1、第第4 4章章 环境质量与环境质量与污染污染生物监测生物监测第第 一节一节 空气污染生物监测空气污染生物监测 主要内容主要内容第第4 4章章 环境质量与环境质量与污染污染生物监测生物监测第第1 1节节 空气污染生物监测空气污染生物监测v大气污染的生物监测大气污染的生物监测是利用生物对大气中的污染物是利用生物对大气中的污染物的反应，监测有害气体的成分和含量，以了解大气的反应，监测有害气体的成分和含量，以了解大气的环境质量水平。的环境质量水平。l利用利用植物监测植物监测l利用动物监测利用动物监测l利用微生物监测利用微生物监测（一）植物监测（一）植物监测依据依据/原因原因第第1 1节节 空气污染生物
2、监测空气污染生物监测 植物能以庞大的叶面积与空气植物能以庞大的叶面积与空气接触接触，进行，进行活跃的气体交换活跃的气体交换;植物植物缺乏动物的循环系统缺乏动物的循环系统来缓冲外界的影来缓冲外界的影响响;植物植物固定生长固定生长的特点使其无法避开污染物的特点使其无法避开污染物的伤害。的伤害。一、植物监测一、植物监测植物的选择植物的选择第第1 1节节 空气污染生物监测空气污染生物监测u在受到污染物的侵袭后有明显的显示：在受到污染物的侵袭后有明显的显示：如明显的伤害症状、生如明显的伤害症状、生长和形态的变化、果实或种子的变化以及生产力或产量的变化等长和形态的变化、果实或种子的变化以及生产力或产量的变
3、化等u一般选择：一般选择：一年生草本植物、多年生木本植物以及一年生草本植物、多年生木本植物以及地衣、苔藓地衣、苔藓等等 主要是树木、农作物、蔬菜及野生草本植物主要是树木、农作物、蔬菜及野生草本植物v二氧化硫二氧化硫指示植物指示植物苔藓苔藓白蜡树白蜡树云杉云杉地衣地衣棉花棉花白杨白杨图图1 部分二氧化硫指示植物部分二氧化硫指示植物第第1 1节节 空气污染生物监测空气污染生物监测 光化学氧化物光化学氧化物指示植物指示植物矮牵牛花矮牵牛花葡萄葡萄菠菜菠菜黄瓜黄瓜马铃薯马铃薯洋葱洋葱图图2 O3的指示植物的指示植物第第1 1节节 空气污染生物监测空气污染生物监测氟化物氟化物指示植物指示植物第第1 1节
4、节 空气污染生物监测空气污染生物监测 乙烯乙烯的指示植物的指示植物第第1 1节节 空气污染生物监测空气污染生物监测氮氧化物氮氧化物指示植物指示植物第第1 1节节 空气污染生物监测空气污染生物监测二、植物监测方法二、植物监测方法1 1、现场调查法、现场调查法2 2、现场盆栽定点监测法、现场盆栽定点监测法3 3、污染指数法、污染指数法二、植物监测方法二、植物监测方法1 1、现场调查法、现场调查法 1 1）植物症状的观察）植物症状的观察 2 2）地衣、苔藓观察）地衣、苔藓观察 3 3）植物群落调查）植物群落调查二、植物监测方法二、植物监测方法1 1）植物症状的观察）植物症状的观察植物的受害症状共同特
5、点：植物的受害症状共同特点：叶绿素叶绿素被破坏被破坏 叶细胞叶细胞组织脱水组织脱水 叶面叶面失去光泽、出现不失去光泽、出现不同颜色同颜色二、植物监测方法二、植物监测方法 2 2）地衣苔藓观察）地衣苔藓观察 在大气污染区域调查苔藓植物和地衣的在大气污染区域调查苔藓植物和地衣的种类、数量分布的变化、种类、数量分布的变化、频度、盖度及其受害症状频度、盖度及其受害症状做出判断；做出判断；在工业城市中，通常距市中心越近，在工业城市中，通常距市中心越近，地衣的种类越少地衣的种类越少；重污染区内一般仅有少数重污染区内一般仅有少数壳状壳状地衣分布；地衣分布；随污染程度的减轻，出现随污染程度的减轻，出现枝状枝状
6、地衣；地衣；在轻污染区，在轻污染区，叶状叶状地衣最多地衣最多 当当SOSO2 2年均浓度在年均浓度在0.015-0.105mg/m0.015-0.105mg/m3 3时就可使时就可使当地地衣绝迹当地地衣绝迹，达到达到0.017mg/m30.017mg/m3时，时，大多数苔藓植物不能生存大多数苔藓植物不能生存二、植物监测方法二、植物监测方法3 3）植物群落监测法）植物群落监测法监测各种植物（监测各种植物（敏感性不同敏感性不同）的受害症状和受害程度、）的受害症状和受害程度、分析植物群落中各种植物的反应：分析植物群落中各种植物的反应：敏感植物敏感植物出现受害症状出现受害症状 轻度污染轻度污染抗性中等
