6 第六章 環(huán)境污染的生物監(jiān)測(cè).ppt
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1、第六章第六章 環(huán)境污染的生物監(jiān)測(cè)環(huán)境污染的生物監(jiān)測(cè) 主要內(nèi)容 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第二節(jié)第二節(jié) 大氣污染的生物監(jiān)測(cè)大氣污染的生物監(jiān)測(cè) 第三節(jié)第三節(jié) 水污染的生物監(jiān)測(cè)水污染的生物監(jiān)測(cè) 第四節(jié)第四節(jié) 土壤污染的生物監(jiān)測(cè)土壤污染的生物監(jiān)測(cè) 第五節(jié)第五節(jié) 生物監(jiān)測(cè)方法的典型例子生物監(jiān)測(cè)方法的典型例子第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 生物監(jiān)測(cè)這一術(shù)語(yǔ)是在1977年4月由歐洲共同體(EEC)、世界衛(wèi)生組織(WHO)、美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(EPA)組織的“關(guān)于生物樣品在評(píng)價(jià)人體接觸污染物方面的應(yīng)用”的國(guó)際會(huì)議上正式提出并給予的定義。 定義:定義: 生物監(jiān)測(cè)生物監(jiān)測(cè)是利用生物分子、細(xì)胞、組織、器官、分子、細(xì)胞、組織、器官
2、、個(gè)體、種群和群落個(gè)體、種群和群落等各層次對(duì)環(huán)境污染程度所產(chǎn)生的反應(yīng)來(lái)闡明環(huán)境狀況,從生物學(xué)的角度為環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)提供依據(jù)。 利用生物進(jìn)行環(huán)境污染監(jiān)測(cè),早在20世紀(jì)初就引起了生態(tài)學(xué)有的注意。 生物監(jiān)測(cè)是一種既經(jīng)濟(jì)、方便,又可靠準(zhǔn)確的方法。因此生物監(jiān)測(cè)是利用生物對(duì)特寫(xiě)污染物的抗性或敏感性來(lái)綜合地反映環(huán)境狀況,這是任何物理、化學(xué)監(jiān)測(cè)所不能比擬的。 具有長(zhǎng)期性、累積性、綜合性長(zhǎng)期性、累積性、綜合性的特點(diǎn)。 但生物監(jiān)測(cè)并非可以取代化學(xué)、物理監(jiān)測(cè),而生物監(jiān)測(cè)并非可以取代化學(xué)、物理監(jiān)測(cè),而是作為重要的補(bǔ)充,生物監(jiān)測(cè)能夠彌補(bǔ)化學(xué)、是作為重要的補(bǔ)充,生物監(jiān)測(cè)能夠彌補(bǔ)化學(xué)、物理監(jiān)測(cè)的缺陷物理監(jiān)測(cè)的缺陷。
3、如果沒(méi)有化學(xué)、物理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)所提供的信息,生物的反應(yīng)就不能準(zhǔn)確地提供污染信息。 生物監(jiān)測(cè)就有悠久的歷史。 生物監(jiān)測(cè)方法從生物學(xué)層次來(lái)分,主要包括生態(tài)監(jiān)測(cè)(群落生態(tài)和個(gè)體生態(tài))、生物測(cè)試(急性毒性測(cè)定、亞急性毒性測(cè)定上和慢性毒性測(cè)定)以及分子、生理、生化指標(biāo)和污染物在體內(nèi)的行為等幾個(gè)方面。 生物監(jiān)測(cè)已經(jīng)從傳統(tǒng)的生物種類、數(shù)量和行為的描述發(fā)展到現(xiàn)代化的自動(dòng)分析;從單純的生態(tài)學(xué)方法擴(kuò)展到與生理、生化、毒理學(xué)和生物體殘留量分析等領(lǐng)域相結(jié)合的研究。 從生物 的分類法來(lái)分,主要包括: 動(dòng)物監(jiān)測(cè)(以動(dòng)物為監(jiān)測(cè)生物)、 植物監(jiān)測(cè)(以植物為監(jiān)測(cè)生物)、 微生物監(jiān)測(cè)(以微生物為監(jiān)測(cè)生物)。 指示生物是指對(duì)環(huán)境中的污
4、染物能產(chǎn)生各種定性反應(yīng),指示環(huán)境污染物的存在。 監(jiān)測(cè)生物不僅能夠反映污染物的存在,而且能夠反映污染物的量。監(jiān)測(cè)生物必然是指示生物,同時(shí)它還要回答環(huán)境中污染物多少的問(wèn)題。第二節(jié)第二節(jié) 大污污染的生物監(jiān)測(cè)大污污染的生物監(jiān)測(cè) 大氣污染時(shí),某些生物動(dòng)物和植物以及微生物會(huì)做出不同程度的反應(yīng),利用生物對(duì)大氣污染的異常反應(yīng)來(lái)檢測(cè)大氣中有害物質(zhì)的成分和含量,了解大氣質(zhì)量狀況,就是大氣污染的生物生物監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)。 指示生物是指以地環(huán)境中的污染物能產(chǎn)生各種這下性反應(yīng),指標(biāo)環(huán)境污染物的存在。監(jiān)測(cè)生物多種多樣,有SO2、HF、O3、NOx、粉塵及重金屬等污染物。 一、大氣中主要的污染物及其植一、大氣中主要的污染物及其植物
5、監(jiān)測(cè)物監(jiān)測(cè) 利用植物監(jiān)測(cè)大氣污染的依據(jù)是植物對(duì)大氣污染的生物效應(yīng),這種效應(yīng)可表現(xiàn)為慢性傷害,如酶系統(tǒng)被破壞或產(chǎn)生其他生理反應(yīng);也可表現(xiàn)為急性傷害,如葉片出現(xiàn)傷斑,生長(zhǎng)量和生產(chǎn)量受到影響等等;還表現(xiàn)為植物群落結(jié)構(gòu)的改變。 生物效應(yīng)同植物種類,污染物的種類、濃度以及作用時(shí)間等因素有關(guān)。 如各種污染物造成的葉傷害癥狀所表現(xiàn)的顏色、形狀、部位因植物種類和污染物的種類而異,根據(jù)這些癥狀即可估測(cè)大氣污染物的成分。 污染物的濃度愈大,植物受害愈重。植物受害的最低濃度稱為臨界濃度或極限濃度臨界濃度或極限濃度。 植物從接觸臨界濃度以上的有毒氣體時(shí)起,到植物體出現(xiàn)受害癥狀時(shí)為止,這段時(shí)間稱為臨界時(shí)間臨界時(shí)間。 一
6、般情況下,污染物的濃度愈高,植物受害的臨界時(shí)間愈短;濃度愈低,臨界時(shí)間愈長(zhǎng)。植物種類不同,各種污染物的臨界濃度和臨界時(shí)間也不同。 部分植物對(duì)大氣污染物極為敏感,在人和動(dòng)物達(dá)到受害濃度之前,就開(kāi)始顯示出可察覺(jué)的受害癥狀,植物本事不宜移動(dòng),便于管理,因而利用歷史悠久,能有效的監(jiān)測(cè)大氣污染。 (一)光化學(xué)氧化劑(光化學(xué)煙霧)(一)光化學(xué)氧化劑(光化學(xué)煙霧) (二)二氧化硫(二)二氧化硫 (三)氟化物(三)氟化物 (四)乙烯(四)乙烯(C2H4)(一)光化學(xué)氧化劑(光化學(xué)煙霧) 臭氧、過(guò)氧?;跛狨ヮ惡偷趸?統(tǒng)稱為光化學(xué)氧化劑光化學(xué)氧化劑,又稱為光化學(xué)煙霧。 1. 臭氧 2. 過(guò)氧?;跛狨ヮ悾≒
7、ANs)1 臭氧 植物與其周?chē)h(huán)境進(jìn)行正常的氣體交換時(shí)O3就經(jīng)氣孔進(jìn)入植物葉片內(nèi),誘發(fā)一系列的污染傷害癥狀,許多葉片會(huì)呈現(xiàn)大片淺赤褐色或古銅色,并導(dǎo)致葉片褪綠、衰老和脫落。Ozone injury to soybean(大豆) foliage植物受臭氧急性傷害后出現(xiàn)的初始典型癥狀: 葉片上散布細(xì)密點(diǎn)狀斑,幾乎是均勻地分布在整個(gè)葉片上,并且其形狀、大小也比較規(guī)則、一致,顏色呈 棕色或黃褐色。 O3傷害植物的一個(gè)共同特征,人們稱之為“點(diǎn)斑”,這種斑點(diǎn)呈銀灰色或褐色,隨著葉齡的增長(zhǎng)逐漸脫色,變成黃褐色或白色。這些斑點(diǎn)還會(huì)連成一片變成大片的塊斑(blotch),致使葉片褪綠或脫落。點(diǎn)斑通常是急性傷害的
