《环境监测第六章》PPT课件.pptx

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 ，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 。生 物 监 测 方 法 ：1. 生 态 （ 群 落 生 态 和 个 体 生 态 ） 监 测2. 生 物 测 试 (毒 性 测 定 、 致 突 变 测 定 )3. 生 物 的 生 理 、 生 化 指 标 测 定4. 生 物 体 内 污 染 物 残 留 量 测 定 n 富 集 性 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 DDT农 药 :水 中 浓 度 为 0.000003mg L浮 游 生 物 （ 富 集 7.3万 倍 ） 小 鱼 (富 集 14.3万 倍 ) 大 鱼 （ 富 集 858万 倍 ） 人 食 用 这 些 水 中 生 物 后 富 集 1000万 倍 。 n 长 期 性 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 是 因 污 染物 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 ，能 把 一 定 时 问 内 环 境 变 化 情 况 反 映 出 来 。综 合 性 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 ，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 。以 上 过 程 ， 只 有 通过 生 物 监 测 手 段 ， 通 过食 物 链 放 大 了 的 各 营 养级 进 行 分 析 ， 才 能 对 水体 进 行 全 面 评 价 。 一 、 生 物 群 落 监 测 方 法二 、 生 物 测 试 法三 、 细 菌 学 检 验 法 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 是生 物 群 落 监 测 法 的 理 论 依 据 。： 附 着 于 长 期 浸 没 水 中的 各 种 基 质 表 面 上 的 有 机 体 群 落 。栖 息 在 水 体 底 部 淤 泥内 、 石 块 或 砾 石 表 面 及 其 间 隙 中的 肉 眼 可 见 的 水 生 无 脊 椎 动 物 。原 生动 物 、 轮 虫 、 枝角 类 和 桡 足 类 （ 一 ） 生 物 指 数 监 测 法 （ 贝 克 生 物 指 数 、 贝 克 -津 田 生 物 指 数 、 生 物 种 类 多 样 性 指 数 、硅 藻 生 物 指 数 ） （ 二 ） 污 水 生 物 系 统 法 （ 三 ） PFU微 型 生 物 群 落 监 测 法 （ 简 称 PFU法 ） （ 一 ） 生 物 指 数 监 测 法 生 物 指 数 （ BI） =2A+B式 中 ： A、 B分 别 为 敏 感 底 栖 动 物 种 类 数 和 耐 污 底 栖 动 物种 类 数 。 贝 克 生 物 指 数 ：从 采 样 点 采 到 的 底 栖 大 型 无 脊 椎 动 物 当 BI 10时 ， 为 清 洁 水 域 ； BI为 16时 ， 为 中等 污 染 水 域 ； BI=0时 ， 为 严 重 污 染 水 域 。 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 物 当 BI20， 为 清 洁 水 区 ； 10 BI 20， 为 轻 度污 染 水 区 ； 6 BI10， 为 中 等 污 染 水 区 ； 0 BI6，为 严 重 污 染 水 区 。1.贝 克 生 物 指 数 和 贝 克 -津 田 生 物 指 数 2.生 物 种 类 多 样 性 指 数式 中 ： 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 ；ni单 位 面 积 样 品 中 第 i种 动 物 的 个 数 ；S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 越少 ， 指 数 越 小 ， 水 体 污 染 越 严 重 。 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 ： 值 1.0： 严 重 污 染 ; 值 1.0 3.0： 中 等 污 染 ； 值 3.0： 清 洁 NnNnd isi i 1 2logd d dd 3.硅 藻 生 物 指 数硅 藻 指 数 =式 中 ： A不 耐 污 染 藻 类 的 种 类 数 ；B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 。 