环境污染生物监测.
用微生物监测环境污染
污染物致突变性检测
Ames实验——组氨酸营养缺陷型鼠伤寒沙 门氏菌（ Salmonella typhimurium ） 原理：组氨酸营养缺陷型鼠伤寒沙门氏菌 的回复性突变性。 成效：157 种呈阳性反应，吻合率达 90 ％。 将 108 种已知非致癌物进行测定，结果其 中 94 种呈阴性反应，吻合率为 87 ％ 。
污染物生物毒性检测
发光细菌检测法 发光细菌（ lnminescent bacteris.luminousbacteria）是一类G-、长 有极生鞭毛的杆菌或弧菌，兼性厌氧，在 有氧条件下，能发出波长为475~505nm的 荧光，多数为海生。
原理：发光细菌在生长对数期发光能力极 强，当环境条件不良或有毒物质存在时， 发光能力减弱，其程度与毒物的毒性大小 和浓度成一定的比例关系。 优点：利用发光细菌来检测有毒物质，由 于有毒物质仅干扰发光细菌的发光系统， 发光强度的变化可以用发光光度计测出， 费时较少且灵敏度高，操作简便，结果准 确。
用微生物监测环境污染
生物污染监测
生物与其生存环境之间存在着相互影响，相互 制约相互依存的密切关系，生物需要不断地直 接或间接从环境中吸取营养，进行新陈代谢， 维持自身生命。当环境受到污染后，生物在吸 收营养的同时，也吸收了污染物质，并在体内 迁移、累积，从而遭受污染，受到污染的生物， 在生态、生理和生化指标，污染物在体内的行 为等方面会发生变化，出现不同的症状或反应， 利用这些变化来反映和度量环境污染程度的方 法，称生物监测法。
SOS显色实验 原理：致突变物作于DNA所产生的某些 损伤，可诱导细菌的SOS修复系统的反映， 通过检测这些物质所致的细菌SOS修复的 能力，来查明其是否具有致突变性。 优点：SOS 显色试验对各水样的检测结果 与Ames试验基本一致；与Ames 试验相比， SOS显色试验还具有快速、简便、灵敏、 准确等特点 。
水环境污染物生物监测技术
水环境污染物生物监测技术水是生命之源，但现代工业化和城市化的发展给水环境带来了严重的污染问题。
为了确保水环境的健康和可持续发展，水环境污染物的监测变得至关重要。
而生物监测技术作为一种有效的水环境监测方法，被广泛应用并显示出了巨大的潜力。
本文将介绍一些常见的水环境污染物生物监测技术，并探讨它们的优势和应用前景。
一、生物指标监测技术生物指标监测技术是一种基于生物体对环境污染物的反应而进行的监测方法。
通过观察或测量生物体对污染物的反应，可以评估水环境的污染程度和影响。
例如，水中鱼类的存活率、生长状况和生殖能力等指标可以反映水环境中有毒物质的浓度和毒性。
通过观察这些生物指标的变化，可以及时发现和评估水环境污染的情况。
生物指标监测技术的优势在于可以全面评估水环境的综合污染情况，而不仅仅是某种特定污染物的浓度。
此外，生物指标监测技术还可以提供有关污染物的生物累积和生物转化过程的信息，从而帮助科学家理解污染物在生态系统中的行为和影响。
因此，生物指标监测技术在水环境污染物监测中具有广阔的应用前景。
二、生物传感器技术生物传感器技术是一种基于生物分子的特异性识别和信号转导机制而构建的监测方法。
通过将特定的生物分子（如酶、抗体、DNA等）与传感器相结合，可以实现对特定污染物的高灵敏度、高选择性的监测。
生物传感器技术具有快速、便携、灵敏度高、选择性强和实时监测等优势。
与传统的分析方法相比，生物传感器技术不需要复杂的前处理步骤，可以减少实验时间和成本，并且可以在实时监测中提供准确的结果。
因此，生物传感器技术在实际的水环境污染物监测中具有广泛的应用前景。
三、遗传毒性评价技术遗传毒性评价技术是一种通过评估环境样品对生物体遗传物质的损害程度而进行污染监测的方法。
这种技术通常基于细菌的遗传学反应，细菌暴露于环境样品中后，通过检测细菌DNA的变异或突变来评估环境污染物的遗传毒性。
遗传毒性评价技术具有高灵敏度、快速、经济和可靠等优势。
环境污染监测方法
环境污染监测方法在当今社会，随着工业化和城市化进程的加速，环境污染问题日益严重，对人类的生存和发展构成了巨大威胁。