8、一個(gè)標(biāo)志。Dark pigmented stipple on upper surface of yellow poplar(白楊) leaves exposed to ozone.針葉樹(shù)對(duì)O3的反應(yīng) 針葉樹(shù)對(duì)O3的反應(yīng)有所不同,先是針葉的尖部變紅,然后變?yōu)楹稚?,進(jìn)而褪為灰色,針葉上會(huì)出現(xiàn)一些孤立的黃斑或斑跡。 貼梗海棠在0.5mg/L的臭氧下暴露半小時(shí)就會(huì)受到傷害。 Tipburn on eastern white pine exposed to ozone.P167-1682.過(guò)氧?;跛狨ヮ悾≒ANs) 包括過(guò)氧乙酰硝酸酯(PAN)、過(guò)氧丙酰硝酸酯(PPN)、過(guò)氧丁基硝酸酯(PBN)及過(guò)氧
9、異丁基硝酸酯(PisoBN)。PAN誘發(fā)的早期癥狀:誘發(fā)的早期癥狀: 在葉背面出現(xiàn)水漬或亮斑。隨著傷害的加劇,氣孔附近的海綿葉肉細(xì)胞崩潰并為氣窩取代。結(jié)果使受害葉片的葉背面呈銀灰色,兩三天后變?yōu)楹稚?。PAN誘發(fā)的一個(gè)最重要的受害癥狀是出現(xiàn)“傷帶傷帶”(banding)。 這些癥狀出現(xiàn)于最幼嫩的對(duì)PAN敏感的葉片的葉上尖上(與O3傷害成熟葉的情形恰恰相反)。隨著葉片組織的逐漸生長(zhǎng)和成熟,受害的部分就表現(xiàn)為許多傷帶。 用于監(jiān)測(cè)PAN的植物有: 長(zhǎng)葉萵苣(Lactuca sativa)、瑞士甜菜(Beta chilensis)以及一年生蟲(chóng)熟禾(Poa annua)。 光化學(xué)氧化物指示植物光化學(xué)氧化物
10、指示植物矮牽?;ò珷颗;ㄆ咸哑咸巡げ瞬げ它S瓜黃瓜馬鈴薯馬鈴薯洋蔥洋蔥O3的指示植物的指示植物(二)二氧化硫(二)二氧化硫(SO2) 二氧化硫(SO2)具有毒性,還能形成酸雨。 主要來(lái)源于化石燃料的燃燒。 如果SO2濃度超過(guò)極限值,就會(huì)引起傷害。這一極限值稱為傷害閾值,它因植物種類和環(huán)境條件而異。 綜合大多數(shù)已發(fā)表的數(shù)據(jù),敏感植物的SO傷害閾值為:8小時(shí)0.25ppm,4小時(shí)0.35ppm,2小時(shí)0.55ppm,或1小時(shí)0.95ppm。Marginal and interveinal necrosis on American beech(山毛櫸) leaves exposed to sulfur
11、 dioxide.植物受二氧化硫傷害后出現(xiàn)的初始典型癥狀: 微微失去膨壓,失去原來(lái)光澤,出現(xiàn)呈暗綠色的水漬狀斑點(diǎn),葉面微微有水滲出并起皺。這幾種癥狀可以單獨(dú)出現(xiàn),也可能同時(shí)出現(xiàn)。隨著時(shí)間推移,癥狀繼續(xù)發(fā)展,成為比較明顯的失綠斑,呈灰綠色,然后逐漸失去干枯,直至出現(xiàn)顯著的壞死斑。壞死斑顏色有深(黃褐色、紅棕色、深褐色和黑色)有淺(灰白色、象牙色、灰黃色和淺灰色),但以淺色為主。二氧化硫?qū)Υ蟛ㄋ咕盏奈:Χ趸驅(qū)Υ蟛ㄋ咕盏奈:Χ趸紝?duì)棉花的影響闊葉植物中同共型急性中毒癥狀是葉脈間有不規(guī)則的壞死斑,傷害嚴(yán)重時(shí),點(diǎn)斑發(fā)展成為條狀、塊斑,壞死組織和健康組織之間有一失綠過(guò)渡帶。單子葉植物在平行葉脈之間出
12、現(xiàn)斑點(diǎn)狀或條狀的壞死區(qū)。針葉植物受二氧化硫傷害首先從針葉尖端開(kāi)始,逐漸的向下發(fā)展,呈線棕色或褐色。二氧化硫熏繡球二氧化硫熏繡球 Acute sulfur dioxide injury to raspberry(黑莓) 二氧化硫?qū)ι寄镜奈:Χ趸驅(qū)ι寄镜奈:Χ趸驅(qū)τ衩兹~的危害 監(jiān)測(cè)二氧化硫的植物有一年生早熟禾、芥菜、堇菜、百日草、歐洲蕨、蘋(píng)果樹(shù)、顫楊、美國(guó)白臘樹(shù)、紫花苜蓿、大麥、蕎麥等,以及苔蘚和地衣。 紫花苜蓿在二氧化硫濃度 達(dá)到0.3mg/L時(shí)就有明顯反應(yīng); 二氧化硫指示植物二氧化硫指示植物堇菜堇菜苔蘚苔蘚白蠟樹(shù)白蠟樹(shù)云杉云杉地衣地衣棉花棉花白楊白楊部分二氧化硫指示植物部分二氧化硫指示
13、植物(三)氟化物(三)氟化物 大氣中的氟化物以氣態(tài)氟化氫(HF)、顆粒態(tài)或氣態(tài)形式吸附其他顆粒物上等三種形態(tài)存在,其中以HF的毒性最大,主要來(lái)源鋁等金屬冶煉工業(yè)排放的廢氣。 氟化物對(duì)植物的影響大氣氟污染物主要為氟化氫(HF)。它的排放量遠(yuǎn)比SO2小,影響范圍也小些,一般只在污染源周?chē)貐^(qū)。但它對(duì)植物的毒性很強(qiáng)??諝夂琾pb級(jí)濃度HF時(shí),接觸幾個(gè)星期可使敏感植物受害。 氟是積累性毒物,植物葉子能繼續(xù)不斷地吸收空氣中極微量的氟,吸收的F隨蒸騰流轉(zhuǎn)移到葉尖和葉緣,在那里積累至一定濃度后就會(huì)使組織壞死。這種積累性傷害是氟污染的一個(gè)特征。葉子含氟量高到4050ppm時(shí),多數(shù)植物雖不致受害,但牛羊等牲畜吃
14、了這些被污染的葉子,就會(huì)中毒,如引起關(guān)節(jié)腫大、蹄甲變長(zhǎng)、骨質(zhì)變松、臥欄不起,以至于死亡。蠶吃了含氟量大于 30ppm的桑葉后,不食、不眠、不作繭,大量死亡。氟化氫對(duì)葉植物的傷害癥狀: 植物受氟害的典型癥狀是植物受氟害的典型癥狀是葉尖和葉緣壞葉尖和葉緣壞死,傷區(qū)和非傷區(qū)之間常有一紅色或深死,傷區(qū)和非傷區(qū)之間常有一紅色或深褐色界線。褐色界線。氟污染容易危害正在伸展中的幼嫩葉子,因而出現(xiàn)枝梢頂端枯死現(xiàn)象。此外,氟傷害還常伴有失綠和過(guò)早落葉現(xiàn)象,使生長(zhǎng)受抑制,對(duì)結(jié)實(shí)過(guò)程也有不良影響。 (1)一般是葉緣或葉片頂部出現(xiàn)壞死區(qū),壞死區(qū)有明顯的有色邊緣。這種壞死的組織可能發(fā)生分離,甚至脫落,但通常情況下葉子并
15、不脫落。受害組織與正常組織之間有明顯的分界。氟化物對(duì)植物葉的影響氟化物對(duì)植物葉的影響Fluoride injury to plum(李子) foliage. (2)在針葉樹(shù)中,氟化氫導(dǎo)致的組織壞死,首先從當(dāng)年的針葉的葉尖開(kāi)始,然后逐漸向針葉基部蔓延。被傷害的部分逐漸由綠色變?yōu)辄S色,再變?yōu)槌嗪稚?。?yán)重枯焦的針葉則發(fā)生脫落。新長(zhǎng)出的幼葉對(duì)氟化氫敏感,而比較老的葉片則不易被傷害。Tip necrosis on needles of eastern white pine exposed to fuorides. 監(jiān)測(cè)氟化氫的植物有杏樹(shù)、北美黃彬、美國(guó)黃松、唐菖蒲、小蒼蘭以及地衣等。 如氟化氫濃度為 1
16、0ppb時(shí),20小時(shí)使唐菖蒲(Gladiolus gandavensis)開(kāi)始受害;濃度為50ppb時(shí),69小時(shí)可使棉花開(kāi)始受害。 氟化物的指示植物氟化物的指示植物(四)乙烯(C2H4) 乙烯本是植物生成的一種天然的植物激素,具有重要的生理功能。但目前成為大氣中的主要污染物,主要由機(jī)動(dòng)車(chē)輛排放。 (C2H4)對(duì)植物的影響,一般是影響植物的生長(zhǎng)及花和果實(shí)的發(fā)育,并且加速植物組織的老化。 引起植物產(chǎn)生反應(yīng)的乙烯閾值濃度為10100ppb,飽和反應(yīng)濃度為110ppm。乙烯對(duì)植物的危害不像其他污染物那樣會(huì)造成葉組織的破壞,它的作用是多方面的,其中一個(gè)特殊的效應(yīng)是“偏上生長(zhǎng)”,就是使葉柄上下兩邊的生長(zhǎng)速
17、度不等,從而使葉片下垂(見(jiàn)彩圖乙烯污染指示植物番茄。左為污染引起的偏上反應(yīng),右為正常、乙烯污染指示植物中國(guó)石竹。左為污染引起的閉花反應(yīng),右為正常)。 乙烯的另一個(gè)作用是引起葉片、花蕾、花和果實(shí)的脫落,因而影響某些農(nóng)作物產(chǎn)量和花卉的觀賞效果。如棉花、芝麻、油菜、茄子、辣椒等作物極易受乙烯影響而落花落蕾,大葉黃楊、苦楝 、女貞、 刺槐、 油橄欖、柑桔等遇到乙烯則易落葉。 有一些植物因接觸乙烯而產(chǎn)生不正常的生長(zhǎng)反應(yīng),如莖變粗,節(jié)間變短,頂端優(yōu)勢(shì)消失,側(cè)枝叢生等,還有一些植物會(huì)產(chǎn)生一些特殊現(xiàn)象,如棉花花蕾萼片張開(kāi),黃瓜卷須彎曲等。 乙烯使某些植物如石竹、紫花苜蓿、夾竹桃等正在開(kāi)放的花朵發(fā)生閉花現(xiàn)象(又