硅 藻 指 数 0 50为 多 污 带 ； 硅 藻 指 数 50 100为 -中 污 带 ； 硅 藻 指 数 100 150为 -中 污 带 ； 硅 藻指 数 150 200为 轻 污 带 。 10022 CBA CBA 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 过程 ， 自 上 游 向 下 游 划 分 为 四 个 相 互 连 续 的 河 段 ， 即多 污 带 段 、 -中 污 带 段 、 -中 污 带 段 和 寡 污 带 段 ，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 。 表 6.1为 污 水 系 统 的 部 分 生 物 学 、 化 学 特 征 。 项 目 多 污 带 -中 污 带 -中 污 带 寡 污 带化 学过 程 还 原 和 分 解 作 用 明显 开 始 水 和 底 泥 里 出 现 氧 化作 用 氧 化 作 用 更强 烈 因 氧 化 使 无 机化 达 到 矿 化 阶段溶 解 氧 没 有 或 极 微 量 少 量 较 多 很 多BOD 很 高 高 较 低 低硫 化 氢的 生 成 具 有 强 烈 的 硫 化 氢臭 味 没 有 强 烈 硫 化 氢 臭 味 无 无水 中有 机 物 蛋 白 质 、 多 肽 等 高分 子 物 质 大 量 存 在 高 分 子 化 合 物 分 解 产生 氨 基 酸 、 氨 等 大 部 分 有 机物 已 完 成 无机 化 过 程 有 机 物 全 分 解底 泥 常 有 黑 色 硫 化 铁 存 在 ， 呈 黑 色 硫 化 铁 氧 化 成 氢 氧 化铁 ， 底 泥 不 呈 黑 色 有 Fe2O3存 在 大 部 分 氧 化水 中细 菌 大 量 存 在 ， 每 毫 升可 达 100万 个 以 上 细 菌 较 多 ， 每 毫 升 在10万 个 以 上 数 量 减 少 ，每 毫 升 在 10万 个 以 下 数 量 少 ， 每 毫升 在 100个 以 下 表 6.1 污 水 系 统 的 部 分 生 物 学 、 化 学 特 征 PFU微 型 生 物 群 落 监 测 法 PFU法 是 以 聚 氨 酯 泡 沫 塑 料 块 （ PFU） 作 为 人 工基 质 沉 入 水 体 中 ， 经 一 定 时 间 后 ， 水 体 中 大 部 分 微 型生 物 种 类 均 可 群 集 到 PFU内 ， 达 到 种 数 平 衡 ， 通 过 观察 和 测 定 该 群 落 结 构 与 功 能 的 各 种 参 数 来 评 价 水 质 状况 。 根 据 水 环 境 条 件 确 定 采 样 时 间 ， 一 般 在 静 水 中 采样 约 需 四 周 ， 在 流 水 中 采 样 约 需 两 周 ； 采 样 结 束 后 ，带 回 实 验 室 ， 把 PFU中 的 水 全 部 挤 于 烧 杯 内 ， 用 显 微镜 进 行 微 型 生 物 种 类 观 察 和 活 体 计 数 。 Cairns首 次 使 用 聚 氨 酯 泡 沫 塑 料 块(Polyurechane Foam Unit， 简 称 PFU)采 集 水 体 微 型生 物 群 落 ；根 据 生 物 地 理 平 衡 模 型 及 微 型 生 物 在 PFU上 群 集的 过 程 ， 提 出 了 3个 功 能 参 数 ：n 平 衡 时 的 物 种 数 量 Seq；n 群 集 曲 线 的 斜 率 (或 称 群 集 常 数 )G；n 达 到 90 Seq所 需 要 的 时 间 T90 。如 果 环 境 受 到 污 染 影 响 ， 原 来 的 平 衡 遭 到 破 坏 ，这 3个 参 数 将 发 生 改 变 。 因 此 ， 利 用 微 型 生 物 在 PFU上的 群 集 过 程 中 3个 参 数 的 变 化 ， 可 以 评 价 水 质 和 监 测水 污 染 。 污 染 较 轻 的 情 况 下 ， 随 着 污 染 加 重 ， 集 群 速 度G、 平 衡 时 的 物 种 数 Seq都 会 增 大 ， 达 到 90 Seq的 时间 T90%将 缩 短 。 从 生 态 学 观 点 看 ， 此 时 营 养 水 平 适合 大 多 数 原 生 动 物 的 生 长 ， 因 此 ， 种 类 多 ， 丰 度 也大 ； 但 随 着 污 染 程 度 进 一 步 加 重 ， 平 衡 时 物 种 数 Seq会 减 少 ， 达 到 90 Seq所 需 时 间 T90%将 延 长 ， 集 群 速度 G也 减 小 。 从 生 态 学 观 点 看 ， 重 污 染 和 严 重 污 染已 超 出 大 多 数 原 生 动 物 的 耐 受 限 度 ， 在 这 恶 劣 的 环境 中 ， 大 多 数 种 类 不 能 耐 受 而 消 失 。 