生物污染监测的方法课件

第六章环境污染生物监测6.1.水质污染生物监测

水环境中存在着大量的水生生物群落，各类水生生物之间及水生生物与其赖以生存的环境之间存在着互相依存又互相制约的密切关系。当水体受到污染而使水环境条件改变时，各种不同的水生生物由于对环境的要求和适应能力不同而产生不同的反应，因此可用水生生物来了解和判断水体污染的类型、程度。第六章环境污染生物监测1用水生生物来监测研究水体污染状况的方法较:

1.如生物群落法2.生产力测定法3.残毒测定法4.急性毒性试验5.细菌学检验等。用水生生物来监测研究水体污染状况的方法较:2一生物群落法（1）指示生物：生物群落中生活着各种水生生物，如浮游、着生生物、底栖动物、鱼类和细菌等。群落结构、种类和数量的变化能反映水质状况，称之为指示生物。（2）监测方法1.污水生物系统法按污染程度和自净过程分为几个互相连续的污染带，每一带生存着各自独特的生物，据此评价水质状况。通常将其分为四个污染带，即多污带、α-中污带、β-中污带和寡污带。各污染带水体内存在特有的生物种群。一生物群落法32.2.

生物指数法是指

运用数学公式反映生物种群或群落结构的变化，以评价环境质量的数值。贝克生物指数（BI）=2nA+nBBI=0时，属严重污染区域，BI=1-6时，为中等有机物污染区域，BI=10-40时，为清洁水区。2.2.生物指数法4二二、细菌学检验法水的细菌学检验，在卫生学上具有重要意义。实际工作中，常以检验细菌总数，特别是检验作为粪便污染的指示细菌，来间接判断水的卫生学质量。（1）水样的采集:严格按无菌操作要求进行，防止在运输过程中被污染，并应迅速进行检验。二二、细菌学检验法5（2）细菌总数的测定：细菌总数是指1mL水样在营养琼脂培养基中，于37℃经24小时培养后，所生长的细菌菌落的总数。它是判断饮用水、水源水、地表水等污染程度的标志。其操作过程如下：1）灭菌；2）制备营养琼脂培养基；3）培养（二份平行样，一份空白）；4）菌落计数。（3）总大肠菌群的测定：总大肠菌群是指那些能在35℃、48小时之内使乳糖发酵产酸、产气、需氧及兼性厌氧的、革兰氏阴性的无芽孢杆菌，以每升水样中所含有的大肠菌群的数目来表示。（2）细菌总数的测定：细菌总数是指1mL水样在营养琼脂培养基6总大肠菌群的检验方法富有发酵法和滤膜法。发酵法可用于各种水样（包括底泥），但操作繁琐，费时间。滤膜法操作简便、快速，但不适用于浑浊水样。Aa、多管发酵法是根据大肠菌群细菌能发酵乳糖、产酸产气以及具备革兰氏染色阴性、无芽孢呈杆状等特性进行检验的。检验程序如下：1)配备平板基；2）初步发酵试验；3）平板分离；4）复发酵试验；5）大肠菌群计数。

b、滤膜法总大肠菌群的检验方法富有发酵法和滤膜法。发酵法可用于各种7三、水生生物毒性试验进行水生生物毒性试验可用鱼类、藻类等，其中以鱼类毒性试验应用较广泛。鱼类对水环境的变化反应十分灵敏，当水体中的污染物达到一定浓度或强度时就会引起一系列的中毒反应。根据试验水所含毒物浓度的高低和暴露时间的长短，毒性试验可分为急性试验和慢性试验。毒性试验方法可分为静水式试验和流水式试验两大类。四、其他方法用生物监测水体污染程度和毒性的方法还有水生植物生产力的测定、生物体内残毒的测定、致突变试验等。三、水生生物毒性试验86.1.1浓缩系数（一）定义生物体内某种元素或难分解的化合物的浓度同它所生存的环境中该物质的浓度的比值，以表示生物浓缩的程度。（二）浓缩系数的影响因素6.1-1浓缩系数的影响因素