18、稱“睡眠”效應(yīng),圖2下),使洋玉蘭的花瓣和花萼脫水枯萎,使菊花、一串紅、 三色堇的花期縮短, 使花石榴、鳳仙花、紫茉莉等不能開(kāi)花,使向日葵、蓖麻、小麥等結(jié)實(shí)不良、空秕率增加,使西瓜、桃子等產(chǎn)生畸形果和開(kāi)裂果,座果率降低。 乙烯使植物產(chǎn)生反應(yīng)的濃度,一般認(rèn)為是0.010.1PPm,引起達(dá)到最大反應(yīng)的一半時(shí),所需濃度是0.11.0PPm,飽和反應(yīng)濃度為110PPm, 植物發(fā)生急性傷害的閾值濃度為0.051.0PPm。 植物對(duì)乙烯的敏感性有很大差別,芝麻、棉花等屬于敏感植物,而水稻、小麥、玉米、高梁及葉菜類、蔥等則不敏感。 監(jiān)測(cè)(C2H4)的植物通常有蘭花、麝香石竹、黃瓜、西紅柿、萬(wàn)壽菊及皂莢樹(shù)等。
19、乙烯的指示植物乙烯的指示植物(五)氯氣 Cl2 對(duì)葉肉細(xì)胞有很強(qiáng)的殺傷力,進(jìn)入葉肉細(xì)胞后很快破壞葉綠素,產(chǎn)生點(diǎn)、塊狀褪色傷斑,葉片嚴(yán)重失綠,甚至全葉漂白脫落。其傷斑部位大多在脈間,傷斑與健康組織之間沒(méi)有明顯界限。氯氣對(duì)植物的危害氯氣對(duì)植物的危害 對(duì)Cl2 敏感的植物: 圓柏、垂柳、加拿大楊、油松、紫薇、欒樹(shù)等。對(duì)Cl2 抗性強(qiáng)的植物:櫻花、絲棉木、臭椿、小葉女貞、接骨木、木槿、烏桕、龍柏等。較強(qiáng)者:海桐、大葉黃楊、小葉黃楊、女貞、棕櫚、絲蘭、香樟、枇杷、石榴、構(gòu)樹(shù)、泡桐、刺槐、葡萄、天竺葵等。 Cement-dust coating on apple leaves and fruit. The
20、 dust had no injurious effect on the foliage, but inhibited the action of a pre-harvest crop spray. 煤煙粉塵和金屬飄塵煤煙粉塵和金屬飄塵利用植物監(jiān)測(cè)大氣污染的方法: (1)現(xiàn)場(chǎng)生態(tài)調(diào)查)現(xiàn)場(chǎng)生態(tài)調(diào)查 在污染現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查植物的受害癥狀。如敏感植物受害,表明大氣受到污染;抗性中等的植物受害,表明污染比較嚴(yán)重;抗性強(qiáng)的植物受害,表明污染已十分嚴(yán)重。在嚴(yán)重污染區(qū),敏感植物基本消失。根據(jù)植物葉片的受害癥狀,可以判斷大氣中的主要污染物;根據(jù)受害癥狀面積的大小,也可以判斷大氣污染的程度。綜合抗性不同的植物的受害狀
21、況,即可繪制出大氣污染的分級(jí)分區(qū)圖,確定區(qū)域性污染的程度和范圍。 在污染現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查植物的慢性傷害狀況時(shí),可把污染區(qū)的一年生枝條的長(zhǎng)度、葉面積的變化、葉重及年一年生枝條的長(zhǎng)度、葉面積的變化、葉重及年輪輪等,同非污染區(qū)的這些指標(biāo)進(jìn)行比較,也可了解污染的程度、范圍和污染的歷史。 (2) 現(xiàn)場(chǎng)盆栽定點(diǎn)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)盆栽定點(diǎn)監(jiān)測(cè) 將監(jiān)測(cè)用的指示植物栽在污染區(qū)選定的監(jiān)測(cè)點(diǎn)上,定期觀察、記錄其受害癥狀和受害程度,可估測(cè)大氣污染物的成分、濃度和范圍。如中國(guó)利用京桃監(jiān)測(cè)氯氣,用唐菖蒲、金蕎麥 監(jiān)測(cè)氟化物;美國(guó)洛杉磯利用矮牽牛監(jiān)測(cè)過(guò)氧乙酰硝酸酯,用煙草監(jiān)測(cè)臭氧等氧化劑,都取得較好的效果。利用紫花苜蓿 (Medicago
22、sativa)監(jiān)測(cè)二氧化硫已為人們所熟知。 一旦這些敏感植物受害,就等于發(fā)出空氣被污染的“警報(bào)”。采用盆栽植物,可以根據(jù)需要設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),不受污染現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件的限制,在廠區(qū)、室內(nèi)、車(chē)間到處都可進(jìn)行,便于開(kāi)展群眾性的監(jiān)測(cè)活動(dòng)。 (3)植物體內(nèi)污染物含量分析)植物體內(nèi)污染物含量分析 葉片對(duì)重金屬、二氧化硫、氟化物、氯等有一定的富集能力。對(duì)葉片中的這些污染物進(jìn)行含量分析,可以了解大氣污染物的種類、污染范圍和污染程度。如植物的自然含氟量為0.525ppm,自然含硫量一般為0.10.3,如果排除根系吸收等因素,測(cè)得葉片中氟或硫的含量高于上述自然含量,就表明空氣中存在著氟或二氧化硫污染。樹(shù)皮一年四季都能固定
23、大氣中的氟,監(jiān)測(cè)樹(shù)皮中的含氟量的工作在植物休眠期仍可進(jìn)行。 可以分析葉片、樹(shù)皮、年輪等。(4)利用地衣、苔蘚植物監(jiān)測(cè))利用地衣、苔蘚植物監(jiān)測(cè) 地衣和苔蘚植物都屬于隱花植物,對(duì)大氣中不同濃度的二氧化硫、氟化氫等反應(yīng)很敏感。二氧化硫年平均濃度在 0.0150.105ppm范圍,就能使地衣絕跡,沒(méi)有地衣生長(zhǎng)的地帶稱為“地衣沙漠”。 苔蘚是僅次于地衣的指示植物,如大氣中二氧化硫濃度超過(guò)0.017ppm,大多數(shù)苔蘚植物就不能生存。1968年,在荷蘭瓦赫寧根舉行的大氣污染對(duì)動(dòng)植物影響討論會(huì)上,附生隱花植物(主要指地衣和苔蘚)被推薦為大氣污染的指示生物。用生態(tài)學(xué)方法調(diào)查污染區(qū)樹(shù)干上距地12.5米高度范圍內(nèi)的
24、樹(shù)生地衣或附生苔蘚植物的種類、數(shù)量和分布,在污染源附近會(huì)發(fā)現(xiàn)“地衣沙漠區(qū)”,苔蘚植物也是愈接近污染源種類愈少,甚至完全消失。根據(jù)地衣、苔蘚植物的多度、蓋度、頻度以及種類數(shù)量的變化,繪制污染分級(jí)圖,能清楚地顯示出大氣污染的程度和范圍,還可以在一定程度上反映污染歷史。實(shí)例:某化工廠3050m范圍內(nèi)植物受害情況說(shuō)明及分析植物名稱受 害 情 況懸鈴木、加拿大白楊80或全部葉片受害,甚至脫落檜柏、絲瓜葉片有明顯大塊傷斑,部分植物枯死向日葵、蔥、玉米、菊花、牽?;?0左右葉面積受害,葉脈間有點(diǎn)、塊狀傷斑月季、薔薇、枸杞、香椿、烏桕80左右葉面積受害,葉片有輕度點(diǎn)、塊狀傷斑葡萄、金銀花、構(gòu)樹(shù)、馬齒莧10左右
25、葉面積受害,葉片有輕度點(diǎn)狀傷斑廣玉蘭、大葉黃楊、臘梅肉眼觀察無(wú)明顯癥狀表42 某化工廠3050m范圍內(nèi)植物受害情況情況分析: 根據(jù)植物葉片出現(xiàn)的癥狀特點(diǎn)(傷斑出現(xiàn)葉脈間),表明該廠附近的大氣已被SO2污染。從受害程度上看,由于一些對(duì)SO2抗性強(qiáng)的構(gòu)樹(shù)、馬齒莧等已受到損害,可以判斷該地區(qū)發(fā)生過(guò)急性危害,估測(cè)其SO2濃度為310 ppm。二、大氣污染的動(dòng)物監(jiān)測(cè)(一)利用動(dòng)物個(gè)體的異常反應(yīng)對(duì)礦井內(nèi)瓦斯毒氣敏感的動(dòng)物金絲雀 金翅雀雞老鼠對(duì)對(duì)SO2敏感的敏感的動(dòng)物動(dòng)物敏感性水平:敏感性水平:本鳥(niǎo)最高本鳥(niǎo)最高俺狗狗第二俺狗狗第二耐受力最好的當(dāng)屬我們家禽了耐受力最好的當(dāng)屬我們家禽了金絲雀金絲雀狗狗家禽家禽(
