第六章环境污染生物监测
6 第六章 环境污染的生物监测
植物受二氧化硫伤害后出现的初 始典型症状：
• 微微失去膨压，失去原来光泽，出现呈 暗绿色的水渍状斑点，叶面微微有水渗 出并起皱。这几种症状可以单独出现， 也可能同时出现。随着时间推移，症状 继续发展，成为比较明显的失绿斑，呈 灰绿色，然后逐渐失去干枯，直至出现 显著的坏死斑。坏死斑颜色有深（黄褐 色、红棕色、深褐色和黑色）有浅（灰 白色、象牙色、灰黄色和浅灰色），但 以浅色为主。
氟化物的指示植物
慈竹
郁金香 雪松 金钱草
葡萄
唐菖蒲
杏树
（四）乙烯（C2H4）
• 乙烯本是植物生成的一种天然的植物激 素，具有重要的生理功能。但目前成为 大气中的主要污染物，主要由机动车辆 排放。
• （C2H4）对植物的影响，一般是影响植 物的生长及花和果实的发育，并且加速 植物组织的老化。
•
引起植物产生反应的乙烯阈值浓度为10～ 100ppb，饱和反应浓度为1～10ppm。乙烯对植 物的危害不像其他污染物那样会造成叶组织的 破坏，它的作用是多方面的，其中一个特殊的 效应是“偏上生长”，就是使叶柄上下两边的 生长速度不等,从而使叶片下垂(见彩图[乙烯污 染指示植物──番茄。左为污染引起的偏上反 应，右为正][常]、[乙烯污染指示植物──中国 石竹。左为污染引起的闭花反应,右为正常])。
• 生物监测方法从生物学层次来分，主要 包括生态监测（群落生态和个体生态）、 生物测试（急性毒性测定、亚急性毒性 测定上和慢性毒性测定）以及分子、生 理、生化指标和污染物在体内的行为等 几个方面。
• 生物监测已经从传统的生物种类、数量 和行为的描述发展到现代化的自动分析； 从单纯的生态学方法扩展到与生理、生 化、毒理学和生物体残留量分析等领域 相结合的研究。
• 污染物的浓度愈大，植物受害愈重。植物 受害的最低浓度称为临界浓度或极限浓度。 • 植物从接触临界浓度以上的有毒气体时起， 到植物体出现受害症状时为止，这段时间 称为临界时间。
第六章-环境污染的生物监测-思考题及答案-修正版
第六章环境污染的生物监测思考题一、简答题1.简述生物监测环境质量的重要性（有哪些优势）。
生物监测是一种既经济、方便，又可靠准确的方法。
实践证明，长期生长在污染环境中的抗性生物，能够忠实的“记录”污染的全过程，能够反映污染物的历史变迁，提供环境变迁的证据；而对污染物敏感的生物，其生理学和生态学的反应能够及时、灵敏地反映较低水平的环境污染，提供环境质量的现时信息。
因此生物监测是利用生物对特定污染物的抗性或敏感性来综合地反映环境状况，这是任何物理、化学监测所不能比拟的。
2.植物监测大气污染的优势。
有些植物对大气污染的反应极为敏感，在污染物达到人和动物的受害浓度之前，它们就显示出可察觉的受害症状。
这些敏感生物的生存状况可以反映其生存介质的环境质量，用来监测环境。
植物还能够将污染物或其代谢产物富集在体内，分析植物体的化学成分并可确定其含量。
同时，植物本身的不可移动性、便于管理等特征，使它成为重要的大气污染监测生物。
3.简述监测生物的筛选原则。
（1）受污染后，是否有典型的受害症状（尤其是急性的受害症状）；（2）受污染后，生物的生理生化指标是否有较为明显的变化；（3）在污染环境中，生物体内代谢产物是否有较为明显的变化。
4.在环境质量的生物监测中，如何利用生物的抗性作用？将生物放置于污染条件下，通过抗性指数来分析污染前后生物性状的比值。
如在污染条件下的植物的根。
根伸长被抑制的程度越小，抗性指数越大。
5.如何区分指示生物和监测生物？指示生物是指对环境中的污染物能产生各种定性反应，植物环境污染物的存在。
监视生物不仅能够反应污染物的存在，而且能够反映污染物的量。
他们的区别就在于监测生物能够反应污染物的量，而指示生物不能。
6.简述生态监测的特点。
（1）能综合地反映环境质量状况；（2）具有连续监测的功能；（3）具有多功能性；（4）监测灵敏度高。
7.简述利用群落多样性指数法和生物指数法监环境污染的方法。
群落多样性指数法又称差异指数，是根据生物多样性理论设计的一种指数。
