环境质量生物监测与生物评价课件

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本章将讨论以下内容：本章将讨论以下内容：第一节生物监测和环境质量评价概念环境质量生物监测环境质量环境质量定义环境质量环境质量（EnvironmentalQuality）：指环境素质的优劣程度。优劣是质的概念，程度是量的表征。环境质量基本内涵环境质量指自然环境质量和社会环境质量两个方面，包括物理的、化学的和生物的质量、又可以分为大气环境质量、水环境质量、土壤环境质量、生物环境质量。环境质量基准环境质量基准（EnvironmentalQualityCriteria）指环境因素在一定条件下作用于特定对象（人或生物）而不产生不良或有害效应的最大阈值。也就是说环境质量基准是保障人类生存活动及维持生态平衡的基本水准。它是由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、经济、技术等人为因素，具有客观性。环境质量标准环境质量标准（EnvironmentalQualityStandard）l是国家权力机构以前者为依据，考虑社会、经济、技术等因素，经过综合分析后，对环境中的有害因素在限定的时空范围内容许阈值所作的强制性法规，体现国家环境保护政策和要求，具有一定的主观性。环境质量调查环境质量监测l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。环境质量评价l指按照一定的标准，采用相应的方法对环境质量进行评定、比较及预测。环境质量调查、监测及评价环境质量调控l对环境未来趋势所做的推断，是环境科学的重要做成部分，是制定环境法规，对环境进行科学管理，以及规划区域行人后、资源、生产布局的重要的基础依据。环境质量预测l广义：调节控制污染物浓度不超出允许的容纳量；l狭义：采取人工手段，是环境要素变化不超过或能够达到一定标准。环境质量调控与预测生物监测生物监测（Biomonitoring）生物监测l生物监测是利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应阐明环境污染状况，从生物学角度为环境质量监测和评价提供依据。思考思考：与理化监测相比，生物监测有何优缺点？l监测灵敏度高，能直接反映环境质量对监测灵敏度高，能直接反映环境质量对生态系统的影响生态系统的影响l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l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l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，易受环境因素的影响如季节和地理环境等生物监测包括水、土壤和大气污染监测三大部分，就是定期二系统的利用生物对环境的反应信息来确定包括水、气和土壤环境在内的环境质量。生物监测至少应具备两个重要条件：对比性对比性，有已建立的标准可供对照；重复性重复性，在一定观测点上每隔一定时间采样分析。第二节 生物监测与评价大气污染生物监测与评价水污染生物监测与评价 大气污染的生物监测与评价大气污染的生物监测与评价大气污染的植物监测有以下几种方法：指示植物法现场调查法植物群落调查法现场盆栽定点监测法地衣、苔藓监测法微核技术的应用污染量指数法大气污染的综合生态指标法指示生物指示生物指示生物的概念：l指对环境中某些物质（包括污染物）能产生各种反应或信息而被用来监测和评价环境质量的现状和变化的生物。指示生物的种类l包括大气污染指示生物和水体污染指示生物。例如：l指示节气枣花发，种棉花；杏花开，快种麦l指示天气燕子低飞预示雨将来临，蜻蜓高飞预示天晴l指示水质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Ranunculusaquatilis。l指示资源安徽的海州香薷指示铜矿，湖南念同的野韭指安徽的海州香薷指示铜矿，湖南念同的野韭指示金矿示金矿注：指示生物只在一定的时空范围内起作用指示生物只在一定的时空范围内起作用：安徽的海州香薷只在安徽指示铜矿，在北方则无此作用。