第四章环境质量的生物监测与生物评价ppt课件
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第四章 环境质量的生物监测与生物评价
本章将讨论以下内容：
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
4.1 生物监测和环境质量评价概念
环境质量（ Environmental Quality ）：指环境素质的优 劣程度。
环境质量基准（ Environmental Quality Criteria）
• 取材方便，成本低，有直观效果，但在自然条件下难以获得 精确可靠的定量数据。
• 形体小，分类困难，不经过专门的学习不易掌握辨识方法。
地衣、苔藓监测法
观察指标
• 通常观察地衣、苔藓植物的多度、盖度、频度、种类数量以 及内外部受害症状等指标。
在大气污染状况下，地衣、苔藓分布规律
• 污染严重地区，地衣、苔藓植物很少或完全绝迹； • 随污染的减轻，地衣、苔藓植物种属增加，多度、盖度、频
大气污染的综合生态指标法
思考： 应用植物监测应注意哪些问题？采取哪些措施？
• 应注意区分大气污染对植物的伤害与其他因素对植 物伤害，如冻害、病虫害、肥料不足、农药药害等 也可使植物受害。
度等也逐渐增高并且在树干上的分布高度也升高。
植物监测的其他方法
微核技术的应用： • 根据环境污染物会引起染色体畸变而形成微核的原 理，利用紫路草花粉母细胞的微核数量指示环境污 染状况，我国已应用该法来监测水、大气污染状况。
污染量指数法 • KIPC＝监测点指示植物叶片中某污染物的含量/对照 点同种植物中某污染物的含量
• 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
注：指示生物只在一定的时空范围内起作用：安徽的海州香薷只 在安徽指示铜矿，在北方则无此作用。
植物群落监测法
植物群落监测法
• 该法是利用植物群落中各种植物对环境污染的反应估测大气 污染的方法。
• 如敏感植物受害，表明大气受到污染；如抗性中等的植物受 害，表明大气污染较严重；如抗性强的植物受害，表明大气 污染十分严重；在严重污染地区，敏感植物不存在。
指示生物的种类
• 包括大气污染指示生物和水体污染指示生物。
例如：
• 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
• 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。
• 指环境因素在一定条件下作用育特定对象（人或生物）而不 产生不良或有害效应的最大阈值。它是由污染物同特定对象 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，具有客观性。
环境质量标准（ Environmental Quality Standard）
• 是国家权力机构以前者为依据，考虑社会、经济、技术等因 素，经过综合分析后，对环境中的有害因素在限定的时空范 围内容许阈值所作的强制性法规，体现国家环境保护政策和 要求，具有一定的主观性。
大气污染的植物监测有以下几种方法： 指示植物法 现场调查法 植物群落调查法 现场盆栽定点监测法 地衣、苔藓监测法： 微核技术的应用 污染量指数法 大气污染的综合生态指标法
指示生物
指示生物的概念：
• 指对环境中某些物质（包括污染物）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。
情况分析： 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。
地衣、苔藓监测法
地衣、苔藓作为指示植物的特点
• 这两类植物对二氧化硫和氟化氢等的反应比高等植物敏感； 例如SO2年平均浓度在0.015～0.105 ppm范围内就可使地衣绝 迹；浓度超过0.017ppm时大多数苔藓植物不能生存。
• 在长期受污染地区，一些群落多样性受到影响，从而使植物 退化，由此可根据群落中物种多少及个体数量多少来评价大 气污染状况。
实例：某化工厂附近的植物群落调查
Biblioteka Baidu例：某化工厂30～50m范围内植物受害情况说明及分析
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
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
4.2 生物监测与评价
4.2.1 大气污染的生物监测与评价 植物监测
向日葵、葱、玉米、菊花、 50％左右叶面积受害，叶脉间有点、
牵牛花
块状伤斑
月季、蔷薇、枸杞、香椿、 80％左右叶面积受害，叶片有轻度点、
乌桕
块状伤斑
葡萄、金银花、构树、马 10％左右叶面积受害，叶片有轻度点
齿苋
状伤斑
广玉兰、大叶黄杨、腊梅 肉眼观察无明显症状
表4－2 某化工厂30～50m范围内植物受害情况
• 地衣、苔藓生长在树干上，故可以减少土壤或水体污染的干 扰。
• 地衣、苔藓所需水分和养分等全部依赖于雨水和露，同时以 植物整体吸收养分，而高等植物靠气孔来吸收大气中的污染 物，故前者吸收污染物的量相对较多。
• 生长速度比高等植物慢，一旦受损不易恢复，有利于掌握长 时间的污染积累结果。
• 两者为多年生长绿色植物，一年四季均可作为监测器。而高 等植物往往冬季落叶，难以显示受害情况。
环境质量调查 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 环境质量预测
生物监测（Biomonitoring）
生物监测
