生物污染监测ppt课件

第六章第六章 生物污染监测生物污染监测本章教学目的、要求：本章教学目的、要求：1.1.掌握污染物在生物体内的分布特点；掌握污染物在生物体内的分布特点；2.2.了解生物样品的采集和制备；了解生物样品的采集和制备；3.3.熟悉生物样品的预处理方法；熟悉生物样品的预处理方法；4.4.掌握生物污染监测方法。掌握生物污染监测方法。本章重点本章重点 ：生生物物污污染染及及途途径径、污污染染物物在在生生物物体体内内的的分分布布规规律律、生生物污染监测方法物污染监测方法本章难点：本章难点：生物样品的采集制备和预处理、生物污染监测方法生物样品的采集制备和预处理、生物污染监测方法第六章 生物污染监测本章教学目的、要求：1本章教学内容本章教学内容6.1 概述概述6 6.2.2 污染物在生物体内的分布污染物在生物体内的分布6.3 6.3 生物样品的采集制备和预处生物样品的采集制备和预处6 6.4.4 生物污染监测方法生物污染监测方法本章教学内容6.1 概述26.1 概述概述 生物污染监测生物污染监测采用物理、化学方法，通过对采用物理、化学方法，通过对生物体所含环境污染物的分析，对环境质量进行生物体所含环境污染物的分析，对环境质量进行监测。它不同于以生物学、生态学方法对环境质监测。它不同于以生物学、生态学方法对环境质量进行跟踪性检测的量进行跟踪性检测的“生物监测生物监测”。前者的监测重点是生物体内环境污染物，而前者的监测重点是生物体内环境污染物，而后者则是利用生物个体、种群或群落的状况和变后者则是利用生物个体、种群或群落的状况和变化及其对环境污染或变化所产生的反应，阐明环化及其对环境污染或变化所产生的反应，阐明环境污染状况。境污染状况。返回目录6.1 概述 生物污染监测采用物理、化学方法，通过36.26.2 指示植物监测法指示植物监测法 一、指示植物应具备的条件 1.对污染物反应比较敏感对污染物反应比较敏感 2.症状明显、典型症状明显、典型 3.是当地常见种，分布广是当地常见种，分布广 4.生长期长，能不断地萌发新叶生长期长，能不断地萌发新叶 6.2 指示植物监测法 一、指示植物应具备的条件 1.对46.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法二、指示植物的选择 1.野外现场调查法野外现场调查法 对污染源排放有害气体的种类和大致浓度有所对污染源排放有害气体的种类和大致浓度有所了解，最好能配合进行所调查地区的大气测定了解，最好能配合进行所调查地区的大气测定 调查工作最好在当工厂附近发生有害气体急性调查工作最好在当工厂附近发生有害气体急性危害后进行，因为这时植物叶上受害症状明显，便危害后进行，因为这时植物叶上受害症状明显，便于比较各种植物的受害程度。于比较各种植物的受害程度。调查时应注意区别气体危害与其它环境条件影响调查时应注意区别气体危害与其它环境条件影响及人为破坏及人为破坏 6.2 指示植物监测法二、指示植物的选择 1.野外现场调查56.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法2.盆栽试验和现场栽培（露天种植）法 将将试试验验植植物物（草草本本花花卉卉或或两两年年生生苗苗木木）预预先先移移入入盆盆内内，待待成成活活后后，连连盆盆移移放放在在污污染染源源附附近近。定定期期观观察察、记记录录受受害害反反应应情情况况（症症状状出出现现的的时时间间、形形态态及及受受害害面面积积），筛筛选选出出敏敏感感性性的的指指示示植物。植物。或将试验植物直接移入污染区栽上，定期观察。或将试验植物直接移入污染区栽上，定期观察。6.2 指示植物监测法2.盆栽试验和现场栽培（露天种植）法66.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法（1）静态式熏气 6.2 指示植物监测法（1）静态式熏气 76.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法（2）动式熏气 A.二氧化硫储气瓶；二氧化硫储气瓶；B.气体稀释装置；气体稀释装置；C.气体测定器气体测定器;D.气体接触玻璃室；气体接触玻璃室；E.气流调节器气流调节器6.2 指示植物监测法（2）动式熏气 A.二氧化硫储气瓶；86.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法（3）开顶式熏气）开顶式熏气（4）田间全开放式熏气）田间全开放式熏气 4.叶片浸蘸法叶片浸蘸法 6.2 指示植物监测法（3）开顶式熏气（4）田间全开放式熏96.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法三、常用的指示植物 1.