環(huán)境污染的生物監(jiān)測與評(píng)價(jià)

第三章環(huán)境污染的生物監(jiān)測與評(píng)價(jià)一概況二大氣污染的生物監(jiān)測與評(píng)價(jià)三水體污染的生物監(jiān)測與評(píng)價(jià)四物理、化學(xué)誘變物質(zhì)檢測一概況生物對(duì)環(huán)境毒物、污染物的反應(yīng)變化程度作為監(jiān)測評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量變化、受污染程度的依據(jù)稱為生物監(jiān)測（monitoring）與評(píng)價(jià)（evaluating）。生物監(jiān)測本世紀(jì)初才提出，70年代才逐漸成為較活躍的研究領(lǐng)域。1908～1909年，德國科學(xué)家科爾克威茨（Kolkwitz）和馬森（Marson）首先提出了污水生物系統(tǒng)評(píng)價(jià)法，從而為水體污染的生物監(jiān)測打下了基礎(chǔ)。我國自70年代起，在進(jìn)行污染源的調(diào)查中開展了生物監(jiān)測工作，運(yùn)用藻類、原生動(dòng)物、底棲無脊椎動(dòng)物等生物對(duì)水體污染狀況進(jìn)行了研究。

1、生物監(jiān)測的特點(diǎn)（1）能綜合地反映環(huán)境質(zhì)量狀況環(huán)境問題是相當(dāng)復(fù)雜的，某一生態(tài)效應(yīng)常是幾種因素綜合作用的結(jié)果。如在受污染的水體中，通常是多種污染物并存，而每種污染物并非都是各自單獨(dú)起作用，各類污染物之間也不都是簡單的加減關(guān)系。（2）具有多功能性通常，理化監(jiān)測儀器的專一注很強(qiáng)，測定03的儀器不能兼測S02，測S02的也不能兼測C2H4。生物監(jiān)測卻能通過指示生物的不同反應(yīng)癥狀，分別監(jiān)測多種干擾效應(yīng)。植物受SO2、PAN和氟化物的危害后，葉的組織結(jié)構(gòu)和色澤常表現(xiàn)出不同的受害癥狀。（3）監(jiān)測靈敏度高有些生物對(duì)某種污染物的反應(yīng)很敏感。如有種唐昌蒲，在0.01ppm的氟化氫下，20小時(shí)就出現(xiàn)反應(yīng)癥狀，據(jù)記載，有的敏感植物能監(jiān)測到十億分之一濃度的氟化物污染，而現(xiàn)在許多儀器也未達(dá)到這樣的靈敏度水平。2、生物監(jiān)測不足之處（1）不能像理化監(jiān)測儀器那樣迅速作出反應(yīng)，從而可在較短時(shí)間內(nèi)就能獲得監(jiān)測結(jié)果，也不能像儀器那樣能精確地監(jiān)測出環(huán)境中某些污染物的含量，它通常反映的只是各監(jiān)測點(diǎn)的相對(duì)污染或變化水平；（2）生物生長發(fā)育，生理代謝狀況等都制約著外干擾的作用。相同強(qiáng)度的同種干擾對(duì)處于不同狀態(tài)的生物常產(chǎn)生不同的生態(tài)效應(yīng)。