第八章環境質量生物監測與生物評價
8.1 生物監測和環境質量評價概念
環境質量：環境素質的優劣程度。 即在乙個具體的環境內，環境的總體或環境的基本要素對人群的生存和繁衍及社會經濟發展的適宜程度。
具體指自然環境質量和社會環境質量兩個方面。包括物理的、化學的和生物的質量；又可具體劃分為：大氣環境質量、水環境質量、土壤環境質量、生物環境質量等。
生物環境質量：自然環境質量的重要組成部分，指周圍生物群落構成的特點而言，不同地區生物群落的結構及組成持點不同，其生物環境質量也有差別。
環境質量基準: 環境因素在一定條件下作用特定物件（人或生物）而不產生不良或有害效應的最大閾值。它是由汙染物同特定物件之間的劑量－反應關係確定的，不考慮社會、經濟、技術等人為因素。
或者說環境質量基準是保障人類生存活動及維持生態平衡的基本水準。具有客觀性。
環境質量標準:國家權力機構以前者為依據，考慮社會、經濟、技術等因素，經過綜合分析後，對環境中的有害因素在限定的時空範圍內容許閾值所作的強制性法規，體現國家環境保護政策和要求。具有主觀性。
gb3838-88「地面水環境質量標準」。
考察環境質量:
環境質量調查:環境背景值、自然環境狀況、區域汙染狀況、人類干擾、環境因素危害等。
環境質量監測:對環境指標進行定期的或連續的監測、觀察和分析其變化。
環境質量評價:按照一定的標準，採用相應的方法對環境質量進行評定、比較及**。
環境質量調控:達到一定的標準；汙染物不超出許的容納量。
環境質量**: 環境質量未來趨勢所作的推斷。
● 生物監測：生物監測是利用生物個體、種群或群落對環境汙染或變化所產生的反應闡明環境汙染狀況，從生物學角度為環境質量的監測和評價提供依據。
具體就是利用生物對環境毒物、汙染物的反應變化及變化程度去監測評價環境質量的變化、受汙染程度。
生物監測重點放在個體和生態系統級的生物反應上
生物監測至少應具備條件：對比性；重複性
◆ 生物監測內容包括：
生態環境變化
生物個體急性、亞急性、慢性的毒性測定
生物的生理生化分析
有毒物質、汙染物在生物體內迴圈運轉的分析
個體生態狀況以及群落生態結構變化分析等
◆ 生物監測的依據
生態系統理論是生物監測的理論基礎。具有維持一定地區的系統結構與功能的能力
◆ 生物監測基本方法
1、指示生物法
指示生物：對環境中某些物質，包括汙染物的作用或環境條件的改變能較敏感和快速地產生明顯反應的生物 ；另有定義：環境中對某些物質(包括進入環境中的汙染物)能產生各種反應或資訊而被用來監測和評價環境質量的現狀和變化的生物。
指示生物的種類: 包括大氣汙染指示生物和水體汙染指示生物。
例如：– 指示節氣棗花發，種棉花；杏花開，快種麥
– 指示天氣燕子低飛預示雨將來臨，蜻蜓高飛預示天晴
– 指示資源安徽的海州香薷指示銅礦，湖南念同的野韭指示金礦
注：指示生物只在一定的時空範圍內起作用：安徽的海州香薷只在安徽指示銅礦，在北方則無此作用。
指示生物的基本特徵: 靈敏； 代表性； 具有小的差異性 :重現性好；具有多功能性。
根據對環境中某種特定汙染物敏感的或有較高耐受性的生物種類的存在或缺失，來指示其所在環境中的多寡或分解程度，是最經典的生物學評價方法。
指示生物選擇方法：
現場比較
栽培或飼養比較試驗
人工薰氣
浸蘸２、現場調查法
在汙染區內調查原有生物生長發育狀況，初步查明環境汙染與生物生長之間的相互關係。
常用於大氣汙染的生物監測
調查主要汙染物的種類、濃度和分布擴散規律
選擇觀察點
選擇觀察物件
確定觀測時間
確定觀測專案
根據調查和資料對比分析，可把地區受害程度表示在地圖上