监测监测SO2的指示植物的指示植物 监测二氧化硫的植物有一年生早熟禾、芥监测二氧化硫的植物有一年生早熟禾、芥菜、堇菜、百日草、欧洲蕨、苹果树、颤菜、堇菜、百日草、欧洲蕨、苹果树、颤杨、美国白蜡树、欧洲白桦、紫花苜蓿、杨、美国白蜡树、欧洲白桦、紫花苜蓿、大麦、荞麦、南瓜、美洲五针松、加拿大大麦、荞麦、南瓜、美洲五针松、加拿大短叶松、挪威云杉，以及苔藓和地衣等短叶松、挪威云杉，以及苔藓和地衣等。6.2 指示植物监测法三、常用的指示植物 1.监测SO2的指106.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法2.监测HF的指示植物 对对HF特别敏感的植物是唐菖蒲，因此常用它作特别敏感的植物是唐菖蒲，因此常用它作生物监测器。此外，金荞麦、葡萄、玉米、郁生物监测器。此外，金荞麦、葡萄、玉米、郁金香、桃、杏、落叶杜鹃、北美黄杉、美国黄金香、桃、杏、落叶杜鹃、北美黄杉、美国黄松、小苍兰等都能作为监测松、小苍兰等都能作为监测HF的指示生物。的指示生物。6.2 指示植物监测法2.监测HF的指示植物 对HF特别敏感116.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法3.监测监测O3的指示植物的指示植物 监测植物监测植物 典型症状典型症状美国白蜡美国白蜡菜豆菜豆黄瓜黄瓜葡萄葡萄牵牛花牵牛花洋葱洋葱松树松树马铃薯马铃薯菠菜菠菜烟草烟草 西瓜西瓜白色刻斑、紫铜色白色刻斑、紫铜色古铜色、褪绿古铜色、褪绿白色刻斑白色刻斑赤褐色至黑色刻斑赤褐色至黑色刻斑褐色斑点、褪绿褐色斑点、褪绿白色斑点、尖部漂白白色斑点、尖部漂白烧尖、针叶呈杂色斑烧尖、针叶呈杂色斑灰色金属状斑点灰色金属状斑点灰白色斑点灰白色斑点浅灰色斑点浅灰色斑点 灰色金属状斑点灰色金属状斑点 6.2 指示植物监测法3.监测O3的指示植物 监测植126.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法4.监测监测PAN的指示植物的指示植物 PAN的监测植物有牵牛花、瑞士、甜菜、菜豆、蕃的监测植物有牵牛花、瑞士、甜菜、菜豆、蕃茄、长叶莴苣、芹菜、大丽花以及一年生早熟禾等。茄、长叶莴苣、芹菜、大丽花以及一年生早熟禾等。5.监测乙烯的指示植物监测乙烯的指示植物 乙烯的指示植物以洋玉兰最为有名。其他有麝香、石乙烯的指示植物以洋玉兰最为有名。其他有麝香、石竹、蕃茄、玫瑰、香豌豆、黄瓜、万寿菊和皂荚树等。竹、蕃茄、玫瑰、香豌豆、黄瓜、万寿菊和皂荚树等。6.2 指示植物监测法4.监测PAN的指示植物 PAN的监136.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法6.监测监测NH3的指示植物的指示植物监测监测NH3的指示植物有向日葵、悬铃木、枫杨、女的指示植物有向日葵、悬铃木、枫杨、女贞等。贞等。7.监测监测C12的指示植物的指示植物 监测监测C12的指示植物有荞麦、向日葵、萝卜、曼陀罗、的指示植物有荞麦、向日葵、萝卜、曼陀罗、百日草、蔷薇、郁金香、海棠、落叶松、火炬松、百日草、蔷薇、郁金香、海棠、落叶松、火炬松、油松、枫杨等。油松、枫杨等。6.2 指示植物监测法6.监测NH3的指示植物监测NH3的146.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法四、利用指示植物监测大气污染的方法 1.在工厂周围栽培各种敏感性不同的植物在工厂周围栽培各种敏感性不同的植物 2.植物群落监测法植物群落监测法 3.3.利用指示植物定点监测报警利用指示植物定点监测报警 6.2 指示植物监测法四、利用指示植物监测大气污染的方法 1156.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法4.4.利用简易植物监测装置监测空气污染利用简易植物监测装置监测空气污染 图图7-2 简易植物监测装置意图简易植物监测装置意图（钵（钵B左上方圆圈表示排水孔）左上方圆圈表示排水孔）Wc为对照点植物监测为对照点植物监测结束时平均每株干重结束时平均每株干重减监测开始时的平均减监测开始时的平均每株干重；每株干重；Wm为监测点监测植为监测点监测植物监测结束时的平均物监测结束时的平均每株干重减去监测开每株干重减去监测开始时的平均每株干重。始时的平均每株干重。6.2 指示植物监测法4.利用简易植物监测装置监测空气污染 166.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法五、地衣、苔藓监测法五、地衣、苔藓监测法 SO2年平均浓度在年平均浓度在0.040.3mg/m3时，就可以时，就可以使地衣绝迹。苔藓仅次于地衣、当大气中使地衣绝迹。苔藓仅次于地衣、当大气中SO2浓度超过浓度超过0.05 mg/m3时，大多数苔藓植物便不时，大多数苔藓植物便不能生存。能生存。（一）利用地衣监测和评价（一）利用地衣监测和评价 1.