利 用 生 物 受 到 污 染 物 质 危 害 或 毒 害 后 所 产 生 的反 应 或 生 理 机 能 的 变 化 ， 来 评 价 水 体 污 染 状 况 ， 确定 毒 物 安 全 浓 度 的 方 法 称 为 生 物 测 试 法 。 二 、 生 物 测 试 法 按 水 流 方 式 ： 静 水 式 和 流 水 式按 测 试 时 间 分 类 ： 急 性 试 验 和 慢 性 试 验按 受 试 活 体 ： 水 生 生 物 和 发 光 细 菌 等 （ 一 ） 水 生 生 物 毒 性 试验金 鱼 绿 藻 褐 藻蝴 蝶 鱼图 6.1 可 用 于 水 生 生 物 毒 性 试 验 的 部 分 鱼 类 和 藻 类 试 验 条 件 选 择n 每 一 种 浓 度 的 试 验 溶 液 为 一 组 ， 每 组 至 少 10尾 鱼试 验 容 器 用 容 积 约 10L的 玻 璃 缸 ， 保 证 每 升 水 中 鱼重 不 超 过 2g。n 试 验 溶 液 的 温 度 要 适 宜 ， 对 冷 水 鱼 为 12 28 ，对 温 水 鱼 为 20 28 。 同 一 试 验 中 ， 温 度 变 化 为 2 。n 试 验 溶 液 中 不 能 含 大 量 耗 氧 物 质 ， 要 保 证 有 足 够的 溶 解 氧 ， 对 于 冷 水 鱼 不 少 于 5mg/L， 对 于 温 水 鱼不 少 于 4mg/L。n 试 验 溶 液 的 pH值 通 常 控 制 在 6.7 8.5之 间 。 n 配 制 试 验 溶 液 和 驯 养 鱼 用 水 应 是 未 受 污 染 的 河 水或 湖 水 。 如 果 使 用 自 来 水 ， 必 须 经 充 分 曝 气 才 能使 用 。 不 宜 使 用 蒸 馏 水 。 试 验 步 骤试 验 溶 液 浓 度 设 计 确 定 试 验 溶 液 的 浓 度 范 围试 验 记 录 不 同 时 间 的 金 鱼 成 活 数毒 性 判 定 计 算 半 数 忍 受 限 度 （ TLm）预 试 验 (探 索 性 试 验 ) 通 常 选 七 个 浓 度 (至 少 五 个 ) 半 数 忍 受 限 度 （ TLm） ， 即 半 数 存 活 浓 度 。 求TLm值 的 简 便 方 法 是 将 试 验 鱼 存 活 半 数 以 上 和 半 数以 下 的 数 据 与 相 应 试 验 液 毒 物 （ 或 污 水 ） 浓 度 绘 于半 对 数 坐 标 纸 上 （ 对 数 坐 标 表 示 毒 物 浓 度 ， 算 术 坐标 表 示 存 活 率 ） ， 用 直 线 内 插 法 求 出 。表 6.2 某 毒 物 实 验 结 果毒 物 浓 度 / (mgL -1) 每 组 鱼 数/ 尾 试 验 鱼 成 活 数24 h 48 h 96 h10.07.55.64.23.22.4对 照 组 10101010101010 0389101010 002791010 00127910 安 全 浓 度 = 2Lm)(24TLm/48T0.348TLm安 全 浓 度 =48TLm 0.1图 6.2 用 直 线 内 插 法 求 TLm点 击 此 处 观 看 ：“ 金 鱼 毒 性 实 验 ” （ 二 ） 发 光 细 菌 法发 光 细 菌 是 一 类 能 自 发 发 光 的 细 菌 ， 其 发 光 机 制是 由 于 菌 体 内 有 一 种 荧 光 素 酶 ， 通 过 酶 催 化 不 饱 和 脂肪 酸 反 应 ， 而 向 外 界 辐 射 蓝 绿 色 的 荧 光 ， 发 光 光 谱 范围 在 435 630nm， 有 单 一 最 大 发 射 峰 ( max=475nm).它 是 生 物 自 身 的 正 常 生 理 代 谢 过 程 .由 于 发 光 细菌 有 易 培 养 、 增 殖 速 度 快 、 发 光 易 受 外 界 环 境 的 影 响且 反 应 迅 速 、 灵 敏 等 特 点 。 近 年 来 国 内 外 较 多 地 将 发光 细 菌 应 用 于 环 境 监 测 ， Beckman公 司 依 据 发 光 细 菌的 发 光 原 理 ,已 推 出 用 于 环 境 监 测 的 生 物 毒 性 检 测 仪Microtox。n 生 物 发 光 法 是 结 合 生 命 有 机 体 的 生 物 物 理 和 生 物化 学 过 程 ， 检 测 的 是 处 于 环 境 中 的 生 物 ， 提 供 的是 一 个 综 合 的 整 体 指 标 ， 因 此 比 传 统 的 检 验 方 法更 迅 速 ， 直 接 反 映 环 境 污 染 对 生 物 的 影 响 。n 当 发 光 细 菌 与 水 样 毒 性 组 分 接 触 时 ， 可 影 响 或 干扰 细 菌 的 新 陈 代 谢 ， 使 细 菌 的 发 光 强 度 下 降 或 熄灭 。 