作为指示生物的各种生物所占的百分数作为指示生物的各种生物所占的百分数1.指示植物监测法指示植物监测法指示植物l利用某些植物对某些有害气体的特殊敏感性，可以监测大气中该气体的浓度，这种植物就称为该大气污染物的指示植物。指示植物监测法指示植物监测法指示植物应具备的条件l对污染物反应敏感；l受污染后的反应症状明显，且干扰症状少；l生长期长，能不断萌发新叶；l栽培管理和繁殖容易；l观赏和经济价值指示植物监测法指示植物监测法常见大气污染指示植物l二氧化硫污染指示植物：如地衣、苔藓、芝麻、向日葵、落叶松、加拿大白杨等l氟化物污染指示植物：如郁金香、杏、葡萄、梅、雪松等l二氧化氮污染指示植物：向日葵、番茄、秋海棠、烟草等指示植物的选择方法l现场比较评比法l栽培比较试验法l人工熏气法监测方法l选择可靠的指示植物，了解其受害症状和受伤阈值受伤阈值，然后根据受害程度大小估测大气污染物的成分、浓度和范围。l注：受伤阈值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。几种大气污染物对植物的危害症状污染物危 害 症 状O3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PAN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SO2伤斑多分布于叶脉间，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显Cl2叶脉间变白，叶尖和叶缘出现灼伤及落叶酸雾叶上出现细密、近圆形坏死斑2.现场调查法现场调查法调查原有植物的生长发育状况、初步查明大气污染与植物生长之间的相互关系。具体方法：l选择观察点l调查主要污染物的种类、浓度和分布扩散规律l选择观察对象l观察时间：调查目的和人力条件而定l确定观察项目l对比分析3.植物群落监测法植物群落监测法植物群落监测法l该法是利用植物群落植物群落中各种植物对环境污染的反应估测大气污染的方法。l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，表明大气污染较严重；如抗性强的植物受害，表明大气污染十分严重；在严重污染地区，敏感植物不存在。l在长期受污染地区，一些群落多样性受到影响，从而使植物退化，由此可根据群落中物种多少及个体数量多少来评价大气污染状况。实例：某化工厂附近的植物群落调查实例：某化工厂3050m范围内植物受害情况说明及分析植物名称受 害 情 况悬铃木、加拿大白杨80或全部叶片受害，甚至脱落桧柏、丝瓜叶片有明显大块伤斑，部分植物枯死向日葵、葱、玉米、菊花、牵牛花50左右叶面积受害，叶脉间有点、块状伤斑月季、蔷薇、枸杞、香椿、乌桕80左右叶面积受害，叶片有轻度点、块状伤斑葡萄、金银花、构树、马齿苋10左右叶面积受害，叶片有轻度点状伤斑广玉兰、大叶黄杨、腊梅肉眼观察无明显症状4.现场盆栽定点法现场盆栽定点法将监测用的指示植物盆栽在污染区选定的监测点上，定期观察，记录其受害症状和程度，来估测污染物的成分、浓度和范围，以此来监测该地区大气污染情况。5.地衣、苔藓监测法地衣、苔藓监测法地衣、苔藓作为指示植物的特点l这两类植物对二氧化硫二氧化硫和氟化氢氟化氢等的反应比高等植物敏感；例如SO2年平均浓度在0.0150.105ppm范围内就可使地衣绝迹；浓度超过0.017ppm时大多数苔藓植物不能生存。l地衣、苔藓生长在树干上，故可以减少土壤或水体污染的干扰。l地衣、苔藓所需水分和养分等全部依赖于雨水和露，同时以植物整体吸收养分，而高等植物靠气孔来吸收大气中的污染物，故前者吸收污染物的量相对较多。l生长速度比高等植物慢，一旦受损不易恢复，有利于掌握长时间的污染积累结果。l两者为多年生长绿色植物，一年四季均可作为监测器。而高等植物往往冬季落叶，难以显示受害情况。l取材方便，成本低，有直观效果，但在自然条件下难以获得精确可靠的定量数据。l形体小，分类困难，不经过专门的学习不易掌握辨识方法。地衣、苔藓监测法地衣、苔藓监测法观察指标l通常观察地衣、苔藓植物的多度、盖度、频度、种类数量以及内外部受害症状等指标。