种类分布调查种类分布调查 6.2 指示植物监测法五、地衣、苔藓监测法 SO2年平均浓度176.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法（1）生长型调查）生长型调查壳状地衣叶状地衣枝状地衣壳状地衣叶状地衣枝状地衣 最严重污染区，一切地衣均绝迹最严重污染区，一切地衣均绝迹 严重污染区，只有壳状地衣严重污染区，只有壳状地衣 轻度污染区，具壳状地衣和叶状地衣，无枝状地衣轻度污染区，具壳状地衣和叶状地衣，无枝状地衣 清洁区，枝状地衣与其它地衣生长均良好清洁区，枝状地衣与其它地衣生长均良好 6.2 指示植物监测法（1）生长型调查 壳状地衣叶状地衣186.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法（2）种属分布调查）种属分布调查（3）含量分析）含量分析（4）用盖度和频度进行评价）用盖度和频度进行评价 2.人工移植法人工移植法 把地衣连同树皮一起切下，固定在监测地区的同种把地衣连同树皮一起切下，固定在监测地区的同种树干上。树干上。6.2 指示植物监测法（2）种属分布调查（3）含量分析（196.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法评价方法：根据受害面积或受害长度的百分率，一般以受害面积的百分率为0时，定为清洁，025%为相对清洁，2550%为轻度污染，5075%为中度污染，75100%为严重污染。分析原植体污染物的含量，根据污染物含量的多少，结合具体情况制定相应标准，进行评价6.2 指示植物监测法评价方法：根据受害面积或受害长度的百分206.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法（二）利用苔藓监测和评价（二）利用苔藓监测和评价 1.根据种类和多度绘制大气污染分级图根据种类和多度绘制大气污染分级图 2.移植法移植法 从非污染区连树皮切下附生苔藓，切成直从非污染区连树皮切下附生苔藓，切成直径为径为5cm左右的圆盘，置于各监测点左右的圆盘，置于各监测点810m高的树干或其它支架上，面向污染源。高的树干或其它支架上，面向污染源。也可把附生苔藓放入用窗纱做成的袋内，也可把附生苔藓放入用窗纱做成的袋内，制成直径为制成直径为45cm圆球型苔袋，代替上述圆球型苔袋，代替上述圆盘。圆盘。6.2 指示植物监测法（二）利用苔藓监测和评价 1.根据种216.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法3.苔藓监测器 6.2 指示植物监测法3.苔藓监测器 226.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法 HR=1-S1 S0 100%式中式中HR-受害率；受害率；S0-净化室内苔藓绿色部分的面积；净化室内苔藓绿色部分的面积；S1-污染室内苔藓绿色部分的面积。污染室内苔藓绿色部分的面积。6.2 指示植物监测法 HR=1-S1 S0 10236.2 6.2 指示植物监测法指示植物监测法六、树木年轮监测法六、树木年轮监测法（一）树木年轮分析法常用的监测指标（一）树木年轮分析法常用的监测指标 1.年轮的宽度年轮的宽度 2.年轮中重金属的变化年轮中重金属的变化（二）应用举例（二）应用举例 6.2 指示植物监测法六、树木年轮监测法（一）树木年轮分析246.2 6.2 污染物含量监测法污染物含量监测法 一、布点 扇形布点扇形布点：在上风向布：在上风向布13个点作为对照点，在下风个点作为对照点，在下风向按扇形由近到远布点，靠近污染源的地方由于浓度向按扇形由近到远布点，靠近污染源的地方由于浓度高，随距离变化大，要多布几个点，远离污染源的地高，随距离变化大，要多布几个点，远离污染源的地方可少布几个点。方可少布几个点。适于评价单一污染源的污染适于评价单一污染源的污染 网格布点网格布点：把所需调查的地区划分成很多网格，每：把所需调查的地区划分成很多网格，每个网格内布一个点。个网格内布一个点。适于评价多个污染源的污染适于评价多个污染源的污染 6.2 污染物含量监测法 一、布点 扇形布点：在上风向布1256.2 6.2 污染物含量监测法污染物含量监测法二、样品的采集（一）样品采集的一般原则（一）样品采集的一般原则 代表性代表性：能代表这个点的大气污染状况，不要采集：能代表这个点的大气污染状况，不要采集有灰尘、有病虫害、有损伤或死亡的样品有灰尘、有病虫害、有损伤或死亡的样品 典型性典型性：就是说所采的样品要典型，要迎着污染源：就是说所采的样品要典型，要迎着污染源采样，最好采集有污染症状的样品，一般采集植株采样，最好采集有污染症状的样品，一般采集植株中部的叶片，而且要老叶、嫩叶，大小叶兼顾中部的叶片，而且要老叶、嫩叶，大小叶兼顾 适时性适时性：是根据研究的需要和污染物对植物的影响，：是根据研究的需要和污染物对植物的影响，在植物的不同发育阶段采样。