环境监测第六章-生物监测

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1、第六章第六章 环境污染生物监测环境污染生物监测利用生物的组分、个体、种群或群利用生物的组分、个体、种群或群落对环境污染或环境变化所产生的反应，落对环境污染或环境变化所产生的反应，从生物学的角度，为环境质量的监测和从生物学的角度，为环境质量的监测和评价提供依据，称为生物监测。评价提供依据，称为生物监测。生物监测方法：生物监测方法：1. 1. 生态（群落生态和个体生态生态（群落生态和个体生态 ）监测）监测2. 2. 生物测试生物测试( (毒性测定、致突变测定毒性测定、致突变测定) )3. 3. 生物的生理、生化指标测定生物的生理、生化指标测定4. 4. 生物体内污染物残留量测定生物体内污染物残留量

2、测定生物监测的定义和方法生物监测的定义和方法生物监测的特点生物监测的特点富集性富集性 生物的一个重要特点是它能够通过各种方式从环生物的一个重要特点是它能够通过各种方式从环境中富集某些元素。如水中境中富集某些元素。如水中DDT农药农药:水中浓度为水中浓度为0.000003mgL浮游生物（富集浮游生物（富集7.3万倍）万倍） 小鱼小鱼 (富集富集14.3万倍万倍) 大鱼大鱼 （富集（富集858万倍）万倍） 人食用这些水中生物后富集人食用这些水中生物后富集1000万倍。万倍。 长期性长期性 环境污染物的含量和其它环境条件改变的强环境污染物的含量和其它环境条件改变的强度大小，是随时间而变化的。这些变化

3、是因污染度大小，是随时间而变化的。这些变化是因污染物的排放量不稳定而造成的。理化监测只能代表物的排放量不稳定而造成的。理化监测只能代表取样期间的概况。而生活于一定区域内的生物，取样期间的概况。而生活于一定区域内的生物，能把一定时问内环境变化情况反映出来。能把一定时问内环境变化情况反映出来。 综合性综合性 人类生产、生活所产生的污染物，成份极其人类生产、生活所产生的污染物，成份极其复杂。理化监测只能获得各种成份的类别和含量，复杂。理化监测只能获得各种成份的类别和含量，但不能确切说明对生物有机体的影响。而生物是但不能确切说明对生物有机体的影响。而生物是接受综合作用，不仅仅是个别组分的影响，所以接受

4、综合作用，不仅仅是个别组分的影响，所以生物监测能反映环境诸因子、多组分综合作用的生物监测能反映环境诸因子、多组分综合作用的结果，能阐明整个环境的情况。对符合排放标准结果，能阐明整个环境的情况。对符合排放标准的污染物，其长期影响环境的后果，更需要用生的污染物，其长期影响环境的后果，更需要用生物监测来评价。物监测来评价。以上过程，只有通以上过程，只有通过生物监测手段，通过过生物监测手段，通过食物链放大了的各营养食物链放大了的各营养级进行分析，才能对水级进行分析，才能对水体进行全面评价。体进行全面评价。 对水环境进行生物监测的主要目的对水环境进行生物监测的主要目的: :了解污染对水生生物的危害状况，

5、判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控制污染措施，使水环境生态系统保持平衡提供依据。衡提供依据。第一节第一节 水环境污染生物监测水环境污染生物监测采样断面和采样点的布设原则采样断面和采样点的布设原则 断面要有代表性断面要有代表性 尽可能与化学监测断面相一致尽可能与化学监测断面相一致 考虑水环境的整体性、监测工作连续性和经济考虑水环境的整体性、监测工作连续性和经济性性 一、生物群落监测方法一、生物群落监测方法二、生物测试法二、生物测试法三、细菌学检验法三、细菌学检验法一、生物群落监测方法一、

6、生物群落监测方法未受污染的环境水体中生活着多种多样的水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果，也是生态系生生物，这是长期自然发展的结果，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。生物群落监测法的理论依据。：。原生动物、原生动物、轮虫、枝角类