奚旦立《环境监测》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解 第六章~第七章【圣才出品】
第六章环境污染生物监测
6.1复习笔记
【知识框架】
【重点难点归纳】
考点一：水环境污染生物监测★★★
1．水环境污染生物监测的目的、样品采集（见表6-1-1）
表6-1-1水环境污染生物监测的目的、样品采集表
2．水环境污染生物监测方法（见表6-1-2）
表6-1-2水环境污染生物监测方法
考点二：空气污染生物监测★★
1．利用植物监测
（1）指示植物及其受害症状（见表6-1-3）
指示植物是指受到污染物的作用后能较敏感和快速地产生明显反应的植物，可以选择草本植物、木本植物及地衣、苔藓等。
表6-1-3指示植物及其受害症状
（2）监测方法（见表6-1-4）
表6-1-4监测方法
2．利用动物监测
一定区域内，利用动物种群数量的变化来监测评估该区域空气污染状况。
动物对污染物吸收途径：①气态污染物、粉尘从口鼻进入体内；②水和土壤中的污染物主要通过饮用水和食物进入；③脂溶性的物质可以通过皮肤进入动物机体。
污染物体内分布：①能溶解于体液的物质，在体内分布比较均匀；②三价和四价阳离子主要积累于肝或其他网状内皮系统；③铅、钙、钡、锶、镭、铍等与骨骼亲和力较强，其二
价阳离子在骨骼中含量较高；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；⑤脂溶性物质易积累于动物体内的脂肪中。
3．利用微生物监测
一般以细菌总数和链球菌总数作为室内空气细菌学的评价指标。
考点三：土壤污染生物监测★★
1．土壤污染的植物监测（见表6-1-5）
表6-1-5土壤污染的植物监测
2．土壤污染的动物监测（见表6-1-6）
表6-1-6土壤污染的动物监测。
第六章 环境污染的生物监测
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2、监测氟化氢的植物有：杏树（Prunus armeniaca）、北美黄杉
（Pseudotsuga menziesii）、美国黄松（Pinus ponderosa）、唐菖蒲 （Gladiodus hortulanus）、小苍兰（Freesia hybrida）以及地衣等。
举例：在磷肥厂附近放置氟化物监测植物唐菖蒲，监测磷肥厂周围大 气的氟污染状况。如果几天以后，唐菖蒲出现了典型的氟化物危害症 状（叶片先端和边缘产生淡棕黄色片状伤斑），表明该厂周围已被氟
水渗出并起皱。这几种症状可以单独出现，也可能同时出现。
随着时间推移，症状继续发展，成为比较明显的失绿斑，呈灰 绿色，然后逐渐失水干枯，直至出现显著的坏死斑。
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2、监测二氧化硫的植物有一年生早熟禾、芥菜、堇菜、百日草 （Zinnia eleguns）、欧洲蕨（Idium pter）、苹果树（Malus）、 颤 杨 （ Populus tremuloides ） 、 美 国 白 蜡 树 （ Fraxinus americana ） 、 欧 洲 白 桦 （ Betula pendula ） 、 紫 花 苜 蓿
最广的方法。
需要区分的两个概念
指对环境中的污染物能产生各种定
指示植物
性反应，指示环境污染物的存在。
监测植物
不仅能够反映污染物的存在，而且能 够反映污染物的量。
监测生物必然是指示生物，同时它还 要回答环境中污染物多少的问题。
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第二节
大气污染的生物监测
大气污染的生物监测的慨念：利用生物对大气污染的这些
发育，并且加速植物组织的老化。
2、 监测C2H4的植物通常有兰花（Cattleya spp.）、麝香石竹 （Dianthus caryaphyllus）、黄瓜（Cucumis sativus）、西红柿 （Lycopersicon esculentum）、万寿菊（Tagetes erecta）、皂荚
生物污染监测的方法
2.