3、現場盆栽定點監測法：
將監測用的指示植物栽培在汙染區選定的監測點上，定期觀察，記錄其受害症狀和程度，來估測汙染物的成分、濃度和範圍，以此來監測該地區大氣汙染情況
4、群落和生態系統監測法
群落和生態系統水平上的生物監測方法以水域監測為多，近幾年來關於陸地生態系統人為干擾的生物監測方法和指標體系也有了迅速發展 。
主要觀察指標結構引數功能引數
主要的群落和生態系統監測方法
植物群落監測法：植物群落和周圍環境有著密切的關係
汙水生物系統法
微型生物群落監測法
生物指數法
微宇宙法
思考：與理化監測相比，生物監測有何優缺點？
優點：– 能直接反映環境質量對生態系統的影響
– 不需購置昂貴的儀器及進行儀器保養和維修
– 可大面積或長距離內密集布點
不足之處：
– 反應不夠快速，無法精確監測某些汙染物的含量，精度不高，
– 易受環境因素的影響如季節和地理環境等
8.2 生物監測與評價
8.2.1 大氣汙染的生物監測與評價
大氣汙染生物監測：利用生物對大氣汙染物的反應，監測有害氣體的成分和含量以了解大氣的環境質量狀況。
由於植物的特點，大氣汙染植物監測被廣泛應用
植物監測的主要內容
直接利用植物受害情況，對大氣質量變化做出判斷；
利用植物葉片對大氣汙染物的富集累積特性，通過測定植物體內汙染物的量判斷大氣汙染程度；
利用大氣汙染敏感植物（地衣、苔蘚）做生物監測；
利用植物生理生化反應來監測大氣質量；
利用植物群落變化監測大氣環境質量
大氣汙染的植物監測有以下幾種方法：
.指示植物監測法
指示植物: 利用某些植物對某些有害氣體的特殊敏感性，可以監測大氣中該氣體的濃度，這種植物就稱為該大氣汙染物的指示植物。
在受到汙染物的侵襲後有明顯的顯示：如明顯的傷害症狀、生長和形態的變化、果實或種子的變化以及生產力或產量的變化等
一般選擇：
一年生草本植物、多年生木本植物以及地衣、苔蘚等
主要是樹木、農作物、蔬菜及野生草本植物
常見大氣汙染指示植物
o3的指示植物菠菜、馬鈴薯、葡萄、黃瓜
二氧化硫指示植物白楊、棉花、雲杉、苔蘚
氟化物指示植物鬱金香、雪松、杏樹、慈竹
乙烯的指示植物蘭花、番茄、皂莢樹、萬壽菊
氮氧化物指示植物向日葵、菸草、秋海棠
指示植物的選擇方法
– 現場比較評比法：單一汙染物的現場挑選敏感植物。
– 栽培比較試驗法：將各種預備篩選的植物進行栽培，然後放在監測區，挑選敏感植物。
– 人工薰氣法：人工實驗條件挑選敏感植物。
監測方法
– 選擇可靠的指示植物，了解其受害症狀和受傷閾值，然後根據受害程度大小估測大氣汙染物的成分、濃度和範圍。
– 注：受傷閾值指引起指示植物受害的汙染氣體的最低濃度和暴露時間。
幾種大氣汙染物對植物的危害症狀
表8－1 幾種大氣汙染物對植物的危害症狀
.植物群落監測法
植物群落監測法: 利用植物群落中各種植物對環境汙染的反應估測大氣汙染的方法。
– 如敏感植物受害，表明大氣受到汙染；如抗性中等的植物受害，表明大氣汙染較嚴重；如抗性強的植物受害，表明大氣汙染十分嚴重；在嚴重汙染地區，敏感植物不存在。
– 在長期受汙染地區，一些群落多樣性受到影響，從而使植物退化，由此可根據群落中物種多少及個體數量多少來評價大氣汙染狀況。
例項：某化工廠附近的植物群落調查
排放so2的某化工廠附近植物群落受害情況
表7－2 某化工廠30～50m範圍內植物受害情況
.地衣、苔蘚監測法
特點：– 這兩類植物對二氧化硫和氟化氫等的反應比高等植物敏感；例如so2年平均濃度在0.015～0.105 ppm範圍內就可使地衣絕跡；濃度超過0.