在植物的不同发育阶段采样。6.2 污染物含量监测法二、样品的采集（一）样品采集的一般266.2 6.2 污染物含量监测法污染物含量监测法在采集植物样品时，应注意以下几点：v植物的种类或品种应一致植物的种类或品种应一致 v采取枝条的着生位置和方位应一致采取枝条的着生位置和方位应一致 v叶片在枝条的上的着生位置应一致叶片在枝条的上的着生位置应一致 v叶龄一致，多年生植物还应注意采用在年龄相同叶龄一致，多年生植物还应注意采用在年龄相同的枝条上生长的叶片的枝条上生长的叶片 v叶片成熟度应一致叶片成熟度应一致 v采样季节一致采样季节一致 6.2 污染物含量监测法在采集植物样品时，应注意以下几点：276.2 6.2 污染物含量监测法污染物含量监测法（二）采样方法6.2 污染物含量监测法（二）采样方法286.2 6.2 污染物含量监测法污染物含量监测法三、样品的制备(前处理)q干样品分析干样品分析：适于叶片、根、茎等：适于叶片、根、茎等 洗净洗净 晾干或擦干晾干或擦干 烘干（烘干（6070）粉碎（粉碎前应剔除粗大叶脉）粉碎（粉碎前应剔除粗大叶脉）过筛（一过筛（一般般4060目）目）广口瓶中保存备用广口瓶中保存备用 q鲜样品分析鲜样品分析：适于蔬菜、水果类的样品：适于蔬菜、水果类的样品洗净洗净 晾干或擦干晾干或擦干 切碎、混合均匀切碎、混合均匀 捣碎（捣碎机）捣碎（捣碎机）分析分析 6.2 污染物含量监测法三、样品的制备(前处理)干样品分析：296.2 6.2 污染物含量监测法污染物含量监测法四、污染物含量分析四、污染物含量分析 五、污染程度的评价五、污染程度的评价 1.根据植物体内（如叶片）含污量的分析，可根据植物体内（如叶片）含污量的分析，可以直接了解大气污染的种类、范围和程度。以直接了解大气污染的种类、范围和程度。2.污染指数法污染指数法 6.2 污染物含量监测法四、污染物含量分析 五、污染程度的评306.2 6.2 污染物含量监测法污染物含量监测法（1）单项指数法 IPC=Cm Cc IPC-含污量指数；含污量指数；Cm-监监测测点点植植物物叶叶片片（或或组组织）某污染物实测含量织）某污染物实测含量Cc-对对照照点点同同种种植植物物叶叶片片（或或组织）某污染物实测含量组织）某污染物实测含量 1级：清洁级：清洁 IPC I.202级：轻度污染级：轻度污染 IPC1.212.003级：中度污染级：中度污染 IPC2.013.00 4级：严重污染级：严重污染 IPC3.00 6.2 污染物含量监测法（1）单项指数法 IPC=Cm C316.2 6.2 污染物含量监测法污染物含量监测法ICP-综合污染指数；Wi-第i种污染物的权重值；IPCi-第i种污染物的含污量指数；n-污染物的种类数。（2）综合指数法 6.2 污染物含量监测法ICP-综合污染指数；（2）综合指326.2 6.2 污染物含量监测法污染物含量监测法3.污染程度相对值 C=Ci Cmax 100%C-污染程度相对值，；污染程度相对值，；Ci-i监监测测点点植植物物叶叶片片实实测测含污量；含污量；Cmax-各监测点中最大的各监测点中最大的含污量含污量 评价标准：评价标准：级级-相对清洁：相对清洁：025%级级-轻度污染：轻度污染：2550%级级-中度污染：中度污染：5075%级级-严重污染：严重污染：75100%6.2 污染物含量监测法3.污染程度相对值 C=Ci 336.36.3污染物在生物体内的分布污染物在生物体内的分布 生物样品的特殊性生物样品的特殊性在于污染物在生物在于污染物在生物体内各个部位的分布是不均匀的，且不同体内各个部位的分布是不均匀的，且不同的生物其分布情况亦可能是不相同的。的生物其分布情况亦可能是不相同的。6.3污染物在生物体内的分布 34 污染物在植物体内的分布污染物在植物体内的分布 植物受污染物污染的主要途径有植物受污染物污染的主要途径有表面表面附着、植物吸收附着、植物吸收等，而污染物在植物体内等，而污染物在植物体内的分布规律则与吸收污染物的主要途径、的分布规律则与吸收污染物的主要途径、植物的种类、污染物的性质等因素有关。植物的种类、污染物的性质等因素有关。污染物在植物体内的分布 植物受污染物污染的主35表面附着表面附着表面附着是指污染物以物理的方式粘附在表面附着是指污染物以物理的方式粘附在植物表面的现象。植物表面的现象。植物吸收植物吸收 植物对大气、水体和土壤中污染物的吸收植物对大气、水体和土壤中污染物的吸收可分为可分为主动吸收主动吸收和和被动吸收被动吸收两种方式。两种方式。表面附着36 所谓所谓主动吸收主动吸收即代谢吸收，是指植物细胞即代谢吸收，是指植物细胞利用其特有的代谢作用所产生的能量而进行的利用其特有的代谢作用所产生的能量而进行的吸收作用。吸收作用。