26、二)利用動(dòng)物種群數(shù)量的變化 大型哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類、昆蟲(chóng)等遷移不易直接接觸污染物的潛葉性昆蟲(chóng)、蟲(chóng)癭昆蟲(chóng)、不易直接接觸污染物的潛葉性昆蟲(chóng)、蟲(chóng)癭昆蟲(chóng)、體表有蠟質(zhì)的蚧類增加,圖體表有蠟質(zhì)的蚧類增加,圖6.126.12為部分該類昆蟲(chóng)。為部分該類昆蟲(chóng)。潛葉蛾癭蚊紅蠟蚧 蜜蜂是大氣污染最理想的監(jiān)測(cè)動(dòng)物。 As、氟化物、鉛、汞、O3等影響蜜蜂體內(nèi)污染物的含量和蜜蜂的壽命; 蜜蜂的活動(dòng)范圍比較廣; 可以用一個(gè)區(qū)域中動(dòng)物種群數(shù)量的變化監(jiān)測(cè)大氣污染狀況。三、大氣污染的微生物監(jiān)測(cè) (一)利用空氣中微生物的發(fā)生率監(jiān)測(cè)大氣污染 空氣中沒(méi)有微生物可以利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),它不是微生物生長(zhǎng)和繁殖的天然環(huán)境??諝庵械奈⑸餂](méi)有固定的種
27、群,使通過(guò)土壤塵埃、水滴、人和動(dòng)物體表的脫落物,呼吸道的排泄物等進(jìn)入大氣的。 因此塵埃多的空氣中微生物也多。因此,可以利用大氣微生物物種數(shù)量及其分布來(lái)檢測(cè)大氣環(huán)境質(zhì)量。 遼寧省某市空氣中微生物區(qū)系分布與環(huán)境質(zhì)量關(guān)系研究表明:空氣中微生物的數(shù)量隨著人群和車(chē)輛流動(dòng)的增加而增多,繁華的中街微生物數(shù)量最多,其次是交通路口,居民小區(qū);郊區(qū)某公園和農(nóng)村空氣中細(xì)菌最少。 2001和2002年山東省某海濱城市空氣微生物監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn):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)空氣污染較重,南部、西部和風(fēng)景游覽區(qū)空氣污染較輕。濱海區(qū)空氣陸源細(xì)菌少于內(nèi)陸區(qū),真菌卻較多。濱海與內(nèi)陸區(qū)空氣微生物含
28、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(xiàn)象。(二)利用病原微生物的致病性監(jiān)測(cè)大氣污染 許多大氣污染物具有殺菌作用,能夠改變微生物的種類區(qū)系及活性,改變微生物的數(shù)量、分布特征、代謝活動(dòng)、致病性及其他生理功能。借助對(duì)這些特征的調(diào)查、比較可以估計(jì)當(dāng)?shù)氐目諝馕廴厩闆r。 SO2污染嚴(yán)重的地區(qū),柱銹菌屬、鞘銹菌屬、柵銹菌屬、皮孢銹菌屬等不存在或受到抑制。 黑痣病是幾種槭樹(shù)常見(jiàn)的病害,它對(duì)SO2有抗性。因此槭樹(shù)上的黑痣病的發(fā)病率的嚴(yán)重程度與相應(yīng)的SO2的平均濃度有關(guān)。第三節(jié)第三節(jié) 水污染的生物監(jiān)測(cè)水污染的生物監(jiān)測(cè) 水體中的污染物十分復(fù)雜,洗滌劑、染料、酚類物質(zhì)、油類物質(zhì)、重金屬、放射性物質(zhì)
29、以及一些富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)如氮、磷?,F(xiàn)有的水質(zhì)污染綜合指標(biāo)即BOD、COD、TOD、DO等化學(xué)監(jiān)測(cè)只能檢測(cè)出化學(xué)監(jiān)測(cè)只能檢測(cè)出某一指標(biāo),并不能反映出多種毒物的綜某一指標(biāo),并不能反映出多種毒物的綜合影響合影響。測(cè)定的結(jié)果不能說(shuō)明其對(duì)生物界和人類的危害程度。而利用生物監(jiān)測(cè)能夠避免這一弊端。 生物監(jiān)測(cè)可以利用水中生物及早警報(bào)水體中存在的有毒物質(zhì)。 在用生物方法進(jìn)行水體監(jiān)測(cè)時(shí),可以用浮游生物、著生生物、底棲生物、魚(yú)和微生物作為監(jiān)測(cè)生物。一、水污染的植物監(jiān)測(cè) 水生植物的個(gè)體、種群和群落均可以作為水污染的指示生物。 舉例: 1 滇池-合適的監(jiān)測(cè)生物 2 太子河-河流分段 以滇池為例,水生植被與水體污染程度的關(guān)系
30、如下: ()嚴(yán)重污染()嚴(yán)重污染各種高等沉水植物全部死亡。 ()中等污染()中等污染敏感植物如海菜化、輪藻、石龍尾等消失,篦齒眼子菜等敏感植物稀少,抗性強(qiáng)的如紅線草、狐尾藻等相當(dāng)繁茂。 ()輕度污染()輕度污染敏感植物如海菜花、輪藻等漸趨消失,中等敏感植物和抗污植物均有生長(zhǎng)。 ()無(wú)污染()無(wú)污染輪藻生長(zhǎng)茂盛,海菜花生長(zhǎng)正常。上述各類植物均能夠正常生長(zhǎng)。 海菜花、輪藻等敏感植物可以用作監(jiān)測(cè)植物。1 滇池滇池 通過(guò)太子河本溪段河流上不同的5個(gè)斷面的檢測(cè),計(jì)算各種指數(shù),通過(guò)各斷面的藻類種群組成和數(shù)量分布可見(jiàn): 上游河段水質(zhì)較好,藻類種類多、密度大,種群中寡污性種類多,耐污性種類較少; 下游水質(zhì)污染
31、嚴(yán)重;浮游植物種類數(shù)減少,清潔種類顯著減少以至消失,被耐污性種類所取代; 離開(kāi)市區(qū)后,水質(zhì)通過(guò)自凈而轉(zhuǎn)好,藻類種類和數(shù)量回升,硅藻數(shù)量增加。 個(gè)主要排污溝的浮游植物種類少而單調(diào),以耐污性種類為優(yōu)勢(shì),說(shuō)明水質(zhì)受到嚴(yán)重污染。2 太子河太子河二、 水污染的動(dòng)物監(jiān)測(cè) 水污染指示生物一般采用底棲動(dòng)物中的環(huán)節(jié)動(dòng)物、軟體動(dòng)物、固著生活的甲殼環(huán)節(jié)動(dòng)物、軟體動(dòng)物、固著生活的甲殼動(dòng)物以及水生昆蟲(chóng)動(dòng)物以及水生昆蟲(chóng)等。它們個(gè)體大,在水中相對(duì)位移小、生命周期較長(zhǎng),能夠反映環(huán)境污染特點(diǎn),已經(jīng)成為水體污染指示生物的重要研究對(duì)象。 主要有顫蚓、水蛭、魚(yú)類以及原生動(dòng)物等作為監(jiān)測(cè)動(dòng)物。 顫蚓: 用單位面積顫蚓數(shù)作為水體污染程度的
32、指標(biāo),例如,顫蚓類條/m2)為未污染;顫蚓類條/m2屬輕污染;顫蚓類條/m2屬中污染;顫蚓類條/m2屬嚴(yán)重污染。 往往還形成單一種類。 水蛭: 水蛭也是一種相當(dāng)耐污染的無(wú)脊椎動(dòng)物,有些種類只有在富含有機(jī)物的水域中生活。 魚(yú)類: 由于水土污染嚴(yán)重,魚(yú)類的大量死亡和數(shù)量的急劇下降,魚(yú)可以作為水體污染的監(jiān)測(cè)生物。魚(yú)類的呼吸系統(tǒng)是魚(yú)體與水環(huán)境之間聯(lián)系最廣的界面。魚(yú)的呼吸系統(tǒng)是受污染物影響的最敏感的系統(tǒng),可利用污染物對(duì)魚(yú)類毒害前后呼吸頻率的變化來(lái)判斷污染物的毒性大小和污染程度。 在用魚(yú)來(lái)監(jiān)測(cè)水體污染的方法中,監(jiān)測(cè)參數(shù)包括咳嗽反應(yīng)、耗氧量、運(yùn)動(dòng)類型、回避反應(yīng)、趨流性、游泳耐力、心跳速率和血液成分等。(徐士
33、霞等,2003)(徐士霞等,2003)三、水污染的微生物監(jiān)測(cè) 有機(jī)污染物是微生物的良好生長(zhǎng)物質(zhì),水體內(nèi)有機(jī)質(zhì)的含量高,則微生物的數(shù)量大。一般在清潔湖泊、池塘、水庫(kù)和河流中,有機(jī)質(zhì)含量少,微生物也很少,每毫升水中含有幾十至幾百個(gè)細(xì)菌,并以自養(yǎng)型為主,常見(jiàn)的種類有硫細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌、鞘桿菌鐵細(xì)菌、鞘桿菌等。 在停滯的池塘水、污染的江河水,以及下水道的溝水中,有機(jī)質(zhì)含量高,微生物的種類和數(shù)量都很多,每毫升可達(dá)幾千萬(wàn)至幾億個(gè),其中以抗性強(qiáng)、能分解各種有機(jī)物的一些腐生腐生型細(xì)菌、真菌型細(xì)菌、真菌為主。 細(xì)菌總數(shù)越多,說(shuō)明污染越嚴(yán)重。常見(jiàn)的有變形桿菌、大腸桿菌、糞鏈球菌變形桿菌、大腸桿菌、糞鏈球菌等。