在大气污染状况下，地衣、苔藓分布规律l污染严重地区，地衣、苔藓植物很少或完全绝迹；l随污染的减轻，地衣、苔藓植物种属增加，多度、盖度、频度等也逐渐增高并且在树干上的分布高度也升高。植物监测的其他方法微核技术的应用：l根据环境污染物会引起染色体畸变而形成微核的原理，利用紫路草花粉母细胞的微核数量指示环境污染状况，我国已应用该法来监测水、大气污染状况。污染量指数法lKIPC监测点指示植物叶片中某污染物的含量/对照点同种植物中某污染物的含量大气污染的综合生态指标法表4-3大气污染的生物学等级污染水平主要表现清洁生长正常，叶片面积含污染物量接近对照区轻污染生长正常，但所选指标明显高于对照区中污染生长正常，但可见典型受害症状重污染收到明显伤害，受害面积达50%应用植物监测应注意哪些问题？采取哪些措施？l应注意区分大气污染对植物的伤害与其他因素对植物伤害，如冻害、病虫害、肥料不足、农药药害等也可使植物受害。思考：思考：l可从调查污染源入手，通过观察植物叶片受害症状、受害方式，或进行叶片污染物的含量分析来进行判断，这要求工作人员观察细心，并有较为丰富的实践经验。大气污染的大气污染的细菌总数测定细菌总数测定空气污染的微生物学评价指标l细菌总数l链球菌总数表4-4住房空气卫生评价标准大气污染的大气污染的细菌总数测定细菌总数测定测定方法：l沉降平皿法l吸收管法l撞击平皿法l滤膜法水污染的生物监测与评价水污染的生物监测主要包括以下方面：水污染的细菌学监测浮游生物监测法底栖大型无脊椎动物监测法微型生物群落监测法1.水污染的细菌学监测水污染的细菌学监测水污染的细菌学监测指标有以下两个：细菌总数l细菌总数指1mL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。l它可反映水体有机污染的程度，如每每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l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。主要来源于人畜粪便中，在肠道中普遍存在并且是数量最多的一种。故大肠杆菌群的检测作为监测水体是否受粪便污染的指标。l大肠菌群数指每升水样中含有的大肠菌群的数量。如每升饮用水中大每升饮用水中大肠菌群数不得超过肠菌群数不得超过3个个。l大肠菌群数测定：多管发酵法和滤膜法思考思考：什么是大肠菌群？为何用其作为水质粪便污染的指示菌？l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；l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，故作为水体受粪便污染的指标，以大肠菌群最为理想。2.浮游生物监测法浮游生物包括浮游植物和浮游动物，如藻类、原生动物、轮虫、枝角类等浮游生物监测法的特点l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，但由于浮游生物的不稳定性且常常集群分布，因而其作为水质指示生物的可靠性和准确性受到限制。浮游生物监测法的具体步骤浮游生物监测法的具体步骤（1）采样：包括样点的布设、采样步骤、采样器的选择等。采样点布设采样步骤浮游植物浮游动物浮游生物监测法的具体步骤浮游生物监测法的具体步骤（2）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0.1ml样品至载玻片上，盖上盖玻片，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；浮游动物的封片：从样品中吸取5ml样品，视样品浓度可作适当稀释或浓缩。用聚乙烯乳酰酚植被半永久性浮游动物封片。浮游生物监测法的具体步骤浮游生物监测法的具体步骤（3）浮游生物计数：显微镜浮游植物计数单位计数框拉季（Lackey）微量（微断面）计数法滤膜法硅藻种类比例计数浮游动物浮游生物监测法的具体步骤浮游生物监测法的具体步骤（4）生物量测定叶绿素a生物体积重量法ATP法3.底栖大型无脊椎动物监测法底栖大型无脊椎动物l包括水生昆虫、大型甲壳类、软体动物、环节动物等，一般栖息在水底或附着水中植物和石块上，肉眼可见。