第6章 污染生态诊断与监测分析
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生态环境问题诊断及质量改善提升研究报告
生态环境问题诊断及质量改善提升研究报告一、导论随着人口的增加和工业的发展，生态环境问题愈发凸显。
本文将对生态环境问题做全面的诊断，并提出相应的质量改善提升研究报告。
二、生态环境问题的现状分析1.空气污染空气污染一直是人们关注的焦点之一。
据统计，全球各大城市的PM2.5浓度普遍偏高，严重影响人们的健康。
2.水质污染水质污染也是当前亟待解决的问题之一。
各地的湖泊、河流和地下水受到了不同程度的污染，造成了水资源的浪费和破坏。
3.土壤污染土壤污染直接影响了农作物的生长和品质，同时也对生态系统造成了破坏。
三、生态环境问题的成因分析1.工业排放工业排放是空气和水质污染的主要原因之一，特别是一些化工厂和燃煤电厂，对环境的破坏十分严重。
2.城市化进程城市化进程的加速导致了建设用地的不断扩张，这直接导致了土地资源的浪费。
3.生产生活方式人们的生产生活方式直接影响了生态环境，一些不良的生活习惯也直接导致了环境的污染。
四、生态环境问题的解决方案1.加强监管和法律法规的完善政府应当加强对工业和农业排放的监管，推动企业实施清洁生产，制定更加严格的环境保护法律法规。
2.提倡绿色生产生活方式鼓励人们采用绿色、低碳的生产生活方式，减少对环境的破坏。
3.加大环境治理的投入加大对污染治理设施的建设投入，通过技术手段对空气、水质和土壤进行治理。
五、生态环境问题的质量改善提升研究报告1.全面的生态环境问题诊断对生态环境问题进行全面深入的调查研究，找出问题的根源和关键环节。
2.针对性的质量提升策略结合实际情况制定出针对性的质量提升策略，如加强监管和提倡绿色生产等。
3.实施效果的跟踪评估对质量改善提升措施实施后的效果进行跟踪评估，及时调整措施，以确保生态环境问题得到有效解决。
六、个人观点和总结回顾个人认为，生态环境问题是当前亟待解决的难题之一。
政府、企业和个人都应当承担起应有的责任，共同推动生态环境的质量改善提升。
只有加强监管、推广绿色生产、落实各项环保政策，才能让我们的生活环境更加清新、绿色、美丽。
第六章--环境污染生物监测2
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
二、生物测试法
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。
发光细菌是一类能自发发光的细菌，其发光机制 是由于菌体内有一种荧光素酶，通过酶催化不饱和脂 肪酸反应，而向外界辐射蓝绿色的荧光，发光光谱范 围在435～630nm，有单一最大发射峰(λmax=475nm).
它是生物自身的正常生理代谢过程.由于发光细菌 有易培养、增殖速度快、发光易受外界环境的影响且 反应迅速、灵敏等特点。近年来国内外较多地将发光 细菌应用于环境监测，Beckman公司依据发光细菌的发 光原理，已推出用于环境监测的生物毒性检测仪。
第三节 生物污染监测
• 生物污染监测就是应用各种检测手段测定生物体 内的有害物质，以便及时掌握被污染的程度。
• 生物污染监测的步骤： 生物样品的采集
生物样品制备
预处理 污染物的测定
一、生物对污染物的吸收及在体内分布
氟化物、农药等
(一) 植物对污染物的吸收 及在体内分布
• 空气污染物主要通过粘附、 从叶片气孔或茎部皮孔侵 图6.13 植物对气态污染物的吸收 入方式进入植物体；
二、利用动物监测
（一）利用动物个体的异常反应 对矿井内瓦斯毒气敏感的动物
金丝雀
老鼠
金翅雀 鸡 图6.9 对矿井内瓦斯毒气敏感的动物
对SO2敏感的动物 敏感性水平： 本鸟最高
俺狗狗第二
金丝雀
狗
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
二、生物测试法
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。
发光细菌是一类能自发发光的细菌，其发光机制 是由于菌体内有一种荧光素酶，通过酶催化不饱和脂 肪酸反应，而向外界辐射蓝绿色的荧光，发光光谱范 围在435～630nm，有单一最大发射峰(λmax=475nm).