34、發(fā)光細(xì)菌法發(fā)光細(xì)菌法發(fā)光細(xì)菌是一類能自發(fā)發(fā)光的細(xì)菌,其發(fā)光機(jī)制是由于菌體內(nèi)有一種熒光素酶,通過(guò)酶催化不飽和脂肪酸反應(yīng),而向外界輻射藍(lán)綠色的熒光,發(fā)光光譜范圍在435630nm,有單一最大發(fā)射峰(max=475nm).發(fā)光是生物自身的正常生理代謝過(guò)程.由于發(fā)光細(xì)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(yīng)迅速、靈敏等特點(diǎn)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外較多地將發(fā)光細(xì)菌應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè),Beckman公司依據(jù)發(fā)光細(xì)菌的發(fā)光原理,已推出用于環(huán)境監(jiān)測(cè)的生物毒性檢測(cè)儀Microtox。 生物發(fā)光法是結(jié)合生命有機(jī)體的生物物理和生物化學(xué)過(guò)程,檢測(cè)的是處于環(huán)境中的生物,提供的是一個(gè)綜合的整體指標(biāo),因此比傳統(tǒng)的檢驗(yàn)方法更迅
35、速,直接反映環(huán)境污染對(duì)生物的影響。 當(dāng)發(fā)光細(xì)菌與水樣毒性組分接觸時(shí),可影響或干擾細(xì)菌的新陳代謝,使細(xì)菌的發(fā)光強(qiáng)度下降或熄滅。在一定毒物濃度范圍內(nèi),有毒物質(zhì)濃度與發(fā)光強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)線性關(guān)系,因而可使用生物發(fā)光光度計(jì)測(cè)定水樣的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度來(lái)監(jiān)測(cè)有毒物質(zhì)的濃度。 發(fā)光細(xì)菌來(lái)監(jiān)測(cè)有毒物質(zhì),費(fèi)時(shí)較少且敏感性好,操作簡(jiǎn)便,結(jié)果準(zhǔn)確。 該法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中可用于水體中無(wú)機(jī)或有機(jī)的許多毒物,如重金屬、農(nóng)藥、除草劑、酚類化合物及氰化物等30多種污染物的監(jiān)測(cè)。SOS顯色反應(yīng) 世紀(jì)年代初建立的一種遺傳毒物細(xì)菌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)SOS顯色反應(yīng)已在環(huán)境污染物的致遺傳毒性監(jiān)測(cè)中廣泛應(yīng)用。 原理原理:通過(guò)大腸桿菌液在遺傳毒性因素作用后,根
36、據(jù)最終產(chǎn)生的BD半乳糖苷酶在液體分解底物鄰硝基BD半乳糖苷所產(chǎn)生的黃色可溶性色素來(lái)進(jìn)行定量測(cè)定。通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞的SOS反應(yīng)就可測(cè)定外源性化學(xué)物及物理因素是否具有遺傳毒性。該法速度快且可直接用于檢測(cè)成分復(fù)雜的混合物。第四節(jié)第四節(jié) 土壤污染的生物監(jiān)測(cè)土壤污染的生物監(jiān)測(cè) 土壤中的污染物質(zhì)主要有重金屬、農(nóng)藥、化肥及洗滌劑等。生活在污染土壤中的生物、其生活力、代謝特點(diǎn)、行為方式、種類組成、數(shù)量分布、體內(nèi)污染物及其代謝產(chǎn)物含量等均不同程度的受到污染物的影響。因此,土壤生物的這些特征變化可以用來(lái)監(jiān)測(cè)土壤污染的成分和濃度。一、土壤污染的植物監(jiān)測(cè) 植物監(jiān)測(cè)就是利用土壤污染的指示植物進(jìn)行監(jiān)測(cè), 土壤受到污染后, 污
37、染物對(duì)植物產(chǎn)生各種反應(yīng)“信號(hào)”。 主要是產(chǎn)生可見(jiàn)癥狀, 如葉片上出現(xiàn)傷斑; 生理代謝異常, 如蒸騰率降低 呼吸作用加強(qiáng), 生長(zhǎng)發(fā)育受抑; 植物成分發(fā)生變化, 由于吸收污染物質(zhì),使植物體中的某些成分相對(duì)于正常情況下發(fā)生改變 (1)根據(jù)植物形態(tài)異常變化判定土壤污染 研究發(fā)現(xiàn), 當(dāng)土壤中 Cu 過(guò)量時(shí), 嬰粟植株矮化; Ni過(guò)量時(shí), 白頭翁的花瓣變?yōu)闊o(wú)色; Mn 過(guò)量時(shí), 植物葉片畸形 莖呈金黃色; 土壤中 Mn Fe S 超量時(shí), 石竹 紫宛 八仙花花色分別呈深紫色 無(wú)色(原玫瑰色)和天藍(lán)色(原玫瑰色) (2)根據(jù)植物生態(tài)習(xí)性判定土壤污染 研究證實(shí), 有些植物具有超量積累重金屬能力, 通常分布于重
38、金屬過(guò)量土壤中, 此生態(tài)習(xí)性可資判斷土壤重金屬污染與否 如萱麻能在含 Hg 豐富的土壤上生長(zhǎng); 早熟禾 裸柱菊 北美獨(dú)行菜能在 Cu 污染土壤上生存; 北美車(chē)前 蚊母草 早熟禾 裸柱菊則能在 Cd 污染土壤上存活 (3)根據(jù)植物體內(nèi)污染物含量判定土壤污染 相關(guān)報(bào)道如祝棟林等報(bào)道了苔蘚對(duì) Pb 有很強(qiáng)的富集能力,其體內(nèi)的重金屬濃度隨土壤濃度的增大而增大 Lee Y Z等用可食用植物如蘿卜吸收鎘的量表征土壤受重金屬鎘的污染程度另外, 許多蕨類植物也可用于土壤環(huán)境污染的監(jiān)測(cè) 目前關(guān)于土壤環(huán)境的植物監(jiān)測(cè)法主要用于重金屬污染, 而有關(guān)有機(jī)物污染土壤的植物監(jiān)測(cè)尚未見(jiàn)報(bào)道 有必要加強(qiáng)此方面的研究二、土壤動(dòng)物
39、監(jiān)測(cè) 土壤動(dòng)物是反映環(huán)境變化的敏感指示生物,當(dāng)某些環(huán)境因素的變化發(fā)展到一定限度時(shí)限會(huì)影響到土壤動(dòng)物的繁衍和生存,甚至死亡。研究表明在重金屬污染的土壤中土壤動(dòng)物的數(shù)量隨污染程度的減輕而逐漸增加,并且與重金屬的濃度具有顯著的負(fù)相關(guān)。 農(nóng)藥和重金屬能夠?qū)⑸倜舾械膭?dòng)物的數(shù)量,使土壤動(dòng)物的數(shù)量和群落發(fā)生改變。土壤動(dòng)物種類和個(gè)體數(shù)隨污染程度的增加而明顯減少,群落結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化 。 如:農(nóng)藥減少蚯蚓的數(shù)量 有機(jī)磷農(nóng)藥廢水使動(dòng)物群落發(fā)生改變。(王振中等,1996) 蚯蚓的急性毒性實(shí)驗(yàn)中所配制的敵敵畏溶液濃度為3.2,5.6,10,18.2mL/L,在農(nóng)藥灑入培養(yǎng)缸的瞬間,即發(fā)現(xiàn)蚯蚓急劇彈跳,隱伏在土層中的蚯
40、蚓也紛紛涌出土面,濃度越大,蚯蚓的反應(yīng)越強(qiáng)烈,6h后某些蚯蚓個(gè)體環(huán)帶區(qū)有充血腫脹現(xiàn)象,12h后,蚯蚓呈現(xiàn)暗紅色,活動(dòng)能力大為減弱,甚至出現(xiàn)麻痹、組織潰瘍等病變,直至死亡。 在此實(shí)驗(yàn)中,隨染毒歷時(shí)的延長(zhǎng),蚯蚓死亡率迅速上升,在3.2mL/L濃度組,24 h死亡率為28.9%,而在4d后即達(dá)到99%的死亡,第5天已不存在活體(表6);其他濃度亦有相同的趨勢(shì),只是在高濃度全部死亡的時(shí)間較快,24h后即已死亡大部分,不到36h已沒(méi)有活體。 實(shí)驗(yàn)表明:蚯蚓對(duì)敵敵畏農(nóng)藥污染極為敏感,可以用來(lái)作為農(nóng)藥環(huán)境污染監(jiān)測(cè)的指示生物。 敵敵畏使動(dòng)物群落發(fā)生改變敵敵畏使動(dòng)物群落發(fā)生改變?nèi)径練v時(shí)(h)不同濃度(mL。L-