• 生物监测是利用生物个体、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。
本章将讨论以下内容：
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
4.1 生物监测和环境质量评价概念
环境质量（ Environmental Quality ）：指环境素质的优 劣程度。
环境质量基准（ Environmental Quality Criteria）
• 取材方便，成本低，有直观效果，但在自然条件下难以获得 精确可靠的定量数据。
• 形体小，分类困难，不经过专门的学习不易掌握辨识方法。
地衣、苔藓监测法
观察指标
• 通常观察地衣、苔藓植物的多度、盖度、频度、种类数量以 及内外部受害症状等指标。
在大气污染状况下，地衣、苔藓分布规律
• 污染严重地区，地衣、苔藓植物很少或完全绝迹； • 随污染的减轻，地衣、苔藓植物种属增加，多度、盖度、频
大气污染的综合生态指标法
思考： 应用植物监测应注意哪些问题？采取哪些措施？
• 应注意区分大气污染对植物的伤害与其他因素对植 物伤害，如冻害、病虫害、肥料不足、农药药害等 也可使植物受害。
度等也逐渐增高并且在树干上的分布高度也升高。
植物监测的其他方法
微核技术的应用： • 根据环境污染物会引起染色体畸变而形成微核的原 理，利用紫路草花粉母细胞的微核数量指示环境污 染状况，我国已应用该法来监测水、大气污染状况。
污染量指数法 • KIPC＝监测点指示植物叶片中某污染物的含量/对照 点同种植物中某污染物的含量
• 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
注：指示生物只在一定的时空范围内起作用：安徽的海州香薷只 在安徽指示铜矿，在北方则无此作用。
植物群落监测法
植物群落监测法
• 该法是利用植物群落中各种植物对环境污染的反应估测大气 污染的方法。
• 如敏感植物受害，表明大气受到污染；如抗性中等的植物受 害，表明大气污染较严重；如抗性强的植物受害，表明大气 污染十分严重；在严重污染地区，敏感植物不存在。
指示生物的种类
• 包括大气污染指示生物和水体污染指示生物。
例如：
• 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
• 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。
• 指环境因素在一定条件下作用育特定对象（人或生物）而不 产生不良或有害效应的最大阈值。它是由污染物同特定对象 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，具有客观性。
环境质量标准（ Environmental Quality Standard）
• 是国家权力机构以前者为依据，考虑社会、经济、技术等因 素，经过综合分析后，对环境中的有害因素在限定的时空范 围内容许阈值所作的强制性法规，体现国家环境保护政策和 要求，具有一定的主观性。
大气污染的植物监测有以下几种方法： 指示植物法 现场调查法 植物群落调查法 现场盆栽定点监测法 地衣、苔藓监测法： 微核技术的应用 污染量指数法 大气污染的综合生态指标法
指示生物
指示生物的概念：
• 指对环境中某些物质（包括污染物）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。
情况分析： 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。
地衣、苔藓监测法
地衣、苔藓作为指示植物的特点
• 这两类植物对二氧化硫和氟化氢等的反应比高等植物敏感； 例如SO2年平均浓度在0.015～0.105 ppm范围内就可使地衣绝 迹；浓度超过0.017ppm时大多数苔藓植物不能生存。
• 在长期受污染地区，一些群落多样性受到影响，从而使植物 退化，由此可根据群落中物种多少及个体数量多少来评价大 气污染状况。
实例：某化工厂附近的植物群落调查
Biblioteka Baidu例：某化工厂30～50m范围内植物受害情况说明及分析
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
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
4.2 生物监测与评价
4.2.1 大气污染的生物监测与评价 植物监测
向日葵、葱、玉米、菊花、 50％左右叶面积受害，叶脉间有点、
牵牛花
块状伤斑
月季、蔷薇、枸杞、香椿、 80％左右叶面积受害，叶片有轻度点、
乌桕
块状伤斑
葡萄、金银花、构树、马 10％左右叶面积受害，叶片有轻度点
齿苋
状伤斑
广玉兰、大叶黄杨、腊梅 肉眼观察无明显症状
表4－2 某化工厂30～50m范围内植物受害情况
• 地衣、苔藓生长在树干上，故可以减少土壤或水体污染的干 扰。
• 地衣、苔藓所需水分和养分等全部依赖于雨水和露，同时以 植物整体吸收养分，而高等植物靠气孔来吸收大气中的污染 物，故前者吸收污染物的量相对较多。
• 生长速度比高等植物慢，一旦受损不易恢复，有利于掌握长 时间的污染积累结果。
• 两者为多年生长绿色植物，一年四季均可作为监测器。而高 等植物往往冬季落叶，难以显示受害情况。
环境质量调查 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 环境质量预测
生物监测（Biomonitoring）
生物监测
• 生物监测是利用生物个体、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。