7、和桡足类轮虫、枝角类和桡足类浮游植物浮游植物藻类藻类（一）（一）生物指数监测法生物指数监测法（贝克生物指数、贝克（贝克生物指数、贝克-津津田生物指数、生物种类多样性指数、硅藻田生物指数、生物种类多样性指数、硅藻生物指数）生物指数） （二）（二）污水生物系统法污水生物系统法（三）（三） PFU微型生物群落监测法微型生物群落监测法（简称（简称PFU法）法） （一）生物指数监测法（一）生物指数监测法 生物指数（生物指数（BI）=2A+B式中：式中：A、B分别为敏感底栖动物种类数和耐污底栖动分别为敏感底栖动物种类数和耐污底栖动物种类数。物种类数。贝克生物指数贝克生物指数：从采样点采到的底栖大型无脊椎动

8、：从采样点采到的底栖大型无脊椎动物。当物。当BI10时，为清洁水域；时，为清洁水域；BI为为16时，为中时，为中等污染水域；等污染水域；BI=0时，为严重污染水域。时，为严重污染水域。2 2、贝克津田生物指数、贝克津田生物指数 所有拟评价或监测的河段各种底栖大型无脊椎动所有拟评价或监测的河段各种底栖大型无脊椎动物。当物。当BI20，为清洁水区；，为清洁水区；10BI20，为轻度，为轻度污染水区；污染水区；6BI10，为中等污染水区；，为中等污染水区；0BI6，为严重污染水区为严重污染水区 。1.1.贝克生物指数贝克生物指数3.3.生物种类多样性指数生物种类多样性指数 式中：式中： 种类多样性指

9、数；种类多样性指数； N 单位面积样品中收集到的各类动物的总个数；单位面积样品中收集到的各类动物的总个数；ni单位面积样品中第单位面积样品中第i种动物的个数；种动物的个数；S 收集到的动物种类数。收集到的动物种类数。 动物种类越多，指数越大，水质越好；反之，种类越动物种类越多，指数越大，水质越好；反之，种类越少，指数越小，水体污染越严重。少，指数越小，水体污染越严重。威尔姆对美国十几条河威尔姆对美国十几条河流进行了调查，总结出指数与水样污染程度的关系如下：流进行了调查，总结出指数与水样污染程度的关系如下： 值值1.0：严重污染：严重污染; 值值1.03.0：中等污染；：中等污染； 值值3.0：

10、清洁：清洁NnNndisii12logdddd4.4.硅藻生物指数硅藻生物指数 硅藻指数硅藻指数=式中：式中：A不耐污染藻类的种类数；不耐污染藻类的种类数； B广谱性藻类的种类数；广谱性藻类的种类数； C仅在污染水域才出现的藻类种类数。仅在污染水域才出现的藻类种类数。硅藻指数硅藻指数050为多污带；为多污带；硅藻指数硅藻指数50100为为-中污带；中污带；硅藻指数硅藻指数100150为为-中污带；中污带；硅藻指数硅藻指数150200为轻污带。为轻污带。 2A+B2C A+BC100（二）污水生物系统法（二）污水生物系统法 将受有机物污染的河流按照污染程度和自净将受有机物污染的河流按照污染程度和

11、自净过程，自上游向下游划分为四个相互连续的河段，过程，自上游向下游划分为四个相互连续的河段，即即多污带段、多污带段、-中污带段、中污带段、-中污带段和寡污带中污带段和寡污带段段，每个带都有自己的物理、化学和生物学特征。，每个带都有自己的物理、化学和生物学特征。根据这些特征进行判断。根据这些特征进行判断。 项目项目多污带多污带-中污带中污带-中污带中污带寡污带寡污带化学化学过程过程还原和分解作用明还原和分解作用明显开始显开始水和底泥里出现氧化水和底泥里出现氧化作用作用氧化作用更氧化作用更强烈强烈因氧化使无机因氧化使无机化达到矿化阶化达到矿化阶段段溶解氧溶解氧没有或极微量没有或极微量少量少量较多较