如水稻在抽穗、揚(yáng)花、灌漿時(shí)期對(duì)污染反應(yīng)最敏感、危害最大，而成熟期的敏感性就明顯降低；（3）指示生物同一受害癥狀可由多種因素造成，增加了對(duì)監(jiān)測結(jié)果判斷的困難。如許多植物的落葉、矮態(tài)、卷轉(zhuǎn)、僵直和扭曲等，大氣氟化物的污染和低濃度除草劑的施用均可造成上述異常現(xiàn)象。S02對(duì)植物的傷害往往與霜凍或無機(jī)鹽缺乏的癥狀也很相似。二大氣污染的生物監(jiān)測與評(píng)價(jià)1指示生物有些生物，尤其是植物，它們對(duì)有害物質(zhì)能夠顯示出明顯的傷害癥狀，由此可檢測環(huán)境的污染程度，稱之為指示生物。2指示植物的選擇標(biāo)準(zhǔn)（1）對(duì)污染物反應(yīng)敏感并表現(xiàn)出明顯的傷害癥狀。（2）為常見品種，易管理和繁殖，生長季節(jié)長。（3）植株必須健壯，干擾癥少。3指示植物的選擇方法（1）現(xiàn)場調(diào)查法（2）栽培比較法將篩選植物進(jìn)行盆栽培養(yǎng)，然后放在已知污染區(qū)一定點(diǎn)位上進(jìn)行觀察，選出敏感植物。（3）熏氣試驗(yàn)法將需要篩選的植物移植或放置熏氣室中，把所需濃度的單一或混合污染氣體與空氣混合后通人熏氣室內(nèi)。（4）葉片浸蘸法將化學(xué)溶液浸蘸植物葉片后，產(chǎn)生近似于某種污染氣體直接熏氣同樣的效果。如浸蘸氫氟酸可產(chǎn)生氟化氫的效果，浸蘸亞硫酸可產(chǎn)生二氧化硫的效果等。4傷害癥狀、敏感品種

（1）傷害癥狀SO2：傷斑大部分出現(xiàn)在葉脈間，傷區(qū)與健康組織之間界線分明。NOx：傷斑大部分出現(xiàn)在葉脈間，傷區(qū)與健康組織之間界線分明。Cl2：傷斑也主要在葉脈間，但傷斑與健康組織之間的界線模糊或有一個(gè)過渡區(qū)。HF：傷斑多出現(xiàn)在葉尖和葉緣，傷區(qū)與非傷區(qū)之間常有一條紅色或深褐色的邊界線。O3：傷害主要在葉面出現(xiàn)密集的細(xì)小斑點(diǎn)。A.二氧化硫指示植物苔蘚白蠟樹云杉地衣棉花白楊

(2)指示植物

B.光化學(xué)氧化物指示植物矮牽?；ㄆ咸巡げ它S瓜馬鈴薯洋蔥雪松葡萄金錢草杏樹慈竹郁金香C.氟化物指示植物D乙烯的指示植物萬壽菊皂莢樹黃瓜番茄蘭花E氮氧化物指示植物向日葵菠菜秋海棠番茄煙草（3）大場氣污漠染傷刃害植酬物的膛特點(diǎn)1）有明他顯的僻方向丙性同一斯株樹家上，打面向韻污染賄源的告部分殘，要削比背鎖向污筐染源被的部混分受信害嚴(yán)阻重。2）植物勿的受凈害程裳度與著距離償污染霧源的霧遠(yuǎn)近奔密切機(jī)相關(guān)貌。一般念距離邊越近脆，植曬物受弄害越醬重；調(diào)距離布越遠(yuǎn)妥，植鵲物受吼害越題輕。熄但如戶污染唐源是講一個(gè)載很高贈(zèng)的煙找囪，芳則在刃一定面范圍乳內(nèi)離虛煙囪親越近雁受害僚越輕秧，最絕大落奧地濃次度為州煙囪薪高度15玩-2殖0倍。3）在有克害氣糕體擴(kuò)遙散過寄程中抽遇障恰礙物手，障揉礙物桑后面各的植偽物可辮避免銜受害4）不局渴限在羅一種召植物浪上，蓄而是到涉及付到各裁種植必物。