它是生物自身的正常生理代谢过程.由于发光细菌 有易培养、增殖速度快、发光易受外界环境的影响且 反应迅速、灵敏等特点。近年来国内外较多地将发光 细菌应用于环境监测，Beckman公司依据发光细菌的发 光原理，已推出用于环境监测的生物毒性检测仪。
第三节 生物污染监测
• 生物污染监测就是应用各种检测手段测定生物体 内的有害物质，以便及时掌握被污染的程度。
• 生物污染监测的步骤： 生物样品的采集
生物样品制备
预处理 污染物的测定
一、生物对污染物的吸收及在体内分布
氟化物、农药等
(一) 植物对污染物的吸收 及在体内分布
• 空气污染物主要通过粘附、 从叶片气孔或茎部皮孔侵 图6.13 植物对气态污染物的吸收 入方式进入植物体；
二、利用动物监测
（一）利用动物个体的异常反应 对矿井内瓦斯毒气敏感的动物
金丝雀
老鼠
金翅雀 鸡 图6.9 对矿井内瓦斯毒气敏感的动物
对SO2敏感的动物 敏感性水平： 本鸟最高
俺狗狗第二
金丝雀
狗
06第六章 环境污染生物学监测与评价
凡数值在上、下限值时，定位上一级污染。
42
(二) 染色体畸变技术
(三) 非预定DNA合成 七、利用生态系统综合指标监测环境污染
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八、水体营养化的评价 (一) 水体富营养化概述 (二) 富营养化的评价方法 1、数学模型法； 2、参数指标法 (1) COD指标； (2) P-N浓度指标 3、底栖生物法； 4、生理评价法
1、对群落的影响 群落中的敏感种类减少或消失，抗性 强的种类保存下来，甚至发展，与生态环 境基本相同的群落组成相比较，其种类组 成和最小面积减少。
10
2、对个体的影响
个体生长减慢、发育受阻、失绿发黄和 早衰等症状。 3、对组织器官的影响
叶组织坏死、出现伤斑及坏死斑；
有害气体对叶片伤害的症状特征是空气 污染“伤害诊断”的主要依据。
11
4、对细胞和细胞器的影响 细胞膜系统的适应性被破坏，引起水分 和离子平衡失调；光合作用下降；干扰生物 合成。
5、对酶系统的影响 污染物通过酶系统的作用而影响生化反 应，破坏生理代谢。
12
三、大气中主要污染物的植物监测 (一) 植物监测环境污染的依据 1、产生可见症状； 2、生理代谢活动发生变化； 3、植物组成成分种类和含量变化； 4、植物种类或类群的变化。
细胞数
39
(8) 数据处理 MCN(‰)==
测试样品(或对照)观察到的MCN数
--------------------------------测试样品(或对照)观察的细胞数(1000)
40
(9) 水质评价
①直接采用MCN的千分率为标准来判断 水质状况： MCN‰ 水质状况
10‰以下
10～18‰
基本没有污染
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2、津田松苗法
污染生态诊断与的监测分析
污染生态诊断与的监测分析
污染生态诊断
生态系统诊断原理
污染产生的原因
对生态系统有害的主要污染物
类型与种类 大气污染物 水体污染物 无机无毒物 无机有毒物 有机无毒物 有机有毒物 碱及一般无机盐和N 酸、碱及一般无机盐和N、P等植物营养物质 各类重金属、氰化物和氟化物 各类重金属、 碳水化合物、脂肪和蛋白质 碳水化合物、 苯酚、多环芳烃、多氯联苯、有机农药、 苯酚、多环芳烃、多氯联苯、有机农药、二 恶英、 恶英、三氯乙醛等 主要污染物 飘尘、SOx、NOx、CO和总氧化剂 飘尘、SOx、NOx、CO和总氧化剂
污染生态诊断与的监测分析
环境质量标准 是国家为保护人群健康和生存环境，对环境要素中有害容许含量所作的 规定，体现了国家的环境保护政策和要求以及经济和技术发展水平。 分为：水质标准、大气质量标准、土壤质量标准和生物质量标准 地区质量标准 环境容量 是以生态系统为基础，在一定区域与一定期限内，遵循环境质量标准既 保证农产品生物学质量，同时也不使环境遭致污染时，环境所能容 纳污染物的最大负荷量。M=K+R； K=基本环境容量（也称K容量或稀释容量），表征自然环 境特征 R=变动环境容量（R容量或自净容量），表征污染物质的 特征
污染生态诊断与的监测分析 污染生态监测
生物监测是以生态系统为对象，运用物理的、 生物监测是以生态系统为对象，运用物理的、 化学的和生物的技术手段， 化学的和生物的技术手段，对其中的污染物 及其有关组成成分进行定量的和系统的综合 分析， 分析，以探讨研究生态系统质量及其变化规 律的一门科学。 律的一门科学。
