环境监测——生物污染监测

1、生物污染监测生物污染监测 生物监测是采用物理、化学方法，通过生物监测是采用物理、化学方法，通过对生物体所含环境污染物的分析，对环对生物体所含环境污染物的分析，对环境质量进行监测。其与大气污染监测、境质量进行监测。其与大气污染监测、水体污染监测、土壤污染监测相比，最水体污染监测、土壤污染监测相比，最大的差异在于分析对象的特殊性。大的差异在于分析对象的特殊性。 污染物在生物体内的分布污染物在生物体内的分布 污染物在植物体内的分布污染物在植物体内的分布 植物受污染物的途径有表面附着（如：植物受污染物的途径有表面附着（如：散逸到大气中的各种气态污染物、施用农药、散逸到大气中的各种气态污染物、施用农药、

2、大气中的粉尘降落及含大气污染的降水等，大气中的粉尘降落及含大气污染的降水等，会有一部分粘附在植物表面上，造成对植物会有一部分粘附在植物表面上，造成对植物的污染和危害。）、植物吸收（如：二氧化的污染和危害。）、植物吸收（如：二氧化硫被植物叶片的气孔吸入使叶片的叶绿体遭硫被植物叶片的气孔吸入使叶片的叶绿体遭到破坏，组织坏死，在叶子外表出现伤斑。）到破坏，组织坏死，在叶子外表出现伤斑。）等。等。 植物吸收污染物后，其污染物在植物体植物吸收污染物后，其污染物在植物体内的分布与植物种类、吸收污染物的途径等内的分布与植物种类、吸收污染物的途径等因素有关。因素有关。 从土壤和水体中吸收污染物的植物，一从土壤

3、和水体中吸收污染物的植物，一般分布规律和残留含量的顺序是：般分布规律和残留含量的顺序是： 根根 茎茎 叶叶 穗穗 壳壳 种子种子 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呼吸道、环境中的污染物主要通过呼吸道、消化道和皮肤吸收等途径进入动物体，消化道和皮肤吸收等途径进入动物体，通过食物链而得到浓缩富集，最后进入通过食物链而得到浓缩富集，最后进入人体。人体。 1 1 动物吸收及其污染物在动物体内的转化与排泄动物吸收及其污染物在动物体内的转化与排泄 污染物被吸收后，可在动物体内发生转化与排污染物被吸收后，可在动物体内发生转化与排泄作用。泄作用。 有机污染物质进入动物体后，

4、除很少一有机污染物质进入动物体后，除很少一部分水溶性强，分子量小的毒物可以原形排出外，部分水溶性强，分子量小的毒物可以原形排出外，绝大部分都要经过某种酶的代谢（或转化），从而绝大部分都要经过某种酶的代谢（或转化），从而改变其毒性，增强其水溶性而易于排泄。改变其毒性，增强其水溶性而易于排泄。 无机污无机污染物质，进入动物体后，一部分参加生化代谢过程，染物质，进入动物体后，一部分参加生化代谢过程，转化为化学形态和结构不同的化合物，也有一部分转化为化学形态和结构不同的化合物，也有一部分直接于细胞各部分。直接于细胞各部分。 各种污染物质经转化后，其各种污染物质经转化后，其排泄途径主要通过肾脏，消化道和

5、呼吸道，也有少排泄途径主要通过肾脏，消化道和呼吸道，也有少量随汗液，乳汁等分泌液排出。量随汗液，乳汁等分泌液排出。 2 2 生物浓缩作用生物浓缩作用 定义：生物机体从周围环境中蓄积某种元素定义：生物机体从周围环境中蓄积某种元素或（难分解化合物）使生物体内该物质浓度或（难分解化合物）使生物体内该物质浓度超过环境中浓度的现象。超过环境中浓度的现象。 形成：形成： 摄入量大于排除分解消除摄入量大于排除分解消除 3 3 污染物在动物体内的分布污染物在动物体内的分布 污染物在动物体内的分布大体存在以下五个规律：污染物在动物体内的分布大体存在以下五个规律： （ 1 1 ）能溶解于体液的物质，如钾、钠、锂、