5大氣蝦污染任區(qū)的壤植物廊評(píng)價(jià)鞋方法（1）涉癥狀降指標(biāo)較法通過團(tuán)觀察倘植物葬形態(tài)攝變化囑，尤妹其是對(duì)葉片提出現(xiàn)翅的受疼害癥號(hào)狀，擋可以沖作為燦評(píng)價(jià)滲大氣洲環(huán)境包污染材的指和標(biāo)。（2）透生長亦量指諒標(biāo)法IA熱=W0/Wm式中肝，IA至—影響擦指數(shù)W0清潔昏區(qū)（耐對(duì)照磚）植刮物生顏長量Wm—污染頓區(qū)植另物生吃長量（3）徒群落勺生態(tài)糟指標(biāo)遠(yuǎn)法主要涼是利牛用群棋落結(jié)劈燕構(gòu)的妨變化啞，來粥反映測群落衛(wèi)中的種類致數(shù)和頂豐度的關(guān)墳系，妖進(jìn)而律對(duì)環(huán)蜂境進(jìn)龍行監(jiān)視測和坦評(píng)價(jià)渾。在劣未受娛污染復(fù)脅迫眨的正虛常群瘡落中糕，種擔(dān)類數(shù)衫多。漂隨著毒污染解脅迫朱的增剩加，螺種類退數(shù)下型降。在利簡用群趁落生嚇態(tài)指休標(biāo)法疤時(shí)，樸一般呆選擇誤附生器苔蘚捕植物呢群落供，這樸是因停為苔軍蘚植想物具投有以話下特萄點(diǎn)：1）生艦長于下樹皮而，不顧受土磁壤條扣件的姨影響瞇。2）多椅年生陡常綠涌植物險(xiǎn)，全驗(yàn)?zāi)昕煞睖y。甜（苔盜蘚計(jì)柔）3）葉起多數(shù)繭只有津一層著細(xì)胞求，對(duì)映污染徑物敏忽感。附生娘苔蘚訓(xùn)調(diào)查耽及城惡市大紗氣污亭染分吧級(jí)X：每m3空氣溜中的箱細(xì)菌生數(shù)．N：平板弟暴露者５分芳鐘，杏于37潮℃培養(yǎng)驚２４露小時(shí)擔(dān)后生雞長的曬菌落唯數(shù)r：平皿弟底半寸徑（cm）6空氣障細(xì)菌班污染趨與監(jiān)界測（1）沉降使平皿蘭法奧梅庫梁斯毯基曾條建議驅(qū)：如叮面積雪為10事0c影m2的平袍板培焦養(yǎng)基缺，暴耀露在割空氣嘴中5分鐘宏，于37田℃培養(yǎng)24小時(shí)烤后所份生長彈的菌泰落數(shù)銳，相皆當(dāng)于10覽L空氣友中的騎細(xì)菌薯數(shù)．（2）濾過法使一桂定體懇積的欺空氣霸通過陽吸附競劑，早而后宵培養(yǎng)宴吸附判劑中虧的細(xì)還菌，狡計(jì)數(shù)煩出菌背落數(shù)敗。1）先渾將儀粥器按梁圖裝禽置。2）將縫下面覽的大恰玻瓶串盛滿4L水。3）旋朝開水雞龍頭熄，使應(yīng)水緩沙緩流重出?？具@時(shí)什外界蟲的空醉氣被翠吸人祥，經(jīng)筍喇叭壓口進(jìn)閑人盛浴有50楊ml無菌鎖水的嗽三角窩瓶中睡。至4L水淹知完后列，則4Ｌ體語積空掛氣中些的微題生物殲被濾供過在50拴ml水中茅。4）自治三角末瓶中斑吸1m蛾l水放健入無取菌培場養(yǎng)血沈中，震然后督加入積肉膏合蛋白波陳瓊陵脂培炎養(yǎng)基榜中，承搖勻股，凝胃固后士置28地℃培養(yǎng)48小時(shí)繁后計(jì)圍算結(jié)傲果。1水生頑生物玻樣品狀的采爹集和第處理（1）媽浮游巴生物1）主要穗類群2）采樣①樣點(diǎn)匠設(shè)置某：浮殘游生醉物網(wǎng)虹、采醬水器超。②采樣朽深度?。焊》紊缥镌谡袼w粗中不燙僅水弦平分矮布上父有差棗異，狼而且吸垂直跪分布匪上也寸有不惰同。水深2米以較內(nèi)的愚，可型在0.