有害微生物
污染生态诊断与的监测分析
污染生态诊 断 污染物的时间分布
河流随季节变化、大气随气象条件的变化、 早上随车流量的变化
生态环境监测与数据分析
生态环境监测与数据分析随着全球经济的不断发展和人口的不断增长，生态环境问题越来越受到人们的关注与重视。
为了保护生态环境，许多国家和地区都建立了监测系统，用于收集和分析环境数据，以便及时采取措施来改善环境质量并预测未来的环境趋势。
本文将探讨生态环境监测中的数据收集方法和数据分析技术。
一、数据收集方法1. 传统监测方法在生态环境监测中，传统的监测方法主要包括现场采样和实验室分析。
环境监测人员会到实地进行采样，收集土壤、水体、大气等环境要素的样品，并将样品送往实验室进行化学分析和生物测定。
这种方法可以获得准确的环境数据，但花费时间和资源较多。
2. 自动监测技术随着技术的进步，自动监测技术逐渐应用于生态环境监测中。
自动监测设备可以实时地记录环境要素的参数，如温度、湿度、光照强度等，并将数据传输到监测中心进行处理和分析。
这种方法不仅节省了人力物力，还可以提供更频繁和连续的数据。
二、数据分析技术1. 统计分析统计分析是生态环境监测中常用的数据处理方法之一。
通过对监测数据进行统计描述、变量分布分析和相关性分析，可以揭示环境要素之间的关系及其对生态环境的影响程度。
常用的统计分析方法包括均值、方差、相关系数等。
2. 空间分析生态环境监测中的数据通常具有空间属性，空间分析可以帮助我们研究环境要素的空间分布特征和影响因素。
例如，地理信息系统（GIS）可以用来对监测数据进行空间插值和空间分析，以生成环境要素的分布图和空间模型。
3. 时间序列分析时间序列分析可以帮助我们研究环境要素随时间的变化规律和趋势。
通过对监测数据进行时间序列模型建立和预测，我们可以了解环境要素的季节性变化、长期趋势以及异常事件的发生。
三、数据分析在生态环境保护中的应用1. 环境质量评估通过对生态环境监测数据进行分析，可以评估环境质量的好坏。
例如，通过统计分析空气质量监测数据，可以判断大气污染的程度，并制定相应的控制措施。
2. 环境影响评价在开展新建项目或规划环境保护政策时，需要进行环境影响评价。
环境污染的监测和结果分析
样监测
（2）布点方法：梅花型、交叉间隔布点法 p527
（3）采样方法：
2、植物样品的制备
（1）鲜样的制备
①洗涤：将样品用清水、去离子水洗净，晾干或拭干 ②切碎：将晾干的鲜样切碎、混匀，称取100g于电动高
速组织捣碎机的捣碎杯中，加适量蒸馏水或去离子水， 开动捣碎机捣碎1—2min，制成匀浆。对含水量大的样 品，如熟透的西红柿等，捣碎时可以不加水 ③研磨：对于含纤维多或较硬的样品，如禾木科植物的根、 茎杆、叶子等，可用不锈钢刀或剪刀切（剪）成小片或 小块，混匀后在研钵中加石英砂研磨。
• 从土壤和水体中吸收污染物的植物， 一般分布规律和残留量的顺序是：
根>茎>叶>穗>壳>种子
例外：镉：萝卜、胡萝卜 叶>根
（二）污染物在动物体内的分布
• 环境中的污染物一般通过呼吸道、 消化道、皮肤等途径进入动物体内。
• 空气中的气态污染物、粉尘从鼻、咽、腔进入气管，有 的可到达肺部。
• 水和土壤中的污染物质主要通过饮用水和食物摄入，经 消化道被吸收。
• 皮肤是保护肌体的有效屏障，但具有脂溶性的物质，如 四乙基铅、有机汞化合物、有机锡化合物等，可以通过 皮肤吸收后进入动物肌体。
• 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。
（三）污染物在动物体内的转化与排泄
1、有机污染物 （1）少量水溶性极强，分子量小的毒物可原形排出 （2）溶解性较差分子量大的物质，要经过酶代谢改变其毒
d =(s-1)/lnN
各种类个体数
种类多样性指数
d 越低，污染越严重
生物种类数
缺点：只考虑了种类数与个体数之间的关系，没有考虑个体在
种类间的分配情况，容易掩盖不同群落种类和个体的差异。
（2）布点方法：梅花型、交叉间隔布点法 p527
（3）采样方法：
2、植物样品的制备
（1）鲜样的制备
①洗涤：将样品用清水、去离子水洗净，晾干或拭干 ②切碎：将晾干的鲜样切碎、混匀，称取100g于电动高
速组织捣碎机的捣碎杯中，加适量蒸馏水或去离子水， 开动捣碎机捣碎1—2min，制成匀浆。对含水量大的样 品，如熟透的西红柿等，捣碎时可以不加水 ③研磨：对于含纤维多或较硬的样品，如禾木科植物的根、 茎杆、叶子等，可用不锈钢刀或剪刀切（剪）成小片或 小块，混匀后在研钵中加石英砂研磨。
