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生物监测与评价生物监测与评价生态环境质量评价生态环境质量评价化学品生态风险评价化学品生态风险评价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一、环境质量一、环境质量(Environmental Quality)定义定义 是指环境素质的优劣程度，优劣是质的概念，程度是指环境素质的优劣程度，优劣是质的概念，程度是量的表征。是量的表征。在一个具体的环境内，环境的总体或环境的基在一个具体的环境内，环境的
2、总体或环境的基 本要素对人群的生存和繁衍及社会经济发展的适应程本要素对人群的生存和繁衍及社会经济发展的适应程 度，是反映人类的具体要求而形成的对环境的性质及度，是反映人类的具体要求而形成的对环境的性质及 数量进行评价的一种概念。数量进行评价的一种概念。环境质量是由环境本身质的特性所决定的，受人类环境质量是由环境本身质的特性所决定的，受人类活动影响，反过来对人群的生存及健康产生直接作用。活动影响，反过来对人群的生存及健康产生直接作用。环境评价：环境评价：质量评价：质量评价：自然环境：物理、化学、生物（生态）自然环境：物理、化学、生物（生态）或者具体化为大气、水、土壤、生物或者具体化为大气、水、土
3、壤、生物 社会环境：经济、人口、文化社会环境：经济、人口、文化 影响评价影响评价-风险评价（生态风险、健康风风险评价（生态风险、健康风险）险）环境质量环境质量基准基准和环境质量和环境质量标准标准 环境质量基准（环境质量基准（Criteria）是污染物同特定对象）是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，不具有法律效力。环境质济、技术等人为因素，不具有法律效力。环境质量基准有环境卫生基准，水生生物基准等，客观量基准有环境卫生基准，水生生物基准等，客观性。性。环境质量标准（环境质量标准（Standard）是以环境质量基准）
4、是以环境质量基准为依据，并考虑社会、经济、技术等因素，经过为依据，并考虑社会、经济、技术等因素，经过综合分析制定的，具有法律意义。综合分析制定的，具有法律意义。环境质量标准环境质量标准有水质量标准、大气质量标准、土壤质量标准、有水质量标准、大气质量标准、土壤质量标准、生物质量标准，主观性。生物质量标准，主观性。环境质量调查、监测及评价环境质量调查、监测及评价 环境质量调查：为了了解环境的质量状环境质量调查：为了了解环境的质量状况而进行的一系列工作。况而进行的一系列工作。环境质量监测：指对环境指标进行定期环境质量监测：指对环境指标进行定期的或连续的监测、观察和分析其变化。的或连续的监测、观察和分
5、析其变化。环境质量评价：指按照一定的标准，采环境质量评价：指按照一定的标准，采用相应的方法对环境质量进行评定、比用相应的方法对环境质量进行评定、比较及预测。较及预测。环境质量调控与环境质量预测环境质量调控与环境质量预测 环境质量调控：采取人工手段，使环境要环境质量调控：采取人工手段，使环境要素的变化不超过或能够达到一定的标准。素的变化不超过或能够达到一定的标准。环境质量预测：对环境质量的未来趋势所环境质量预测：对环境质量的未来趋势所做的推断，做的推断，是制定法律法规，对环境进行是制定法律法规，对环境进行科学管理，以及规划区域性人口、资源、科学管理，以及规划区域性人口、资源、生产布局的重要的基础
6、性依据。生产布局的重要的基础性依据。二、生物监测二、生物监测(Biological Monitoring)的的概念概念 有计划、有规律地利用生物个体、种群有计划、有规律地利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应或群落对环境污染或变化所产生的反应阐明环境污染状况，从生物学角度为环阐明环境污染状况，从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据。境质量的监测和评价提供依据。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 思考：与理化监测相比，生物监测有思考：与理化监测相比，生物监测有何优缺点？何优缺点？能直接反映环境质量