l自上世纪70-80年代开始使用，亚洲日本和韩国走在最前列大型底栖动物的特点：大型底栖动物的特点：种类多生活周期长活动场所比较固定易于采集不同种类对水质的敏感性差异大受外界干扰后群落结构的变化趋势可以反映受污染的性质和程度而且它们在水生态系统的能量流动中起着重要作用。底栖大型无脊椎动物监测法l在未受干扰的环境里，河流和湖泊中大型无脊椎动物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城市、工业、石油、农业废物及其土地利用对自然水体的影响。取样方法：l水质底栖动物快速评价技术强调半定量和半定性综合取样法，取样时需考虑如急流、缓流、静水、堤岸边、石块表面、植物根垫、枯枝落叶和水生植物等各种小栖境,以保证样本的代表性。怎样以最简便的方法获得较可靠的代表性样本是保证评价结果准确性的关键。l由于水生昆虫等大型底栖动物栖境的复杂性，野外采样时常用定量采集和定性采集相结合的方法l溪流采样的常用工具为踢网（手网）l在水面开阔,栖境较为一致的缓流和急流中用手网采集。沿岸区、静水区、水生植物根部等，则用D形网采样,两者的累计采样面积控制在3m2.l对于水深超过115m的河流，一般还是采用人工基质、三角拖网和彼得逊挖泥器的办法进行综合采样。l定性采样主要是通过目测在石块表面、枯枝和落叶堆中采集样本，采样累计时间为4060min不等。l每样点参与评价的底栖动物个体数通常不应少于100头，但每个分类单元的个体数不应超过10头，如按常规取样方法采得的个体数不满100头时，应通过增加取样面积或取样时间来补足。l当取样所得个体数远远超出100头时，有选择性地(如种类、个体的数量和大小等)挑取一定数量的样本，使其能代表整个样本的性状取样地点l在快速评价中,传统的做法是在河流点污染源的上游设定对照点，或是在未受污染、生境相似的相邻河流中设定对照点，也常通过比较污染发生前后的生物学资料进行评价工作。其缺点是取样局限在12个水体，没有充分考虑到在自然状态下距离差和时间差本身对底栖动物群落结构的影响，加之快速评价法只有一次采样，一般在点内缺乏重复取样，其评价结果的可信度也难以检验。l为了克服上述缺陷，研究者们近年来提出了用参照点群所代表的参照性状来代替单一对照点的性状。参照性状参照性状是指一系列基本未受污染的样点(参照点)所代表的与底栖动物群落结构和功能有关的生物学性状，如种类的组成与数量、EPT(蜉蝣目(E)、精翅目(P)、毛翅目(T)三类水生昆虫的种类和数量)丰富度和集食者数量(%)等，它们能很好地反映水环境质量。4.微型生物群落监测法微型生物群落l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，如环境受到外界的严重干扰，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监测和评价。PFU法（聚氨酯泡沫塑料块法）l原生动物在PFU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同。水环境质量的生物学评价水环境质量的生物学评价水环境质量的生物学评价有以下几种方法：一般描述对比法指示生物法污水生物系统法生物指数法种的多样性指数生产力法残留量指数及富集系数1.一般描述对比法l根据调查水体的水生生物的区系组成、种类、数量、生态分布、资源情况等的描述，对比区域内同类型水体或同一水体的历史资料，对目前的环境质量现状作出评价，这种方法需要有丰富的评价经验，且资料的可比性较差，不易标准化。2.指示生物法水体污染指示生物l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等。它们个体较大，在环境中相对位移小，无逃避行为，生命周期较长，故成为水体污染指示生物的重要研究对象。常用的水体污染指示生物种类l颤蚓类l摇蚊幼虫l蚂蝗l浮游生物和藻类3.污水生物系统法污水生物系统法的原理l受污染的河流由于自身的自净过程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的连续带。