• 从土壤和水体中吸收污染物的植物， 一般分布规律和残留量的顺序是：
根>茎>叶>穗>壳>种子
例外：镉：萝卜、胡萝卜 叶>根
（二）污染物在动物体内的分布
• 环境中的污染物一般通过呼吸道、 消化道、皮肤等途径进入动物体内。
• 空气中的气态污染物、粉尘从鼻、咽、腔进入气管，有 的可到达肺部。
• 水和土壤中的污染物质主要通过饮用水和食物摄入，经 消化道被吸收。
• 皮肤是保护肌体的有效屏障，但具有脂溶性的物质，如 四乙基铅、有机汞化合物、有机锡化合物等，可以通过 皮肤吸收后进入动物肌体。
• 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。
（三）污染物在动物体内的转化与排泄
1、有机污染物 （1）少量水溶性极强，分子量小的毒物可原形排出 （2）溶解性较差分子量大的物质，要经过酶代谢改变其毒
d =(s-1)/lnN
各种类个体数
种类多样性指数
d 越低，污染越严重
生物种类数
缺点：只考虑了种类数与个体数之间的关系，没有考虑个体在
种类间的分配情况，容易掩盖不同群落种类和个体的差异。
第六章 生物与生态监测
三、其它高新技术
中国技术创新信息网上发布了用于远距离生态监测的俄罗斯高新技术可调节的 高功率激光器，在距离 300m 的范围内，可以发现和测量甲烷以及其它系列(乙 烷、丙烷、m-丁烷、异丁烷等)的碳氢化合物的浓度，浓度范围为 0.0003-0.1%， 该项技术正在推广。其它高新技术如俄罗斯已有的军用无人机技术，可用于生态 监测。 环境不断恶化，要求监测技术不断完善，而利用生态监测、生物监测能真实地反 映环境质量状况。目前，生态监测与生物监测的方法正不断更新。某些方法能够 对特定某种或某几种污染物质的存在做出响应，可以实现传统监测方法无法实现 的某种物质的定性检测。但由于现有的监测技术仍然难以确定污染物的种类组成 和含量，有时不能定性和定量地测定污染，检测的灵敏性和专一性方面不如理化 检测，某些检测需时较长，资金短缺、监测点及设备不够，指标、相关立法不完 善。因此，在条件许可的情况下，应尽可能采取多种方法进行综合监测，以确保 监测结果的准确性和完整性。
6.1概述
6.1.1 生物监测 6.1.2 生态监测 6.1.3 监测与评价
6.1.1 生物监测
一、指示生物法 二、现场调查法 三、现场盆栽定点监测法 四、群落和生态系统监测法 五、毒性与毒理试验 六、生物标志物检测法 七、环境流行病学调查法
一、指示生物法
早在两千多年前，人类就懂得用植物的特征来指示土壤的肥瘠、地下水的深浅、气候变化和地下有无矿 藏等；在水枯井或矿井前，先用绳子缚一只鸡于井中，以鸡的死活来探查井中是否存有毒气。国外有人 在矿井坑道或可能产生毒气的地方喂养金丝鸟，经常观察鸟有无异常反应，以此来指示井中有无毒性发 生。与上述古代方法相比，现代的指示生物法则向着更细致、确切和定量化的方向发展。 指示生物法是利用指示生物来监测环境状况的一种方法。所谓指示生物，就是对环境中某些物质，包括 污染物的作用或环境条件的改变能较敏感和快速地产生明显反应的生物，通过其所作的反应可了解环境 的现状和变化。该方法具有灵敏性、代表性、小的差异性和多功能性等特点。 指示生物法常用的指示方式和指标主要有以下几个方面。 1．症状指示指标 指示生物的这类指标主要是通过肉眼或其他宏观方式可观察到的形态变化。如大气污染监测中指示植物 叶片表面出现的受害症状和由此建立的评价系统(表 6—5)，重金属污染水体中水生生物和鱼类的致畸现 象等均属这类指标。 2．生长指标 生长指标包括生长势和产量评价指标。 3．生理生化指标 这类指标已被广泛应用于生物监测中，它比症状指标和生长指标更敏感和迅速，常在生物未出现可见症 状之前就已有了生理生化方面的明显改变。 4．行为学指标 在污染水域的监测中，水生生物和鱼类的回避反应也是监测水质的一种比较灵敏、简便的方法。
第6章 生态破坏与生物的生态关系-1
生产力下降：
对植物生产力损害严重 土壤退化导致农、林和畜牧业生产的产量和品质下降。
群落结构：
群落结构多样性下降
二、土壤退化对动物的影响
对土壤动物生态特征的影响：
二、土壤退化对动物的影响
对土壤动物群落结构的影响：
三、土壤退化对微生物的影响
微生物生物量下降：
化学农药影响微生物生物量 重金属胁迫影响微生物数量
人工修枝
遮光抚育
4）林业生态工程技术