为了有效地保护环境，采取针对性的治理措施，准确、及时地监测环境污染状况显得至关重要。
环境污染监测是指对环境中的各种污染物进行定性、定量和系统的分析和测定，以了解环境质量的现状和变化趋势。
下面，我们将详细介绍几种常见的环境污染监测方法。
一、物理监测方法物理监测方法主要是通过对环境中的物理量进行测量来反映环境污染状况。
例如，通过测量温度、湿度、风速、风向等气象参数，可以了解大气环境的扩散条件；利用声学监测设备测量噪声的强度和频率，评估声环境质量；使用电磁辐射监测仪器检测电磁辐射的强度和频谱，监测电磁环境污染。
在水质监测中，物理监测方法包括测量水温、浊度、色度、电导率等指标。
水温的变化会影响水中生物的生长和代谢，浊度反映了水中悬浮颗粒物的含量，色度则可以表明水体受到有机物污染的程度，电导率能反映水中溶解性离子的浓度。
二、化学监测方法化学监测方法是环境污染监测中应用最为广泛的手段之一。
它通过对环境样品中各种化学物质的定性和定量分析，来确定污染物的种类和浓度。
在大气污染监测中，常用的化学监测方法有分光光度法、气相色谱法、质谱法等。
分光光度法可用于测定二氧化硫、氮氧化物等污染物的浓度；气相色谱法能够精确分析有机污染物，如苯、甲苯、二甲苯等；质谱法则具有更高的分辨率和灵敏度，适用于复杂混合物的分析。
对于水环境污染监测，化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、重金属含量等是重要的监测指标。
COD 反映了水中有机物被氧化所需的化学氧化剂的量，BOD 则表示水中有机物在微生物作用下进行生物氧化所消耗的溶解氧量。
通过原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等可以准确测定水中的重金属含量。
土壤污染监测中，化学监测方法包括测定土壤中的农药残留、重金属含量、有机污染物等。
例如，采用火焰原子吸收光谱法测定土壤中的铅、镉、铜等重金属，利用气相色谱质谱联用技术分析土壤中的有机氯农药。
《环境监测》第7章 生物污染监测
原理、操作要点
备注
层析柱上的吸附剂，可将被提取物吸附;不同物质与吸附剂 吸附剂：硅酸镁、氧化铝、
之间吸附力不同，可以用适当的溶剂按一定顺序淋洗出来。 纤维素、网状树脂等
吸附力小的组分，先分离出来，吸附力大的部分，后分离出 常用的淋洗剂：乙醚-石油
来
醚、丙酮等
待测组分与杂质在两种互相不相溶的溶剂中溶解度不同。 溶剂的选择应考虑其毒性、
第7章 生物污染监测
学习指南
了解生物污染的途径，进一步理解污染物在生物体内的 转变、分布、积累和排泄，掌握生物样品的采集和制备方 法，重点学习掌握生物样品的消化、灰化、提取与浓缩的 预处理方法。熟悉生物样品的光谱、色谱分析方法在环境 生物污染监测中的应用情况。
7.1 概 述
7.1.1 生物体受污染的途径
备注
日期 编号 名称 地点 部位 类别 期 次数 成分 浓度 项目 部分 人
②布点 采样方式，通常以梅花布点法或平行交叉间隔布点法（如
图7-1所示）采集代表性的植株。
图7-1 作物采样方式
③样品采集量 ④采集 ⑤保存 （2）植物样品的制备 ①鲜样的制备 ②干样的制备 ③分析结果的表示及水分含量的测定 2.动物样品的采集和制备 （1）尿液 （2）血液 （3）毛发和爪甲 （4）组织和脏器 （5）水生动物的样品
7.2.2 生物样品的预处理
1.有机物分解 （1）湿法消化 （2）干法灰化 2.待测组分的提取与浓缩 （1）提取
①振荡浸取法 ②组织捣碎提取 ③索氏提取器提取 （2）分离（常用的分离法见表7-10） （3）浓缩
表7-10
常用的分离方法及操作要点
方法 柱层析法
液-液萃取法 磺化法 皂化法
低温冷冻法
▪
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
环境污染生物监测
环境污染生物监测引言环境污染已经成为全球关注的重要问题之一。
尽管我们的社会在不断地发展和进步，但环境问题也越来越突出。
环境污染对人类和其他生物种群产生了严重的影响，因此，对环境污染的监测显得尤为重要。