41、1)影響下蚯蚓死亡率3.25.610.018.22.428.93248844854.464100100726780無(wú)活體無(wú)活體967084無(wú)活體無(wú)活體120100100無(wú)活體無(wú)活體表表6敵敵畏濃度與蚯蚓死亡率的關(guān)系敵敵畏濃度與蚯蚓死亡率的關(guān)系表表4 4敵敵敵敵畏畏濃濃度度與與彈彈尾尾種種群群的的關(guān)關(guān)系系動(dòng)物種類動(dòng)物種類不同濃度組中彈尾數(shù)量不同濃度組中彈尾數(shù)量A AB BC CD DE EF FG GH HI IJ JK K棘跳屬棘跳屬OnychiuruOnychiurus s Gervais Gervais2828202011111 14 41 12 21 15 53 32 22 21 1奇跳
42、屬奇跳屬XenyllaXenylla1414131314141 11 13 37 71 15 53 31 1球角跳屬球角跳屬HypogastrHypogastruaua202011112 25 52 24 43 32 2 偽亞跳屬偽亞跳屬PseudachoPseudachorutesrutes1 11 11 1 1 1 跳科跳科NeanuridaNeanuridae e9 94 42 23 32 2 2 2 符跳屬符跳屬FolsominaFolsomina WillemWillem15156 69 98 81 10 02 22 23 33 3 裔符跳屬裔符跳屬FolsomideFolsomid
43、es s5 513139 91 12 25 56 61 1 原等跳屬原等跳屬ProisotomProisotoma a2 22 22 2 1 1 小等跳屬小等跳屬I(mǎi)sotomielIsotomiellala9 914145 5 4 42 2 .表表1 1敵敵畏溶液濃度和土壤動(dòng)物種群、密度及多樣性指數(shù)的關(guān)系敵敵畏溶液濃度和土壤動(dòng)物種群、密度及多樣性指數(shù)的關(guān)系項(xiàng)目項(xiàng)目不同敵敵畏溶液濃度不同敵敵畏溶液濃度A AB BC CD DE EF FG GH HI IJ JK K種類種類76765353484842424646454546464242353531312626數(shù)量數(shù)量( (個(gè)個(gè)) )682682
44、4974973793793833833333333543542832832192191651651511517878動(dòng)物密度動(dòng)物密度( (10104 4個(gè)個(gè)/m/m3 3) )66.966.950.950.938.938.939.39.2 234.34.2 236.36.3 329.29.0 022.22.5 516.16.9 915.15.5 58.08.0多樣性指數(shù)多樣性指數(shù)HH11.511.58.388.387.927.926.86.89 97.77.75 57.57.50 07.97.97 77.67.61 16.66.66 65.95.98 85.75.74 4優(yōu)勢(shì)類群中蜱螨類和彈尾
45、類動(dòng)物占動(dòng)物總量的79%,其中以蜱螨類中的甲螨亞目耐污能力較強(qiáng),彈尾類對(duì)農(nóng)藥污染較敏感。 圖圖1 1土壤動(dòng)物數(shù)量與敵敵畏農(nóng)藥濃度的關(guān)系土壤動(dòng)物數(shù)量與敵敵畏農(nóng)藥濃度的關(guān)系三、土壤污染的微生物監(jiān)測(cè) 污染物進(jìn)入土壤后首先受害的是土壤微生物,許多土壤微生物對(duì)土壤中重金屬、農(nóng)藥等污染物含量的稍許提高就會(huì)表現(xiàn)出明顯的不良反應(yīng)。通過(guò)測(cè)定污染物進(jìn)入土壤系統(tǒng)前后的微生物種類、數(shù)量、生長(zhǎng)狀況及生理生化變化等特征就可監(jiān)測(cè)土壤污染的程度。 楊居榮等研究了土壤中重金屬和砷對(duì)幾種固氮菌(紫云英根瘤菌、圓褐固氮菌等)及解磷細(xì)菌(芽孢桿菌)以及纖維分解菌一木霉的影響。結(jié)果表明Cd、Cu、Pb、Cr對(duì)較為敏感的大芽孢桿菌和枯草
46、桿菌均有明顯的抑制作用,隨著重金屬濃度的升高,菌落數(shù)明顯減少。 砷污染對(duì)幾種固氮菌、解磷細(xì)菌及維分解菌均具有抑制作用。纖維分解菌群的活性受重金屬和其他有毒元素的影響很大。 從已有的研究來(lái)看,微生物種群數(shù)量變化、微生物酶活性變化等都可以用作土壤受污染程度的微生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)。第五節(jié)第五節(jié) 環(huán)境污染生物監(jiān)測(cè)方法的環(huán)境污染生物監(jiān)測(cè)方法的典型例子典型例子 一、利用生物典型受害癥狀監(jiān)測(cè)環(huán)境污染 本法主要是通過(guò)肉眼觀察生物體受污染影響后發(fā)生的形態(tài)變化,如觀察植物葉片傷害癥狀、動(dòng)物器官畸形。 處在大氣環(huán)境中的敏感植物受污染物影響,葉片會(huì)表現(xiàn)出傷害癥狀。根據(jù)特寫(xiě)植物的典型癥狀(尤其是急性癥狀)可以指示大氣中某種污
47、染物的存在。 根據(jù)受害葉數(shù)、顏色深淺及傷斑的大小與大氣中污染根據(jù)受害葉數(shù)、顏色深淺及傷斑的大小與大氣中污染物濃度的相關(guān)性,將污染傷害植物的程度同已知的環(huán)物濃度的相關(guān)性,將污染傷害植物的程度同已知的環(huán)境污染物濃度聯(lián)系起來(lái),就能夠憑借葉片典型癥狀反境污染物濃度聯(lián)系起來(lái),就能夠憑借葉片典型癥狀反應(yīng)大氣中相應(yīng)污染物的濃度。應(yīng)大氣中相應(yīng)污染物的濃度。 建立用于參比的照片系列,將受害的葉片與參照照片建立用于參比的照片系列,將受害的葉片與參照照片比較,就可以估計(jì)葉片的受害程度和空氣中污染物的比較,就可以估計(jì)葉片的受害程度和空氣中污染物的類型和含量。類型和含量。 利用這種方法監(jiān)測(cè)大氣污染時(shí),必須盡可能采用哪些
48、不會(huì)產(chǎn)生“混淆癥狀”的職務(wù)材料,以便得到植物對(duì)特定污染物影響的非常獨(dú)特的反映。 土壤中的污染物對(duì)植物的根、莖、葉都可能產(chǎn)生影響,出現(xiàn)一定的癥狀,如Cu、Ni、Co會(huì)抑制新根的伸長(zhǎng),形成獅子尾巴一樣的形狀。 鋅污染引起洋蔥主根肥大和曲褶;鋅、銅污染使扁豆、紅小豆等的老葉組織變褐死亡; 銅污染使大麥不能分蘗,長(zhǎng)到片葉時(shí)就抽穗; 鎳使甘藍(lán)葉由綠變?yōu)楹稚~片變得細(xì)長(zhǎng),葉緣向內(nèi)卷曲,燕麥葉片有分散的斑點(diǎn)狀白化癥; 在銅、鉬污染嚴(yán)重的土壤中生長(zhǎng)的點(diǎn)瓣罌栗花瓣上會(huì)出現(xiàn)黑色條紋; 在硼污染嚴(yán)重地區(qū),駝絨蒿變矮小或畸形;土壤中不同污染物的癥狀土壤中不同污染物的癥狀 酚污染會(huì)使水稻根系發(fā)育不好,植株變矮小,小蘗
49、減少,葉片變窄,葉色灰暗,嚴(yán)重受害者葉片枯黃,葉緣內(nèi)卷,少數(shù)葉片主脈兩側(cè)有不明顯的褐色條斑,根部變?yōu)楹稚?氰化物能夠使植株變矮,根系短而稀少,部分葉尖端有褐色斑紋; 砷污染使小麥葉片變得窄而硬,呈青綠色;鉻使小麥植株生長(zhǎng)矮小,下部葉片發(fā)黃,葉面出現(xiàn)鐵銹樣斑塊; 鎘使大豆葉脈變成棕色,葉片褪綠,葉柄變?yōu)榈t棕色; 一些無(wú)機(jī)農(nóng)藥污染使植物葉柄基部或葉片出現(xiàn)燒傷的斑點(diǎn)或條紋,使幼嫩組織發(fā)生褐色焦斑或破壞;有機(jī)農(nóng)藥污染嚴(yán)重使葉片相繼變黃或脫落,花座少,延遲結(jié)果,果變小或籽粒不飽滿等。水水 稻稻 缺缺 鐵鐵水水 稻稻 鐵鐵 毒毒中毒癥狀:中毒癥狀:水稻亞鐵中毒水稻亞鐵中毒“青銅病青銅病”黃黃 瓜瓜 硼
50、硼 毒毒棉棉 花花 硼硼 毒毒B過(guò)多癥狀:過(guò)多癥狀:棉花、棉花、油菜油菜“金邊葉金邊葉”錳中毒錳中毒的的馬鈴薯葉背馬鈴薯葉背缺錳缺錳的馬鈴薯葉背的馬鈴薯葉背中毒癥狀:中毒癥狀:老葉失綠區(qū)老葉失綠區(qū)中有棕色斑點(diǎn),誘發(fā)其中有棕色斑點(diǎn),誘發(fā)其它元素的缺乏癥它元素的缺乏癥菠菠 菜菜 鋅鋅 中中 毒毒番番 茄茄 鋅鋅 中中 毒毒中毒癥狀:中毒癥狀:葉片黃化,出現(xiàn)葉片黃化,出現(xiàn)褐色斑點(diǎn)褐色斑點(diǎn)番番 茄茄 鉬鉬 中中 毒毒中毒癥狀:中毒癥狀:茄科葉片失綠等茄科葉片失綠等(二)動(dòng)物體形發(fā)生變化 1 在根據(jù)形態(tài)結(jié)構(gòu)變化指標(biāo)來(lái)監(jiān)測(cè)水體污染時(shí),最常見(jiàn)的生物材料是魚(yú)類。如果見(jiàn)到魚(yú)的體形變短變寬、背鰭頸部后方向上隆起,