所谓所谓被动吸收被动吸收即物理吸收，这种吸收依靠即物理吸收，这种吸收依靠外液与原生质的浓度差，通过溶质的扩散作用外液与原生质的浓度差，通过溶质的扩散作用而实现吸收过程，其吸收量的大小与污染物性而实现吸收过程，其吸收量的大小与污染物性质及含量大小，以及植物与污染物接触时间的质及含量大小，以及植物与污染物接触时间的长短等因素有关。长短等因素有关。所谓主动吸收即代谢吸收，是指植物细胞利用其特有的代37污染物在植物体内的分布和蓄积污染物在植物体内的分布和蓄积 植物从植物从大气大气中吸收污染物后，污染物中吸收污染物后，污染物在植物体内的残留量常以叶部分布最多。在植物体内的残留量常以叶部分布最多。植物从植物从土壤和水体土壤和水体中吸收污染物，其中吸收污染物，其残留量的一般分布规律是：根茎叶残留量的一般分布规律是：根茎叶穗壳种子。穗壳种子。污染物在植物体内的分布和蓄积 植物从大气中吸收污染物38污染物在动物体内的分布污染物在动物体内的分布 环境中的污染物主要通过环境中的污染物主要通过呼吸道、呼吸道、消化道消化道和和皮肤吸收皮肤吸收等途径进入动物体，等途径进入动物体，通过通过食物链食物链而得到浓缩富集，最后进入而得到浓缩富集，最后进入人体。人体。污染物被吸收后，可在动物体内发污染物被吸收后，可在动物体内发生生转化转化与与排泄排泄作用。作用。污染物在动物体内的分布 环境中的污染物主要通过呼吸道39生物浓缩作用生物浓缩作用 生物浓缩作用生物浓缩作用亦称亦称生物富集作用生物富集作用，它是指生，它是指生物（包括微生物）通过食物链进行传递和富集污物（包括微生物）通过食物链进行传递和富集污染物的一种方式。水体中的污染物通过生物、微染物的一种方式。水体中的污染物通过生物、微生物的代谢作用进入生物、微生物体内得到浓缩，生物的代谢作用进入生物、微生物体内得到浓缩，其浓缩作用可使污染物在生物体的含量比在水体其浓缩作用可使污染物在生物体的含量比在水体中的浓度大得多。中的浓度大得多。环境污染物不仅可以通过环境污染物不仅可以通过水生生物水生生物食物链富食物链富集，也可以通过集，也可以通过陆生陆生生物链富集。生物链富集。生物浓缩作用 生物浓缩作用亦称生物富集作用，它是指40污染物在动物体内的分布污染物在动物体内的分布 五种分布规律五种分布规律：（1 1）能溶解于体液的物质能溶解于体液的物质：如钠、钾、锂、氟、：如钠、钾、锂、氟、氯、溴等离子，氯、溴等离子，在体内分布比较均匀。在体内分布比较均匀。（2 2）镧、锑、钍镧、锑、钍等三价和四价阳离子，水解后生等三价和四价阳离子，水解后生成胶体，主要成胶体，主要 蓄积于肝和其他网状内皮系统。蓄积于肝和其他网状内皮系统。（3 3）与骨骼亲和性较强的物质与骨骼亲和性较强的物质，如铅、钙、钡、，如铅、钙、钡、锶、镭、铍等二价阳离子在骨骼中含量极高。锶、镭、铍等二价阳离子在骨骼中含量极高。污染物在动物体内的分布 五种分布规律：41（4 4）对某种器官具有）对某种器官具有特殊亲和性特殊亲和性的物质，的物质，则在该种器官中积累较多。如碘对甲状腺、则在该种器官中积累较多。如碘对甲状腺、汞对肾脏有特殊亲和性，故碘在甲状腺中汞对肾脏有特殊亲和性，故碘在甲状腺中积贮较多，汞在肾脏中积贮较多。积贮较多，汞在肾脏中积贮较多。（5 5）脂溶性物质脂溶性物质，如有机氯化合物（，如有机氯化合物（DDTDDT、六六六等），主要积累于动物体内的脂肪六六六等），主要积累于动物体内的脂肪中。中。返回目录（4）对某种器官具有特殊亲和性的物质，则在该种器官中积累较多426.3 6.3 生物样品的采集制备和预处理生物样品的采集制备和预处理 植物样品采集的一般原则植物样品采集的一般原则 代表性代表性:即采集能代表一定范围污染情况的植株即采集能代表一定范围污染情况的植株 为样品。为样品。典型性典型性:即采集的植株部位要能充分反映所要了即采集的植株部位要能充分反映所要了 解的情况解的情况 适时性适时性:指在植物不同生长发育阶段，施药、施指在植物不同生长发育阶段，施药、施 肥前后，适时采样监测，根据要求分别采集植株肥前后，适时采样监测，根据要求分别采集植株 的不同部位。的不同部位。6.3 生物样品的采集制备和预处理 植物样品采集的一般原43布点方法布点方法 在在划划分分好好的的采采样样小小区区内内，常常采采用用梅梅花花形形五五点点取样法或交叉间隔取样法确定代表性的植株取样法或交叉间隔取样法确定代表性的植株 。图4.1梅花形五点取样 图4.2 交叉间隔取样 布点方法 在划分好的采样小区内，常采用梅花形五点取样44采样方法采样方法 采样前的准备工作采样前的准备工作 采采样样前前应应预预先先准准备备好好采采样样工工具具，如如小小铲铲、枝枝剪剪、剪刀、布袋或塑料袋、标签、记录本和登记表等。剪刀、布袋或塑料袋、标签、记录本和登记表等。样品的采集量样品的采集量 一一般般要要求求样样品品经经制制备备后后，应应有有20205050g g干干样样品品，新新鲜鲜样样品品可可按按含含80%80%90%90%的的水水分分计计算算所所需需样样品品量量，应不少于应不少于0.50.5kgkg。