7、对生态系统的影响能直接反映环境质量对生态系统的影响不需购置昂贵的仪器及进行仪器保养和不需购置昂贵的仪器及进行仪器保养和维修维修可大面积或长距离内密集布点可大面积或长距离内密集布点不足之处：反应不够快速，无法精确监不足之处：反应不够快速，无法精确监测某些污染物的含量，精度不高，易受测某些污染物的含量，精度不高，易受环境因素的影响如季节和地理环境等环境因素的影响如季节和地理环境等三、环境评价与生物监测的关系三、环境评价与生物监测的关系 1、关系：相互验证、支持、各有优缺点、关系：相互验证、支持、各有优缺点 2、理论基础：、理论基础：环境与生物是一个整体，环境与生物是一个整体，变化有因果关系，有规律
8、。变化有因果关系，有规律。“生态系统理生态系统理论论”3、存在问题：了解不够、关系不明确、存在问题：了解不够、关系不明确、多种因素作用、技术不完善多种因素作用、技术不完善第二节第二节 生物监测与评价生物监测与评价一、大气污染的生物监测一、大气污染的生物监测、植物监测方法：、植物监测方法：利用植物对大气污染的利用植物对大气污染的反应，监测有害气体的成分和含量以了解反应，监测有害气体的成分和含量以了解大气环境质量状况。大气环境质量状况。1、指示植物法、指示植物法 a、指示生物概念：指对环境中某些物、指示生物概念：指对环境中某些物质能产生各种反应或信息而被用来监质能产生各种反应或信息而被用来监测和评
9、价环境质量的现状和变化的生测和评价环境质量的现状和变化的生物。物。b、指示生物的种类：大气污染指示生、指示生物的种类：大气污染指示生物和水体污染指示生物。物和水体污染指示生物。c、应用举例：、应用举例：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 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Gratiola，硬水指示植物为，硬水指示植物为Ranunculus aquatilis 指示资源指示资源 安徽的海州香薷指示铜
10、矿，湖南念同的野韭指示安徽的海州香薷指示铜矿，湖南念同的野韭指示金矿金矿d、指示植物的选择方法：敏感种、有外观指示植物的选择方法：敏感种、有外观反映反映 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法 人工熏气法人工熏气法e、常见大气污染指示植物、常见大气污染指示植物 二氧化硫指示植物：地衣苔藓、芝麻、向日二氧化硫指示植物：地衣苔藓、芝麻、向日葵、落叶松、加拿大白杨等葵、落叶松、加拿大白杨等 氟化物指示植物：郁金香、杏、葡萄、梅、氟化物指示植物：郁金香、杏、葡萄、梅、雪松等雪松等 二氧化氮指示植物：向日葵、番茄、秋海棠、二氧化氮指示植物：向日葵、番茄、秋海棠、烟草等烟草等f、监测方
11、法监测方法选择可靠的指示植物，了解其受害选择可靠的指示植物，了解其受害症状和受伤阈值，然后根据受害程症状和受伤阈值，然后根据受害程度大小估测大气污染物的成分、浓度大小估测大气污染物的成分、浓度和范围。度和范围。注：受伤阈值指引起指示植物受害的污染气体注：受伤阈值指引起指示植物受害的污染气体的最低浓度和暴露时间。的最低浓度和暴露时间。g、几种大气污染物对植物的危害症状、几种大气污染物对植物的危害症状污染物污染物危危 害害 症症 状状O3叶面出现白色或褐色不规则斑点或呈条斑分布，叶尖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端变成褐色或坏死PAN叶子下表面变光滑或呈银白色或青铜
12、色叶子下表面变光滑或呈银白色或青铜色NO2脉间组织和靠近叶缘边出现不规则的白色或褐色溃伤脉间组织和靠近叶缘边出现不规则的白色或褐色溃伤SO2伤斑多分布于脉间，与健康组织区别明显，阔叶植物伤斑多分布于脉间，与健康组织区别明显，阔叶植物脉间出现不规则坏死斑，单子叶植物平行脉间出现斑脉间出现不规则坏死斑，单子叶植物平行脉间出现斑点或条状坏死区点或条状坏死区HF叶尖和叶缘出现灼伤、退绿，伤区与健康组织区别明叶尖和叶缘出现灼伤、退绿，伤区与健康组织区别明显显Cl2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出现细密、近圆形坏死斑叶上出现细密、近圆形坏死斑2、现场调