2. 生物指数法
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 + nB BI=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。
是指
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）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、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。
6.1.1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
6.1.2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。
环境污染物的生物监测与风险评估
环境污染物的生物监测与风险评估在如今日益恶化的环境污染问题下，生物监测与风险评估成为了重要的研究领域。
通过监测环境中的生物指标，我们可以了解污染物对生态系统和人类健康的影响，并且评估潜在的风险。
本文将探讨环境污染物的生物监测方法以及风险评估的重要性。
一、生物监测方法生物监测是通过检测生物体内的化学物质来评估环境中污染物的存在和浓度。
以下是常用的生物监测方法：1. 生物标志物监测生物标志物是指生物体内特定的物质或指标，可以反映其暴露于环境中的特定污染物。
通过收集样品，如血液、尿液或组织，我们可以测量这些生物标志物的浓度，并据此进行环境污染物的监测工作。
2. 生物累积监测生物累积监测通过测量生物体内污染物的累积量来评估环境污染程度。
这一方法常用于水生生物和陆生植物等生物体，通过收集其组织或器官样本，我们可以分析其中污染物的含量，并且判断环境中污染物的来源和浓度。
3. 生物感应监测生物感应监测是通过观察生物体对环境中污染物的生理或行为反应来评估其暴露于污染环境下的风险。
这种监测方法常用于鱼类、昆虫和鸟类等动物，通过观察其行为变化、繁殖情况或器官功能等，我们可以了解污染物对其产生的影响。
二、风险评估的重要性通过生物监测，我们可以了解环境中污染物的存在与浓度，但仅有这些数据还不足以判断潜在的风险。
因此，风险评估成为了必要的步骤，以衡量环境污染对生态系统和人类健康的潜在影响。
1. 生态风险评估生态风险评估是评估环境污染对生物多样性和生态系统稳定性的潜在影响。
通过收集生物监测数据以及环境相关参数，可以建立风险评估模型，评估污染物对生态系统的破坏程度，并且制定相应的保护措施。
2. 人体健康风险评估人体健康风险评估是评估环境污染对人类健康的潜在风险。
通过生物监测数据和流行病学调查等信息，可以评估人类在暴露于污染环境下所面临的健康风险，并且制定预防和保护措施。
三、环境污染物的种类与影响环境污染物广泛存在于自然界和人类活动中，其对环境和人类健康的影响也各不相同。
生物对环境污染的指示与监测
生物对环境污染的指示与监测环境污染是当今社会面临的重要问题之一，其对人类的生存与发展造成了巨大的威胁。
为了及时了解环境污染的程度和影响，科学家们利用生物作为环境污染的指示器并进行监测，以此来评估和预防环境污染。
本文将介绍生物对环境污染的指示与监测的重要性，并探讨一些常见的生物监测方法。
一、生物对环境污染的指示作用生物对环境污染的指示作用是利用生物在不同环境条件下的生长、发育、繁殖等生物学参数来反映环境质量的好坏。
生物对环境污染的指示作用体现在以下几个方面：1. 生物多样性的变化：环境污染会导致生物多样性的降低和物种丧失。
例如，大气污染导致植物叶片受损，从而影响植物的生长和生命力。
通过观察不同地区的生物多样性变化，可以评估环境污染的程度。
2. 生物生理指标的变化：环境污染会对生物的生理功能产生直接或间接的影响。
例如，水体污染会导致水生生物的呼吸道受损，从而影响其呼吸和代谢过程。
通过监测生物的生理指标，可以及时发现环境污染的问题并采取相应的措施。
3. 生态系统的稳定性变化：环境污染会破坏生态系统的平衡和稳定性，导致生物种群的结构和功能发生改变。
通过观察生态系统中不同生物种群的数量和分布变化，可以判断环境污染对生态系统的影响程度。
