河流水生态环境质量监测技术指南.docx
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河流水生态环境质量监测技术指南
河流水生态环境质量监测技术指南
（试行）
国家水体污染控制与治理科技重大专项
流域水污染防治监控预警主题
“流域水生态环境质量监测与评价研究”课题组
二零一四年六月
目录
前言1
1总则2
1.1编制目的2
1.2适用范围2
1.3指导原则2
1.4引用文件2
1.5术语与定义3
1.5.1河流River3
1.5.1生物监测BiologicalMonitoring3
1.5.2水生态环境质量WaterEco-environmentQuality3
1.5.3生境Habitat3
1.5.4参照环境ReferenceCondition3
1.5.5着生藻类Periphyton3
1.5.6硅藻Diatom3
1.5.7底栖动物Macroinvertebrate3
1.5.8丰度Abundance3
1.5.9质量保证QualityAssurance3
1.5.10质量控制QualityControl4
1.6总体要求4
1.6.1监测要素4
1.6.2监测频次与时间4
1.6.3点位布设4
1.6.4参照环境的确定5
2生境调查6
2.1.生境调查所需设备及器材6
2.2生境调查要素6
2.2.1采样点基本信息6
2.2.2天气条件6
2.2.3河流总体特征6
2.2.4环境压力要素6
2.2.5河岸植被7
2.2.6调查河段特征7
2.2.7水生植物7
2.2.8常规水体环境参数7
2.2.9常规沉积环境参数8
2.3生境状态评价8
2.4记录8
3大型底栖无脊椎动物监测方法9
3.1设备及耗材准备9
3.1.1采样设备及器材9
3.1.2试剂10
3.2野外采样程序10
3.2.1样品采集10
3.2.2鉴定和计数13
3.2.3结果填报16
4着生藻类监测方法16
4.1设备及耗材16
4.2野外采样程序16
4.3实验室分析18
5质量保证与质量控制22
5.1野外质量保证与控制22
5.1.1样品的采集22
5.1.2样品的保存23
5.1.3样品的运输23
5.1.4采样记录23
5.1.5准确度和精确度23
5.2实验室质量保证与控制23
5.2.1样品的交接与记录23
5.2.2种类鉴定、计数24
5.2.3数据记录24
5.2.4样品的保存24
5.2.5准确度和精确度24
5.2.6资料保存24
附录26
前言
河流水生态环境质量是指在特定的时间和空间范围内，河流水体不同尺度生态系统的组成要素总的性质及变化状态。
我国河流水生态环境复杂而脆弱，随着河流水资源利用和污染的加大，多数河流都出现了不同程度的污染影响，河流中水生生物多样性降低和水生生物栖息地退化等问题，监测和评价我国河流水生态质量已经成为我国环境保护工作的一个重要内容。
为贯彻落实党中央和国务院让江河湖泊休养生息的要求，加强流域生态环境保护，维护流域生态系统的健康，将环境保护部《关于开展流域生态健康评估试点工作的通知》（环办函[2012]1163号）任务的成果进一步落实并推广，中国环境监测总站并编制了《河流水生态环境质量监测技术指南》（以下简称“指南”），以指导我国河流水生态环境质量的评估工作。
“指南”中规定了河流水生态质量监测中着生藻类生物、大型底栖动物的野外采样方法、保存方式、实验室内鉴定方法，生境调查方法，参照环境的确定，和监测中的质量保证和质量控制的要求。
为河流水生态环境保护和可持续发展提供技术支撑。
本指南由中国环境监测总站提出。
本指南由“流域水生态环境质量监测与评价研究”课题组负责起草。
本指南由中国环境监测总站负责解释。
河流水生态环境质量监测技术指南（试行）
1总则
1.1编制目的