6.1.1浓缩系数9生物污染监测的方法课件106.1.2生物浓缩，生物积累，生物放大

（一）生物浓缩

一、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超过环境中浓度的现象。

注：生物富集用浓缩系数表示。

湖水中：DDT:0.0006ppm,水生植物内可达2.1ppm

二、形成

摄入量大于排除分解消除。6.1.2生物浓缩，生物积累，生物放大

（一）生物浓缩11（二）生物放大

一、定义

污染物浓度随营养级的提高而逐步增大的现象叫生物放大。

（二）生物放大12二、因素不同物质：Fe、Ba、Mn、Zn、Cd、As、Cr、Hg等。藤壶，沙蚕（大）；牡蛎；蓝蟹最小

三、生物积累：污染物浓度不断增大的现象（三）生物半衰期

定义：

由于新陈代谢作用，污染物在机体或器官内的量减少到原有量的一半时所需要的时间，称为生物半衰期：T1/2。

T1/2长的，中毒危险性大于T1/2小的；不同器官可以不同。例如:Hg在脑中T1/2长。

二、因素13

146.1.3生物污染的特点1.污染物在体内浓度>环境浓度2.污染物在体内毒性>环境中毒性（生物转化的增毒）3.污染物在体内浓度>环境中浓度4.污染物在体内毒性<环境中毒性（生物转化的减毒）5.污染物被生物降解或净化（同时可造成生物浓缩，积累）6.生物体对污染物的敏感性和抗性6.1.3生物污染的特点156.1.4生物污染的途径6.1.4生物污染的途径166.1.5污染物在生物体内的分布和蓄积（一）污染物在植物体内的分布

污染物被植物吸收后，在植物体内各部位的分布规律与吸收污染物的途径、作物品种、污染物的性质等因素有关。

从土壤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：

根>茎>叶>穗>壳>种子（二）污染物在动物体内的分布

动物吸收污染物质后，主要通过血液和淋巴系统传输到全身各组织发生危害。污染物性质和进入动物组织的类型不同，分布规律

6.1.5污染物在生物体内的分布和蓄积17生物污染监测的方法课件18（三）污染物在动物体内的转化与排泄（三）污染物在动物体内的转化与排泄196.2.1植物样品的采集和制备1、植物样品的采集2、植物样品的制备（1）平均样的获得（2）四分法、切成块的1/4－1/8混合（3）分析试样的制备a.鲜样b.风干样：60－70摄氏度低温真空干燥箱中烘干（匀浆、小片）c.水分含量测定（100－105摄氏度烘干/真空干燥/低温烘干3、分析结果的表示

6.2.1植物样品的采集和制备206.2.2动物样品的采集和制备

尿液、血液、毛发、指甲、脏器和组织、水产食品等。

6.2.2动物样品的采集和制备216.3.1消解和灰化

测定生物样品中的微量金属和非金属元素时，通常都要将其大量有机物基体分解，然后进行测定，分解有机物的方法有湿法分解和干法灰化。（一）湿法分解

常用的消解试剂体系有：硝酸－高氯酸、硝酸－硫酸、硫酸－过氧化氢、硫酸－高锰酸钾、硝酸－硫酸－五氧化二钒等。6.3.1消解和灰化22（二）灰化法

不使用或者少使用化学试剂，并可处理较大称量的样品，有利于提高测定微量元素的准确度，但是因为灰化温度一般为450－550摄氏度，不宜处理测定易挥发组分的样品。此外，灰化所用的时间也较长。（二）灰化法236.3.2提取和浓缩6.3.2提取和浓缩246.4.1生物污染监测的意义1、较早发现污染，并初步判断类型及程度（指示生物）2、能够反映一个地区的污染历史（生长年轮；体内含量；毛发；指甲）3、.能够综合反映环境污染对生态系统的影响程度（综合影响的对生物危害）4、保护生物，保护生态环境5、发现生物污染，防止对人类的食物污染，例如：甲基汞在鱼中>>水中（上万倍）。6、研究和预测环境污染与人类健康的关系6.4.1生物污染监测的意义256.4.2