7、的植物抗性中等的植物出现出现部分受害部分受害症状症状 中度污中度污染染抗性中等的植物出现明显受害症状，抗性较强的植物抗性中等的植物出现明显受害症状，抗性较强的植物出现部分受害症状出现部分受害症状 严重污染严重污染实例实例：某化工厂：某化工厂303050m50m范围内植物受害情况说明范围内植物受害情况说明及分析及分析情况分析：情况分析：根据植物叶片出现的症状特点（伤斑出现叶脉间），表明该厂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附近的大气已被SOSO2 2污染。污染。此外，剖析此外，剖析树木年轮树木年轮可以了解所在地区大气污染可以了解所在地区大气污染的历史：的历史：在
8、气候正常、未曾遭污染的年份，树木在气候正常、未曾遭污染的年份，树木年轮宽，年轮宽，木质相对密度大木质相对密度大；在大气污染严重或气候条件恶劣的年份，在大气污染严重或气候条件恶劣的年份，树木树木年轮窄，木质相对密度小年轮窄，木质相对密度小二、植物监测方法二、植物监测方法二、植物监测方法二、植物监测方法2 2、盆栽法、盆栽法3 3、污染指数法、污染指数法(二二)利用动物监测利用动物监测一、利用动物个体的异常反应一、利用动物个体的异常反应对矿井内对矿井内瓦斯毒气瓦斯毒气敏感的动物敏感的动物金丝雀金丝雀 金翅雀金翅雀鸡鸡老鼠老鼠第第1 1节节 空气污染生物监测空气污染生物监测对对SO2敏感的敏感的动物
9、动物敏感性水平：敏感性水平：本鸟最高本鸟最高俺狗狗第二俺狗狗第二耐受力最好的当属我们家禽了耐受力最好的当属我们家禽了金丝雀金丝雀狗狗家禽家禽第第1 1节节 空气污染生物监测空气污染生物监测二、利用动物种群数量的变化二、利用动物种群数量的变化 大型哺乳动物、鸟类、昆虫等迁移大型哺乳动物、鸟类、昆虫等迁移第第1 1节节 空气污染生物监测空气污染生物监测（三）利用微生物监测（三）利用微生物监测 空气微生物是空气污染的重要因子，它与空气微生物是空气污染的重要因子，它与气溶胶气溶胶、颗粒物等媒体颗粒物等媒体一起散布并污染环境、左右疾病发生与一起散布并污染环境、左右疾病发生与传播，监测空气微生物状况是掌握
10、其活动和作用的必传播，监测空气微生物状况是掌握其活动和作用的必要前提。要前提。v 室内室内空气微生物监测：空气微生物监测：某医院的空气微生物监测某医院的空气微生物监测163163份标本，合格份标本，合格8888份，合格率仅份，合格率仅5454；表明空气微生物的污染与医院；表明空气微生物的污染与医院感染密切相关，加强消毒隔离措施、合理使用抗生感染密切相关，加强消毒隔离措施、合理使用抗生素，控制医院感染是十分重要的。素，控制医院感染是十分重要的。第第1 1节节 空气污染生物监测空气污染生物监测v空气污染的微生物学评价指标空气污染的微生物学评价指标细菌总数细菌总数链球菌总数链球菌总数v测定方法测定方
11、法（146页）页）沉降平皿法沉降平皿法撞击平皿法撞击平皿法吸收管法吸收管法滤膜法滤膜法第第1 1节节 空气污染生物监测空气污染生物监测（三）利用微生物监测（三）利用微生物监测第第1 1节节 空气污染生物监测空气污染生物监测（三）利用微生物监测（三）利用微生物监测第第1 1节节 空气污染生物监测空气污染生物监测撞击法检测空气中微生物数量撞击法检测空气中微生物数量培养前培养后第第1 1节节 空气污染生物监测空气污染生物监测（三）利用微生物监测（三）利用微生物监测第第1 1节节 空气污染生物监测空气污染生物监测空气中细菌总数是每空气中细菌总数是每m m3 3空气中各细菌的空气中各细菌的总数，一般认为