根据《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》“加快生态文明制度建设”“五位一体”的要求、为落实《国家环境保护“十二五”科技发展规划》、《国家环境监测"十二五"规划》，加快水生生物监测工作，推进我国水环境质量综合评价的进程，编制《河流水生生物监测技术指南（试行）》。
1.2适用范围
本指南规定了河流生境调查、大型底栖无脊椎动物、着生藻类监测方法，以及质量保证和质量控制措施等。
本指南适用于河流（平原河网除外）的水生态环境质量监测。
1.3指导原则
1.3.1科学实用原则
结合河流生态环境实际情况，注重水生生物栖息地的选择，遵循水生生物生存规律，确保水生生物监测结论客观反映水质状况，为水环境综合评价提供科学依据。
1.3.2因地制宜原则
各地可根据当地的自然、地理特征，充分考虑自身的水文、气候特征，选择采样工具、方法、基质和采样量，也可根据工作目的选择监测频次、方法和监测项目。
1.3.3循序渐进原则
指南遵从先易后难、循序渐进原则，既可以指导基础薄弱的人员初始从事监测工作，也适合有一定经验的技术人员开展工作、专业技术人员开展深入研究所借鉴。
1.4引用文件
HJ/T52-1999水质河流采样技术指导
HJ/T91-2002地表水和污水监测技术规范
HJ493-2009水质采样样品的保存和管理技术规定
HJ494-2009水质采样技术指导
HJ495-2009水质采样方案设计技术规定
1.5术语与定义
下列术语和定义适用于本指南。
1.5.1河流River
由一定区域内地表水和地下水补给，经常或间歇地沿着狭长凹地流动的水流。
1.5.1生物监测BiologicalMonitoring
利用生物个体、种群、群落等不同层次的状况和变化，阐明环境质量状况，从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据。
1.5.2水生态环境质量WaterEco-environmentQuality
以生态学理论为基础，在特定的时间和空间范围内，水体不同尺度生态系统的组成要素总的的性质及变化状态。
1.5.3生境Habitat
又称栖息地，指生物的个体、种群或群落生活地域的环境，包括必需的生存条件和其他对生物起作用的生态因素。
1.5.4参照环境ReferenceCondition
代表水域内未受人为压力干扰的最优生物状态。
1.5.5着生藻类Periphyton
着生藻类是指生长在水下各种基质表面上的所有藻类，等同于周丛藻类和底栖藻类。
1.5.6硅藻Diatom
一类真核藻类，多数为单细胞生物，少数为群体。
细胞壁高度硅质化，由两个互联对称瓣构成。
硅藻的多数种类为水生，以浮游生活为主，也有些种类营附着生活，另有少数种类生活于土壤中。
1.5.7底栖动物Macroinvertebrate
指生活史的全部或大部分时间生活于水体底部的水生动物类群，主要包括水栖寡毛类、软体动物和水生昆虫幼虫等。
为了研究方便，将不能通过将不能通过500μm孔径筛网的底栖动物称为大型底栖动物，将能通过500μm孔径筛网但不能通过42μm孔径筛网的底栖动物称为小型底栖动物，将能通过42μm孔径筛网的底栖动物称为微型底栖动物。
1.5.8丰度Abundance
一个物种在一定研究范围内的数量（如个体数量或生物量），通常与密度通用。
1.5.9质量保证QualityAssurance
河流水生生物监测的质量保证是指整个生物监测过程的全面质量管理，其目的是保证调查数据准确可靠，包括从采样点位布设、现场调查、样品采集、贮存与运输、实验室样品分析、数据处理全过程的质量保证。
1.5.10质量控制QualityControl
质量控制是为达到调查质量要求所采取的一切技术活动，是调查过程的控制方法，是质量保证的一部分。