采样方法 采样前的准备工作45采样方法采样方法 选择优势种植物在采样区内按图选择优势种植物在采样区内按图4.14.1或图或图4.24.2方式采集方式采集5 51010处的植株混合组成一个代处的植株混合组成一个代表样品。表样品。样品的保存样品的保存 将采集好的样品装入布口袋或聚乙烯塑料将采集好的样品装入布口袋或聚乙烯塑料袋中。袋中。采样方法 46动物样品的采集动物样品的采集 根据污染物在动物体内的分布规律，常选择根据污染物在动物体内的分布规律，常选择性地采集动物的性地采集动物的尿、血液、唾液、胃液、乳液、尿、血液、唾液、胃液、乳液、粪便、毛发、指甲、骨骼或脏器粪便、毛发、指甲、骨骼或脏器等作为样品进行等作为样品进行污染物分析测定。污染物分析测定。（1）尿的采集：）尿的采集：可一次性收集，也可以收集可一次性收集，也可以收集8h或或24h的总排尿量样。的总排尿量样。（2）血液的采集）血液的采集:一般用注射器抽取一般用注射器抽取10mL血样血样于洗净的玻璃试管中，盖好、冷藏备用。有时需于洗净的玻璃试管中，盖好、冷藏备用。有时需加入抗凝剂如二溴酸盐。加入抗凝剂如二溴酸盐。动物样品的采集 根据污染物在动物体内的分布规47动物样品的采集动物样品的采集 （3 3）毛发和指甲的采集）毛发和指甲的采集 ：样品采集后，用中样品采集后，用中性洗涤剂洗涤，去离子水冲洗，最后用乙醚或丙性洗涤剂洗涤，去离子水冲洗，最后用乙醚或丙酮洗净，室温下充分晾干后保存备用。酮洗净，室温下充分晾干后保存备用。（4 4）组织和脏器采集）组织和脏器采集:组织和脏器的采集对组织和脏器的采集对象，常根据研究的需要，取肝、肾、心、肺、脑象，常根据研究的需要，取肝、肾、心、肺、脑等部位组织作为检验样品，采集到样品后，常利等部位组织作为检验样品，采集到样品后，常利用组织捣碎机捣碎、混匀，制成浆状鲜样备用。用组织捣碎机捣碎、混匀，制成浆状鲜样备用。动物样品的采集 （3）毛发和指甲的采集：样品采集后，用48生物样品的制备生物样品的制备 对于对于液体状态液体状态的动物样品（例尿、的动物样品（例尿、血等）常无需制备，血等）常无需制备，对对动物组织和脏器动物组织和脏器主要是采用捣主要是采用捣碎的方法制成桨状鲜样备用，而对植碎的方法制成桨状鲜样备用，而对植物样常根据不同情况，利用不同方式物样常根据不同情况，利用不同方式进行样品的制备进行样品的制备。生物样品的制备 对于液体状态的动物样品（例尿、血等49 从现场带回来的植物样品称为从现场带回来的植物样品称为原始样品原始样品。要根据分析项目的要求，按植物特性采用不要根据分析项目的要求，按植物特性采用不同方法进行选取。例如，块根、块茎、瓜果同方法进行选取。例如，块根、块茎、瓜果等样品，洗净后可切成四块或八块，再按需等样品，洗净后可切成四块或八块，再按需要量各取每块的要量各取每块的1/8或或1/16混合成平均样。粮混合成平均样。粮食、种子等充分混匀后平铺于玻璃板或木板食、种子等充分混匀后平铺于玻璃板或木板上，用多点取样或四分法多次选取得到平均上，用多点取样或四分法多次选取得到平均样。最后，对各个平均样品进行处理，制成样。最后，对各个平均样品进行处理，制成待检样品。待检样品。植物样品的制备植物样品的制备 从现场带回来的植物样品称为原始样品。要50新鲜样的制备新鲜样的制备 测定植物内容易挥发、转化或降解的污染物质测定植物内容易挥发、转化或降解的污染物质（如酚、氰、亚硝酸盐等）以及多汁的瓜、果、蔬（如酚、氰、亚硝酸盐等）以及多汁的瓜、果、蔬菜等样品，应使用菜等样品，应使用新鲜样品新鲜样品。其制备方法如下：。其制备方法如下：（1）将样品用清水、去离子水洗净、晾干或擦干。）将样品用清水、去离子水洗净、晾干或擦干。（2）将晾干的新鲜样品切碎、混合均匀，称取）将晾干的新鲜样品切碎、混合均匀，称取100g于电动组织捣碎机中，加与样品等量的蒸馏水或去于电动组织捣碎机中，加与样品等量的蒸馏水或去离子水，开动捣碎机捣碎离子水，开动捣碎机捣碎12min，制成匀浆。对制成匀浆。对含水量大的样品可不加水，如熟透的西红柿；对含含水量大的样品可不加水，如熟透的西红柿；对含水量少的可加二倍于样品的水。水量少的可加二倍于样品的水。（3）对于含纤维多或较硬的样品，如禾本科植物的）对于含纤维多或较硬的样品，如禾本科植物的根、茎杆、叶子等，可用不锈钢刀或剪刀切（剪）根、茎杆、叶子等，可用不锈钢刀或剪刀切（剪）成小片或小块，混匀后在研钵内研磨。成小片或小块，混匀后在研钵内研磨。新鲜样的制备 测定植物内容易挥发、转化或降51干样的制备干样的制备 分析植物中稳定的污染物，如某些金属和非金属分析植物中稳定的污染物，如某些金属和非金属元素、有机农药等，一般用风干样品，其制备方法元素、有机农药等，一般用风干样品，其制备方法如下：如下：（1）洗净晾干（或烘干）洗净晾干（或烘干）将鲜样品用清水洗干净将鲜样品用清水洗干净后立即放在干燥通风处风干（茎杆样品可以劈开）。后立即放在干燥通风处风干（茎杆样品可以劈开）。