13、查法：植物的生长、外观变化（长期效应）、现场调查法：植物的生长、外观变化（长期效应）具体方法：具体方法：a、选择观察点、选择观察点 b、调查了解主要大气污染物的种类、浓度和、调查了解主要大气污染物的种类、浓度和分布扩散规律。分布扩散规律。c、选择观察对象：树木、农作物、蔬菜及野、选择观察对象：树木、农作物、蔬菜及野生草本植物。生草本植物。d、确定观察时间：根据调查目的和人力条件、确定观察时间：根据调查目的和人力条件 e、确定观察项目：叶、芽、枝条等器官受害、确定观察项目：叶、芽、枝条等器官受害的表现症状。的表现症状。f、确定各种植物对有害气体的抗性等级确定各种植物对有害气体的抗性等级实例：某化
14、工厂实例：某化工厂30-50m范围内植物受害情况及分析范围内植物受害情况及分析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80或全部叶片受害，甚至脱落或全部叶片受害，甚至脱落桧柏、丝瓜桧柏、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、牵向日葵、葱、玉米、菊花、牵牛花牛花50左右叶面积受害，叶脉间有点、块状伤左右叶面积受害，叶脉间有点、块状伤斑斑月季、蔷薇、枸杞、香椿、乌月季、蔷薇、枸杞、香椿、乌桕桕80左右叶面积受害，叶片有轻度点、块状左右叶面积受害，叶片有轻度点、块状伤斑伤斑葡萄、金银花、构树、马齿苋葡萄、金银花、
15、构树、马齿苋10左右叶面积受害，叶片有轻度点状伤斑左右叶面积受害，叶片有轻度点状伤斑广玉兰、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已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已被被SO2污染。从受害程度上看，由于一些对污染。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，估测其受到损害，可以判断该地区发生过急性危害，估测其SO2浓度为浓度为310 ppm。3、植物群落监测法：以群落结构变化为、植物群落监测
16、法：以群落结构变化为依据依据如敏感植物受害，表明大气受到污染；如敏感植物受害，表明大气受到污染；如抗性中等的植物受害，表明大气污染较如抗性中等的植物受害，表明大气污染较严重；严重；如抗性强的植物受害，表明大气污染十分如抗性强的植物受害，表明大气污染十分严重；严重；在严重污染地区，敏感植物不存在。在严重污染地区，敏感植物不存在。4、地衣、苔藓监测法：对、地衣、苔藓监测法：对SO2和氟化氢敏感和氟化氢敏感a、特点、特点 生长在树干上，减少了土壤或水体污染的干扰。生长在树干上，减少了土壤或水体污染的干扰。以植物整体吸收养分，吸收污染物的量相对较多。以植物整体吸收养分，吸收污染物的量相对较多。生长速度
17、慢，有利于掌握长时间的污染积累结果。生长速度慢，有利于掌握长时间的污染积累结果。多年生长绿色植物，一年四季均可作为监测器。多年生长绿色植物，一年四季均可作为监测器。取材方便，成本低，有直观效果，但在自然条件取材方便，成本低，有直观效果，但在自然条件下结果难以定量。下结果难以定量。形体小，分类困难，不易掌握辨识方法。形体小，分类困难，不易掌握辨识方法。b、观察指标、观察指标多度、盖度、频度、种类多度、盖度、频度、种类数量以及内外部受害症状等指标。数量以及内外部受害症状等指标。e、在大气污染状况下，地衣、苔藓分布规律、在大气污染状况下，地衣、苔藓分布规律污染严重地区，很少或完全绝迹；污染严重地区，
18、很少或完全绝迹；随污染的减轻，种属增加，多度、盖度、随污染的减轻，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频度等也逐渐增高并且在树干上的分布高度也升高。度也升高。5、现场盆栽定点监测法、现场盆栽定点监测法6、微核技术的应用：染色体畸变而形、微核技术的应用：染色体畸变而形成微核成微核7、污染量指数法、污染量指数法KIPC监测点指示植物叶片中污染物监测点指示植物叶片中污染物的含量的含量/对照点同种植物叶片中污染对照点同种植物叶片中污染物的含量物的含量8、大气污染的综合生态指标法、大气污染的综合生态指标法 植物监测和评价大气污染中值得注意的问题植物监测和评价大气污染中值得注意的问题