1.6总体要求
1.6.1监测要素
——物理生境
——生物类群（着生藻类、大型底栖无脊椎动物）
——水体理化参数
1.6.2监测频次与时间
1.6.2.1监测频次
充分考虑水域环境条件、生物类群的时间变化特点、调查目的及人力、费用投入，确定调查频次和调查时间。
（1）至少每年监测一次；
（2）受季节性影响显著水体的变化趋势评价，应按季度监测，至少每季监测一次；（3）事故性污染物的监测频率必须考虑污染物效力的严重程度及持续时间，各类监测类群的生命周期及经过采样后的恢复能力也必须予以考虑。
1.6.2.2监测时间
按年度监测，一般选择春季或秋季；按季节监测，一般选择春、夏、秋三季。
监测时间的确定，既要考虑各项监测指标的变化规律，又要兼顾实际情况。
需要注意的是：
（1）若进行逐季监测，各季或各月监测的时间间隔应基本相同；
（2）同一河流中应力求水质同步采样；（3）生境监测建议在夏季进行，保证观测到河岸植被的覆盖情况。
1.6.3点位布设
监测点位的布设，取决于水体和周围环境的自然生态类型、人类干扰强度，以及所用生物监测技术的特殊要求，以满足监测及评价目的为宗旨，需遵从以下原则：
（1）尽可能沿用历史观测点位；
（2）在监测点位采集的样品，需对研究水域的单项或多项指标具有较好的代表性；
（3）生物监测点位应与水文测量、水质理化指标监测站位相同，尽可能获取足够信息，用于解释观测到的生态效应；
（4）生物监测点位尽量涵盖到不同的生境类型；
（5）在保证达到必要的精度和样本量的前提下，监测点位应尽量少，要兼顾技术指标和费用投入；
（6）生境监测位点与生物监测位点保持一致；
（7）如果监测的目的是建立大范围、全面的流域生物数据网络，点位需覆盖整个流域范围；如果监测目的是客观评估点源污染的影响，则需在一定范围内进行加密监测。
以下几点需要注意：
（1）局部经过人为改变的区域，如小型水坝及桥梁区，除非需要评估其影响，应避免在区域内设置站位。
（2）避免在支流河口附近设置站位。
（3）河流或流域范围的监测，不应当由于栖息地退化或该物理特征已有充分代表而舍弃采样站位。
（4）事故性污染物的监测站位应当全面覆盖可能的污染混合带，比如，在排污口下游间隔布设监测站位。
1.6.4参照环境的确定
1.6.4.1基本要求
参照环境的选取应遵循下述基本要求：
（1）所选参照环境必须能反映未受干扰的水文及水质环境参数（比如物理、化学以及生物参数）。
（2）所测定的人为产生污染物浓度应低于常规分析方法的检测限。
（3）所测定的非人为产生污染物浓度应保持在背景值水平范围之内。
（4）经人为改变较大的系统中，通常找不到合适的参照环境。
在这些情况下，可借助历史数据或简单的生态模型确立参照环境。
1.6.4.2生态区参照环境
生态区参照环境，是指将相对均质区域内、相对未受损害的位点以及栖息地作为参照环境。
生态区参照环境适用于水域或流域范围的趋势性监测调查，评价资源利用的损害或影响，并制定相应的水质标准及监测策略。
2生境调查
2.1生境调查所需设备及器材
（1）照相机
（2）上游/下游“箭头标记”或采样河段照相及记录标志（标尺）
（3）流速仪
（4）现场水质分析仪（可按需要配备）
（5）全球卫星定位系统（GPS）设备
2.2生境调查要素
2.2.1采样点基本信息
记录河流或支流名称、调查日期和时间，进行采样点编号并确定其经纬度和海拔，注明负责数据质量和完整性的研究人员。
2.2.2天气条件
记录调查当天和近期的天气条件。
2.2.3河流总体特征
（1）河流类型
注明河流为冷水性或暖水性。
（2）河流的时间变化性
如果河流的年内或年际变化（如，季节性干涸）对生物群落具有重要影响，或者河流的潮汐会改变生物群落的结构及功能，应当对其时间变化性加以描述。