12、总数，一般认为超过超过500-1000500-1000个个/m/m3 3以以上时，作为上时，作为空气污染的指标空气污染的指标环境质量评价方法指南中住房空气卫生评价标准环境质量评价方法指南中住房空气卫生评价标准空气评价空气评价夏天夏天评价评价冬天冬天评价评价清洁空气清洁空气1500150045004500污染空气污染空气 2500250070007000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；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判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为制定控制污染措施，使
13、水环境生态系统保持平衡提供依据。衡提供依据。第第2节节 水环境污染生物监测水环境污染生物监测一、水污染的细菌学监测（细菌总数、大肠杆菌）一、水污染的细菌学监测（细菌总数、大肠杆菌）二、生物群落监测法二、生物群落监测法第第2 2节节 水体污染生物监测水体污染生物监测（一）水质的细菌学检验（一）水质的细菌学检验第第2 2节节 水体污染生物监测水体污染生物监测（一）水质的细菌学检验（一）水质的细菌学检验第第2 2节节 水体污染生物监测水体污染生物监测（一）水质的细菌学检验（一）水质的细菌学检验第第2 2节节 水体污染生物监测水体污染生物监测（一）水质的细菌学检验（一）水质的细菌学检验第第2 2节节
14、水体污染生物监测水体污染生物监测（一）水质的细菌学检验（一）水质的细菌学检验第第2 2节节 水体污染生物监测水体污染生物监测2 2 滤膜法滤膜法v发酵法全部检测需要的时间较长，为缩短时间，可以发酵法全部检测需要的时间较长，为缩短时间，可以采用滤膜法，其步骤为：采用滤膜法，其步骤为：1 1）水样过滤：）水样过滤：选用具有微孔的滤膜，灭菌后通过抽滤一选用具有微孔的滤膜，灭菌后通过抽滤一定量的待测水样，将水中的细菌截留在无菌滤膜上；定量的待测水样，将水中的细菌截留在无菌滤膜上；2 2）培养：）培养：将将滤膜有菌面朝上滤膜有菌面朝上贴于特定的固体培养基平板贴于特定的固体培养基平板上（伊红美兰培养基），
15、经上（伊红美兰培养基），经3737C C培养培养16hr18hr16hr18hr；第第2 2节节 水体污染生物监测水体污染生物监测（一）水质的细菌学检验（一）水质的细菌学检验3 3）结果观察：）结果观察：培养培养16hr18hr16hr18hr后，挑选深红色或紫红色、后，挑选深红色或紫红色、不带或带有金属光泽的菌落，进行革兰氏染色观察，确不带或带有金属光泽的菌落，进行革兰氏染色观察，确定大肠菌群细菌。定大肠菌群细菌。G G-：接入乳糖培养液中，复发酵；：接入乳糖培养液中，复发酵；G G+：阴性结果。：阴性结果。经染色证实为经染色证实为G G-无芽孢杆菌者，再接入乳糖蛋白胨半固体无芽孢杆菌者，再
16、接入乳糖蛋白胨半固体培养基中，培养基中，3737C C培养培养68hr68hr，产气者判定为大肠菌群阳，产气者判定为大肠菌群阳性。性。2 滤膜法滤膜法第第2 2节节 水体污染生物监测水体污染生物监测（一）水质的细菌学检验（一）水质的细菌学检验4 4）结果计算：）结果计算：根据滤膜上证实的大肠菌群数及滤过水根据滤膜上证实的大肠菌群数及滤过水量，求出量，求出1L1L水中的大肠菌群数量。水中的大肠菌群数量。v计算公式计算公式：总大肠菌群数总大肠菌群数 =滤膜上的菌落数以滤膜上的菌落数以20602060个个/片为适宜。片为适宜。5 5）评价报告评价报告：v根据测定的数值写出检测水样的细菌学检测结果，予