生物监测是一种有效的环境污染监测方法之一。
通过观察和分析生物物种在污染环境中的生活指标和生物指标变化，可以评估环境污染对生物体的影响。
本文将介绍环境污染生物监测的原理、方法和应用，并探讨其在环境保护和管理中的重要性。
环境污染生物监测的原理环境污染生物监测的原理基于环境与生物之间的相互作用关系。
环境中存在的污染物质可以进入生物体内，影响其生活指标和生物指标。
生物体对环境污染的反应可以作为环境质量和污染程度的指示器。
在监测过程中，研究人员通常选择一种或多种具有生态重要性的生物物种作为监测指标。
这些生物物种可以是植物、动物或微生物，其选取取决于所研究的污染物种类和环境条件。
通过观察和分析这些生物物种的生活指标和生物指标，可以了解污染物对生物体的影响程度。
生活指标常用来描述生物体适应环境的能力，包括生境利用、种群大小和分布等。
生物指标则反映了生物体自身的状态和过程，如生长速率、繁殖能力和免疫功能等。
监测这些指标的变化，可以评估环境污染对生物体的影响程度和生态系统的健康状况。
环境污染生物监测的方法环境污染生物监测的方法多样化，根据不同的污染物种类和监测要求，可以选择合适的方法进行监测和分析。
1.生物指标调查法：通过采集生物体样本，分析生物体内的污染物浓度和代谢产物的变化。
常见的方法包括采集鳃鳞和血样分析，以及测定体内的酶活性和代谢物浓度。
2.生物土壤指数法：通过采集土壤样本，测定其中的重金属和有机物质含量，以及土壤中的微生物活性。
这些指标可以反映土壤的健康状况和环境污染程度。
3.生态地理信息系统（GeoEcoGIS）：利用地理信息系统技术，将生态学和地理学的知识结合起来，以空间分析的方式进行生物监测。
通过收集地理空间数据和生物数据，可以构建生态环境评估模型，并定量评估环境污染对生物体的影响。
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。
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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 前者是把受试生物放于不流动的试验溶液中，测定 污染物的浓度与生物中毒反应之间的关系，从而确定污 染物的毒性；后者把受试生物放于连续或间歇流动的试 验溶液中，测定污染物浓度与生物反应之间的关系。
4、硅藻生物指数 用作计算生物指数的生物除底栖大型无脊椎动物外，也有 用浮游藻类的，如硅藻指数： 2A+B-2C 硅藻指数= X100 仅在污染水域才出现 A+B-C 的藻类种类数 不耐污染藻 类的种类数 广谱性藻类的 种类数
（三）污水生物系统法
方法将受有机物污染的河流按其污染程度和 自净过程划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(指示生物) 根据河流的污染程度，通常将其划分为四个 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着特有的生物种 群见表6-2（P295-296）
1、方法原理 2、测定要点 3、结果表示（参数）
方法原理
微型生物群落是指水生态系统中在显微镜下才能看 到的微小生物，包括细菌、真菌、藻类、原生动物和 小型后生动物等。它们彼此间有复杂的相互作用，在 一定的生境中构成特定的群落，其群落结构特征与高 等生物群落相似。当水环境受到污染后，群落的平衡 被破坏，种数减少，多样性指数下降，随之结构、功 能参数发生变化 PFU法是以聚氨酯泡沫塑料块（PFU）作为人工基质 沉入水体中，经一定时间后，水体中大部分微型生物 种类均可群集到PFU内，达到种数平衡，通过观察和测 定该群落结构与功能的各种参数来评价水质状况
表6-1河、湖、库淡水生物监测项目及频率
二、生物群落监测方法
未受污染的环境水体中生活着多种多样的水生生物， 这是长期自然发展的结果，也是生态系统保持相对 平衡的标志。当水体受到污染后，水生生物的群落 结构和个体数量就会发生变化，使自然生态平衡系 统被破坏，最终结果是敏感生物消亡，抗性生物旺 盛生长，群落结构单一，这是生物群落监测法的理 论依据。
