环境生物学第八章环境质量生物监测与生物评价

第八章环境质量生物监测与生物评价

8.1 生物监测和环境质量评价概念

环境质量：环境素质的优劣程度。即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宜程度。具体指自然环境质量和社会环境质量两个方面。包括物理的、化学的和生物的质量；又可具体划分为：大气环境质量、水环境质量、土壤环境质量、生物环境质量等。

生物环境质量：自然环境质量的重要组成部分，指周围生物群落构成的特点而言，不同地区生物群落的结构及组成持点不同，其生物环境质量也有差别。

•环境质量基准: 环境因素在一定条件下作用特定对象（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。或者说环境质量基准是保障人类生存活动及维持生态平衡的基本水准。具有客观性。

•环境质量标准: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。具有主观性。

GB3838-88“地面水环境质量标准”。

考察环境质量:

•环境质量调查:环境背景值、自然环境状况、区域污染状况、人类干扰、环境因素危害等。

•环境质量监测: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: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:达到一定的标准；污染物不超出许的容纳量。

•环境质量预测: 环境质量未来趋势所作的推断。

●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。

➢具体就是利用生物对环境毒物、污染物的反应变化及变化程度去监测评价环境质量的变

化、受污染程度。

➢生物监测重点放在个体和生态系统级的生物反应上

➢生物监测至少应具备条件：对比性；重复性

◆生物监测内容包括：

•生态环境变化

•生物个体急性、亚急性、慢性的毒性测定

•生物的生理生化分析

•有毒物质、污染物在生物体内循环运转的分析

•个体生态状况以及群落生态结构变化分析等

◆生物监测的依据

生态系统理论是生物监测的理论基础。具有维持一定地区的系统结构与功能的能力

◆生物监测基本方法

1、指示生物法

指示生物：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；另有定义：环境中对某些物质(包括进入环境中的污染物)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。

•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。

•指示生物的基本特征: 灵敏；代表性；具有小的差异性 :重现性好；具有多功能性。根据对环境中某种特定污染物敏感的或有较高耐受性的生物种类的存在或缺失，来指示其所在环境中的多寡或分解程度，是最经典的生物学评价方法。

➢指示生物选择方法：

•现场比较

•栽培或饲养比较试验

•人工熏气

•浸蘸

２、现场调查法

在污染区内调查原有生物生长发育状况，初步查明环境污染与生物生长之间的相互关系。➢常用于大气污染的生物监测

➢调查主要污染物的种类、浓度和分布扩散规律

➢选择观察点

➢选择观察对象

➢确定观测时间

➢确定观测项目

➢根据调查和资料对比分析，可把地区受害程度表示在地图上

3、现场盆栽定点监测法：

•将监测用的指示植物栽培在污染区选定的监测点上，定期观察，记录其受害症状和程度，来估测污染物的成分、浓度和范围，以此来监测该地区大气污染情况

4、群落和生态系统监测法

群落和生态系统水平上的生物监测方法以水域监测为多，近几年来关于陆地生态系统人为干扰的生物监测方法和指标体系也有了迅速发展。

•主要观察指标结构参数功能参数

•主要的群落和生态系统监测方法

❖植物群落监测法：植物群落和周围环境有着密切的关系

❖污水生物系统法

❖微型生物群落监测法

❖生物指数法

❖微宇宙法

•思考：与理化监测相比，生物监测有何优缺点？

优点：

–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

8.2 生物监测与评价

8.2.1 大气污染的生物监测与评价

•大气污染生物监测：利用生物对大气污染物的反应，监测有害气体的成分和含量以了解大气的环境质量状况。

•由于植物的特点，大气污染植物监测被广泛应用

植物监测的主要内容

•直接利用植物受害情况，对大气质量变化做出判断；

•利用植物叶片对大气污染物的富集累积特性，通过测定植物体内污染物的量判断大气污染程度；

•利用大气污染敏感植物（地衣、苔藓）做生物监测；

•利用植物生理生化反应来监测大气质量；

•利用植物群落变化监测大气环境质量

大气污染的植物监测有以下几种方法：

1.指示植物监测法

指示植物: 利用某些植物对某些有害气体的特殊敏感性，可以监测大气中该气体的浓度，这种植物就称为该大气污染物的指示植物。

•在受到污染物的侵袭后有明显的显示：如明显的伤害症状、生长和形态的变化、果实或种子的变化以及生产力或产量的变化等

•一般选择：

✓一年生草本植物、多年生木本植物以及地衣、苔藓等

✓主要是树木、农作物、蔬菜及野生草本植物

•常见大气污染指示植物

O3的指示植物菠菜、马铃薯、葡萄、黄瓜

二氧化硫指示植物白杨、棉花、云杉、苔藓