（3）河流源头
已知的情况下，注明调查河流的发源地，如冰川、山区、湿地或沼泽。
2.2.4环境压力要素
（1）土地利用类型
注明该水域主要的土地利用类型，以及其他可能影响水质的土地利用类型。
可考虑采用土地利用图精确标注该信息。
（2）非点源污染
注明该水域分散的农业及城区污染物排放。
其他可能影响水质的危害因子包括养殖场、人工湿地、化粪池系统、水坝和水库、矿井渗漏等。
（3）流域侵蚀
注明该水域是否存在或可能存在土壤流失，通过水域及河流特征的观察，对受到的侵蚀进行定级。
2.2.5河岸植被
典型的河岸带要包括河流两岸至少18m的缓冲带。
在调查过程中，可根据实际情况进行调整。
已知的情况下，记录河岸带的优势植被类型及物种。
2.2.6调查河段特征
（1）河长：
测量或估计调查河段的长度。
（2）河宽：
估计调查河段典型横断面的两岸距离，若宽度不同，则采用平均值。
（3）河段面积：
将调查河段的河长乘以河宽，估算出河段面积。
（4）水深：
估计代表性测点自水面至河底的垂直距离，计算平均深度。
（5）流速：
在代表性区域测量水体表面流速，若未测量流速，以慢、中、快来估计。
（6）林冠盖度：
注明开阔区与覆盖区的大体比例，可用密度计代替肉眼估测。
（7）高水位线：
估测河岸丰水期边缘至最高溢流水位的垂直距离。
（8）渠道化：
观察调查河段或站位周围是否有过疏浚。
（9）水坝：
观察河段或站位下游是否修筑水坝；如果有，记录水流变化的相关信息。
2.2.7水生植物
观察水生植物的大体类型和相对优势度。
仅对水生植物的范围进行估测。
已知的情况下，列出水生植物的种类。
2.2.8常规水体环境参数
（1）温度、pH、电导率、溶解氧、浑浊度
采用经过校准的便携式水质监测仪器，测量并记录每项水质参数表征值，注明使用的仪器类型和数量单位。
（2）水体气味
注明调查区域内河水的相关气味描述。
（3）表层油污
描述水体表层的油污量。
（4）浑浊度
若未直接测量浑浊度，根据观察，描述河水悬浮物数量。
2.2.9常规沉积环境参数
（1）沉积物气味
注明调查区域内沉积物的相关气味描述。
（2）沉积物油污
描述调查区域内沉积物的油污量。
（3）沉积物组成
观察调查河段出现的沉积物；同时，注明陷入沉积物的岩石底部是否为黑色（通常指示低溶氧或厌氧环境）。
2.3生境状态评价
选择调查点位上下各100m河段（或其他指定河长，如30～40倍河宽），通过目测，对调查河段的所有评价参数进行评分。
评价参数由10个指标构成，包括底质、栖息地复杂性、流速-深度结合特性、河岸稳定性、河道变化、河水水量状况、植被多样性、水质状况、人类活动强度、河岸土地利用类型，评分范围为0～20（最高值）。
将分数累加，并与参照环境比较，得到最终的栖息地等级。
为确保评价程序的一致性，评分时参照评分表（附表2）中所描述的物理参数及相应标准。
进行生境状态评价时，应注意以下问题：
（1）近距离观察栖息地特征，以便充分评价；
（2）避免干扰采样栖息地；
（3）至少由2人共同完成栖息地评价。
2.4记录
填写河流生境调查数据表（附表1）和河流栖息地评分表（附表2），并勾画调查河段简图，以箭头标明水流方向。
3大型底栖无脊椎动物监测方法
3.1设备及耗材准备
3.1.1采样设备及器材
（1）采样器材：
仅推荐几种常用的采样器材，不同的采样器材适合采集不同生活习性的动物，各地还可以根据采样点位实际情况另行选择，比如铁锹、索伯网等。
①彼得逊采泥器（图3-1）：
常用规格为0.25m×0.25m，采样面积1/16m2，可根据采样目的进行1/16m2或1/32m2不同大小的选择。
②篮式采样器（图3-2）：
高20cm、直径18cm的圆柱形铁笼，用8号和14号铁丝编织，小孔为4～6cm2，使用时，笼底先铺一层40目（孔径0.635mm）尼龙筛绢，再放上长约8cm的卵石。