17、根据测定的数值写出检测水样的细菌学检测结果，予以评价。以评价。滤膜上生长菌落数滤膜上生长菌落数 1000过滤水样量（过滤水样量（mL）第第2 2节节 水体污染生物监测水体污染生物监测（一）水质的细菌学检验（一）水质的细菌学检验v滤膜法的优点：滤膜法的优点：省时、省料、设备要求低；省时、省料、设备要求低；可以采集较多的检验水样。可以采集较多的检验水样。局限性：局限性：v易受悬浮物干扰；易受悬浮物干扰；v受其它细菌的干扰；受其它细菌的干扰；v受水样中毒物的干扰。受水样中毒物的干扰。第第2 2节节 水体污染生物监测水体污染生物监测（一）水质的细菌学检验（一）水质的细菌学检验（二）浮游生物监测（二）浮
18、游生物监测浮游植物浮游植物：以单细胞、群体或丝状体的形式出现：以单细胞、群体或丝状体的形式出现浮游动物：浮游动物：原生动物、轮虫、枝角类原生动物、轮虫、枝角类 和桡足类和桡足类等等浮游生物是指具有很少或没有克服水流的能力、随波逐浮游生物是指具有很少或没有克服水流的能力、随波逐流地生活于广阔水域或大洋的微型水池生物流地生活于广阔水域或大洋的微型水池生物包括：包括：（二）浮游生物监测（二）浮游生物监测（一）采样（一）采样（二）检验标本的制作（二）检验标本的制作（三）富有生物的计数（三）富有生物的计数（四）生物量的测定（四）生物量的测定（二）浮游生物监测（二）浮游生物监测采样步骤采样步骤确定采样地点
19、、深度、频率确定采样地点、深度、频率标签标签：日期，采样点，研究水域、样品类型，水日期，采样点，研究水域、样品类型，水深深记录本记录本：地点、深度、类型、时间、气候条件、地点、深度、类型、时间、气候条件、浊度、水温等浊度、水温等固定方法：固定方法：l浮游植物浮游植物可用鲁哥氏液、可用鲁哥氏液、5%5%福尔马林，另防福尔马林，另防褪色可加褪色可加1ml1ml饱和硫酸铜饱和硫酸铜/L/L样品或避光保存样品或避光保存l浮游动物浮游动物可用可用70%70%乙醇、乙醇、5%5%福尔马林、鲁哥氏福尔马林、鲁哥氏液；分析生物量的用液；分析生物量的用5%5%福尔马林。另加洗涤剂福尔马林。另加洗涤剂可防止结团可
20、防止结团采样量平行样采样量平行样（二）浮游生物监测（二）浮游生物监测教材教材 151（二）浮游生物监测（二）浮游生物监测 （二）、检验标本的制作（二）、检验标本的制作浮游植物的永久性湿封片：摇匀沉淀样品，准确吸取浮游植物的永久性湿封片：摇匀沉淀样品，准确吸取0.1mL0.1mL样品至样品至载玻片上，盖上盖玻片载玻片上，盖上盖玻片。用粘合剂圈封盖玻片。对于。用粘合剂圈封盖玻片。对于半永久性封片，可在样品中加入甘油。半永久性封片，可在样品中加入甘油。浮游动物的封片：从样品中吸取浮游动物的封片：从样品中吸取5mL5mL样品，视样品浓度可作样品，视样品浓度可作适当稀释或浓缩。用适当稀释或浓缩。用聚乙烯
21、乳酰酚制备半永久性浮游动物封聚乙烯乳酰酚制备半永久性浮游动物封片。片。（二）浮游生物监测（二）浮游生物监测（三）、浮游生物的计数（三）、浮游生物的计数总细胞数计数总细胞数计数：费时、工作量大：费时、工作量大自然单位或群单位自然单位或群单位：便于使用，但不：便于使用，但不准确准确 （样品的处理可能将细胞从群体中驱散出来）（样品的处理可能将细胞从群体中驱散出来）显微镜显微镜（二）浮游生物监测（二）浮游生物监测（三）、浮游生物的计数（三）、浮游生物的计数计数框计数框拉季拉季(Lackey)(Lackey)微量微量(微断面微断面)计数法计数法滤膜计数滤膜计数（二）浮游生物监测（二）浮游生物监测1 1、
22、计数框、计数框（二）浮游生物监测（二）浮游生物监测VSAACMs1所计数的生物数所计数的生物数每毫升的生物数每毫升的生物数一个长条的面积一个长条的面积mm2计数的长条的条数计数的长条的条数盖玻片的面积盖玻片的面积mm2盖玻片下面盖玻片下面样品的体积，样品的体积，ml移取移取0.1ml水样至一载玻片上，用水样至一载玻片上，用2222mm盖玻片盖盖玻片盖上，计数上，计数3-4个盖玻片宽度和长度的生物个盖玻片宽度和长度的生物2 2、拉季、拉季(Lackey)(Lackey)微量计数法微量计数法（二）浮游生物监测（二）浮游生物监测3 3、滤膜计数、滤膜计数在在200 x-450 x200 x-450