在 一 定 毒 物 浓 度 范 围 内 ， 有 毒 物 质 浓 度 与 发光 强 度 呈 负 相 关 线 性 关 系 ， 因 而 可 使 用 生 物 发 光光 度 计 测 定 水 样 的 相 对 发 光 强 度 来 监 测 有 毒 物 质的 浓 度 。 1.水 生 植 物 生 产 力 的 测 定水 生 植 物 中 叶 绿 素 含 量 、 光 合 作 用 能 力 、 固 氮 能力 等 指 标 的 变 化 。2.致 诱 变 物 质 监 测其 检 测 方 法 有 ：n 微 核 测 定n 艾 姆 斯 （ Ames） 试 验 n 染 色 体 畸 变 试 验（ 三 ） 其 他 生 物 测 试 法 1. 卫 生 学 质 量 的 判 断在 实 际 工 作 中 ， 经 常 以 检 验 细 菌 总 数 ， 特 别 是检 验 作 为 粪 便 污 染 的 指 示 细 菌 ， 如 总 大 肠 菌 群 、 粪大 肠 菌 群 、 粪 链 球 菌 、 肠 道 病 毒 等 ， 来 间 接 判 断 水的 卫 生 学 质 量 。2. 利 用 细 菌 的 新 陈 代 谢 能 力 检 测 废 水 毒 性 ：n 利 用 细 菌 的 活 动 能 力n 利 用 用 细 菌 生 长 抑 制 试 验n 利 用 细 菌 的 呼 吸 代 谢 检 测 n 在 生 物 体 系 中 ， 植 物 更 易 遭 受 大 气 污 染 的 伤 害 ，其 原 因 为 :植 物 能 以 庞 大 的 叶 面 积 与 空 气 接 触 ， 进行 活 跃 的 气 体 交 换 ;植 物 缺 乏 动 物 的 循 环 系 统 来 缓冲 外 界 的 影 响 ;植 物 固 定 生 长 的 特 点 使 其 无 法 避 开污 染 物 的 伤 害 。 正 因 为 植 物 对 大 气 污 染 的 反 应 敏感 性 强 ， 加 上 本 身 位 置 的 固 定 ， 便 于 监 测 与 管 理 ，大 气 污 染 的 生 物 监 测 主 要 是 利 用 植 物 进 行 监 测 。 （ 一 ） 指 示 植 物 及 其 受 害 症 状 图 6.4 O3的 指 示 植 物 5. 氮 氧 化 物 指 示 植 物 图 6.8 植 物 监 测 器 示 意 图1.气 泵 ； 2.针 型 阀 ； 3.流 量 计 ； 4.活 性炭 净 化 器 ； 5.盆 栽 指 示 植 物 植 物 受 害 情 况悬 铃 木 、 加 拿 大 白 杨桧 柏 、 丝 瓜向 日 葵 、 葱 、 玉 米 、 菊 、 牵 牛 花 、月 季 、 蔷 薇 、 枸 杞 、 香 椿 、 乌 柏葡 萄 、 金 银 花 、 枸 树 、 马 齿 苋广 玉 兰 、 大 叶 黄 杨 、 栀 子 花 、 腊 梅 80 100%叶 片 受 害 ， 甚 至 脱 落叶 片 有 明 显 大 块 伤 斑 ， 部 分 植 株 枯 死50%左 右 叶 面 积 受 害 ， 叶 片 脉 间 有 点 、 块 状 伤 斑30%左 右 叶 面 积 受 害 ， 叶 脉 间 有 轻 度 点 、 块 状 伤 斑10%左 右 叶 面 积 受 害 ， 叶 片 上 有 轻 度 点 状 斑无 明 显 症 状表 6.3 排 放 SO2的 某 化 工 厂 附 近 植 物 群 落 受 害 情 况 （ 一 ） 利 用 动 物 个 体 的 异 常 反 应对 矿 井 内 瓦 斯 毒 气 敏 感 的 动 物金 丝 雀 金 翅 雀鸡老 鼠 对 SO2敏 感 的 动 物敏 感 性 水 平 ： 本 鸟 最 高 俺 狗 狗 第 二耐 受 力 最 好 的 当 属 我 们 家 禽 了金 丝 雀 狗 家 禽 （ 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 潜 叶 蛾 瘿 蚊 红 蜡 蚧 空 气 微 生 物 是 空 气 污 染 的 重 要 因 子 ， 它 与 气 溶胶 、 颗 粒 物 等 媒 体 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 其 活 动 和作 用 的 必 要 前 提 。n 室 内 空 气 微 生 物 监 测 ：某 医 院 的 空 气 微 生 物 监 测 163份 标 本 ， 合 格 88份 ， 合 格 率 仅 54 ； 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 生素 ， 控 制 医 院 感 染 是 十 分 重 要 的 。 n 室 外 空 气 微 生 物 监 测 ：n 辽 宁 省 某 市 空 气 中 微 生 物 区 系 分 布 与 环 境 质 量 关系 研 究 表 明 ： 空 气 中 微 生 物 的 数 量 随 着 人 群 和 车辆 流 动 的 增 加 而 增 多 ， 繁 华 的 中 街 微 生 物 数 量 最多 ， 其 次 是 交 通 路 口 ， 居 民 小 区 ； 郊 区 某 公 园 和农 村 空 气 中 细 菌 最 少 。