017ppm時大多數苔蘚植物不能生存。
– 地衣、苔蘚生長在樹幹上，故可以減少土壤或水體汙染的干擾。
– 地衣、苔蘚所需水分和養分等全部依賴於雨水和露，同時以植物整體吸收養分，高等植物靠氣孔來吸收大氣中的汙染物，故前者吸收汙染物的量相對較多。
– 生長速度比高等植物慢，一旦受損不易恢復，有利於掌握長時間的汙染積累結果。
– 兩者為多年生長綠色植物，一年四季均可作為監測器。而高等植物往往冬季落葉，難以顯示受害情況。
– 取材方便，成本低，有直觀效果，但在自然條件下難以獲得精確可靠的定量資料。
– 形體小，分類困難，不經過專門的學習不易掌握辨識方法。
觀察指標
– 通常觀察地衣、苔蘚植物的多度、蓋度、頻度、種類數量以及內外部受害症狀等指標。
在大氣汙染狀況下，地衣、苔蘚分布規律
– 汙染嚴重地區，地衣、苔蘚植物很少或完全絕跡；
– 隨汙染的減輕，地衣、苔蘚植物種屬增加，多度、蓋度、頻度等也逐漸增高並且在樹幹上的分布高度也公升高。
● 植物監測的其他方法
.微核技術的應用：
– 根據環境汙染物會引起染色體畸變而形成微核的原理。
– 利用紫路草花粉母細胞的微核數量指示環境汙染狀況，我國已應用該法來監測水、大氣汙染狀況。
汙染量指數法
– kipc＝監測點指示植物葉片中某汙染物的含量/對照點同種植物中某汙染物的含量
– i級：清潔大氣（小於1.20）；
ii級：輕度汙染（1.21-2.00）；
iii級：中度汙染（2.01-3.00）；
iv級：嚴重汙染（大於3.00）
應用植物監測應注意問題？採取措施？
應注意區分大氣汙染對植物的傷害與其他因素對植物傷害，如凍害、病蟲害、肥料不足、農藥藥害等也可使植物受害。
可從調查汙染源入手，通過觀察植物葉片受害症狀、受害方式，或進行葉片汙染物的含量分析來進行判斷，這要求工作人員觀察細心，並有較為豐富的實踐經驗。
● 大氣汙染的細菌總數測定
室外空氣中微生物的數量和人與動物的密度、植物的數量、土囊與地面的鋪裝情況、氣溫與濕度、日照與氣流等因素有關。室外空氣中微生物大部分為非致病性微生物，一般病原微生物的存在比較少。
第八章環境統計學報告
馮養雲，李紅軍 3 通過分析山西省21個水文站點13年的監測資料，指出山西的大氣汙染相當嚴重，其汙染物主要有兩類 一類是大工業生產，另一類是生活和商業燃燒 交通運輸等。前者如鋼鐵冶煉時排出的大量煙氣和灰塵，在這些煙氣中，有固體的氧化鐵灰塵，有氣態的一氧化碳 co 二氧化硫 so2 少量的硫化氫 h2...
第八章區域環境影響評價
第八章區域環境影響評價 4學時 第一節區域環境影響評價的概念和特點 教學重點 區域環境影響評價的概念 特點與型別 教學內容 一 區域環境影響評價的概念 二 區域環境影響評價的特點 三 區域環境影響評價的主要型別 第二節區域環境影響評價的原則 目的及意義 教學重點 區域環境影響評價的原則 目的及意義 ...
第八章生物與環境第二節種群和生物群落第一課時
教學目的 1 了解種群的特徵。2 了解種群數量的變化。3 了解研究種群數量變化的意義。4 了解生物群落的概念和結構。教學重點 1 種群的特徵。2 種群數量的變化。3 生物群落的概念。教學難點 種群數量的變化。教具準備 1.錄影資料 野兔成災 蝗災。2.剪報資料 澳大利亞野兔成災 山西發生蝗災。3.投...