6、氟、）能溶解于体液的物质，如钾、钠、锂、氟、氯、溴等离子，在体内分布比较均匀。氯、溴等离子，在体内分布比较均匀。 （ 2 2 ）镧、锑、钍等三价和四价阳离子主要蓄积于）镧、锑、钍等三价和四价阳离子主要蓄积于肝和其他网状内皮系统。肝和其他网状内皮系统。 （ 3 3 ）与骨骼亲和形较强的物质，如铅，钙等二价）与骨骼亲和形较强的物质，如铅，钙等二价阳离子在骨骼中含量较高阳离子在骨骼中含量较高 （ 4 4 ）对某一器官具有特殊亲和性的物质，则在该）对某一器官具有特殊亲和性的物质，则在该种器官中蓄积较多种器官中蓄积较多 （ 5 5 ）脂溶性物质，如有机氯化合物（六六六，）脂溶性物质，如有机氯化合物（六六

7、六， DDT DDT 等）易蓄积于动物体内的脂肪中。等）易蓄积于动物体内的脂肪中。 生物样品采集生物样品采集 植物样品的采集植物样品的采集 （ 1 1 ）采集的植物样品要具有代表性、典型）采集的植物样品要具有代表性、典型性、适时性。性、适时性。 （ 2 2 ）布点方法）布点方法 常采用梅花形五点取样法或交叉间隔取常采用梅花形五点取样法或交叉间隔取样法。样法。 （ 3 3 ）采样方法）采样方法 采样前应预先准备好采样工具。采样前应预先准备好采样工具。 根据实际情况确定样品采样量。根据实际情况确定样品采样量。 选择优势种植物在采样区内按梅花形五点或选择优势种植物在采样区内按梅花形五点或交叉间隔取样

8、方式采集交叉间隔取样方式采集 5 5 10 10 处的植株混处的植株混合组成一个代表样品。合组成一个代表样品。 将采好的样品装入布口袋或聚乙烯塑料袋中，将采好的样品装入布口袋或聚乙烯塑料袋中，贴好标签，并填写采样登记表。贴好标签，并填写采样登记表。 动物样品的采集动物样品的采集 （ 1 1 ）尿的采集）尿的采集 定性检测尿液成分时应采集晨尿。定性检测尿液成分时应采集晨尿。 定量检测尿液成分时一般采集定量检测尿液成分时一般采集 24h 24h 总排尿量。总排尿量。 （ 2 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 10mL 血样冷藏备用。常用于分血样冷藏备用。常用

9、于分析血液中所含金属毒物及非金属毒物。析血液中所含金属毒物及非金属毒物。 （ 3 3 ）毛发和指甲的采集）毛发和指甲的采集 采集和保存较为方便，主要用于汞、砷等含量的测采集和保存较为方便，主要用于汞、砷等含量的测定。定。 （ 4 4 ）组织和脏器采集）组织和脏器采集 生物样品的制备生物样品的制备 对于液体状态的动物样品常无需制对于液体状态的动物样品常无需制备，对动物组织和脏器主要是采用捣碎备，对动物组织和脏器主要是采用捣碎的方法制成浆状鲜样备用，而对植物样的方法制成浆状鲜样备用，而对植物样常根据不同情况，利用不同方式进行样常根据不同情况，利用不同方式进行样品制备。品制备。 植物样品的制备植物样

10、品的制备 （一）平均样的获得（一）平均样的获得 四分法、切成块的四分法、切成块的 1/4 1/4 1/8 1/8 混合混合 （二）分析试样的制备（二）分析试样的制备 1 1 、鲜样、鲜样 2 2 、风干样：、风干样： 60 60 70 70 摄氏度低温真空干燥摄氏度低温真空干燥箱中烘干（匀浆、小片）箱中烘干（匀浆、小片） 3 3 、水分含量测定（、水分含量测定（ 100 100 105 105 摄氏度烘干摄氏度烘干 / / 真空干燥真空干燥 / / 低温烘干）低温烘干） 生物样品的预处理生物样品的预处理 常用的预处理方法有湿法消解法、灰化常用的预处理方法有湿法消解法、灰化法、提取、分离和浓缩法