根据生态学、林学及生态控制论原理，设计、建造与 调控以木本植物为主的人工复合生态系统的工程技术。
① 构筑森林为主的框架；
② 时空结构设计；
③ 食物链设计； ④ 特殊环境下特殊设计
2. 草地破坏的生态修复
1）围栏养护，轮草轮牧
消除或减轻外来干扰，让系统休养生息，依靠生态 系统具有的自我恢复能力，适当辅之以人工措的影响
植被破坏对微生物的影响：
微生物生物量降低 生物多样性下降及微生物群落结构破坏 降低微生物的生理活性 改变微生物的代谢途径
二、植被破坏对生物地球化学循环的影响
源/汇平衡失调
植被固定碳成为重要的碳汇
植被退化、面积减少，对大气碳同化吸收能力减弱
牧场退化
（三）牧场退化原因 （四）牧场退化的危害 （五）退化牧场的改善措施
植被破坏
森林破坏
世 界 森 林 面 积 一 直 在 减 少
42
面积（亿公顷）
41.5 41 40.5 40 39.5 1990年 2000年 2010年
40.3
最初，全球森林覆盖世界陆 地面积的45％，总面积为 60×108hm2；19世纪初森 林面积已减少到 55×108hm2。
第六章环境污染生物监测详解演示文稿
昆虫幼虫种类很多， 其他各种动物逐渐 出现 第10页，共96页。
（二）生物群落监测方法
• 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，它们对水环境的变化特别是化学污染反应敏感或有较高 的耐受性。
浮游动物（原生动物、轮虫、
浮游生物 枝角类和桡足类 ）
水污染 指示生物
浮游植物－藻类
毒性判定
计算半数致死量（LD50）
半数致死浓度（LC50）
用直线内插法求LC50
第24页，共96页。
鱼类急性毒性的分级标准
96hLC50／mg/L ＜1 1～10 10～100 毒性分级 极高毒 高毒 中毒
＞100 低毒
废水浓度／%
10.0 7.5 5.6 4.2 3.2 对照组 直线内插法LC50
还测定可要以点用：毒根性据试水验环方境法条预件报确废定水采或样有时害间物，质一对般受在纳静水水体中采微样型约 生需物四群 周落，的在毒流害水强中度采。 样约需两周；采样结束后，带回实验室，把 PFU中的水全部挤于烧杯内，用显微镜进行微型生物种类观察和活 体计数。
第17页，共96页。
PFU微型生物群落结构和功能参数
着生生物－附着于长期浸没水中的各种基质表面
上的有机体群落
底栖动物－栖息在水体底部淤泥内、石块或砾石表面及
其间隙中的肉眼可见的水生无脊椎动物
鱼类— 能够全面反映水体的总体质量
微生物— 微生物的多少可以反映水体被有机物污染的程度
第11页，共96页。
（二）生物群落监测方法 • 生物指数监测法是指运用数学公式计算出的反映生 物种群或群落结构变化，用以评价环境质量的数值。
2次以 上/年
2次以 上/年
浮游植物
种类、数量
（二）生物群落监测方法
• 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，它们对水环境的变化特别是化学污染反应敏感或有较高 的耐受性。
浮游动物（原生动物、轮虫、
浮游生物 枝角类和桡足类 ）
水污染 指示生物
浮游植物－藻类
毒性判定
计算半数致死量（LD50）
半数致死浓度（LC50）
用直线内插法求LC50
第24页，共96页。
鱼类急性毒性的分级标准
96hLC50／mg/L ＜1 1～10 10～100 毒性分级 极高毒 高毒 中毒
＞100 低毒
废水浓度／%
10.0 7.5 5.6 4.2 3.2 对照组 直线内插法LC50
还测定可要以点用：毒根性据试水验环方境法条预件报确废定水采或样有时害间物，质一对般受在纳静水水体中采微样型约 生需物四群 周落，的在毒流害水强中度采。 样约需两周；采样结束后，带回实验室，把 PFU中的水全部挤于烧杯内，用显微镜进行微型生物种类观察和活 体计数。
第17页，共96页。
PFU微型生物群落结构和功能参数
着生生物－附着于长期浸没水中的各种基质表面
上的有机体群落
底栖动物－栖息在水体底部淤泥内、石块或砾石表面及
其间隙中的肉眼可见的水生无脊椎动物
鱼类— 能够全面反映水体的总体质量
微生物— 微生物的多少可以反映水体被有机物污染的程度
第11页，共96页。
（二）生物群落监测方法 • 生物指数监测法是指运用数学公式计算出的反映生 物种群或群落结构变化，用以评价环境质量的数值。
2次以 上/年
2次以 上/年
浮游植物
种类、数量
第三章 污染生态诊断与监测分析讲解
5. 群落多样性指数分析 （1）简便多样性指数