n 2001和 2002年 山 东 省 某 海 滨 城 市 空 气 微 生 物 监 测发 现 ： 该 市 空 气 微 生 物 检 出 率 高 ， 空 气 处 于 微 生物 中 度 污 染 状 态 。 其 中 东 部 、 居 住 区 空 气 污 染 较重 ， 南 部 、 西 部 和 风 景 游 览 区 空 气 污 染 较 轻 。 滨海 区 空 气 陆 源 细 菌 少 于 内 陆 区 ， 真 菌 却 较 多 。 滨海 与 内 陆 区 空 气 微 生 物 含 量 相 近 ， 滨 海 区 空 气 陆源 微 生 物 增 多 ， 意 味 两 区 空 气 污 染 有 趋 同 现 象 。 n 生 物 污 染 监 测 就 是 应 用 各 种 检 测 手 段 测 定 生 物 体内 的 有 害 物 质 ， 以 便 及 时 掌 握 被 污 染 的 程 度 。n 生 物 污 染 监 测 的 步 骤 ：生 物 样 品 的 采 集预 处 理污 染 物 的 测 定生 物 样 品 制 备 (一 ) 植 物 对 污 染 物 的 吸 收 及 在 体 内 分 布n 空 气 污 染 物 主 要 通 过 粘 附 、从 叶 片 气 孔 或 茎 部 皮 孔 侵入 方 式 进 入 植 物 体 ；n 植 物 通 过 根 系 从 土 壤 或 水体 中 吸 收 水 溶 态 污 染 物 。 氟 化 物 、 农 药 等污 染 物 植 株 部 位 放 射 性 计 数 /(脉 冲 min-1g干 样 -1) 含 镉 量 /(gg干 样 -1) 分 配 百 分 数 /%不 同 部 位 合 计地 上部 位 叶 、 叶 鞘茎 杆穗 轴穗 壳糙 米 148375443735 0.671.700.200.160.15 3.59.01.10.80.8 15.2根 系 部 分 3540 16.12 84.4 84.8表 6.4 成 熟 期 水 稻 各 部 位 中 的 含 镉 量品 种 叶 片 根 茎 果 实番 茄茄 子黄 瓜 菜 豆菠 菜青 萝 卜胡 萝 卜 14910711016457.034.063.0 32.031.050.018.73.82.4 19.59.033.07.3 2.53.83.617.0表 6.5 氟 污 染 区 蔬 菜 不 同 部 位 的 含 氟 量 单 位 ： g/g 表 6.6 农 药 在 稻 谷 中 的 蓄 积 情 况农 药 糠 / % 米 / % 农 药 糠 / % 米 / %p,p-DDT六 六 六马 拉 硫 磷 704087 306013 苯 硫 磷乙 拌 磷倍 硫 磷 806594 20356表 6.7 农 药 在 水 果 中 的 蓄 积 情 况农 药 品 种 果 皮 / % 果 肉 / % 农 药 品 种 果 皮 / % 果 肉 / %p,p-DDT 西 维 因敌 菌 丹倍 硫 磷 苹 果苹 果苹 果桃 97229770 378330 异 狄 氏 剂杀 螟 松乐 果 柿 子葡 萄橘 子 969885 4215 （ 二 ） 动 物 对 污 染 物 的 吸 收 及 在 体 内 分 布n 环 境 中 的 污 染 物 一 般 通 过 呼 吸 道 、 消 化 道 、 皮 肤 等途 径 进 入 动 物 体 内 ;n 水 和 土 壤 中 的 污 染 物 质 主 要 通 过 饮 用 水 和 食 物 摄 入 ，经 消 化 道 被 吸 收 ;n 脂 溶 性 污 染 物 质 通 过 皮 肤 吸 收 后 进 入 动 物 肌 体 。呼 吸 道 消 化 道 皮 肤 吸 收 图 6.15 动 物 对 污 染 物 的 吸 收 方 式 1. 植 物 样 品 的 采 集(1) 对 样 品 的 要 求 ： 采 集 的 植 物 样 品 要 具 有 代 表性 、 典 型 性 和 适 时 性 。(2) 布 点 方 法 ： 在 划 分 好 的 采 样 小 区 内 ， 常 采 用梅 花 形 布 点 法 或 交 叉 间 隔 布 点 法 确 定 代 表 性 的 植 株 。 (一 ) 植 物 样 品 的 采 集 和 制 备 (3) 采 样 方 法 ： 在 每 个 采 样 小 区 内 的 采 样 点 上 分别 采 集 5 10处 植 株 的 根 、 茎 、 叶 、 果 实 等 ， 将 同 部位 样 混 合 ， 组 成 一 个 混 合 样 ； 采 集 样 品 量 要 能 满 足需 要 ， 一 般 经 制 备 后 ， 至 少 有 20 50g干 重 样 品 。图 6.16 采 样 点 布 设 方 法 2. 植 物 样 品 的 制 备(1) 鲜 样 的 制 备 ： 测 定 植 物 内 容 易 挥 发 、 转 化 或 降解 的 污 染 物 质 、 营 养 成 分 ， 以 及 多 汁 的 瓜 、 果 、 蔬 菜样 品 ， 应 制 备 成 新 鲜 样 品 。