生物污染监测的方法（一）利用生物受污染后伤害症状（二）取生物材料检测

需要了解：1.污染物在植物体内的分布2.污染物在动物体内的分布3.选择生物材料的依据

大气污染时：大气中极微量F在植物叶子中可达40－50ppm

6.4.2

生物污染监测的方法26生物污染监测的方法课件276.4-2氨指示生物--木芙蓉6.4-2氨指示生物--木芙蓉286.4-3

SO2监测植物--矮牵牛6.4-3

SO2监测植物--矮牵牛296.4.3常用的分析方法（一）光谱分析法

有可见-紫外分光光度法、红外分光光度法、荧光分光光度法、原子吸收分光光度法、发射光谱分析法、X射线荧光分析法等。

图6.4-4光谱分析法6.4.3常用的分析方法30生物污染监测的方法课件31（二）色谱分析法

（二）色谱分析法32（三）电化学分析法

示波极谱法，阳极溶出伏安法等近代极谱技术可用于测定生物样品中的农药残留物和某些重金属元素。（四）放射分析法

可用放射性同位素进行示踪模拟试验。用中子活化法测定含汞，锌，铜等农药残留物及某些有害金属污染物，具有灵敏，特效，不破坏试样等优点。（五）联合检测技术

气相色谱－质谱（GC-MS），气相色谱－傅立叶变换红外光谱(GC-FTIR),液相色谱－质谱（LC-MS）。（三）电化学分析法33扩展内容利用植物进行环境修复的最新发展扩展内容34第六章环境污染生物监测6.1.水质污染生物监测

水环境中存在着大量的水生生物群落，各类水生生物之间及水生生物与其赖以生存的环境之间存在着互相依存又互相制约的密切关系。当水体受到污染而使水环境条件改变时，各种不同的水生生物由于对环境的要求和适应能力不同而产生不同的反应，因此可用水生生物来了解和判断水体污染的类型、程度。第六章环境污染生物监测35用水生生物来监测研究水体污染状况的方法较:

1.如生物群落法2.生产力测定法3.残毒测定法4.急性毒性试验5.细菌学检验等。用水生生物来监测研究水体污染状况的方法较:36一生物群落法（1）指示生物：生物群落中生活着各种水生生物，如浮游、着生生物、底栖动物、鱼类和细菌等。群落结构、种类和数量的变化能反映水质状况，称之为指示生物。（2）监测方法1.污水生物系统法按污染程度和自净过程分为几个互相连续的污染带，每一带生存着各自独特的生物，据此评价水质状况。通常将其分为四个污染带，即多污带、α-中污带、β-中污带和寡污带。各污染带水体内存在特有的生物种群。一生物群落法372.2.

生物指数法是指

运用数学公式反映生物种群或群落结构的变化，以评价环境质量的数值。贝克生物指数（BI）=2nA+nBBI=0时，属严重污染区域，BI=1-6时，为中等有机物污染区域，BI=10-40时，为清洁水区。2.2.生物指数法38二二、细菌学检验法水的细菌学检验，在卫生学上具有重要意义。实际工作中，常以检验细菌总数，特别是检验作为粪便污染的指示细菌，来间接判断水的卫生学质量。（1）水样的采集:严格按无菌操作要求进行，防止在运输过程中被污染，并应迅速进行检验。二二、细菌学检验法39（2）细菌总数的测定：细菌总数是指1mL水样在营养琼脂培养基中，于37℃经24小时培养后，所生长的细菌菌落的总数。它是判断饮用水、水源水、地表水等污染程度的标志。其操作过程如下：1）灭菌；2）制备营养琼脂培养基；3）培养（二份平行样，一份空白）；4）菌落计数。（3）总大肠菌群的测定：总大肠菌群是指那些能在35℃、48小时之内使乳糖发酵产酸、产气、需氧及兼性厌氧的、革兰氏阴性的无芽孢杆菌，以每升水样中所含有的大肠菌群的数目来表示。（2）细菌总数的测定：细菌总数是指1mL水样在营养琼脂培养基40总大肠菌群的检验方法富有发酵法和滤膜法。发酵法可用于各种水样（包括底泥），但操作繁琐，费时间。滤膜法操作简便、快速，但不适用于浑浊水样。Aa、多管发酵法是根据大肠菌群细菌能发酵乳糖、产酸产气以及具备革兰氏染色阴性、无芽孢呈杆状等特性进行检验的。检验程序如下：1)配备平板基；2）初步发酵试验；3）平板分离；4）复发酵试验；5）大肠菌群计数。