誰5米左桃右深男處采受樣，3米以利上可路分層殲采樣。③固定經(jīng)保存④計(jì)數(shù)三水體刊污染抬的生撐物監(jiān)喪測與顏評(píng)價(jià)（2）儀底棲改生物響調(diào)查底棲奸動(dòng)物疑一般案認(rèn)為箏體長芝超過2m誓m，所以章亦稱肯為底能棲大挨型無洋脊椎秒動(dòng)物僵。2水體靠初級(jí)洽生產(chǎn)翻力的聞測定（1）煩黑白瞇瓶測點(diǎn)氧法1）原漆理2）操抄作步虛驟采水娛與灌撫瓶掛瓶曝光蚊：通難常曝珍光24小時(shí)3）計(jì)覆算方痕法總產(chǎn)喇量=白瓶減溶氧-黑瓶售溶氧呼吸草量=初始泰溶氧-黑瓶如溶氧凈產(chǎn)趨量=總產(chǎn)拳量-呼吸矮量（2）只葉綠們素含固量測敬定法3污水捎生物鍋系統(tǒng)捷法19快60年?；鸵蛩?jié)瘢℉y千ne園ss）提出備河流黨從排租入處工到下摘游的絞生態(tài)工學(xué)模弊式?；菰跉W憤洲，斤則比疊較廣隔泛地磁應(yīng)用19蓬09年德鴨國科嘆學(xué)家柏科爾魯克威趴斯和涼莫爾吹斯森刮（Ko辛lk霞wi改z和Ma驢rs臥so填n）的水雞體污患染評(píng)拐價(jià)標(biāo)包準(zhǔn)。乒根據(jù)丑這個(gè)淺理論具，當(dāng)位水體楊受污遍染后翻，發(fā)殊生一鑼系列羊自凈易過程誤，生墊物種帆類發(fā)柏生變消化，蔥出現(xiàn)憑特有扔的指遵示生怕物，蛾可分您別劃堆分為奮四個(gè)什不同擺的地譽(yù)帶；婚即多蹦污染象帶、α—中污院帶、β—中污卡染帶別和寡闊污帶緒。后壁來又受有人旗把多要污帶糾及寡銀污帶村也劃托分為α、β合計(jì)6個(gè)。將受趟有機(jī)趁物污對(duì)染的生河流蜘按照盯污染閉程度躺和自眉凈過究程，牙自上竊游向嶄下游購劃分擋為四歉個(gè)相膚互連鎖續(xù)的飽河段判，即沒多污丹帶段肉、α象-中串污帶見段、鴿β-答中污酬帶段示和寡池污帶煌段，憲每個(gè)銹帶都響有自洋己的秩物理飄、化苦學(xué)和證生物丙學(xué)特隆征。孝根據(jù)就這些艷特征誦進(jìn)行鴉判斷卻。污水在環(huán)臨境質(zhì)擊量發(fā)評(píng)生變志化時(shí)畢，生拐物的種類坦和數(shù)手量也都上會(huì)隨伐之發(fā)把生變界化，蜂把生醒物種名類和剛數(shù)量礦發(fā)生親的這艦種變?nèi)f化用嘴恰當(dāng)老的數(shù)騎學(xué)公河式加捆以表耀示，蝴所求懷得的棍數(shù)值盼即為反生物鼓指數(shù)毒。（1）合顫蚓擔(dān)類與名全部偏底棲余動(dòng)物秒相比歐的生抄物指怪?jǐn)?shù)水蚯壺蚓與昌陸蚯訊蚓是海相似揭的。茅習(xí)見篇的有冒四個(gè)揚(yáng)科，盡即飄程體蟲絮科、跨仙女夢蟲科必、顫勞蚓科慚和帶丘絲蚓奏科。睜顫蚓路類密耍度可委達(dá)每區(qū)平方血米2萬尾譜以上腎。污南水底樂部全末部是務(wù)紅若蛛地毯箏的顫算蚓，吩前半嗽部埋是在泥往中，磚后半稅部露即在水覺中不撒斷地以擺動(dòng)龜，皆賞以耐有機(jī)加污染盛著稱。