51、鰭條排列緊密,臀鰭基部上方的鱗片排列緊密,發(fā)生不規(guī)則錯(cuò)亂,側(cè)線不明顯或消失等,可認(rèn)為水體已被嚴(yán)重污染。 2 受到污染的土壤使蝗蚓身體蜷曲、僵硬、縮短和腫大,體色變暗,體表受傷甚至死亡。 二、利用生物體內(nèi)的污染物及其代謝產(chǎn)物含量分析方法監(jiān)測(cè)環(huán)境污染(一)利用低等附生植物體內(nèi)污染物監(jiān)測(cè)大氣污染 地衣和苔蘚植物被大量用來(lái)指示和監(jiān)測(cè)大氣中重金屬、粉塵、SO2等污染。附生植物具有比較好的監(jiān)測(cè)大氣污染的功能,原因:1.附生植物地理分布廣,出現(xiàn)在各種自然環(huán)境,甚至工業(yè)區(qū)和城市市區(qū)。2.附生植物無(wú)表皮和角質(zhì)層,污染物容易通過(guò)。3.附生植物無(wú)真正意義上的根,也沒(méi)有維管組織,其所需礦物質(zhì)主要通過(guò)干濕沉降。在這些植
52、物及其枝葉體中發(fā)現(xiàn)的全部污染物,是直接從空氣中吸收或是吸收沉降在植物體上的污染物。4.因?yàn)楦缴参锎蠖酁閱螌蛹?xì)胞,污染物可以從背腹兩面進(jìn)入植物體,所以對(duì)大氣污染敏感。5.附生植物大多分布在樹(shù)干、枝、葉上,不受土壤污染的影響。(二)利用高等植物葉片內(nèi)污染物監(jiān)測(cè)大氣污染 植物體內(nèi)的污染物的含量與大氣或土壤中相應(yīng)得污染物的濃度有很大的相關(guān)性,并且能夠反映較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)大氣污染物的平均濃度。因此可以通過(guò)分析植物葉片中積累的污染物含量的多少來(lái)評(píng)價(jià)大氣的質(zhì)量。 根據(jù)一個(gè)地區(qū)范圍的污染源的分布情況以及地形、地貌等的特點(diǎn),在污染區(qū)不同污染地段采集一種或幾種各地段都有的植物葉片(喬木、灌木)或全株(草本),在非污染
53、區(qū)設(shè)對(duì)照點(diǎn)。 可以計(jì)算含污量指數(shù)IP。Cm為采樣點(diǎn)采樣植物葉片中污染物含量;Cc為對(duì)照點(diǎn)采樣植物葉片中污染物含量。CcCmIP/ 水中的污染物可以進(jìn)入生物體內(nèi)并富集,通過(guò)分析水生生物體內(nèi)的某些成分,就能夠了解水中污染物的種類、相對(duì)水平和危害程度。分析可以是生物體的整體,如魚(yú)類、貝類、蝦類等,也可以是生物體的一部分、排泄物、嘔吐物等。三、利用生物的生理、生化指標(biāo)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染 生物受污染時(shí),某些生理生化指標(biāo)的變化,遠(yuǎn)比形態(tài)可見(jiàn)癥狀反應(yīng)靈敏、迅速,因此,更適宜用作環(huán)境監(jiān)測(cè)。 (1) 植物對(duì)污染反應(yīng)具有以下普遍性: NH3使植物的磷酸葡萄糖脫氫酶、蘋(píng)果酸脫氫酶和過(guò)氧化物酶活性升高;過(guò)氧乙酰硝酸酯抑制磷
54、酸葡萄糖脫氫酶和蘋(píng)果酸脫氫酶的活性;植物對(duì)臭氧、二氧化硫、亞硫酸根離子、硫酸根離子、氨和銨離子都敏感,植物暴露在這些污染物中之后,過(guò)氧化物酶活性都有所升高 (2)用動(dòng)物來(lái)監(jiān)測(cè) 利用魚(yú)的生理代謝來(lái)監(jiān)測(cè)水污染的指標(biāo)有:鰓蓋運(yùn)動(dòng)頻率、呼吸頻率、呼吸代謝、側(cè)線感觀機(jī)能、滲透壓調(diào)節(jié)、攝食量與能量轉(zhuǎn)換率、的和及神經(jīng)內(nèi)分泌活動(dòng)等。 生化方面的指標(biāo)有:血液成分變化、血糖水平、酶活性(如魚(yú)腦膽堿酯酶、轉(zhuǎn)氨酶、血漿酶和ATP酶等)變化、糖類及酯類化代謝等。 不成熟紅細(xì)胞的增加和溶血性貧血可作為水體中鉛污染的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。 四、利用生物的細(xì)胞遺傳學(xué)指標(biāo)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染 目前采用的細(xì)胞遺傳學(xué)得方法來(lái)篩選化學(xué)誘變因子,監(jiān)測(cè)環(huán)境
55、中的具有致癌、致畸、致突變的物質(zhì)。 目前常采用的方法主要有:微核測(cè)定法、染色體畸變分析、姐妹染色體交換率及非預(yù)定DNA合成等。(一)微核監(jiān)測(cè)技術(shù) 外源性誘變劑或物理誘變因素可以誘導(dǎo)生活細(xì)胞內(nèi)染色體發(fā)生斷裂、影響紡錘絲和中心粒的正常功能,造成有些染色體及其斷片在細(xì)胞分裂后期滯后,不能夠正常地分配并整合到了細(xì)胞的細(xì)胞核上,形成所謂的微核。在一定污染物濃度范圍內(nèi),污染物與微核率有很好的劑量效應(yīng)關(guān)系,而且靈敏度高,可靠性強(qiáng)。 目前應(yīng)用最多的是紫露草微核技術(shù)(也稱紫露草四分體微核監(jiān)測(cè)法)和蠶豆根尖細(xì)胞微核技術(shù)。植物微核技術(shù)監(jiān)測(cè)法尤其對(duì)具有致畸、致癌、致突變的污染物監(jiān)測(cè)最有效,在我國(guó)目前已廣泛應(yīng)用于空氣、
56、水體、土壤污染監(jiān)測(cè)等方面。 進(jìn)行微核監(jiān)測(cè)所用的材料可以是植物或動(dòng)物組織和細(xì)胞。植物微核測(cè)定常用根尖和四分體。利用蠶豆根尖微核技術(shù)和紫露草四分體微核技術(shù)主要用于大氣污染、水污染和土壤污染的監(jiān)測(cè),現(xiàn)已經(jīng)被列為監(jiān)測(cè)環(huán)境污染物的常規(guī)指標(biāo)。(二)染色體畸變技術(shù)在物理和化學(xué)因素的影響下,染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)的變化稱之為染色體畸變分析。染色體畸變包括染色體單體斷裂、雙著絲點(diǎn)染色體、染色體粉碎化和染色單體互換等。染色體畸變率越高,說(shuō)明污染越嚴(yán)重。(三)非預(yù)定DNA合成非預(yù)定DNA合成(unscheduled DNA synthesis,UDS)技術(shù)的原理是:如果細(xì)胞復(fù)制受阻,同時(shí)又暴露于受測(cè)藥品和H標(biāo)記的胸腺密啶
57、核苷,那么此時(shí)如果受測(cè)物質(zhì)不損傷DNA從而刺激修復(fù)系統(tǒng)(UDS)H標(biāo)記就不會(huì)有明顯的摻入。UDS試驗(yàn)是在DNA水平上檢測(cè)化學(xué)物質(zhì)的損傷作用,現(xiàn)已廣泛用于致癌物質(zhì)的篩選和作為評(píng)價(jià)污染物遺傳毒性的指標(biāo)之一。五、利用生物群落結(jié)構(gòu)分析方法監(jiān)測(cè)環(huán)境污染 環(huán)境污染的最終結(jié)果之一是敏感生物消亡,抗性生物旺盛生長(zhǎng),群落結(jié)構(gòu)單一。(一)附生植物的群落 在1920年至1970年年中,關(guān)于附生植物指示大氣污染的研究主要有個(gè)階段:污染地區(qū)生植物群落類型、種類組成與分布;移植附生植物于污染地區(qū),觀察其受害至死亡所需時(shí)間;利用附生植物群落學(xué)特征計(jì)算大氣潔凈度指數(shù),進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià);利用種的豐富度就種類數(shù)量特征繪制大氣污染
58、分布圖。 調(diào)查項(xiàng)目有種的總數(shù)、每個(gè)種的覆蓋度、每個(gè)種的分布頻率、顏色變化、葉綠素含量、菌絲體受傷害程度、受精和生殖狀況、生長(zhǎng)發(fā)育以及產(chǎn)量等特征?,F(xiàn)以昆明磷肥廠附近林地在氟污染情況下對(duì)地衣調(diào)查的結(jié)果為例: 嚴(yán)重污染:樹(shù)干上沒(méi)有梅衣屬地衣,石蕊屬地衣不能夠形成子囊盤(pán),甚至不能夠柱體。粉狀地衣只存在于地表及樹(shù)干基部15cm以下。指裂梅衣含氟量大于570mg/kg。 中等污染:梅衣屬地衣出現(xiàn)在樹(shù)干高度4m以下,但沒(méi)有連片生長(zhǎng)的梅衣原柱體。指裂梅衣大部分個(gè)體不產(chǎn)生粉芽。石蕊屬的幾個(gè)種雖然有柱體及囊盤(pán),但原植體不同程度小于正常生長(zhǎng)者。粉狀地衣在樹(shù)干上可以分布到5m高處。指裂梅衣含氟量270570mg/kg