11、等。法、提取、分离和浓缩法等。 1 1 湿化消解法湿化消解法 利用强酸等与生物样品共同煮沸，将样利用强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。品中有机物分解成二氧化碳和水除去。 常用的消解试剂体系有浓硝酸高氯酸、常用的消解试剂体系有浓硝酸高氯酸、浓硝酸浓硫酸、浓硫酸过氧化氢等。浓硝酸浓硫酸、浓硫酸过氧化氢等。 2 2 灰化法灰化法 利用坩埚或氧燃烧瓶，使样品在高温条件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分解产下分解，并用适当的溶液溶解或吸收分解产物，制成分析试液。物，制成分析试液。 3 3 提取法提取法 整个过程包括提取、分离、浓缩三个步骤

12、。整个过程包括提取、分离、浓缩三个步骤。 （ 1 1 ）提取）提取 应根据样品的特点、待测组分的性质、应根据样品的特点、待测组分的性质、存在形态和数量、以及分析方法等因素选择，存在形态和数量、以及分析方法等因素选择，常用方法有：常用方法有： 振荡提取法振荡提取法 组织捣碎提取法组织捣碎提取法 脂肪提取器提取脂肪提取器提取 直接球磨提取法直接球磨提取法 （ 2 2 ）分离）分离 用提取剂从生物样品中提取欲测组分的用提取剂从生物样品中提取欲测组分的同时，不可避免的会将其他相关组分提取出同时，不可避免的会将其他相关组分提取出来，因此，在测定之前，还必须将上述杂质来，因此，在测定之前，还必须将上述杂质

13、分离出去。常用的分离方法有：液液萃取分离出去。常用的分离方法有：液液萃取法、层析法、磺化法、低温冷冻法等。法、层析法、磺化法、低温冷冻法等。 （ 3 3 ）浓缩）浓缩 当生物样品的提取液经过分离净化后，当生物样品的提取液经过分离净化后，其中的污染物浓度往往仍达不到分析方法的其中的污染物浓度往往仍达不到分析方法的要求，需要进行浓缩和富集，常用方法有：要求，需要进行浓缩和富集，常用方法有：蒸馏或减压蒸馏法、蒸馏或减压蒸馏法、 K-D K-D 浓缩器浓缩法、蒸浓缩器浓缩法、蒸发法、真空冷冻干燥法等。发法、真空冷冻干燥法等。 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 1 1 可见紫外分光

14、光度法可见紫外分光光度法 可用于测定多种农药以及某些重金属和非金属化可用于测定多种农药以及某些重金属和非金属化合物等。合物等。 2 2 红外分光光度法红外分光光度法 可鉴别有机污染物结构，并对其进行定量测定。可鉴别有机污染物结构，并对其进行定量测定。 3 3 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法 适用于镉、汞、锌、铅等有害金属元素的定量测适用于镉、汞、锌、铅等有害金属元素的定量测定，具有速度快、选择性好、操作简单等优点。定，具有速度快、选择性好、操作简单等优点。 4 4 发射光谱法发射光谱法 适用于多种金属元素进行定性和定量分析。适用于多种金属元素进行定性和定量分析。 5 “X” 5 “X”

15、射线荧光光谱分析射线荧光光谱分析 适用于生物样品中多元素的分析，特别是硫、磷适用于生物样品中多元素的分析，特别是硫、磷等轻元素很容易测定。等轻元素很容易测定。 色谱分析法色谱分析法 1 1 薄层层析法薄层层析法 薄层层析法是应用层析板对有机物进行薄层层析法是应用层析板对有机物进行分离、显色和检测的简便方法，可对多种农分离、显色和检测的简便方法，可对多种农药进行定性和半定量分析。如果与薄层扫描药进行定性和半定量分析。如果与薄层扫描仪联用或洗脱后进一步分析，则可进行定量仪联用或洗脱后进一步分析，则可进行定量测定。测定。 2 2 气相色谱法气相色谱法 此法广泛用于粮食等生物样品中烃类、此法广泛用于粮食等生物样品中烃类、酚类、苯和硝基苯、胺类、多氯联苯及有机酚类、苯和硝基苯、胺类、多氯联苯及