4生物名指數(shù)唯法也可吹按下史面方焰法來級(jí)進(jìn)行載評(píng)價(jià)擾：顫蚓由類＜10傳0條/m2不污沾染10污0-器99飽9輕污理染10逗00太-5醬00糊0中等雞污染75吊00嚴(yán)重釣污染（1）社顫蚓添類與傅全部茅底棲注動(dòng)物蛙相比屋的生諷物指酸數(shù)大于80往%污染而嚴(yán)重嶺，小檢于60侮%認(rèn)為貝水質(zhì)嚴(yán)良好航。（2）現(xiàn)多樣酒性指飯數(shù)（di批ve州rs壯it米y牛in勉de友x）種的敏多樣島性包蹤蝶含兩述個(gè)成中分，適一為灘群落眠中的種類冷數(shù)；二志是群交落中界各種預(yù)種類嗓的個(gè)體琴數(shù)的正數(shù)量歷分布。在館大部持分多到樣性汗指數(shù)泳中，陷組成頸群落嫁的生質(zhì)物種怪類越倉多，梯其多非樣性李指數(shù)僑越大蒼，而側(cè)重復(fù)滾性越象小。徑多樣蘆性大御的群貞落，價(jià)就具啄有更濾復(fù)雜戒的營敲養(yǎng)通盞道，遲更多剃的營鑄養(yǎng)鏈雀和側(cè)拆鏈，副群落竄的穩(wěn)氣定性鏈也就躲越大母。自遲然的睬生物牢群落鴿往往符由較稈多個(gè)驗(yàn)體數(shù)酷的少承數(shù)種戲和具墾有較漁少個(gè)蜜體數(shù)較的多茂數(shù)種碧組成君。如宇環(huán)境蝦污染勉不利輕因素裝將導(dǎo)棗致群業(yè)落中矮生物助種類蹲減少區(qū)，降洽低種洞間競宅爭的盞相互門作用秤，使葉留下昆的耐剃污種定類的拾個(gè)體喪數(shù)增殼多。沉以致脈受污知染環(huán)慘境中椅群落楚的多必樣性翼比正廚常環(huán)冠境內(nèi)緞少。1）香農(nóng)松（Sh撓an萄no繞n）指數(shù)ni：第i種的套個(gè)體泰數(shù)I=翅1，2，3，··理··瓣··菊kN：生物芬的總狂個(gè)體葡數(shù)d大于3為寡漸污帶剛，d=減1-窯3為中鄙污帶德，d小于1為多疾污帶啊。式中魔：d-多樣脾性指寨數(shù)S-種類班數(shù)N-總個(gè)城體數(shù)d大于3為寡字污帶柿，d=止1-暫3為中鏡污帶設(shè)，d小于1為多玻污帶廁。2）馬汗吉萊眨夫（Ma夠rg授el離ef）多樣儉性指延數(shù)珠江萄廣州旬河段墓污染淚評(píng)價(jià)財(cái)（利厭用底較棲動(dòng)盜物）R-安“組”階數(shù)N-總個(gè)環(huán)體數(shù)C.示I大于3為寡漂污帶緊，C.臉I(yè)閃=1仁-3為中幻玉污帶合，C.躺I小于1為多部污帶疏。3）凱幫恩斯唱（Ca返ir剖ns）連續(xù)少比較返指數(shù)5魚類餅毒性北試驗(yàn)魚類六毒性葡試驗(yàn)宅的主霉要目徹的是熊尋求臉某種疑毒物敘或工毫業(yè)廢砍水對(duì)惡魚類姻的半警致死慘濃度泰與安團(tuán)全濃鼻度。疲所謂安全姐濃度，就福是在鍬污染墨物的驚持續(xù)賊作用圾下，撇魚類牢可以賢正常沫存活妻、生演長、寨繁殖歌的最概高毒圓物濃猴度。（1）魚仔種的威選擇實(shí)驗(yàn)太魚要妖求對(duì)殲污水嗽反應(yīng)啦靈感舒的本弟地種預(yù)類，盒鯉魚急和鯽遷魚是港國際假性魚催類，泄而金條魚對(duì)跟一些卷毒物暴反應(yīng)護(hù)靈感拆，都艇是應(yīng)沖用較員多的梅實(shí)驗(yàn)挪魚類征。（2）實(shí)碗驗(yàn)條顫件的困控制實(shí)驗(yàn)給魚要巾求是鵲同一涼批來澤源，品同種競、同垂齡。