23、x倍下检查浓缩在滤膜上并在油中制片的样品倍下检查浓缩在滤膜上并在油中制片的样品选择的放大倍数和显微镜视野大小应使数量最多的种类在显选择的放大倍数和显微镜视野大小应使数量最多的种类在显微镜检查视野中出现微镜检查视野中出现70%-90%70%-90%使用部分或全部回普方格调节显微镜视野的大小使用部分或全部回普方格调节显微镜视野的大小检查检查3030个随机视野并记录每一物种所出现的视野个数个随机视野并记录每一物种所出现的视野个数确定出现的百分率和每个确定出现的百分率和每个视野的密度视野的密度(N)(N)。以每毫升生物数。以每毫升生物数M(M(个数个数mL)mL)报告结果报告结果DVQNM过滤样品体积
24、每个滤膜的视野数稀释系数（二）浮游生物监测（二）浮游生物监测4 4、生物量的测定、生物量的测定叶绿素叶绿素生物体体积生物体体积重量法重量法ATPATP法法单位体积的生物个体数单位体积的生物个体数：不足以反映种群动力学、多样性、：不足以反映种群动力学、多样性、生态系统结构生态系统结构间接指标间接指标：总碳、氮、氧、氢、类酯、碳水化合物、磷、：总碳、氮、氧、氢、类酯、碳水化合物、磷、硅、几丁质等硅、几丁质等（二）浮游生物监测（二）浮游生物监测叶绿素叶绿素什么的指标？什么的指标？藻类生物量指标。藻类生物量指标。估算藻类生物量时估算藻类生物量时可用叶绿素可用叶绿素a a含量乘以系数含量乘以系数6767
25、（二）浮游生物监测（二）浮游生物监测生物体体积生物体体积一种生物细胞的大小在不同水体里以及在不同一种生物细胞的大小在不同水体里以及在不同时间里都有显著的不同时间里都有显著的不同对于每一个采样时对于每一个采样时间，每一种生物都要测量间，每一种生物都要测量2020个个体个个体，取平均，取平均值值每一种的总生物体积是用平均细胞体积每一种的总生物体积是用平均细胞体积乘以每毫升的细胞个数乘以每毫升的细胞个数第第2 2节节 水体污染生物监测水体污染生物监测（二）浮游生物监测（二）浮游生物监测重量法重量法将将100mg100mg湿的浓缩样品放入灼烧、称重的清洁瓷坩湿的浓缩样品放入灼烧、称重的清洁瓷坩埚里。在
26、埚里。在105105下干燥下干燥24h24h。缺点？缺点？易受淤泥与有机碎屑干扰易受淤泥与有机碎屑干扰（二）浮游生物监测（二）浮游生物监测测哪种生物的？测哪种生物的？测定总的测定总的活浮游生物生物量的唯一手段活浮游生物生物量的唯一手段原因是生物种类不同其原因是生物种类不同其ATPATP与生物量的比率也不与生物量的比率也不同，但这个比率相当恒定同，但这个比率相当恒定估算生物量估算生物量ATP法法10004.2ATPpB浮游生物生物量mg干重/LATP浓度ng/L思考题思考题v生物监测与化学测试相比有哪些优点？存在生物监测与化学测试相比有哪些优点？存在哪些不足？哪些不足？v大气污染的生物监测方法有
27、哪些？大气污染的生物监测方法有哪些？v如何进行水环境的生物学评价？如何进行水环境的生物学评价？讨论课作业讨论课作业v镉对生物体的毒性效应及生物修复？（环科镉对生物体的毒性效应及生物修复？（环科1 1班班 ）v人工浮岛技术及其在受污染水体修复中的应人工浮岛技术及其在受污染水体修复中的应用？（环工用？（环工1 1班班 ）v养猪废水处理技术与工艺？（环工养猪废水处理技术与工艺？（环工 2 2班班 ）形式：形式：分为三大组分为三大组汇报讨论形式汇报讨论形式：ppt ppt 试讲试讲 20min/20min/组，讨论组，讨论2020分钟分钟汇报讨论情况记入最终的期末考试成绩汇报讨论情况记入最终的期末考试成绩要求：要求：每位同学最后写成每位同学最后写成wordword文档，上交作业文档，上交作业第第5 5次作业次作业教材教材1 1，2 2，3 3