③多片采样器（图3-4）：
由环状和方形片（纤维板或瓷制的）组成，在片与片之间放置间隔装置并用螺丝固定形状。
④手抄网（图3-5）网口约0.3m×0.3m，网兜用40目的筛绢缝制，手柄长约1.5m（可用伸缩手柄），用于采集处于游动状态的、在草丛、枯枝落叶和底泥表层的底栖动物，适合在较深水区域采集
⑤踢网（图3-6）可以自行加工，40目的筛绢，边长1m×1m，用于采集底泥中、石缝中、某些隐藏在草丛和落叶中、简易巢穴中的底栖动物，适合在浅水区采集。
⑥十字采样器（图3-3）：
边长40cm，高20cm，中间十字分格，用铁丝编织或用塑料网包围，分别放入鹅卵石、水草、泥和沙。
鹅卵石、水草下面放一层40目的尼龙筛绢铺底，泥、砂放入尼龙筛绢制作的网兜里。
（注：
试点区域正在研究试用）
图3-1彼得逊采泥器
图3-2篮式采样器
图3-3十字采样器
图3-4多片采样器
图3-5手抄网
图3-6踢网
（2）交通工具：
车、船或橡皮艇等；
图3-7分样筛（40目）
（3）防护工具：
防水连靴裤（齐胸靴裤或防水长靴）、橡胶手套（长袖）、救生衣、蚊帽、创可贴、长探杆等；
（4）测量工具：
温度计、酸度计、溶解氧测定仪、米尺、GPS、测距仪等；
（5）样品收集及固定：
剪刀、毛刷、白瓷盘若干、脸盆若干、塑料水桶若干、尖角镊子若干、分样筛（40目）（图3-7）若干、采样瓶（塑料广口瓶为宜）若干、样品瓶标签、固定液、标准网格托盘（30cm×36cm），约30个网格（6cm×6cm）等；
（6）照相器具：
照相机或摄像机等；
（7）记录工具：
记录纸、防水笔、大型底栖动物野外数据表等。
（8）鉴定设备及器材：
解剖镜、相差显微镜冷光源、培养皿、肾形盘、载玻片及盖玻片、尖角镊子、解剖针等。
3.1.2试剂
（1）固定试剂
75%乙醇或95%乙醇，5%甲醛溶液
（2）封片剂
加拿大树胶、阿拉伯胶、蒸馏水、水合氯醛、甘油、冰乙酸
3.2野外采样程序
3.2.1样品采集
3.2.1.1天然基质法
采样样方分布主要包括：
①不同位置的样品：
采样点位至少在上下100m范围内，每个点位需要采集至少3个样点；在可涉河流，采样人员应下水，在不同的基质采集；应在左右岸采样。
②不同生境的样品：
同一个样点要尽量采集石头、沉水植物、沙子、草丛、底泥等各种生境；单一生境采样可采用梅花布点、一字布点，还可以采用S形布点，样方的大小视环境而定，一般不少于5个样方；复合生境生采样要考虑到生境、水深、流速等要素进行布点。
③不同深度的样品：
同一个样点至少要采集0～20cm，20～50cm，50～100cm，大于100cm等4个深度。
④不同流速的样品：
要设主流（可涉）、浅滩、回水湾等不同流速的样点。
结合点位的底质、水流、水深等环境条件确定相应的采样方法。
（1）踢网法：
踢网规格为1m×1m，孔径为0.5mm，主要适用于底质为卵石或砾石且水深小于1m的流水区。
采样时，网口与水流方向相对，用脚或手扰动网前1m的河床底质，利用水流的流速将底栖动物驱逐入网。
用踢网进行采样，移动性强的一些物种会向侧方游动而不被采获。
一般采集3～5个样方，视样品量而定，记录采集样方个数，采样方法如图3-9。
图3-9踢网法采样
图3-10手抄网采样
（2）手抄网法：
适合范围较广，迎水站立，深水可以采用“弓”字采法，采集一定面积；浅水可一手将手抄网迎水插到底质表面并握紧，用另一只手将其前面50～60cm见方小面积上的石块捡起，在手抄网前将附着的底栖动物剥离，以水流冲入网兜，然后用脚扰动底质，使底栖动物受到扰动，冲入网兜，持续大约30s。
提起手抄网，转移采集的样品，每个样点采集几次。
见图3-10。
具有典型生态意义的样品，应拍照、观察并记录。
（3）抓取法：