d = s／N
式中：s为群落种类数；N为总个体数。 （2）Willams多样性指数
d = －K [(ni/N)lg (ni / N)] 或 d = －[ (ni / N)2.303 6 lg (ni / N)] 式中nI为单位面积上第i种的个体数；
第三章 污染生态诊断与监测分析
武青 1032011224003
污染生态诊断的概念
按照一套综合会诊程序和行之有效的检验 方法（物理、化学、生物学以及生态毒理 学方法等），对一定区域内的生态系统质 量进行说明、评价和预测。
污染生态诊断意义
通过对污染源的全面调查，确定主要污染源 和主要污染物及其排放特征，了解主要污染 物的污染程度及范围，研究污染物的分布和 运动规律，探讨污染发生的机制，掌握生态 系统质量的变化规律。
2. 水体污染生物监测 以滇池为例，水生植被与水体污染程度的关系：
1）重污染：各种高等沉水植物全部死亡； 2）中度污染：敏感植物如海菜花、轮藻等消失， 篦齿眼子菜稀少，抗性强的如红线草、狐尾藻等相 当繁茂； 3）轻度污染：海菜花、轮藻等渐趋消失，中等敏 感植物和抗污植物均有生长； 4）无污染：各类植物包括轮藻、海菜正常生长。 水污染指示动物，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。
鱼类可作为水体污染的监测生物。鱼的呼吸系统最敏 感，利用鱼类受毒害前后呼吸频率的变化，可判断 污染物的毒性大小和污染程度。
微生物是有机污染物的良好监测生物。
3. 土壤污染生物监测
利用一些对特定污染物较为敏感的植物， 作为土壤污染物的预测和监测指标。一般 来说，指示植物主要起到预警作用。
土壤动物是反映环境变化的敏感指示生物， 当某些环境因素的变化发展到一定限度时， 会影响到土壤动物的繁衍和生存，甚至死 亡。
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生态系统污染诊断的目的
1) 了解区域生态系统质量状况及其各个时期的变化规 律,为控制生态系统污染和治理重点污染源提出 要求; 要求; 2) 为制定生态规划,城市生态建设规划方案提供依据; 为制定生态规划,城市生态建设规划方案提供依据; 3) 为制定区域环境污染物排放标准,环境标准和环境 为制定区域环境污染物排放标准, 法规等提供依据; 法规等提供依据; 4)生态系统质量诊断是环境管理工作的重要手段之一, 生态系统质量诊断是环境管理工作的重要手段之一, 生态系统质量诊断是环境管理工作的重要手段之一 为搞好环境管理提供依据. 为搞好环境管理提供依据.
1.污染生态诊断 1.污染生态诊断 概念: 概念: 生态系统污染诊断: 生态系统污染诊断: 就是诊断生态系统质量的优劣, 就是诊断生态系统质量的优劣,即按照一套综 诊断生态系统质量的优劣 合会诊程序和行之有效的检验方法(物理法, 合会诊程序和行之有效的检验方法(物理法, 化学法,生物学方法及生态毒理学方法等) 化学法,生物学方法及生态毒理学方法等)对 一定区域内的生态系统质量进行说明, 一定区域内的生态系统质量进行说明,评定和 预测. 预测. 生态系统质量: 生态系统质量: 就是环境要素(水体,大气和土壤等) 就是环境要素(水体,大气和土壤等)和生物组 分受到污染的程度. 分受到污染的程度
卫星定位 与定轨
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目标提取与识别 (自动化,智能化 自动化, 自动化 智能化)
数据处理 (高光谱,高分辨率,雷达 高光谱, 高光谱 高分辨率,雷达)
多源数据融合与集成
水污染监测
水污染的类型和遥感表征
水环境监测
利用航空热红外扫描图像确定热电厂排水口处 水体的热污染; 水体的热污染; 利用SAR图像确定海面油污染的范围及用红外扫 利用SAR图像确定海面油污染的范围及用红外扫 SAR 描仪确定油膜的厚度; 描仪确定油膜的厚度; 利用TM图像确定水生物(藻类) TM图像确定水生物 利用TM图像确定水生物(藻类),赤潮的范围等 等都是遥感技术应用的例子. 等都是遥感技术应用的例子. 10年 近10年,在水质量定量监测方面的研究有了长 足的进步, 足的进步,采用高光谱对水体所含化学要素的 定量研究正在官厅水库和太湖进行, 定量研究正在官厅水库和太湖进行,为进行大 面积的水环境监测提供先进而价廉的方法, 面积的水环境监测提供先进而价廉的方法,从 而取代传统的水样化验方法. 而取代传统的水样化验方法.