也可放在也可放在4060鼓风干燥箱中烘干，以免发霉腐鼓风干燥箱中烘干，以免发霉腐烂，并减少化学和生物变化。烂，并减少化学和生物变化。（2）样品的粉碎样品的粉碎 将风干或烘干的样品用剪刀剪碎，将风干或烘干的样品用剪刀剪碎，放入电动粉碎机粉碎。谷类作物的种子如稻谷等，放入电动粉碎机粉碎。谷类作物的种子如稻谷等，应先脱壳再粉碎。应先脱壳再粉碎。（3）过筛过筛 一般要求通过一般要求通过1mm筛孔，有的分析项目筛孔，有的分析项目要求通过要求通过0.25mm筛孔，一般用筛孔，一般用40目分样筛过筛。制目分样筛过筛。制备好的样品贮存于磨口玻璃广口瓶或聚乙烯广口瓶备好的样品贮存于磨口玻璃广口瓶或聚乙烯广口瓶中备用。中备用。干样的制备 分析植物中稳定的污染物，如某些金属和非52分析结果的表示分析结果的表示 常以干重为基础表示植物样品中污染物常以干重为基础表示植物样品中污染物质的分析结果（单位为：质的分析结果（单位为：mg/kgmg/kg干重干重）。）。分析结果的表示 常以干重为基础表示植物样品中污染物质53生物样品的预处理生物样品的预处理 测定前必须对生物样品进行处理，将测定前必须对生物样品进行处理，将监测分析对象从生物样品中分离出来，或监测分析对象从生物样品中分离出来，或将生物样品中的有机物破坏分解，使监测将生物样品中的有机物破坏分解，使监测分析对象成为简单的无机化合物或单质。分析对象成为简单的无机化合物或单质。生物样品的预处理 测定前必须对生物样品进行处理，54生物样品的预处理生物样品的预处理 （1 1）湿法消解法湿法消解法 又称消化法或湿法氧化法。它是利用强酸如浓硫酸、又称消化法或湿法氧化法。它是利用强酸如浓硫酸、浓硝酸、高氯酸等与生物样品共同煮沸，将样品中有机浓硝酸、高氯酸等与生物样品共同煮沸，将样品中有机物分解成二氧化碳和水除去。物分解成二氧化碳和水除去。（2 2）灰化法灰化法 又称燃烧法或高温分解法。此法利用坩埚或氧燃烧瓶，又称燃烧法或高温分解法。此法利用坩埚或氧燃烧瓶，使样品在高温条件下分解，并用适当的溶液溶解或吸收使样品在高温条件下分解，并用适当的溶液溶解或吸收分解产物，制成分析试液。分解产物，制成分析试液。（3 3）提取法提取法 湿法消解法和灰化法对污染物在生物体内的存在形式湿法消解法和灰化法对污染物在生物体内的存在形式有破坏作用，故这两种预处理方法只能进行生物体内污有破坏作用，故这两种预处理方法只能进行生物体内污染元素含量分析。测定生物样品中的农药、酚、石油烃染元素含量分析。测定生物样品中的农药、酚、石油烃等有机污染物时，需要用溶剂把待测组分从样品中提取等有机污染物时，需要用溶剂把待测组分从样品中提取出来。选择溶剂的原则是根据出来。选择溶剂的原则是根据“相似相溶相似相溶”的原则。的原则。生物样品的预处理（1）湿法消解法55 如果提取液中存在杂质干扰和待测如果提取液中存在杂质干扰和待测组分浓度低于分析方法的最低检测浓度等组分浓度低于分析方法的最低检测浓度等问题，还要进行分离和浓缩。问题，还要进行分离和浓缩。返回目录分离和浓缩分离和浓缩 如果提取液中存在杂质干扰和待测组分浓度低于分析方566.46.4生物污染监测方法生物污染监测方法 光谱分析法光谱分析法（可见（可见-紫外分光光度法紫外分光光度法 ，红外分光，红外分光光度法光度法 ，原子吸收分光光度，原子吸收分光光度 ，发射光谱法，发射光谱法 ，“X”X”射线荧光光谱射线荧光光谱 ）色谱分析法色谱分析法（薄层层析法（薄层层析法 ，气相色谱法，气相色谱法 ，高效，高效液相色谱法液相色谱法 ）可用于测定多种农药，含汞、砷、铜或酚类可用于测定多种农药，含汞、砷、铜或酚类杀虫剂，芳香烃、共轭双键等不饱和烃，以及某杀虫剂，芳香烃、共轭双键等不饱和烃，以及某些重金属和非金属（如氟、氰等）化合物等。些重金属和非金属（如氟、氰等）化合物等。6.4生物污染监测方法 光谱分析法（可见-紫外分光光度法 57测定实例测定实例 （1）植物中氟化物的测定）植物中氟化物的测定 测定植物中的氟化物可用氟试剂分光光度法或离测定植物中的氟化物可用氟试剂分光光度法或离子选择电极法。样品预处理方法有子选择电极法。样品预处理方法有干灰法干灰法和和提取法提取法。干灰法：干灰法：用碳酸钠作为氟的固定剂，在用碳酸钠作为氟的固定剂，在500600灰化，残渣洗出后，加入浓灰化，残渣洗出后，加入浓H2SO4，用水蒸气用水蒸气蒸馏法蒸馏（温度控制在蒸馏法蒸馏（温度控制在1372），收集馏出液，），收集馏出液，加入氟试剂显色，于加入氟试剂显色，于620nm处测定吸光度，对照标准处测定吸光度，对照标准溶液定量。也可以用氧燃烧瓶法处理样品，用氟离子溶液定量。也可以用氧燃烧瓶法处理样品，用氟离子选择电极法进行测定。选择电极法进行测定。测定实例（1）植物中氟化物的测定 58测定实例（测定实例（2 2）（2 2）血铅分析）血铅分析 对血铅作分析可采用极谱法、可见光分光光度法、对血铅作分析可采用极谱法、可见光分光光度法、原子吸收分光光度法等方法，但最常用的方法是原子吸原子吸收分光光度法等方法，但最常用的方法是原子吸收分光光度法。