19、 主要是区分大气污染对植物的伤害与其他因主要是区分大气污染对植物的伤害与其他因素对植物伤害。植物出现的症状是包括大气污素对植物伤害。植物出现的症状是包括大气污染在内的多因素混合污染的结果。染在内的多因素混合污染的结果。判定大气污染危害的途径：判定大气污染危害的途径：a、调查污染源（风向、距离）、调查污染源（风向、距离）b、观察叶片受害症状、观察叶片受害症状 c、观察植物受害方式、观察植物受害方式 还可以借助于叶片污染物的含量分析还可以借助于叶片污染物的含量分析（二）、大气污染的微生物监测（二）、大气污染的微生物监测 1、原理：空气中微生物数量与大型生物的、原理：空气中微生物数量与大型生物的密度
20、与各种环境因素（气温、湿度、日照、密度与各种环境因素（气温、湿度、日照、气流等）有关。气流等）有关。2、评价指标：细菌总数；链球菌总数、评价指标：细菌总数；链球菌总数 3、方法：、方法：a、沉降平皿法、沉降平皿法 b、吸收管法、吸收管法 c、撞击平皿法、撞击平皿法 d、滤膜法、滤膜法（三）、动物模拟实验（三）、动物模拟实验 1、采气后溶出、采气后溶出-动物实验动物实验 2、人工气候箱、人工气候箱二、水污染的生物监测二、水污染的生物监测、水污染的生物监测方法、水污染的生物监测方法1、水污染的细菌学监测：细菌总数、（粪）、水污染的细菌学监测：细菌总数、（粪）大肠菌、军团菌、金黄葡萄球菌大肠菌、军团
21、菌、金黄葡萄球菌 细菌总数细菌总数 细菌总数指细菌总数指1mL水样在营养琼脂培养基中，于水样在营养琼脂培养基中，于37、24小时培养后所生长的细菌菌落总数。小时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，如每它可反映水体有机污染的程度，如每1毫升自毫升自来水中细菌总数不得超过来水中细菌总数不得超过100个。个。大肠菌群数大肠菌群数 大肠杆菌是一群需氧和兼性厌氧的、能发酵乳大肠杆菌是一群需氧和兼性厌氧的、能发酵乳糖、产酸、产气的革兰氏阴性无芽孢杆状细菌。糖、产酸、产气的革兰氏阴性无芽孢杆状细菌。主要来源于人畜粪便中，在肠道中普遍存在并主要来源于人畜粪便中，在肠道中普遍存在并且是数量最
22、多的一种。且是数量最多的一种。大肠菌群数指每升水样中含有的大肠菌群的数大肠菌群数指每升水样中含有的大肠菌群的数量。如每升饮用水中大肠菌群数不得超过量。如每升饮用水中大肠菌群数不得超过3个。个。大肠菌群数的测定：多管发酵法和滤膜法大肠菌群数的测定：多管发酵法和滤膜法思考：思考：为何用大肠菌群作为水质粪便污染的为何用大肠菌群作为水质粪便污染的指示菌？指示菌？致病菌在水体中存在数量极少，检测技术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；复杂，不易直接检测；大肠菌在水中存在的数目与致病菌呈一定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，正相关，抵抗力略强，易于
23、检查等特点，故作为水体受粪便污染的指标，以大肠菌故作为水体受粪便污染的指标，以大肠菌群最为理想。群最为理想。2、水污染的浮游生物检验法：、水污染的浮游生物检验法：a、浮游植物：分类计数、叶绿素、浮游植物：分类计数、叶绿素a、初级生产、初级生产力力 b、浮游动物：分类计数、重量法、浮游动物：分类计数、重量法 c、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染浮游生物中的某些种类对有机污染或化学污染非常敏感，长期被用作指示生物，但由于浮游非常敏感，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，因而其作为生物的不稳定性且常常集群分布，因而其作为水质
24、指示生物的可靠性和准确性受到限制。水质指示生物的可靠性和准确性受到限制。3、底栖大型无脊椎动物监测法：分类计数、底栖大型无脊椎动物监测法：分类计数、重量法重量法在未受干扰的环境中，大型无脊椎动物在未受干扰的环境中，大型无脊椎动物（包括水生昆虫、大型甲壳类、软体动（包括水生昆虫、大型甲壳类、软体动物、环节动物等）群落的组成和密度比物、环节动物等）群落的组成和密度比较稳定，这些群落可调节群落结构来反较稳定，这些群落可调节群落结构来反映生境质量变化，这些对环境变化的反映生境质量变化，这些对环境变化的反应可用来监测和评价污染物对水体的影应可用来监测和评价污染物对水体的影响。响。4、微型生物群落监测法：