59、。 輕污染:樹(shù)花屬地衣較多,梅花屬葉狀及粉狀地衣分布高達(dá)樹(shù)冠內(nèi)部的主干上。指裂梅衣含氟量67270mg/kg。 不污染:松蘿屬及樹(shù)花屬地衣在樹(shù)木和灌木上普遍出現(xiàn),梅衣屬等葉狀地衣在樹(shù)干上大片分布到樹(shù)冠內(nèi)部的小枝上。指裂梅衣含氟量小于67mg/kg。(二)(二)PFU微型生物群落監(jiān)測(cè)法(微型生物群落監(jiān)測(cè)法(GBT 1299091) PFU法是以聚氨酯泡沫塑料塊(PFU)作為人工基質(zhì)沉入水體中,經(jīng)一定時(shí)間后,水體中大部分微型生物種類均可群集到PFU內(nèi),達(dá)到種數(shù)平衡,通過(guò)觀察和測(cè)定該群落結(jié)構(gòu)與功能的各種參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況。 根據(jù)水環(huán)境條件確定采樣時(shí)間,一般在靜水中采樣約需四周,在流水中采樣約需兩周;
60、采樣結(jié)束后,帶回實(shí)驗(yàn)室,把PFU中的水全部擠于燒杯內(nèi),用顯微鏡進(jìn)行微型生物種類觀察和活體計(jì)數(shù)。PFU懸掛的方式有三種:懸掛的方式有三種: a.漂浮式(圖1):兩邊浮桶用石塊固定位置后,用繩索把兩個(gè)浮桶牽住。 b.沉式(圖2):把PFU綁成一束,用石塊下沉,用重物系一束PFU拋向水中,不得把PFU沉在底部,以免影響污染監(jiān)測(cè)的效果。c.分散式(圖3) 圖1圖3圖2 北京長(zhǎng)河是北京市主要的飲用水和景觀用水河道。位于長(zhǎng)河下游的北京排污河是北京市一條主要的污水排放河道。 野外生態(tài)實(shí)驗(yàn)期間,從市區(qū)污染源排放的通惠河雙橋到下游入??诘臇|安子河段,設(shè)置5個(gè)PFU站,同時(shí)在上游長(zhǎng)河的京密引水渠比較清潔的六郎莊斷
61、面設(shè)一對(duì)照采樣站。野外連續(xù)14d的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,6個(gè)采樣站的水體污染主要指標(biāo)BOD5和CODcr的變化與PFU原生動(dòng)物群集速度關(guān)系密切。(許木啟和曹宏,2004)例: 群落多樣性指數(shù)法又稱差異指數(shù),是根據(jù)生物多樣性理論設(shè)計(jì)的一種指數(shù)。生物多樣性是長(zhǎng)期自然發(fā)展的結(jié)果,是自然生態(tài)系統(tǒng)保持相對(duì)平衡的重要因素。六、群落多樣性指數(shù)法監(jiān)測(cè)環(huán)境污染(一)簡(jiǎn)便多樣性指數(shù)s為群落中總種類數(shù);N為總個(gè)體數(shù)Nsd/(二)Willams多樣性指數(shù) Ni為單位面積上第i種的個(gè)體數(shù),i=1,2,3,m; N為單位面積上各類生物的總個(gè)體數(shù)。 動(dòng)物種類越多,指數(shù)越大,水質(zhì)越好;反之,動(dòng)物種類越多,指數(shù)越大,水質(zhì)越好;反之,種
62、類越少,指數(shù)越小,水體污染越嚴(yán)重。種類越少,指數(shù)越小,水體污染越嚴(yán)重。 對(duì)指數(shù)的評(píng)價(jià):3為輕污染。 )/lg(3026. 2)/(1miiiNnNnd(三)Margalef多樣性指數(shù) d=(S-1)/Ln N S為種類數(shù); N為總個(gè)體數(shù)。 d值越大表示水質(zhì)越清潔。(四) Shannon-Winer多樣性指數(shù) 式中: , ni為第i種生物的個(gè)體數(shù); N為總個(gè)體數(shù); S為物種數(shù)。SiPiPiH12logNnPii/ 多樣性指數(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是具有簡(jiǎn)明的數(shù)值概念,它可以直接反映環(huán)境的質(zhì)量。指數(shù)值越大,表示多樣性越高,生態(tài)環(huán)境狀況越好。七、利用生物指數(shù)法(BI)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染(一)(一)Beck法(法(19
63、55)水體中大型無(wú)脊椎動(dòng)物對(duì)有機(jī)污染的敏感和耐性分類為兩類,在環(huán)境條件相似、面積確定的河段采集底棲動(dòng)物,進(jìn)行種類鑒定。公式: BI2ABA表示敏感種;B表示耐污種。標(biāo)準(zhǔn):BI10,屬清潔;BI10,屬中等污染;BI0,屬重污染。指數(shù)范圍在0-40之間,BI值與水質(zhì)的關(guān)系:BI10水質(zhì)清潔IBI水質(zhì)中度污染BI水質(zhì)嚴(yán)重污染紅螯相手蟹寬身大眼蟹中華擬蟹守螺河蜆泥螺泥螺菲擬沼螺菲擬沼螺(二)Beck-Tsuda法(1960) 該法用采集時(shí)間代替采集面積,采集面積不限定,由45人在一個(gè)采集點(diǎn)上采集30min,盡量將河段各種大型底棲動(dòng)物采集完全,然后鑒定所采集的動(dòng)物種類,計(jì)算方法基本與Beek法相同。
64、公式:公式: BI2A 水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為:BI20屬清潔水體;10BI20,屬輕度污染水體;BI10,屬中度污染水體;0BI6,屬重度污染水體。 該法在采集樣品前應(yīng)對(duì)采樣河流進(jìn)行背景調(diào)查,采樣時(shí)間應(yīng)選擇有效河段(如礫石底河段,避免在淤泥河段采樣)取樣,在約0.5m深處采樣,河水流速在100-150cm/s,采集時(shí)每個(gè)(次)采樣點(diǎn)面積應(yīng)相同。(三)硅藻生物指數(shù)(三)硅藻生物指數(shù) 硅藻指數(shù)硅藻指數(shù) XBI =XBI =式中:式中:A A不耐污染藻類的種類數(shù);不耐污染藻類的種類數(shù);B B廣譜性藻類的種類數(shù);廣譜性藻類的種類數(shù);C C僅在污染水域才出現(xiàn)的藻類種類數(shù)。僅在污染水域才出現(xiàn)的藻類種類數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)
65、準(zhǔn):硅藻指數(shù)硅藻指數(shù)0 05050為多污帶;為多污帶; 硅藻指數(shù)硅藻指數(shù) 5050100100為為-中污帶;中污帶; 硅藻指數(shù)硅藻指數(shù) 100100150150為為-中污帶;中污帶; 硅藻指數(shù)硅藻指數(shù) 150150200200為輕污帶。為輕污帶。 10022CBACBA八、利用生物的生長(zhǎng)量變化監(jiān)測(cè)環(huán)境污染 因?yàn)樵孱惿L(zhǎng)快,適應(yīng)周期短,是一種理想的監(jiān)測(cè)材料。具體方法是采用人工培養(yǎng),測(cè)量、統(tǒng)計(jì)生長(zhǎng)量。常用的藻類有 斜生柵藻、小球藻、水華魚(yú)腥藻、羊角月牙藻及萊茵衣藻等。 其他的植物、動(dòng)物、微生物都可以作為這一技術(shù)的材料。可以統(tǒng)計(jì)的量有: 生物量:重量法和體積法、葉綠素法、ATP法; 生產(chǎn)力:溶解氧法九、利用生態(tài)系統(tǒng)綜合指標(biāo)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染 1902年德國(guó)植物學(xué)家Kolwilz和微生物學(xué)家Marsson首次提出污水生物系統(tǒng)法來(lái)監(jiān)測(cè)水體有機(jī)污染的程度或測(cè)定有機(jī)污染物的生物降解。 其原理是:在一條河流受到有機(jī)污染后,可產(chǎn)生自然凈化過(guò)程,表現(xiàn)出污染程度的逐級(jí)弟減,并且能夠反映在相應(yīng)的化學(xué)指標(biāo)和生物類群的組成和數(shù)量上。 據(jù)此可以把河段分成若干連續(xù)的區(qū)帶。Kolwilz把河段分成連續(xù)三個(gè)區(qū)帶(表6-4):多污帶中污帶少污帶,中污帶又可分為強(qiáng)中污帶和弱中污污帶。
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