機碳

48、；溶解氧；化學需氧量；生化需氧量重金屬（鎘、汞、砷、鉻、銅、鋅、鎳）；農藥；油類；揮發(fā)酚類底 質氧化還原電位；pH值；粒度；總氮；總磷；有機質重金屬（總汞、砷、鉻、銅、鋅、鎘、鉛、鎳）；硫化物；農藥游 泳動 物個體種類及數量；年齡和豐富度；現存量、捕撈量和生產力體內農藥、重金屬殘留量；致死量和亞致死量；酶活性（p-450酶）浮 游植 物群落組成；定量分類數量分布（密度）；優(yōu)勢種動態(tài)；生物量；生產力體內農藥、重金屬殘留量；酶活性（p-450酶）浮 游動 物群落組成定性分類；定量分類數量分布；優(yōu)勢種動態(tài)；生物量體內農藥、重金屬殘留量微生物細菌總數；細菌種類；大腸桿菌群及分類；生化活性著生藻類和底棲

49、動物定性分類；定量分類；生物量動態(tài)；優(yōu)勢種體內農藥、重金屬殘留量1.地面監(jiān)測地面監(jiān)測n地面監(jiān)測中獲得：降雨量、土壤濕度、小型動地面監(jiān)測中獲得：降雨量、土壤濕度、小型動物、動物殘余物（糞便、尿和殘余食物）等。物、動物殘余物（糞便、尿和殘余食物）等。n地面測量采樣線一般沿著現存的地貌，如小路、地面測量采樣線一般沿著現存的地貌，如小路、家畜和野獸行走的小道。家畜和野獸行走的小道。n收集數據，包括植物物候現象、高度、物種、收集數據，包括植物物候現象、高度、物種、物種密度、草地覆蓋以及生長階段、密度和木物種密度、草地覆蓋以及生長階段、密度和木本本 物種的覆蓋；觀察動物活動、生長、生殖、物種的覆蓋；觀察動物活動、生長、生殖、糞便及食物殘余物等。糞便及食物殘余物等。衛(wèi)星監(jiān)測最大的優(yōu)點是覆蓋面寬，可以獲得人衛(wèi)星監(jiān)測最大的優(yōu)點是覆蓋面寬，可以獲得人工難以到達的高山、叢林資料；由于目前資料來源工難以到達的高山、叢林資料；由于目前資料來源增加，費用相對降低。但對地面細微變化難以了解。增加，費用相對降低。但對地面細微變化難以了解。因此地面監(jiān)測、空中監(jiān)測和衛(wèi)星監(jiān)測相互配合才能因此地面監(jiān)測、空中監(jiān)測和衛(wèi)星監(jiān)測相互配合才能獲得完整的資料。獲得完整的資料。