(2)鱼类回避试验 鱼类回避试验 回避反应是鱼类行为方式之一.污染引起的生物回避, 可使水环境中的水生生物种类,区系分布随之改变, 从而打破了生态系统的平衡.利用生物行为反应进行 污染生态诊断,可以检出低浓度的污染物. 生物回避性能是由于外界环境作用于其感官系统, 信息再传递到中枢神经系统所引起的.目前对污染物 产生回避反应的水生动物种类主要有鱼,虾,蟹.还 有水生昆虫等也有一定回避能力.(深水集团)
2.生态系统污染衡量标准 生态系统污染衡量标准 (1)环境背景值 环境背景值
环境背景值是指环境要素在未受污染的情况下, 环境背景值是指环境要素在未受污染的情况下,环境本身 所固有的元素含量.以及环境中能量分布的正常值. 所固有的元素含量.以及环境中能量分布的正常值.可作为诊 断生态系统污染程度的参照值. 断生态系统污染程度的参照值. 环境背景值实际上是相对不受直接污染情况下环境要素的基本 化学组成. 化学组成. 土壤背景值是在不受或少受人类活动影响和现代工业污染与破 土壤背景值是在不受或少受人类活动影响和现代工业污染与破 坏的情况下,土壤原来固有的化学组成和结构特征. 坏的情况下,土壤原来固有的化学组成和结构特征.土壤元素 的背景值是统计性的,它是一个范围值,而不是一个确定值. 的背景值是统计性的,它是一个范围值,而不是一个确定值. 植物的背景值是指在良好的环境条件下生长于具有背景值的土 植物的背景值是指在良好的环境条件下生长于具有背景值的土 是指在良好的环境条件 壤中某一植物的可食部分的化学组成和营养特征. 壤中某一植物的可食部分的化学组成和营养特征.这里所指的 良好环境条件包括正常情况下的水, 良好环境条件包括正常情况下的水,肥,气候等诸因素. 气候等诸因素.
6.遥感诊断法 遥感诊断法 遥感技术是指从遥远的地方,对所要研究的对象进行 探测的技术.即从一定距离外对地壳或地下一定深度 的目标进行探测. 遥感技术能够监测全球性大气,土壤,水质,植物污 染,掌握污染源的位置,污染物的性质及其扩散的动 态变化,及时了解污染物对生态系统的影响,从而采 取积极的防护措施. 水质污染诊断; 土壤污染诊断; 植物污染诊断;
三,污染生态诊断方法
1.敏感植物指示法 . 当生态系统受到污染后,利用植物对污染的生态反应 和生理生化反应"信号",可以诊断生态系统被污染 的状况. (1)症状法 植物受到污染影响后,常常会在植物形态上,尤其是 叶片上出现肉眼可见的伤害症状,即可见症状.不同 的污染物质和浓度所产生的症状及程度各不相同.根 据敏感植物在不同环境下叶片的受害症状,程度,颜 色变化和受害面积等指标,来指示生态系统的污染程 度,以诊断主要污染物的种类和范围.
第六章 污染生态诊断与监测分析
随着现代科学技术的发展, 随着现代科学技术的发展,特别是计算机技 术,遥感技术和生物技术的应用,导致了污 遥感技术和生物技术的应用, 染生态诊断方法和监测分析设备的不断改进, 染生态诊断方法和监测分析设备的不断改进, 从而使污染生态学不断向前发展. 从而使污染生态学不断向前发展.