样 品 洗 净 晾 干 或 拭 干 捣 碎 机 捣 碎 制 浆 研 磨 (2) 干 样 的 制 备 ： 风 干 、 烘 干 磨 碎 过 筛 保 存 3. 分 析 结 果 表 示 方 法常 以 干 重 为 基 础 表 示 （ mg/kg） ， 但 含 水 量 高 的 蔬菜 、 水 果 等 ， 以 鲜 重 表 示 计 算 结 果 为 好 。 (二 ) 动 物 样 品 的 采 集 和 制 备n 动 物 的 尿 液 、 血 液 、 唾 液 、 胃 液 、 乳 液 、 粪 便 、毛 发 、 指 甲 、 骨 骼 和 组 织 等 均 可 作 为 检 验 样 品 。 (一 )消 解 和 灰 化 湿 法 消 解灰 化 法 提 取 方 法分 离 方 法 液 -液 萃 取 法蒸 馏 法层 析 法 ：磺 化 法 和 皂 化 法气 提 法 和 液 上 空 间 法低 温 冷 冻 法振 荡 浸 取 法组 织 捣 碎 提 取 法脂 肪 提 取 器 提 取直 接 球 磨 提 取 法蒸 馏 法K-D浓 缩 器蒸 发 法 等 图 6.17 高 频 电 场 激 发 灰 化 装 置 示 意 图图 6.18 氧 瓶 燃 烧 灰 化 装 置 示 意 图 图 6.19 索 式 提 取 器 示 意 图 图 6.20 实 验 室 用 搅 拌 球 磨 机 实 物 照 片 n 测 定 方 法 主 要 有 分 光 光 度 法 、 原 子 吸 收 光 谱 法 、荧 光 分 光 光 度 法 、 色 谱 法 、 质 谱 法 和 联 机 法 等 。表 6.8 硅 酸 镁 -乙 醚 -石 油 醚 层 析 体 系 分 离 农 药吸 附 剂 淋 洗 溶 液 能 分 离 出 来 的 农 药硅 酸 镁 6%乙 醚 -石 油 醚 艾 氏 剂 、 六 六 六 各 种 异 构 体 、 p,p-DDT、 p,p-DDT、 p,p-DDD、 p,p-DDE、 七 氯 、 多 氯 联 苯 等硅 酸 镁 15%乙 醚 -石 油 醚 狄 氏 剂 、 异 狄 氏 剂 、 地 亚 农 、 杀 螟 硫 磷 、 对 硫 磷 、 苯硫 磷 等硅 酸 镁 50%乙 醚 -石 油 醚 强 碱 农 药 、 马 拉 硫 磷 等 n 生 态 监 测 就 是 运 用 可 比 的 方 法 ， 在 时 间 或 空 间 对 一定 区 域 范 围 内 的 生 态 系 统 或 生 态 组 合 体 的 类 型 、 结构 和 功 能 及 其 组 成 要 素 进 行 系 统 的 测 定 和 观 察 的 过程 。 生 态 监 测 不 同 于 环 境 监 测 。 生 态 监 测 是 指 预 先制 定 的 计 划 和 用 可 比 的 方 法 ， 在 一 个 区 域 范 围 内 对各 生 态 系 统 变 化 情 况 以 及 每 个 生 态 系 统 内 一 个 或 多个 环 境 要 素 或 指 标 进 行 连 续 观 测 的 过 程 。 生 态 监 测 是 一 个 动 态 的 连 续 观 察 、 测 试 的 过 程 ，少 则 一 个 或 几 个 生 态 变 化 周 期 ， 多 则 几 十 个 、 几 百个 生 态 变 化 周 期 。 在 时 空 上 少 则 几 年 ， 多 则 几 十 年或 更 长 一 段 时 间 。 生 态 监 测 的 目 的 ：n 了 解 所 研 究 地 区 生 态 系 统 的 现 状 及 其 变 化 ；n 根 据 现 状 及 变 化 趋 势 为 评 价 已 开 发 项 目 对 生 态 环境 的 影 响 和 计 划 开 发 项 目 可 能 的 影 响 提 供 科 学 依据 ； n 提 供 地 球 资 源 状 况 及 其 可 利 用 数 量 。 (一 ) 宏 观 生 态 监 测宏 观 监 测 地 域 面 积 至 少 应 在 一 定 区 域 范 围 之 内 ，对 一 个 或 若 干 个 生 态 系 统 进 行 监 测 ， 最 大 范 围 可 扩展 至 一 个 国 家 、 一 个 地 区 基 至 全 球 。 主 要 监 测 区 域范 围 内 具 有 特 殊 意 义 的 生 态 系 统 的 分 布 、 面 积 及 生态 功 能 的 动 态 变 化 。 (二 ) 微 观 生 态 监 测 微 观 监 测 指 对 一 个 或 几 个 生 态 系 统 内 各 生 态 要素 指 标 进 行 物 理 、 化 学 、 生 态 学 方 面 的 监 测 。 根 据监 测 的 目 的 一 般 可 分 为 ： 1. 干 扰 性 生 态 监 测 2. 污 染 性 生 态 监 测 3. 治 理 性 生 态 监 测 4. 