第四章环境质量的生物监测与生物评价

向日葵、葱、玉米、菊花、牵 牛花
月季、蔷薇、枸杞、香椿、乌 桕
50％左右叶面积受害，叶脉间有点、块状伤 斑
80％左右叶面积受害，叶片有轻度点、块状 伤斑
葡萄、金银花、构树、马齿苋 10％左右叶面积受害，叶片有轻度点状伤斑
广玉兰、大叶黄杨、腊梅 肉眼观察无明显症状
根据植物叶片出现的症状特点（伤斑出现叶脉间），表明该厂附近的大气已 被SO2污染。从受害程度上看，由于一些对SO2抗性强的构树、马齿苋等已受 到损害，可以判断该地区发生过急性危害，估测其SO2浓度为3～10 ppm。
定期：周期性、时效性、长期性
系统：对比性、可重复性、多参数
• 思考：与理化监测相比，生物监测有 何优缺点？
– 能直接反映环境质量对生态系统的影响 – 不需购置昂贵的仪器及进行仪器保养和
维修 – 可大面积或长距离内密集布点 – 不足之处：反应不够快速，无法精确监
测某些污染物的含量，精度不高，易受 环境因素的影响如季节和地理环境等
1、指示植物法
a、指示生物概念：指对环境中某些物 质能产生各种反应或信息而被用来监 测和评价环境质量的现状和变化的生 物。
b、指示生物的种类：大气污染指示生 物和水体污染指示生物。
c、应用举例：
– 指示节气 • 枣花发，种棉花；杏花开，快种麦
– 指示天气 • 燕子低飞预示雨将来临，蜻蜓高飞预示天晴
– 二氧化硫指示植物：地衣苔藓、芝麻、向日 葵、落叶松、加拿大白杨等
– 氟化物指示植物：郁金香、杏、葡萄、梅、 雪松等
– 二氧化氮指示植物：向日葵、番茄、秋海棠、 烟草等
f、监测方法
–选择可靠的指示植物，了解其受害 症状和受伤阈值，然后根据受害程 度大小估测大气污染物的成分、浓 度和范围。
– 注：受伤阈值指引起指示植物受害的污染气体 的最低浓度和暴露时间。
HF
叶尖和叶缘出现灼伤、退绿，伤区与健康组织区别明 显
Cl2 叶脉间变白，叶尖和叶缘出现灼伤及落叶 酸雾 叶上出现细密、近圆形坏死斑
Байду номын сангаас
2、现场调查法：植物的生长、外观变化（长期效应） 具体方法： a、选择观察点 b、调查了解主要大气污染物的种类、浓度和
分布扩散规律。 c、选择观察对象：树木、农作物、蔬菜及野
环境质量基准和环境质量标准
环境质量基准（Criteria）是污染物同特定对象 之间的剂量－反应关系确定的，不考虑社会、经 济、技术等人为因素，不具有法律效力。环境质 量基准有环境卫生基准，水生生物基准等，客观 性。
环境质量标准（Standard）是以环境质量基准 为依据，并考虑社会、经济、技术等因素，经过 综合分析制定的，具有法律意义。 环境质量标准 有水质量标准、大气质量标准、土壤质量标准、 生物质量标准，主观性。
在一个具体的环境内，环境的总体或环境的基 本要素对人群的生存和繁衍及社会经济发展的适应程 度，是反映人类的具体要求而形成的对环境的性质及 数量进行评价的一种概念。
环境质量是由环境本身质的特性所决定的，受人类 活动影响，反过来对人群的生存及健康产生直接作用。
环境评价： 质量评价： 自然环境：物理、化学、生物（生态） 或者具体化为大气、水、土壤、生物 社会环境：经济、人口、文化 影响评价----风险评价（生态风险、健康风 险）
3、植物群落监测法：以群落结构变化为 依据
第四章 环境质量的生物监测与生物评价
•生物监测和环境质量评价概念 •生物监测与评价 •生态环境质量评价 •化学品生态风险评价 •有害物理因素的生物学效应的评价
第一节 生物监测和环境质量评价概念
一、环境质量(Environmental Quality)定义
是指环境素质的优劣程度，优劣是质的概念，程度 是量的表征。
环境质量调查、监测及评价
• 环境质量调查：为了了解环境的质量状 况而进行的一系列工作。
• 环境质量监测：指对环境指标进行定期 的或连续的监测、观察和分析其变化。
• 环境质量评价：指按照一定的标准，采 用相应的方法对环境质量进行评定、比 较及预测。
环境质量调控与环境质量预测
• 环境质量调控：采取人工手段，使环境要 素的变化不超过或能够达到一定的标准。
g、几种大气污染物对植物的危害症状
污染物
危害症状
O3
叶面出现白色或褐色不规则斑点或呈条斑分布，叶尖 端变成褐色或坏死
PAN 叶子下表面变光滑或呈银白色或青铜色
NO2 脉间组织和靠近叶缘边出现不规则的白色或褐色溃伤 伤斑多分布于脉间，与健康组织区别明显，阔叶植物
SO2 脉间出现不规则坏死斑，单子叶植物平行脉间出现斑 点或条状坏死区
• 环境质量预测：对环境质量的未来趋势所 做的推断，是制定法律法规，对环境进行 科学管理，以及规划区域性人口、资源、 生产布局的重要的基础性依据。
二、生物监测(Biological Monitoring)的 概念
有计划、有规律地利用生物个体、种群 或群落对环境污染或变化所产生的反应 阐明环境污染状况，从生物学角度为环 境质量的监测和评价提供依据。
– 指示水质 • 美国威斯康星地区湖泊中的软水指示植物为 Gratiola，硬水指示植物为Ranunculus aquatilis
– 指示资源 • 安徽的海州香薷指示铜矿，湖南念同的野韭指示 金矿
d、指示植物的选择方法：敏感种、有外观 反映
– 现场比较评比法 – 栽培比较试验法 – 人工熏气法
e、常见大气污染指示植物
生草本植物。 d、确定观察时间：根据调查目的和人力条件 e、确定观察项目：叶、芽、枝条等器官受害
的表现症状。 f、 确定各种植物对有害气体的抗性等级
实例：某化工厂30-50m范围内植物受害情况及分析
植物名称 悬铃木、加拿大白杨
受 害情况 80％或全部叶片受害，甚至脱落
桧柏、丝瓜
叶片有明显大块伤斑，部分植物枯死
三、环境评价与生物监测的关系
1、关系：相互验证、支持、各有优缺点
2、理论基础： 环境与生物是一个整体， 变化有因果关系，有规律。“生态系统理 论”
3、存在问题：了解不够、关系不明确、 多种因素作用、技术不完善
第二节 生物监测与评价
一、大气污染的生物监测
㈠、植物监测方法：利用植物对大气污染的 反应，监测有害气体的成分和含量以了解 大气环境质量状况。