收分光光度法。作血铅分析时，一般用注射器抽取血样作血铅分析时，一般用注射器抽取血样10 10 mLmL（有时有时需加抗凝剂如二溴酸盐），放入试管中备用。血液的预需加抗凝剂如二溴酸盐），放入试管中备用。血液的预处理过程比较简单，常用的预处理方法有湿法消解法、处理过程比较简单，常用的预处理方法有湿法消解法、灰化法、萃取、加酸沉淀蛋白质、加水稀释，甚至仅将灰化法、萃取、加酸沉淀蛋白质、加水稀释，甚至仅将血样在电热板上烘干后，直接引入原子吸收分光光度仪血样在电热板上烘干后，直接引入原子吸收分光光度仪进行测定。进行测定。测定实例（2）（2）血铅分析59（3 3）作物中苯并）作物中苯并(a)a)芘的测定芘的测定 米、小麦、玉米等作物中苯并米、小麦、玉米等作物中苯并(a)芘通常采用芘通常采用荧光分光光度法荧光分光光度法测定。测定。其测定要点是称取适量经制备的样品，放入脂肪提取器中，其测定要点是称取适量经制备的样品，放入脂肪提取器中，加入石油醚（或正已烷）与氢氧化钾加入石油醚（或正已烷）与氢氧化钾-乙醇溶液进行皂化和提乙醇溶液进行皂化和提取，其中，油脂等杂质被皂化而进入水相，苯并取，其中，油脂等杂质被皂化而进入水相，苯并(a)芘等非皂芘等非皂化物仍留在有机相中，用二甲基亚砜液相分配提取或用氧化铝化物仍留在有机相中，用二甲基亚砜液相分配提取或用氧化铝填充柱层析纯化（以纯苯洗脱）。将提取液或洗脱液移入填充柱层析纯化（以纯苯洗脱）。将提取液或洗脱液移入K-D浓缩器中，加热浓缩至浓缩器中，加热浓缩至0.05mL，点于乙酰化纸上进行层析分点于乙酰化纸上进行层析分离。离。所得苯并所得苯并(a)芘斑点用丙酮洗脱，于荧光分光光度计上在激发芘斑点用丙酮洗脱，于荧光分光光度计上在激发波长波长367nm，荧光发射波长荧光发射波长402、405、408nm处分别测定洗脱处分别测定洗脱液的荧光强度，计算苯并液的荧光强度，计算苯并(a)芘的相对荧光强度，对照标准苯芘的相对荧光强度，对照标准苯并并(a)芘样品的相对荧光强度计算出作物中苯并芘样品的相对荧光强度计算出作物中苯并(a)芘的含量。芘的含量。（3）作物中苯并(a)芘的测定 米、小麦、玉60（4 4）头发中含汞量的测定）头发中含汞量的测定 汞的测定常用汞的测定常用测汞仪测汞仪进行测定。以化合进行测定。以化合物形式存在于头发中的汞经湿法消化后转化物形式存在于头发中的汞经湿法消化后转化成汞离子，汞离子再经还原剂还成单质汞，成汞离子，汞离子再经还原剂还成单质汞，单质汞具有较大蒸气压且对测汞仪光源所发单质汞具有较大蒸气压且对测汞仪光源所发射的射的253.7nm的谱线具有特征吸收。的谱线具有特征吸收。（4）头发中含汞量的测定 汞的测定常用测汞仪进行测定。以61头发中含汞量的测定步骤头发中含汞量的测定步骤测定时，将发样用测定时，将发样用5050中性洗涤剂水溶液洗中性洗涤剂水溶液洗1515minmin，然后用然后用乙醚浸洗乙醚浸洗5 5minmin。将洗净的发样在空气中晾干，用不锈钢剪剪成将洗净的发样在空气中晾干，用不锈钢剪剪成3 3mmmm长，保存长，保存备用。备用。发样预处理后，准确称取发样预处理后，准确称取30305050mgmg洗净的干燥发样于洗净的干燥发样于5050mLmL烧杯中，加入烧杯中，加入5%5%KMnOKMnO4 48mL8mL，小心加浓硫酸小心加浓硫酸5 5mLmL，盖上表面皿。盖上表面皿。小心加热至发样完全消化，如消化过程中紫红色消失应立小心加热至发样完全消化，如消化过程中紫红色消失应立即滴加即滴加KMnOKMnO4 4。冷却后，滴加盐酸羟胺至紫红色刚消失，以除去过量的冷却后，滴加盐酸羟胺至紫红色刚消失，以除去过量的KMnOKMnO4 4，所得溶液不应有黑色残留物或发样。稍静置（去氯所得溶液不应有黑色残留物或发样。稍静置（去氯气），转移到气），转移到2525mLmL容量瓶稀释至标线。按规定调好测汞仪，容量瓶稀释至标线。按规定调好测汞仪，将标准液（绘制标准曲线用）和样品液分别倒入将标准液（绘制标准曲线用）和样品液分别倒入2525mLmL翻泡翻泡瓶中，加瓶中，加2 2mL10%mL10%氯化亚锡，迅速塞紧瓶塞，开动仪器进行氯化亚锡，迅速塞紧瓶塞，开动仪器进行测定，用标准曲线法进行定量分析测定，用标准曲线法进行定量分析。返回目录头发中含汞量的测定步骤测定时，将发样用50中性洗涤剂水溶液62小结小结1.1.基本概念基本概念:生物污染监测生物污染监测,表面附着，植物吸表面附着，植物吸收，生物浓缩作用，湿法消解法，灰化法收，生物浓缩作用，湿法消解法，灰化法 2.2.基本方法基本方法:采样点布设，生物样品的采集制采样点布设，生物样品的采集制备和预处理，生物污染监测方法备和预处理，生物污染监测方法 返回总目录返回总目录 小结1.基本概念:生物污染监测,表面附着，植物吸收，生物浓63