环 境 质 量 现 状 评 价 监 测 （ 三 ） 生 态 类 型 的 划 分森 林 生 态 系 统草 原 生 态 系 统农 村 生 态 系 统城 市 生 态 系 统（ 四 ） 生 态 监 测 指 标 选 择自 然 指 标 ： 自 然 景 观 、 自 然 状 况 、 自 然 因 素人 为 指 标 ： 人 文 景 观 、 人 为 因 素一 般 性 监 测 指 标 ： 重 点 生 态 监 测 指 标 、 常 规 生 态监 测 指 标应 急 监 测 指 标 ： 自 然 力 和 人 为 因 素 造 成 的 紧 急 生态 问 题 监 测 (1) 全 球 气 候 变 暖 引 起 的 生 态 系 统 或 动 植 物 区 系 位 移 ；(2) 珍 稀 、 濒 危 动 植 物 种 的 分 布 及 其 栖 息 地 ；(3) 水 土 流 失 面 积 及 其 时 空 分 布 和 对 环 境 影 响 ；(4) 沙 漠 化 面 积 及 其 时 空 分 布 和 对 环 境 影 响 ；(5) 草 场 沙 化 退 化 面 积 及 其 时 空 分 布 和 对 环 境 影 响 ；(6) 人 类 活 动 对 陆 地 生 态 系 统 （ 森 林 、 草 原 、 农 田 、 荒 漠等 ） 结 构 和 功 能 的 影 响 ；(7) 水 环 境 污 染 对 水 体 生 态 系 统 （ 湖 泊 、 水 库 、 河 流 和 海洋 等 ） 结 构 和 功 能 的 影 响 ；(8) 主 要 环 境 污 染 物 （ 农 药 、 化 肥 、 有 机 污 染 物 和 重 金 属 ）在 土 壤 -植 物 -水 体 系 统 中 的 迁 移 和 转 化 ；(9) 水 土 流 失 地 、 沙 漠 化 地 及 草 原 退 化 地 优 化 治 理 模 式 的生 态 平 衡 恢 复 过 程 ；(10) 各 生 态 系 统 中 微 量 气 体 的 释 放 通 量 与 吸 收 情 况 。(五 ) 我 国 优 先 监 测 的 生 态 项 目 （ 1） 监 测 目 的 ；（ 2） 监 测 的 方 法 及 使 用 设 备 ；（ 3） 监 测 场 地 描 述 ： 土 壤 类 型 、 植 被 、 海 拔 、 经纬 度 、 面 积 ；（ 4） 监 测 频 度 ；（ 5） 监 测 起 止 时 间 、 周 期 ；（ 6） 数 据 的 整 理 ： 观 测 数 据 、 实 验 分 析 数 据 、 统计 数 据 、 文 字 数 据 、 图 形 数 据 、 图 像 数 据 ， 编 制 生 态监 测 项 目 报 表 ；（ 7） 监 测 人 员 及 监 测 要 求 。（ 一 ） 监 测 方 案 的 编 制 (1) 国 家 采 用 的 生 态 监 测 仪 器 属 大 型 监 测 设 备 ，如 ： 遥 感 、 地 理 信 息 系 统 、 地 理 图 像 系 统 ；(2) 常 规 生 态 监 测 选 择 小 型 仪 器 。 一 般 的 测 试 系统 ， 应 由 传 感 器 、 中 间 变 换 设 备 、 传 输 设 备 、 数 据 处理 设 备 、 显 示 记 录 设 备 几 部 分 组 成 。图 6.22 热 岛 现 象 研 究 遥 感 图图 6.21 非 洲 地 理 图 像 图 6.23 地 球 遥 感 图 图 6.24 某 地 地 理 信 息 图 n 生 态 监 测 平 台 是 宏 观 生 态 监 测 的 工 作 基 础 ，它 以 遥 感 技 术 作 支 持 ， 并 具 备 容 量 足 够 大 的计 算 机 和 宇 航 信 息 处 理 装 置 。n 生 态 监 测 站 是 微 观 生 态 监 测 工 作 的 基 础 ， 它以 完 整 的 室 内 外 分 析 观 测 仪 器 作 支 持 ， 并 具备 计 算 机 等 信 息 处 理 系 统 。（ 三 ） 生 态 监 测 平 台 和 生 态 监 测 站 表 6.9 陆 生 生 态 系 统 监 测 指 标要 素 常 规 指 标 选 择 指 标气 象 气 温 ； 湿 度 ； 风 向 ； 风 速 ； 降 水 量 及 分 布 ； 蒸 发量 ； 地 面 及 浅 层 地 温 ； 日 照 时 数 大 气 干 、 湿 沉 降 物 及 其 化 学 组 成 ； 林 间 CO2浓 度 （ 森 林 ）水 文 地 表 径 流 量 ； 径 流 水 化 学 组 成 ： 酸 度 、 碱 度 、 总磷 、 总 氮 及 NO2 、 NO3 、 农 药 （ 农 田 ） ； 径 流水 总 悬 浮 物 ； 地 下 水 位 ； 泥 沙 颗 粒 组 成 及 流 失 量 ；泥 沙 化 学 成 分 ： 有 机 质 、 全 氮 、 全 磷 、 全 钾 及 重金 属 、 农 药 （ 农 田 ） 附 近 河 流 水 质 ； 附 近 河 流 泥 沙 流 失 量 ； 农 田灌 水 量 、 入 渗 量 和 蒸 发 量 （ 农 田 ）土 壤 有 机 质 ； 养 分 含 量 ： 全 氮 、 全 磷 、 全 钾 、 速 效 磷 、速 效 钾 ； pH值 ； 交 换 性 酸 及 其 组 成 ； 交 换 性 盐 基及 其 组 成 ； 阳 离 子 交 换 量 ； 颗 粒 组 成 及 团 粒 结 构 ； 容 重 ； 含 水 量 CO2释 