l随污染物浓度的降低，生物种类也发生变化，每一带都生存有大体上能够表示这一带特性的动物和植物，由此可以将河流依次划分为四个污染带，即多污带、中污带、中污带、寡污带，从而可以根据一条河流中一定区域内所发现的动物区系和植物区系来鉴别该区域的有机污染程度。污水生物系统中各带特点l多污带：有机污染严重，溶解氧含量低，细菌和无色鞭毛虫多，无好氧生物，无鱼类生存；l中污带：包括中污带（有机污染较为严重，溶解氧略有回升，多为耐污性生物种类，）和中污带（中等程度的有机污染区域，溶解氧较高，有多种藻类和原生动物，有鱼类出现）；l寡污带：溶解氧恢复正常或达饱和，水质透明，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l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题尚需进一步研究。l应用该法来监测和评价环境比较全面，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，而且需要具但工作很繁重，耗费时间，而且需要具有熟练的分类知识，同时调查结果也不有熟练的分类知识，同时调查结果也不易表示易表示。4.生物指数法生物指数法什么是生物指数法生物指数法？l它是依据不利环境因素，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。生物指数法的应用特点生物指数法的应用特点l方法简单，有一粗略数字概念，便于比较；l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，而未考虑个体数量。l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。例子(1)Beck生物指数生物指数l公式：IB2nAnBl注1：nA为底栖大型无脊椎动物中对有机物敏感的种类数，在污染水体中从未发现；nB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，只在污染状况下才出现。l注2：IB0时，表示水体受到严重污染；IB在19之间时为中等污染；IB大于10时为清洁水体。例子(2)硅藻生物指数生物指数l公式：I(2A+B-2C)/(A+B-C)*100l注：I-硅藻生物指数A-不耐污的种类数B-对有机污染无所谓的种类数C-在污染区内独有的种类数例子(3)颤蚓类与全部底栖动物相比的生生物指数物指数l公式：I颤蚓类个体数/底栖动物个体数*100例子(4)水生昆虫与寡毛类湿重比值:公式：I昆虫湿重/寡毛类湿重*100l注1：I值越小，表示污染越严重，反之，水质越清洁；l注2：这种方法无需将生物鉴定到种，仅将底栖动物中昆虫和寡毛类检出，分别称重。例子(5)污染生物指数生物指数l公式：IBIPB/(A+B)*100注：A-有叶绿素微生物数B-无叶绿素微生物数污染程度污染程度 清洁水清洁水轻污水轻污水中污水中污水重污水重污水IBIP0-88-2020-6060-1005.多样性指数法多样性指数法什么是多样性指数法？l多样性指数法是应用数理统计方法来表示生物群落的种类和个体数量的比生物群落的种类和个体数量的比值值从而评价环境质量的一种方法。多样性指数法的工作原理l其工作原理为不同的生物对污染的敏感敏感性和耐受性性和耐受性不同，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，从而反映环境污染的状况。例子(1)格利森和马格列夫多样性指数格利森和马格列夫多样性指数l公式：l注1：S-种类数N-总个体数l注2：d值越大表示水质越清洁。例子(2)香农韦弗多样性指数香农韦弗多样性指数l公式：l注1：d-多样性指数；S-生物种类数；N-群落的个体总数；ni-第i种的个体数。l注2：当d小于1时为重污染带；d在13时为中污染带；d大于3时为寡污带。例子(3)辛普森多样性指数辛普森多样性指数l公式：l注1：ni-i种的个体数；N-总个体数注2：d值越大表示水质越清洁小结小结l多样性指数具有简明的数值概念，可以直接反映环境质量状况。