25、分类计数、微型生物群落监测法：分类计数、PFU法法 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小生物，包括微型生物群落是生活在水中的微小生物，包括藻类、原生动物、轮虫、线虫、甲壳类等，如藻类、原生动物、轮虫、线虫、甲壳类等，如环境受到严重干扰，其群落的平衡被破坏，其环境受到严重干扰，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结构特征也随之变化，因而可用其进行水体的监测和评价。监测和评价。PFU法（聚氨酯泡沫塑料块法）法（聚氨酯泡沫塑料块法）原生动物在原生动物在PFU内的群集速度和时间受环境的内的群集速度和时间受环境的影响，不同污染水体，其群集速度和种类数不影响，
26、不同污染水体，其群集速度和种类数不同。同。(二二)水环境质量的生物学评价水环境质量的生物学评价 1、一般描述对比法、一般描述对比法 2、指示生物法（敏感种、耐污种）、指示生物法（敏感种、耐污种）水体污染指示生物水体污染指示生物常采用底栖动物中的环节动物、软体动常采用底栖动物中的环节动物、软体动物、固着生活的甲壳动物以及水生昆虫物、固着生活的甲壳动物以及水生昆虫等，在环境中相对位移小（颤蚓类、摇等，在环境中相对位移小（颤蚓类、摇蚊幼虫、蚂蝗、浮游生物和藻类）。蚊幼虫、蚂蝗、浮游生物和藻类）。Hellawell推荐作为指示生物的各种生物所占推荐作为指示生物的各种生物所占的百分数的百分数图图41 H
27、ellawell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3、污水生物系统法（理、化、生综合特征）、污水生物系统法（理、化、生综合特征）原理原理 受污河流由于自身的自净过程从而导致自上受污河流由于自身的自净过程从而导致自上游往下游形成一系列在污染程度上逐渐减轻游往下游形成一系列在污染程度上逐渐减轻的连续带。每一带都生存有特定的生物，由的连续带。每一带都生存有特定的生物，由此可以划分为四个污染带：多污带、此可以划分为四个污染带：多污带、-中中污带、污带、-中污带、寡污带。根据一定区域中污带、寡污带。根据一定区域内所发现的动物、植物区系可以鉴别该区域内所发现的动物
28、、植物区系可以鉴别该区域的有机污染程度。的有机污染程度。各带特点各带特点 多污带：有机污染严重，多污带：有机污染严重，DO含量低，细菌极含量低，细菌极多，无好氧生物，无鱼类生存；多，无好氧生物，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，中污带（有机污染较为严重，DO略有回升，多为耐污性生物种类，）和略有回升，多为耐污性生物种类，）和-中中污带（中等程度的有机污染区域，污带（中等程度的有机污染区域，DO较高，较高，有多种藻类和原生动物，有鱼类出现）；有多种藻类和原生动物，有鱼类出现）；寡污带：寡污带：DO恢复正常或达饱和，水质透明，恢复正常或达饱和，水质透明，细菌数量少，藻
29、类种类和数量多。细菌数量少，藻类种类和数量多。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。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，同时调查结果也不易表示。知识，同时调查结果也不易表示。4、生物指数（特定种）、生物指数（特定种）概念：概念：它是依据不利环境因素，用数学形式表它是依据不利
30、环境因素，用数学形式表现群落结构来指示环境质量状况，包括现群落结构来指示环境质量状况，包括污染在内的水质变化对生物群落的生态污染在内的水质变化对生物群落的生态学效应的一种方法。学效应的一种方法。例子：例子：Beck生物指数生物指数 公式：公式：IB2n An B 注注1：n A为底栖大型无脊椎动物中对有机物敏为底栖大型无脊椎动物中对有机物敏感的种类数；感的种类数；n B为底栖大型无脊椎动物中对有机物不为底栖大型无脊椎动物中对有机物不敏感（耐污性）的种类数敏感（耐污性）的种类数注注2：IB0时，表示水体受到严重污染；时，表示水体受到严重污染；IB在在1-10之间时为中等污染；之间时为中等污染；I