(3騾)半數(shù)鄉(xiāng)豐致死竭濃度(L頌C5麻0)或平奔均忍效受限(TL兄m)的計(jì)算實(shí)驗(yàn)怕時(shí)選晃用5種以現(xiàn)上不療同濃邊度（mg監(jiān)/L），并設(shè)行置重震復(fù)2-么3個(gè)及花對(duì)照謹(jǐn)組。絹試驗(yàn)培時(shí)間頸一般紛為48套-9撞6小時(shí)奮，找核出魚格半數(shù)賀存活扎率濃宇度。（4）安允全濃池度的附計(jì)算式中沒，48伍TL旺m—48傭h半數(shù)拼存活年率濃貨度（mg距/L）24僚TL答m—24療h半數(shù)捧存活歪率濃曲度（mg樂/L）安全助濃度證的驗(yàn)釘證：賀如有即中毒凝癥狀裳發(fā)生串，則昆應(yīng)降吧低濃可度再善實(shí)驗(yàn)，直領(lǐng)到確幻玉證某絮濃度岔對(duì)魚怒是安輪全的肢。6魚類移毒性妻試驗(yàn)6水體掃富營旋養(yǎng)化蓬的監(jiān)磨測與晚評(píng)價(jià)①藻類匆總數(shù)嬌及葉完綠素-a含量傘評(píng)價(jià)聽法②優(yōu)勢錘種評(píng)年價(jià)法不同舟營養(yǎng)贊狀態(tài)頓的水爹體中逐存在滴不同剃的生雀物種胳類，渡特別萌在優(yōu)宗勢種便方面猴差異練明顯撲。一臥般來迷說，貧營赴養(yǎng)型湖泊犬中的肅浮游迅植物竊以金藻座、黃壯藻類為主售，中營危養(yǎng)型湖泊族中常讓以甲藻香、隱掙藻、蘿硅藻類占聾優(yōu)勢叉，富營給養(yǎng)型湖泊惑則常將以綠藻沃、藍(lán)汗藻類占油優(yōu)勢悠。③多樣即性指妹數(shù)評(píng)佳價(jià)方刃法水體旱富營悉養(yǎng)化墳評(píng)價(jià)野實(shí)例④綜合福評(píng)價(jià)烏標(biāo)準(zhǔn)7水污逐染的棒細(xì)菌談學(xué)監(jiān)抄測我國場現(xiàn)行貿(mào)生活胡飲用印水衛(wèi)難生標(biāo)騾準(zhǔn)規(guī)救定：細(xì)菌背總數(shù)1m乎l自來懲水不點(diǎn)得超龜過10撇0個(gè)；輪大腸受菌群籌數(shù)每帳升自將來水兔中不農(nóng)得超檔過3個(gè)。水俱的細(xì)論菌性鳥污染珍主要教是由陸于糞捕便污飄水的置排放木而引洲起的降。要浪判斷虎水質(zhì)句是否磚安全疫可靠倒，最拆好是濟(jì)檢查停水中繞有無敘病原訂菌。淋但由青于被捧糞便柳污染城的水工中病竄原菌孔數(shù)量慢畢竟削較少宏，所如以只融測定葛水中鐵有無敗腸道偽非病牛原菌脖的存探在，韻就可齊以確怖定是搏否受票到糞稱便的碌污染餡。而買大腸戚桿菌家群是辦腸道掠桿菌反好氧菜菌中供最普射遍和遼數(shù)量饒最多跟的一羊種，虹且與峽腸道江致病予菌呈數(shù)一定拜正相粘關(guān)，凡因此踩，作例為水掀體受曾糞便牌污染延的指班標(biāo)，滔以大猾腸桿隆菌群猾最為存理想民。1微核臘試驗(yàn)（1）紫驅(qū)露草邁花粉桑母細(xì)風(fēng)胞微辜核試寨驗(yàn)花粉蹈母細(xì)岡胞（瓜減數(shù)表分裂星）→四分盛體（2）蠶幣豆根恒尖、藥葉尖趁微核鞭試驗(yàn)四癢物理擺、化渡學(xué)誘澇變物霉質(zhì)檢殊測艾姆繼斯試睛驗(yàn)是憶由美弄國加室州大