指数值越大，表明生态环境状态越好。该法如与其他生物监测方法综合起来分析，其效果更好。其他生物学评价方法其他生物学评价方法生产力：反映一个生态系统内物质循环和能量流动的指标。lP/R值：初级生产量和呼吸量的比率。l自养指数IAI：去灰分重和叶绿素含量的比值。残留量指数和富集系数l残留量指数ICi/Csil富集系数KCi/Csil注：Ci-生物个体或种群的某种化合物或元素的实测残留量，mg/kg；Csi-环境中的本底值，mg/kg。l比值小于1时表明水体未受污染，比值大于1时表明水体受到污染，并按不同数值划分污染程度。生物标志物生物标志物生物标志物（Biomarker）l化学污染物所导致的生物有机体的生物化学和生理学改变称之为生物标志物。l广义上的概念指在任何生物学水平上用于测定污染物暴露和效应的指标，包括亚个体、个体、种群、群落和生态系统。l目前普遍赞同和应用的概念指在亚个体和个体水平亚个体和个体水平上既可以测定污染物暴露水平，也可以测定污染物效应的生理和生化指标。暴露生物标志物和效应生物标志物l暴露生物标志物暴露生物标志物（ExposureBiomarkers）：可指示机体对化学污染物的暴露，但不显示发生这种变化所造成的不利效应的程度。如污染化学无载体并被的代谢产物及其浓度。l效应生物标志物效应生物标志物（EffectBiomarkers）：可证明化学污染物对机体的不利效应。如乙酰胆碱酯酶。生物标志物分类生物标志物分类生物标志物的特异性生物标志物的特异性 生物标志物生物标志物污染物污染物测定测定氨基乙酰丙酸脱氢酶Pb足够可靠、可取代化学分析金属硫蛋白的诱导Ca较难测定卵壳变薄DDT、DDE等容易测定AchE的抑制有机磷、氨基甲酸酯较化学分析法容易、可靠抗凝血凝固蛋白灭鼠剂与化学分析同样复杂混合功能氧化酶诱导有机物：PAHs、PCBs二噁英等化学法易测定DNA和血红蛋白加合物PAH几种方法可用，但修复机理复杂其他血清酶金属、有机物、PAH已研究了几种不同的酶系统应激蛋白金属、有机物已对多种应激蛋白进行了研究免疫反应金属、有机物、PAH很多测试方法可以应用表4-10生物标志物以特异性降低的顺序排列选择生物标志物的原则选择生物标志物的原则 1）所选择的生物标志物必须具有一定的特异性。2）所选择的生物标志物必须具有足够的灵敏度，即所选标志物的水平与外接触水平要有剂量-反应关系，在无害效应接触水平下仍能维持这种关系。3）所选择的生物标志物分析的重复性及个体差异都在可接受的范围内。4）所选择的生物标物要有足够的稳定性，便于样品的运送、保存、分析。5）取样时最好对人体无损性，能为受试者所接受。生物标志物的应用意义生物标志物的应用意义 可以阐明各种污染物的作用机理，确定各种污染物与生物体之间已发生的相互作用，并与生态学效应相联系，从而制定研究解决环境问题的方案(如种群水平的下降等)。生物标志物在监测环境污染中的应用生物标志物在监测环境污染中的应用为了评估污染物的潜在毒性，探索反应低浓度物对生物早期影响的参数，就需要发展生物亚致死效应的生物标志物来更准确地评估和预测污染物对生物的危害情况。生物标志物是目前毒理学领域研究的热点，被称为环境医学发展到分子水平的重要里程碑，它的研究在分子流行病学、分子毒理学、劳动卫生学、环境医学等诸多领域均具有极其重要的价值。肝胰腺细胞、粘液细胞肝胰腺细胞、粘液细胞：主要用于监测陆生腹足类的生存环境。当陆生腹足类暴露于杀软体动物剂或重金属之后，肝胰腺中重吸收细胞和嗜碱性细胞表现出最明显的剂量-反应关系，被认为是环境污染的监测细胞。红细胞红细胞：红细胞微核及核异常测定是一种简便、迅速、灵敏的遗传毒理学测定方法。线粒体、内质网和溶酶体线粒体、内质网和溶酶体：线粒体对多种刺激都较敏感，并能迅速做出反应，如肿胀、收缩，嵴膜解体或形成线粒体内结晶环境流行病学调查环境流行病学调查环境流行病学调查目的：研究作用物、环境和宿主三者之间的相互关系，分析患病人群与环境中某种因子有无相关关系，找出剂量-反应关系，从而性复杂的环境因素中推导出病因的假设，确定病因，并为制定某一致病因子的环境卫生标准提供依据，控制引起疾病或健康障碍的作用物，最终预防和控制发病发生。