31、B大于大于10时为清洁水体。时为清洁水体。应用特点应用特点方法简单，有一个粗略数字概念，便于方法简单，有一个粗略数字概念，便于比较；比较；缺点：需分类学和生态学专门人员进行缺点：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，而未种类鉴定，同时只考虑了种类数，而未考虑个体数量。考虑个体数量。应用时应结合生物学其他指标和物理、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。化学指标，综合考虑各方面的影响因素。5、种的多样性指数（所有种）、种的多样性指数（所有种）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多样性指数法是应用数理统计方法来表
32、示来表示生物群落的种类生物群落的种类和和个体数量个体数量的比值从而评价环境质量的一种方的比值从而评价环境质量的一种方法。法。多样性指数法的工作原理多样性指数法的工作原理其工作原理为不同的生物对污染的敏感其工作原理为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条件下死亡，抗性强的种类在新的条件下可大量发现。利用群落中个体数与种下可大量发现。利用群落中个体数与种类数的比值在不同污染区的不同，从而类数的比值在不同污染区的不同，从而反映环境污染的状况。反映环境污染的状况。6、生产力生产力：反映一个生态系统内物质循：反映一个
33、生态系统内物质循环和能量流动的指标。环和能量流动的指标。P/R值：初级生产量和呼吸量的比率。值：初级生产量和呼吸量的比率。自养指数自养指数 I AI：去灰分重和叶绿素含去灰分重和叶绿素含量的比值。量的比值。7、残留量指数及富集系数、残留量指数及富集系数 残留量指数残留量指数 IC i/C s i 富集系数富集系数 K C i/C s i 注：注：C i生物个体或种群的某种化合物或元生物个体或种群的某种化合物或元素的实测残留量，素的实测残留量，mg/kg；C s i环境中的本底值，环境中的本底值，mg/kg。比值小于比值小于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时时表明水体
34、受到污染，并按不同数值划分污染程表明水体受到污染，并按不同数值划分污染程度。度。三、土壤污染生物监测三、土壤污染生物监测 1、微生物（群落结构、活性、菌、微生物（群落结构、活性、菌/根际效应）根际效应）2、土壤生物群落（蚯蚓、线虫、昆虫）、土壤生物群落（蚯蚓、线虫、昆虫）3、植物栽培（发芽、生长、富集）、植物栽培（发芽、生长、富集）4、模拟（蚯蚓急、慢性试验）、模拟（蚯蚓急、慢性试验）5、溶出液、溶出液-水生物测试水生物测试 四、生态监测四、生态监测1、地面监测（基础、功能变化、小尺度）、地面监测（基础、功能变化、小尺度）2、航空监测（实用、直观、中尺度）、航空监测（实用、直观、中尺度）3、卫
35、星监测（时间短、预测、信息丰富、大尺、卫星监测（时间短、预测、信息丰富、大尺度）度）五、环境流行病学（五、环境流行病学（Epidemiology）研究特定人群中有关健康状态和事件的研究特定人群中有关健康状态和事件的分布以及影响这样分布的决定因素。以制分布以及影响这样分布的决定因素。以制定防治措施，解决健康问题。重点在人生定防治措施，解决健康问题。重点在人生活和工作过程中环境与健康的关系。活和工作过程中环境与健康的关系。研究内容：研究内容：1.接触与剂量（方式、时间、体内含接触与剂量（方式、时间、体内含量）量）2.健康效应（发病率、死亡统计）健康效应（发病率、死亡统计）研究原则：研究原则：1.选
36、择样本要有代表性选择样本要有代表性 2.调查设计要有对比性调查设计要有对比性 3.获取资料要注意有效性获取资料要注意有效性 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）设计与误差：随机误差、系统误差设计与误差：随机误差、系统误差第三节第三节 生态环境质量评价生态环境质量评价一、基本概念一、基本概念 1、生态环境：指除人口种群之外的生态系、生态环境：指除人口种群之外的生态系统中不同层次的生物所组成的生命系统。统中不同层次的生物所组成的生命系统。2、生态环境质量：在人为作用下生态环境、生态环境质量：在人为作用下生态环境的变化程度，或者说生命系统在人为作用的变化程度，或者说生命系