彼得逊采泥器用于大型河流湖泊等深水区的底栖动物的采集，但仅适用于软底质河床且水流较缓的区域。
彼得逊采泥器重8～10kg，每次采集面积1/16m2或1/32m2，每个断面建议采集4～6次左右，对于底质的采集厚度，河流一般为10～15cm，基本能具代表性；对于疏松湖底至少应穿透20cm才能采到90%的生物。
使用时将采泥器打开，挂好提钩，将采泥器缓缓放至底部，然后抖脱提钩，轻轻上提20cm，估计两页闭合后，将其拉出水面，置于桶或盆内，用双手打开两页，使底质倾入桶内。
经40目分样筛筛去污泥浊水后，检出底栖动物放入装有75%（或95%）酒精的广口瓶中，带回实验室处理。
同一点位一般选择3～5个样点，每个样点采集2～3次。
如果采泥器未完全闭合，需重新采集。
3.2.1.2人工基质法
采样点要选择采样断面上下一定范围内生境最好的（最具代表性）点位，以便表达出水质最佳（最具代表性）的状态。
为了将人为的干扰或破坏降到最低，应该将人工基质隐藏在视野之外，避开走航、观光河流的主干道。
放置时间为14天，如果在样品孵育期间发生洪水或冲刷等情况，待水体平稳后，重新安置人工基质。
定期了解采样器材放置情况，如果样品丢失要及时补样。
如果条件允许可以雇渔民看护。
（1）篮式采样器
适用于河流湖泊，在每个采样点至少放置两个采样器，两个采样器用5～6m的尼龙绳连接，或用尼龙细绳固定岸边的固定物上，或用浮漂做标记。
河流水体可涉的至少两个，要考虑到流速和生境的不同；不可涉河流需要左右岸采样，各下两个，考虑到流速和生境；另外防止丢失，可以多下。
采样深度一般为1m左右，采样器放置时间为14天。
取样时，采样器提出水面后，放置到白磁盘或盆里（以免采到的样品丢失）运到岸边。
（2）十字采样器
采样器中分别放置不同的基质，方法与篮式采样器采集方法基本相同。
其他资料上还有一些定性、定量采样的方法，可以通过试验，总结经验后加以应用。
注意事项
①岸上草上的生物统计
样点水边的螺、蚌（水中、岸上均能生活的种类）可以算入底栖动物定性样品；草上的蜉蝣目、蜻蜓目等昆虫褪的壳、皮等，如果完整、满足鉴定要求，也可以算入底栖动物的定性样品。
②成虫统计
采样过程中，羽化的成虫捕获后，可以算入底栖动物，尤其是飞行能力较弱的成虫。
飞行能力较强的成虫，不能算入。
③人工基质外面的枯草附着的生物统计
少量枯草中的底栖动物可以算定量样，大量的枯草需要将其清除，不算定量，但如果定性采样时未采到，可以算入定性。
④石头种类
一定要放卵石或长期浸泡在水里石头，不能放毛石，尤其是山上刚采集的毛石效果差。
3.2.1.3拣选
将卵石转入盛有少量水的桶里，附在卵石上的底栖动物用尖角镊子直接夹取到盛有95%酒精的广口瓶（塑料为宜）中；附带的泥沙、杂草等在水中冲洗（淤泥可用猪毛刷刷下），经40目的分样筛过滤，将生物捡出，装入广口瓶；附着于筛绢上的直接夹取到广口瓶中，贴好标签带回实验室。
注意事项：
①冲洗时力度要轻，捡拾动物时要轻拿轻放，保持动物个体完整。
②根据采集种类多少，可将坚硬的甲壳类和软体动物与水生昆虫幼虫及蛭类等分开保存。
尽量现场拣样，如果现场条件不允许可带回实验室拣样。
③来不及分检的样品，应放加入固定剂后放冰箱内保存，以免虫体腐烂不利于分析。
3.2.1.4采样记录
在填写采样记录（如附件），记录下河流名称、采样位置、站位编码、采样日期、采集人姓名、采样方法及相关的生态信息。
3.2.1.5样品运输
常温运输，避免样品倒置。
3.2.1.6固定保存
长期保存样品建议用酒精。
固定液的体积应为动物体积的10倍以上，常温保存，每隔几周检查防腐剂，必要时进行添加，直至完成种类鉴定。
可选择部分样品或具有生态意义的样品制作标本，长
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