二、常见的生物监测方法为了进行环境污染的监测，科学家们开发了许多不同的生物监测方法，下面介绍几种常见的方法：1. 生物标志物监测法：通过研究生物在污染物暴露下的反应，找到可靠的生物标志物，通过监测这些标志物的变化来评估环境污染程度。
例如，一些水生生物对重金属污染具有较高的敏感性，可以利用它们的生理和生化指标来评估水体的重金属污染程度。
2. 生态毒理学监测法：通过观察生物在不同污染程度下的生态毒理效应，评估环境污染对生物的影响。
生态毒理学监测法常用于评估土壤和水体的污染程度。
例如，通过研究土壤中蠕虫的种群和行为变化，可以推测土壤的污染程度。
3. 生物积累监测法：通过分析生物体内富集的有毒物质的含量，评估环境污染的程度。
污染生态学课后习题汇总资料
污染生态学课后习题汇总资料《污染生态学》复习题第一章污染物在生物体内的迁移规律1.何谓污染物？它具有什么性质？如何分类？污染物：进入环境后使环境的正常组成发生直接或间接有害于生物生长、发育和繁殖的变化的物质。
污染物的性质：a.一种物质称为污染物，必须在特定的环境中达到一定的数量或浓度，并且持续一定的时间。
b.污染物会在环境中发生转化，即具有易变性。
2.简述植物对水溶态污染物的吸收过程。
植物吸收污染物的主要器官是根，叶片也能吸收污染物。
水溶态的污染物到达根表面，主要由两个途径：一条是质体流途径，即污染物随蒸腾拉力，在植物吸收水分时与水一起到达植物根部；另一条是扩散途径，即通过扩散而到达根表面。
植物的细胞壁是污染物进入植物细胞的第一道屏障，在细胞壁中的果胶质成分为结合污染物提供了大量的交换位点。
细胞膜调节物质进出细胞的过程，并与细胞壁一起构成了细胞的防卫体系。
污染物通过植物细胞膜进入细胞的过程，目前认为有两种方式：一种是被动的扩散，物质顺着本身的浓度梯度或细胞膜的电化学势流动；一种是物质的主动传递过程，这种过程需要能量。
3.简述污染物在植物体内的迁移方式。
从根表面吸收的污染物能横穿根的中柱，被送入导管。
进入导管后随蒸腾拉力向地上部移动。
一般认为穿过根表面的无机离子到达内皮层可能有两种道路：第一条为非共质体通道，即无机离子和水在根内横向迁移，到达内皮层是通过细胞壁和细胞间隙等质外空间；第二条是共质体通道，即通过细胞内原生质流动和通过细胞之间向连接的细胞质通道。
污染物可以从根部向地上部运输，通过叶片吸收的污染物也可从地上部向根部运输。
4.简述动物体对污染物质的主要吸收途径。
主要有三种：经呼吸道吸收，经消化管吸收，经皮肤及其他途径的吸收。
5.微生物细胞吸收污染物的机制是什么？三种：离子交换机制，沉淀作用，络合作用。
6.影响微生物吸收污染物的因素有哪些？培养液的PH、培养时间、污染物的浓度及培养温度等。
7.简述影响植物吸收、迁移污染物的因素。
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2.生物种类多样性指数
d
s
i 1
ni N
log2
ni N
式中：d ——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； nS— i———收单集位到面的积动样物品种中类第数i种。动物的个数；
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
人食用这些水中生物后富集1000万倍。
第一节 水环境污染生物监测 第二节 空气污染生物监测 第三节 生物污染监测 第四节 生态监测
第一节 水环境污染生物监测
对水环境进行生物监测的主要目的: 了解污染对水生生物的危害状况，判别和 测定水体污染的类型和程度，为制定控制污染 措施，使水环境生态系统保持平衡提供依据。
生物监测方法： 1利. 生用态生（物群的落组生分态、和个个体体、生种态群）或监群测 落 从 评对 生 价234环 物 提... 生 生 生境 学 供物 物 物污 的 依测的体染 角 据试生内或度，理污(毒环，称、染性境为为生物测变环生化残定化境物指留、所质监标量致产量测测测突生的。定定变的 监测反 测定应 和)，
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1~6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BI≥20，为清洁水区；10＜BI＜20，为轻度 污染水区；6＜BI≤10，为中等污染水区；0＜BI≤6， 为严重污染水区 。