(4)临界浓度 )
是指环境中某种污染物对人或其他生物不产生不良或有害影响 的最大剂量或浓度. 的最大剂量或浓度. 按作用对象的不同可分为: 按作用对象的不同可分为 卫生临界浓度(对人群健康的影响 ; 卫生临界浓度 对人群健康的影响); 对人群健康的影响 生态临界浓度(对动植物及生态系统的影响 生态临界浓度 对动植物及生态系统的影响) 对动植物及生态系统的影响 物理临界浓度(对材料,能见度,气候等的影响 . 物理临界浓度 对材料,能见度,气候等的影响). 对材料 临界浓度确定方法: 临界浓度确定方法: 生态地球化学法; 生态地球化学法; 生态环境效应法; 生态环境效应法;
(5)污染严重程度 (5)污染严重程度 在土壤—植物系统污染生态评价中, 在土壤 植物系统污染生态评价中,采用既考虑污染 植物系统污染生态评价中 物的毒理学性质和生态效应, 物的毒理学性质和生态效应,又考虑污染物的环境效 应的区域土壤的临界浓度作为评价标准. 应的区域土壤的临界浓度作为评价标准. 采用指数评价法 将污染严重程度分为不同级别. 指数评价法, 采用指数评价法,将污染严重程度分为不同级别.
3.发光细菌诊断法 . 原理: 明亮发光杆菌(Photobacterium phosphoreum)在正常生 活状态下,体内荧光素(FMN)在有氧参与时,经荧光 酶的作用会产生荧光,光的峰值在490nm左右.当细 当细 胞活性高时,细胞内ATP含量高,发光强; ATP含量高 胞活性高时,细胞内ATP含量高,发光强;休眠细胞 ATP含量明显下降 发光弱;当细胞死亡,ATP立即消 含量明显下降, ATP含量明显下降,发光弱;当细胞死亡,ATP立即消 发光即停止. 失,发光即停止. 处于活性期的发光菌,当受到外界毒性物质(如重 金属离子,氯代芳烃等有机毒物,农药,染料等化学 物质)的影响,菌体就会受抑甚至死亡,体内ATP含量 也随之降低甚至消失,发光减弱甚至到零,并呈线性 相关.
(5)陆生植物生长试验 本测试可用于诊断受试物对陆生植物毒性,生态效 应,估计受试物对植物生长及生产力的影响. (6)生活力指标法 此方法是利用植物在生态系统中生长发育所受到的 影响来诊断生态系统的污染状况. 2.敏感动物指示法 . (1)蚯蚓指示法 选用蚯蚓进行筛选试验是为了诊断污染生态系统中 化学物质对土壤中动物的急性伤害.
(3)环境容量 环境容量
环境容量是以生态系统为基础,在一定区域与一定期限内, 环境容量是以生态系统为基础,在一定区域与一定期限内, 遵循环境质量标准,既保证农产品生物学质量, 遵循环境质量标准,既保证农产品生物学质量,同时也不使环 境遭致污染时,环境所能容纳污染物的最大负荷. 境遭致污染时,环境所能容纳污染物的最大负荷. 环境容量是对污染物进行总量控制与环境管理的重要手段, 环境容量是对污染物进行总量控制与环境管理的重要手段, 它对损害或破坏环境质量的人类活动,施加数量上的限制,以 它对损害或破坏环境质量的人类活动,施加数量上的限制, 求人的活动符合自然规律,从而进一步要求污染物的排放, 求人的活动符合自然规律,从而进一步要求污染物的排放,必 须限制在允许限度内,既能发挥土壤的净化功能. 须限制在允许限度内,既能发挥土壤的净化功能.又保证该系 统处于良性循环状态. 统处于良性循环状态. 环境容量是自然环境的基本属性之一, 环境容量是自然环境的基本属性之一,由自然环境特性和污染 物质特性所共同确定的. 物质特性所共同确定的.
(2)环境质量标准 环境质量标准 环境质量标准是国家为保护人群健康和生存环境 是国家为保护人群健康和生存环境, 环境质量标准是国家为保护人群健康和生存环境, 对环境要素中有害物容许含量所作的规定.体现了国 对环境要素中有害物容许含量所作的规定. 家的环境保护政策和要求以及经济和技术发展的水平. 家的环境保护政策和要求以及经济和技术发展的水平. 环境质量一般分为水质标准 大气质量标准, 水质标准, 环境质量一般分为水质标准,大气质量标准,土壤质 量标准和生物质量标准. 量标准和生物质量标准. 制定环境质量标准的主要科学依据是环境质量基准 环境质量基准. 制定环境质量标准的主要科学依据是环境质量基准. 环境质量基准和环境质量标准是两个不同的概念, 环境质量基准和环境质量标准是两个不同的概念,前 者是由化学物暴露对象之间的剂量—效应关系确定的 效应关系确定的, 者是由化学物暴露对象之间的剂量 效应关系确定的, 不考虑社会,经济,技术等人为因素, 不考虑社会,经济,技术等人为因素,不具有法律效 而后者是以前者为依据,并考虑社会, 力;而后者是以前者为依据,并考虑社会,经济和技 术因素,经过综合分析而制定的, 术因素,经过综合分析而制定的,由国家管理机关颁 布,具有法律的效力. 具有法律的效力.