37、统在人为作用下的总的变化状态。下的总的变化状态。3、生态环境质量评价：依据生态系统结构、生态环境质量评价：依据生态系统结构和功能状态的优劣对环境质量进行评价的和功能状态的优劣对环境质量进行评价的一种方法。一种方法。二、评价理论依据：二、评价理论依据：生态系统的完整性生态系统的完整性持续性持续性三、评价范围与内容：项目、区域、政策三、评价范围与内容：项目、区域、政策 1、生态资源开发利用（项目评价）、生态资源开发利用（项目评价）a、生态承载力：可持续获取量、生态承载力：可持续获取量 b、区域性影响：系统、景观改变的效应、区域性影响：系统、景观改变的效应 2、生态系统功能状态分析、生态系统功能状态
38、分析 3、生物多样性、生物多样性四、评价方法：四、评价方法：1、资料收集（包括工程分析）、资料收集（包括工程分析）2、调查：生物、环境因素，开发方式和强、调查：生物、环境因素，开发方式和强度度 3、功能分析（生态演变特性）、功能分析（生态演变特性）4、参数的选择、参数的选择 5、生态制图、生态制图 6、评价技术同其他评价、评价技术同其他评价五、判定因子五、判定因子 1、完整性：、完整性：a、生产力（生物量）、生产力（生物量）b、稳定状况；变化范围、稳定状况；变化范围 c、功能状况：生态作用、功能状况：生态作用 d、异质性：连通、嵌块、异质性：连通、嵌块 2、多样性：景观和物种多样性、保护濒危物
39、种、多样性：景观和物种多样性、保护濒危物种 3、水和土地的影响、水和土地的影响 a、荒漠化程度：沙面积、植被覆盖度、荒漠化程度：沙面积、植被覆盖度 b、水体性质：地面、地下水质标准、水体性质：地面、地下水质标准 c、土壤性质：土壤质量标准、土壤性质：土壤质量标准六、评价结论六、评价结论 1 1、生态完整性：人为干扰、功能及稳定状、生态完整性：人为干扰、功能及稳定状态、发展趋势态、发展趋势 2 2、敏感生态问题、敏感生态问题 3 3、人类活动的方式和强度、人类活动的方式和强度 4 4、基本特性：承载力、合适的强度、基本特性：承载力、合适的强度七、影响预测（影响评价）：七、影响预测（影响评价）：运
40、用模型估算、运用模型估算、推测推测 1、生态变化趋势、生态变化趋势 2、影响严重性、影响严重性 3、时空的变化、时空的变化 4、是否向有利的方向发展、是否向有利的方向发展 5、损益分析、损益分析八、评价的目的八、评价的目的 1、首要问题：珍稀、濒危物种；敏感地区、首要问题：珍稀、濒危物种；敏感地区、可持续利用可持续利用 2、生境划分；重要性、特殊性、影响程度、生境划分；重要性、特殊性、影响程度 3、提出替代方案：消减影响、提出替代方案：消减影响 4、提出修复方案、提出修复方案 5、提出管理措施；重要影响因素的控制、提出管理措施；重要影响因素的控制、监测指标和手段监测指标和手段第四节第四节 生态
41、风险评价生态风险评价一、基本概念一、基本概念 1、风险（、风险（Risk）：指不利事件发生的概率，相对安全而）：指不利事件发生的概率，相对安全而言，预测不利事件可能发生的概率，或可能性多大。言，预测不利事件可能发生的概率，或可能性多大。2、生态风险：对生态系统而言的风险、生态风险：对生态系统而言的风险 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、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、人造化学品生态风险（化学破坏）、人造化学品生态风险（化学破坏）3、生态风险评价、生态风险评价 a、狭义：化学品的评价、狭义：
42、化学品的评价 b、广义：所有的生态影响、广义：所有的生态影响二、基本原则二、基本原则 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、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、符合环境条件、符合环境条件 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三、评价类型三、评价类型 1、回顾性、回顾性 风险受体明确，需确定可能有风险的范围风险受体明确，需确定可能有风险的范围 2、多重压力的生态系统风险、多重压力的生态系统风险 已被确定的风险因素不止一个已被确定的风险因素不止一个 3、监视性风险：风险因素受体未明确，用监测方、监视性风