（二）生物指数监测法
定义：依据不利环境因素（如各种污染）对生物群落结构 的影响，用数学形式表现群落结构来指示环境质量状况 1、贝克生物指数 贝克生物指数（BI）= 2A + B 2、贝克－津田生物指数
3、生物群落中的种类多样性是群落生态组织水平的生物学 特征，且反应群落功能的组织特性 种类多样性有两方面的意义： 一是群落中的种类数，另 一种是群落中各种类个体数的分布。
三、 生物测试法
一、水生生物毒性试验 利用生物受到污染物质危害或毒害后所产生的反应或 生理机能的变化，来评价水体污染状况，确定毒物安全浓 度的方法称为生物测试法
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。
常用生物监测手段
水污染的生物监测手段：① 利用指示生物进行环境监 测；② 利用水生生物群落结构变化监测水污染；③ 水 污染的生物测试，通过生物生理机能变化来测试水质污 染状况 大气污染的生物监测手段： ① 利用指示植物监测大 气污染； ② 测定植物污染物的含量，估测大气污染状 况； ③ 观测植物的生理生化反应，对大气污染的长期 效应做出判断 土壤 较少
一、水污染指示生物
生物群落中生活着各种水生生物，如浮游生物、着生
生物、底栖动物、鱼类和细菌等。由于它们的群落结构、 种类和数量的变化能反映水质状况，故称之为指示生物。
Hale Waihona Puke
水污染指示生物是指能对水体中污染物产生各种定性、定量 反应的生物，如浮游生物、着生生物、底栖动物、鱼类和微 生物等 浮游生物是指悬浮在水体中的生物，可分为浮游动物和浮游 植物两大类，它们多数个体小，游泳能力弱或完全没有游泳 能力，过着随波逐流的生活 着生生物（即周丛生物）是指附着于长期浸没水中的各种基 质（植物、动物、石头、人工）表面上的有机体群落 底栖动物是栖息在水体底部淤泥内、石块或砾石表面及其间 隙中，以及附着在水生植物之间的肉眼可见的水生无脊椎动 物，其体长超过2mm，亦称底栖大型无脊椎动物 在清洁的河流、湖泊、池塘中，有机质含量少，微生物也很 少，但受到有机物污染后，微生物数量大量增加，所以水体 中含微生物的多少可以反映水体被有机物污染的程度
表6-2污水系统生物学、化学特征
多污带 （polysaprobic zone )
α- 中污带 ( α-mesosaprobic zone )
β-中污带 ( β- mesosaprobic zone ) 寡污带 ( oligosaprobic zone ）
（四） PFU微型生物群落监测法（PFU法）
生物监测的任务
对环境中各种生物指标进行定期或临时的监测，了解污
染物对生物的危害和影响，从而判定环境污染的类型和 程度 通过对自然环境和污染环境长期积累的监测资料和趋势 分析，为政府制定法规，环境质量标准，环境质量控制 对策和环境管理提供可靠依据 积极展开生物监测技术研究，促进生物监测技术发展。
第六章
环境污染生物监测
1、了解水环境污染生物监测方法 2、掌握细菌学检测方法 3、了解空气污染监测方法 4、掌握生物样品的采集、制备、预处理和测定 5、了解生物污染监测的意义和主要方法 6、了解生态监测的方法
建议学时数：6学时
生物监测
定义：当空气，水体，土壤等环境要素受到污染后，生 物在吸收营养的同时，也吸收了污染物，并在体内迁移， 积累，从而遭受污染。受到污染的生物，在生态，生理和 生化指标，污染物在体内的行为等方面会发生变化，出现 不同的症状或反应，利用这些变化来反应和度量环境污染 程度的方法称为 生物监测法 生态 （群落，个体生态）监测；生物测试（毒性测定， 致突变测定等）；生物的生理，生化指标测定； 生物体 内污染物残留量的测定等。
第一节
水环境污染生物监测
一、水环境污染生物监测的目的、样品采集和监测项目
一、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 二、样品采集：尽可能与化学监测 断面一致，采样点数使视具体情 况而定 三、监测项目:见表6－1（P292）