（二）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、α-中污带段、β-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。
表6.1 污水系统的部分生物学、化学特征
富生集物性的一个重生要物特监点是测它的能特够点通过各种方式从
环境水综长中中合人期浓富过 食性类度性集物生生为某链物以0产.些0放监上、0元0测大0过生0素3了手程活m。的段g，所／如各，只产L水通营有生中过养通的D污DT染农物药，: 成份极其 度复但浮大杂不游小。能环生级 体， 理确境物进进是 化切污（行行富随 监说染集分全时测物明7面析间只的对.3万，评含而能生倍才价量变获物）能。和化得有对其的各机水它。种体环这成的境些份影条变的响件化类。改是 别而变因 和生的污 含物强染 量是， 物接受的综排合放作量用不，稳不定仅而仅造是成个的别。组理分化的监影测响只，能所代以表 取生样物期监小间 测鱼的 能概 反况映。环(富而境集生诸14活因.3万于子倍一、) 定多区组域分内综的 合生 作物 用， 的 能结把果一，定能时阐问明内整环个境环变境化的情况反。映对出符来合。排放标准 的污大染鱼物，其长期影响（环富境集的85后8万果倍，）更需要用生 物监测来评价。
项目
多污带
α-中污带
β-中污带
寡污带
化学 过程
溶解氧
还原和分解作用明 显开始
没有或极微量
水和底泥里出现氧化 作用
少量
氧化作用更 强烈
较多
因氧化使无机 化达到矿化阶 段
很多
BOD 很高
高
较低
无
的生成 臭味
水中 蛋白质、多肽等高 有机物 分子物质大量存在
生物监测主要方法
一、生物群落监测方法 二、生物测试法 三、细菌学检验法
一、生物群落监测方法
生物群落监测中的对象： 生生物未，受这污是染长的期环自境浮然水游发体生展中物的生结活浮动角果着游类物，多生 和、也种物 桡轮是多足（虫生样类、原态的枝生）系水 统保持相对平衡的标志。当水体浮受游到生污物染－后藻，类水 水生自消污生然亡染物生，指的 态 抗示群 平 性生落 衡 生物结系物构统旺着的和被盛底各生个破生栖种生体坏长动基物数，，物质－量最群－表附就终落面栖着上息会结结于的在发果构长有水生是单期机体变 敏 一浸体底化 感 ，没群部水， 生 这落淤中。泥使 物 是 生物群落监测法的理内、论石依块据或。砾石表面及其间隙中
底泥
水中 细菌
常有黑色硫化铁存 在，呈黑色
大量存在，每毫升 可达100万个以上
高分子化合物分解产 生氨基酸、氨等
硫化铁氧化成氢氧化 铁，底泥不呈黑色 细菌较多，每毫升在 10万个以上
大部分有机 有机物全分解 物已完成无 机化过程
第六章 环境污染生物监测
环境监测中理化监测的不足：
目前在环境监测中，一般采用各种仪器和化学 分析手段．对污染物的种类和浓度可以比较快速而 灵敏地分析测定出来，其中某些常规检验已经能够 连续监测。但大部分测定项目或参数还需定期采样。 因而只反映采样瞬时的污染物浓度，不能反映环境 已经发生的变化。
生物监测的定义和方法
的肉眼可见的水生无脊椎动物。
鱼类
微生物
生物群落监测方法
（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
1.贝克生物指数和贝克-津田生物指数
生物指数（BI）=2A+B
采样断面和采样点的布设原则
断面要有代表性 尽可能与化学监测断面相一致 考虑水环境的整体性、监测工作连续性和经济性
河流：根据长度，至少设上（对照）、中（污 染）、下游（观察）三个断面；采样点数视水面宽、 水深、生物分布特点等确定。
湖泊（水库）：入湖（库）区、中心区、出口 区、最深水区、清洁区等处设监测断面。
流进行了调查，总结出指数与水样污染程度的关系如下：
d值＜1.0：严重污染; 值d1.0～3.0：中等污染； 值d＞3.0：清洁
3.硅藻生物指数
硅藻指数= 2A B 2C 100 A B C
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 α-中污带；硅藻指数100～150为β-中污带；硅藻 指数150～200为轻污带。