b、滤膜法总大肠菌群的检验方法富有发酵法和滤膜法。发酵法可用于各种41三、水生生物毒性试验进行水生生物毒性试验可用鱼类、藻类等，其中以鱼类毒性试验应用较广泛。鱼类对水环境的变化反应十分灵敏，当水体中的污染物达到一定浓度或强度时就会引起一系列的中毒反应。根据试验水所含毒物浓度的高低和暴露时间的长短，毒性试验可分为急性试验和慢性试验。毒性试验方法可分为静水式试验和流水式试验两大类。四、其他方法用生物监测水体污染程度和毒性的方法还有水生植物生产力的测定、生物体内残毒的测定、致突变试验等。三、水生生物毒性试验426.1.1浓缩系数（一）定义生物体内某种元素或难分解的化合物的浓度同它所生存的环境中该物质的浓度的比值，以表示生物浓缩的程度。（二）浓缩系数的影响因素6.1-1浓缩系数的影响因素

6.1.1浓缩系数43生物污染监测的方法课件446.1.2生物浓缩，生物积累，生物放大

（一）生物浓缩

一、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超过环境中浓度的现象。

注：生物富集用浓缩系数表示。

湖水中：DDT:0.0006ppm,水生植物内可达2.1ppm

二、形成

摄入量大于排除分解消除。6.1.2生物浓缩，生物积累，生物放大

（一）生物浓缩45（二）生物放大

一、定义

污染物浓度随营养级的提高而逐步增大的现象叫生物放大。

（二）生物放大46二、因素不同物质：Fe、Ba、Mn、Zn、Cd、As、Cr、Hg等。藤壶，沙蚕（大）；牡蛎；蓝蟹最小

三、生物积累：污染物浓度不断增大的现象（三）生物半衰期

定义：

由于新陈代谢作用，污染物在机体或器官内的量减少到原有量的一半时所需要的时间，称为生物半衰期：T1/2。

T1/2长的，中毒危险性大于T1/2小的；不同器官可以不同。例如:Hg在脑中T1/2长。

二、因素47

486.1.3生物污染的特点1.污染物在体内浓度>环境浓度2.污染物在体内毒性>环境中毒性（生物转化的增毒）3.污染物在体内浓度>环境中浓度4.污染物在体内毒性<环境中毒性（生物转化的减毒）5.污染物被生物降解或净化（同时可造成生物浓缩，积累）6.生物体对污染物的敏感性和抗性6.1.3生物污染的特点496.1.4生物污染的途径6.1.4生物污染的途径506.1.5污染物在生物体内的分布和蓄积（一）污染物在植物体内的分布

污染物被植物吸收后，在植物体内各部位的分布规律与吸收污染物的途径、作物品种、污染物的性质等因素有关。

从土壤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：

根>茎>叶>穗>壳>种子（二）污染物在动物体内的分布

动物吸收污染物质后，主要通过血液和淋巴系统传输到全身各组织发生危害。污染物性质和进入动物组织的类型不同，分布规律

6.1.5污染物在生物体内的分布和蓄积51生物污染监测的方法课件52（三）污染物在动物体内的转化与排泄（三）污染物在动物体内的转化与排泄536.2.1植物样品的采集和制备1、植物样品的采集2、植物样品的制备（1）平均样的获得（2）四分法、切成块的1/4－1/8混合（3）分析试样的制备a.鲜样b.风干样：60－70摄氏度低温真空干燥箱中烘干（匀浆、小片）c.水分含量测定（100－105摄氏度烘干/真空干燥/低温烘干3、分析结果的表示

6.2.1植物样品的采集和制备546.2.2动物样品的采集和制备

尿液、血液、毛发、指甲、脏器和组织、水产食品等。

6.2.2动物样品的采集和制备556.3.1消解和灰化

测定生物样品中的微量金属和非金属元素时，通常都要将其大量有机物基体分解，然后进行测定，分解有机物的方法有湿法分解和干法灰化。（一）湿法分解

常用的消解试剂体系有：硝酸－高氯酸、硝酸－硫酸、硫酸－过氧化氢、硫酸－高锰酸钾、硝酸－硫酸－五氧化二钒等。6.3.1消解和灰化56（二）灰化法

不使用或者少使用化学试剂，并可处理较大称量的样品，有利于提高测定微量元素的准确度，但是因为灰化温度一般为450－550摄氏度，不宜处理测定易挥发组分的样品。此外，灰化所用的时间也较长。（二）灰化法576.3.2提取和浓缩6.3.2提取和浓缩586.4.1生物污染监测的意