43、险：风险因素受体未明确，用监测方法发现风险和评价风险。法发现风险和评价风险。4、生物安全性风险：外来物种和转基因生物、生物安全性风险：外来物种和转基因生物四、评价指标四、评价指标水平水平弱弱中中强强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产力下降次级生产力下
44、降水华增加水华增加物种、食物物种、食物网多样性网多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)营养物质循环改变营养物质循环改变营养物质循营养物质循环改变环改变五、化学品生态风险评价五、化学品生态风险评价 1、评价基础与依据：生态毒理学、化学品、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或排放物的生态毒理数据 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+体体内积累内积累 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、评价程序、评价程序 a、危害识别、危害识别 b、暴露、暴露反应估算反应估算 c、暴
45、露评价、暴露评价 d、风险表征、风险表征 5、评价特点、评价特点 a、指标尽量用、指标尽量用EC、LOEC、MATC少用少用LC b、是对多个不同营养阶层物种的效应、是对多个不同营养阶层物种的效应 c、考虑化学品的生命周期、考虑化学品的生命周期 d、收集资料、建立模型（、收集资料、建立模型（QSAR）并进行计算）并进行计算第五节第五节 健康风险评价健康风险评价一、对健康风险的确定一、对健康风险的确定 难度：化合物的迁移和归趋复杂；公众对于环境难度：化合物的迁移和归趋复杂；公众对于环境灾害的相对危险的理解可能被扭曲。灾害的相对危险的理解可能被扭曲。影响理解风险的因素：影响理解风险的因素：个人主观
46、意识个人主观意识 对概率论的理解和相信对概率论的理解和相信 个人经验的误导个人经验的误导 高估自己控制命运的能力高估自己控制命运的能力 新闻媒体引导的偏见新闻媒体引导的偏见 对一些技术和行为的不合理的恐惧和怀疑对一些技术和行为的不合理的恐惧和怀疑 二、物理性污染的健康效应二、物理性污染的健康效应 1、噪声：干扰人们休息、学习和工作的声、噪声：干扰人们休息、学习和工作的声音。音。其效应不仅与噪声的性质有关，还与心理、其效应不仅与噪声的性质有关，还与心理、生理、社会生活、年龄、体质等因素有关。生理、社会生活、年龄、体质等因素有关。通过对听觉系统的作用，主要影响神经系通过对听觉系统的作用，主要影响神
47、经系统，可导致对心血管、内分泌系统的影响。统，可导致对心血管、内分泌系统的影响。2、放射性污染的生物学效应、放射性污染的生物学效应 放射性污染的来源：天然；人工（核武器、核放射性污染的来源：天然；人工（核武器、核燃料、核电站、同位素）燃料、核电站、同位素）作用机理作用机理 直接损伤：直接电离机体生物大分子直接损伤：直接电离机体生物大分子 间接损伤：电离水分子，导致氧化自由基的产间接损伤：电离水分子，导致氧化自由基的产生，自由基作用于生物大分子生，自由基作用于生物大分子效应结果效应结果 急性损伤：根据一次性接受剂量，血象变化至急性损伤：根据一次性接受剂量，血象变化至死亡死亡 远期效应：致癌、白血病、寿命缩短、胚胎畸远期效应：致癌、白血病、寿命缩短、胚胎畸形形大剂量下测定的生物效应外推到小剂量的大剂量下测定的生物效应外推到小剂量的不可靠性。机体本身的自我修复功能。不可靠性。机体本身的自我修复功能。3、射频电磁辐射污染的生物学效应、射频电磁辐射污染的生物学效应污染源：无线电广播、电视通讯、雷污染源：无线电广播、电视通讯、雷达控测达控测对人体健康的影响：对人体健康的影响：热效应：辐射强度大时热效应：辐射强度大时非致热作用：多方面影响，机理不清非致热作用：多方面影响，机理不清楚，可能与放射性作用相似。楚，可能与放射性作用相似。