放 量 （ 稻 田 测 CH4） ； 农 药 残 留 量 、重 金 属 残 留 量 、 盐 分 总 量 、 水 田 氧 化 还 的 电位 、 化 肥 和 有 机 肥 施 用 量 及 化 学 组 成 （ 农田 ） ； 元 素 背 景 值 ； 生 命 元 素 含 量 ； 沙 丘 动态 （ 荒 漠 ）植 物 种 类 及 组 成 ； 种 群 密 度 ； 现 存 生 物 量 ； 凋 落 物 量及 分 解 率 ； 地 上 部 分 生 产 量 ； 不 同 器 官 的 化 学 组成 ： 粗 灰 分 、 氮 、 磷 、 钾 、 钠 、 有 机 碳 、 水 分 和光 能 的 收 支 可 食 部 分 农 药 、 重 金 属 、 NO2-和 NO3-含 量（ 农 田 ） ； 可 食 部 分 粗 蛋 白 、 粗 脂 肪 含 量动 物 动 物 种 类 及 种 群 密 度 ； 土 壤 动 物 生 物 量 ； 热 值 ；能 量 和 物 质 的 收 支 ； 化 学 成 分 ： 灰 分 、 蛋 白 质 、脂 肪 、 全 磷 、 钾 、 钠 、 钙 、 镁 体 内 农 药 、 重 金 属 残 留 量 （ 农 田 ）微 生 物 种 类 及 种 群 密 度 ； 生 物 量 ； 热 值 土 壤 酶 类 型 ； 土 壤 呼 吸 强 度 ； 土 壤 固 氮 作 用 表 6.10 水 生 生 态 系 统 监 测 指 标要 素 常 规 指 标 选 择 指 标水 文气 象 日 照 时 数 ； 总 辐 射 量 ； 降 水 量 ； 蒸 发 量 ； 风 速 、风 向 ； 气 温 ； 湿 度 ； 大 气 压 ； 云 量 、 云 形 、 云 高及 可 见 度 海 况 （ 海 洋 ） ； 入 流 量 和 出 流 量（ 淡 水 ） ； 入 流 和 出 流 水 的 化 学 组成 （ 淡 水 ） ； 水 位 （ 淡 水 ） ； 大 气干 湿 沉 降 物 量 及 组 成 （ 淡 水 ）水 质 水 温 ； 颜 色 ； 气 味 ； 浊 度 ； 透 明 度 ； 电 导 率 ； 残渣 ； 氧 化 还 原 电 位 ； pH值 ； 矿 化 度 ； 总 氮 ； 亚 硝态 氮 ； 硝 态 氮 ； 氨 氮 ； 总 磷 ； 总 有 机 碳 ； 溶 解 氧 ；化 学 需 氧 量 ； 生 化 需 氧 量 重 金 属 （ 镉 、 汞 、 砷 、 铬 、 铜 、 锌 、镍 ） ； 农 药 ； 油 类 ； 挥 发 酚 类底 质 氧 化 还 原 电 位 ； pH值 ； 粒 度 ； 总 氮 ； 总 磷 ； 有 机质 重 金 属 （ 总 汞 、 砷 、 铬 、 铜 、 锌 、镉 、 铅 、 镍 ） ； 硫 化 物 ； 农 药 游 泳动 物 个 体 种 类 及 数 量 ； 年 龄 和 丰 富 度 ； 现 存 量 、 捕 捞量 和 生 产 力 体 内 农 药 、 重 金 属 残 留 量 ； 致 死 量和 亚 致 死 量 ； 酶 活 性 （ p-450酶 ）浮 游植 物 群 落 组 成 ； 定 量 分 类 数 量 分 布 （ 密 度 ） ； 优 势 种动 态 ； 生 物 量 ； 生 产 力 体 内 农 药 、 重 金 属 残 留 量 ； 酶 活 性（ p-450酶 ）浮 游动 物 群 落 组 成 定 性 分 类 ； 定 量 分 类 数 量 分 布 ； 优 势 种动 态 ； 生 物 量 体 内 农 药 、 重 金 属 残 留 量微 生 物 细 菌 总 数 ； 细 菌 种 类 ； 大 肠 杆 菌 群 及 分 类 ； 生 化活 性着 生 藻 类 和底 栖 动 物 定 性 分 类 ； 定 量 分 类 ； 生 物 量 动 态 ； 优 势 种 体 内 农 药 、 重 金 属 残 留 量 1. 地 面 监 测n 地 面 监 测 中 获 得 ： 降 雨 量 、 土 壤 湿 度 、 小 型 动物 、 动 物 残 余 物 （ 粪 便 、 尿 和 残 余 食 物 ） 等 。n 地 面 测 量 采 样 线 一 般 沿 着 现 存 的 地 貌 ， 如 小 路 、家 畜 和 野 兽 行 走 的 小 道 。n 收 集 数 据 ， 包 括 植 物 物 候 现 象 、 高 度 、 物 种 、物 种 密 度 、 草 地 覆 盖 以 及 生 长 阶 段 、 密 度 和 木本 物 种 的 覆 盖 ； 观 察 动 物 活 动 、 生 长 、 生 殖 、粪 便 及 食 物 残 余 物 等 。 卫 星 监 测 最 大 的 优 点 是 覆 盖 面 宽 ， 可 以 获 得 人工 难 以 到 达 的 高 山 、 丛 林 资 料 ； 由 于 目 前 资 料 来 源增 加 ， 费 用 相 对 降 低 。 但 对 地 面 细 微 变 化 难 以 了 解 。因 此 地 面 监 测 、 空 中 监 测 和 卫 星 监 测 相 互 配 合 才 能获 得 完 整 的 资 料 。