环境流行病学研究内容：l调查不同地区特异性疾病的人群分布、地区分布、时间动态；l调查并检测环境中的致病因子；l分析调查资料：确定污染的范围和严重程度，对人体健康的影响（暴露-效应和剂量-效应）。研究污染物的阈限负荷，为预防措施和制定卫生标准提供依据。l综合分析调查及实验资料：为多造成的健康危害或疾病的病因提供线索或建立假说，进而查明因果关系。环境流行病学研究原则：l选择样本要有代表性；l调查设计要有对比性；l获取资料要注意有效性。人群人群暴露暴露健康效应健康效应混杂因素混杂因素存在问题存在问题优点优点描述性研究各种分组人群过去测量记录横断面研究第三节第三节 生态环境质量评价生态环境质量评价生物环境质量生态环境质量生态环境的背景问题生态环境质量预测第四节第四节 化学品生态风险评价化学品生态风险评价风险（Risk）：不利事件发生的概率风险评价（RiskAssessment）生态风险评价（Ecological Risk Assessment）l指确定环境危害（环境中出现的物理的、化学的或生物的媒介）对非人群生态系统不利影响的概率和大小，以及这些风险可接受程度的过程。生态风险评价的主要内容生态风险评价的主要内容l暴露评价：提供污染物在生态系统中的时空分布规律l受体分析：受危害的生物或生态系统的相关信息l危害评价：研究剂量效应关系，提出某种控制指标或阈值l风险表征：根据上述信息综合分析，给出有无风险及风险大小的结论生态风险评价程序生态风险评价程序(1)数据评估l确认有关的潜在化学物质；l分析相关的场所数据。(2)暴露评价l确定危害源及迁移途径；l确认受潜在影响的人群，并分析受体可能的暴露途径l建立适合该场地的模型；l制定暴露力案；l确认暴露点的化学物质的浓度；l计算受体的暴露剂量。(3)毒理学评价l收集毒理学资料包括可能的重要的化学物质的毒理学持性，如急性、亚慢性、慢性。致癌性以及对繁殖的影响等；l确定适当的毒理学参数。(4)风险表征l估算致癌物的致癌风险性；l估算非致癌物的危害商值及系统污染物的指数；l风险结果，包括对水确定性的分析(5)制定清洁标准l确定受体的风险“可接受”水平；l确定污染物的可接受清洁标准；例例-美国的生态风险评价美国的生态风险评价美国EPA对生态风险评价工作有较成熟的方法和数据库，并且做了大量的生态风险评价工作。一般分为以下过程：制订计划，根据评价内容的性质、生态现状和环境要求提出评价的目标和评价重点；风险的识别，判断分析可能存在的危害及其范围；暴露评价和生态影响表征，分析影响因素的特征以及对生态环境中个要素的影响程度和范围；风险评价结果表征，对评价过程得出结论，作为环保部门或规划部门的参考，作为生态环境保护决策的依据。美国的生态风险评价美国的生态风险评价（1）问题形成）问题形成（2）分析）分析（3）风险表征）风险表征例例-欧盟的生态风险评价框架欧盟的生态风险评价框架例例-中国大陆地区的生态风险评价中国大陆地区的生态风险评价2003年颁布了新化学物质环境管理办新化学物质环境管理办法法，并同时发布了新化学物质危害评估导新化学物质危害评估导则则。导则中关于化学品的危害评估包括了人体健康危害评估和生态环境危害评估两部分内容，其中生态危害评估基本按照理化特性评价、生态危害评估基本按照理化特性评价、生态毒理学评估、环境暴露评估、生态环境危生态毒理学评估、环境暴露评估、生态环境危害表征的程序进行害表征的程序进行。第五节第五节 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环境噪声的生物学效应环境噪声的生物学效应放射性污染的生物学效应放射性污染的生物学效应射频射频电磁辐射污染生物学效应电磁辐射污染生物学效应何谓噪声？噪声的来源噪声污染的特点噪声污染对人体健康的影响环境噪声标准居民主观评价法噪声的测量和评价环境噪声的生物学效应环境噪声的生物学效应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生物学效应l放射性污染的来源l对人体健康的影响l防治和监测l污染源l对人体健康的影响l预防措施及监测射频电磁辐射污染生物学效应射频电磁辐射污染生物学效应思考题思考题生物监测与化学测试相比有哪些优点？存在哪些不足？大气污染的生物监测方法有哪些？如何进行水环境的生物学评价？