第四章 环境污染的生物效应.docx

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第四章环境污染的生物效应

♦本章的内容

第一节生物监测和环境质量评价概念

第二节生物监测与评价

第三节生态环境质量评价

第四节化学品生态风险评价

第五节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

1.环境质量

♦环境质量（environmentalquality）　－　环境素质的优劣程度

♦环境质量基准（criteria）　－　环境因素在一定条件下作用于特点对象（人或生物）而不产生不良或有害效应的最大阈值

♦环境质量标准（standard）　－　强制性的法规

♦环境质量标准

♦空气环境质量标准（三级）

一般以二级标准评价环境质量，即SO2每立方米空气中不超过60ug，NOX不超过100ug，总悬浮颗粒物不超过300ug.

♦地面水环境质量标准（五类）

Ⅰ类水质主要适用于源头水和国家级自然保护区；

Ⅱ类水质适用于集中式生活饮用水水源地以及保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等；

Ⅲ类水质适用于集中式生活饮用水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区；

Ⅳ类水质适用于一般工业保护区及人体非直接接触的娱乐用水区；

Ⅴ类水质适用于农业用水区及一般景观要求水域。

超过Ⅴ类水质标准的水体基本上已无使用功能。

通常以Ⅲ类水质标准评价地面水环境质量。

♦噪声标准将城市区域分为五类功能区，昼间标准值分别为：

0类（需特别安静区）50分贝，1类（居住、文教区）55分贝，2类（居住、商业、工业混杂区）60分贝，3类（工业区）65分贝，4类（城市交通

干线两侧）70分贝。

♦我国还制定有《海水水质标准》、《地下水水质标准》、《环境振动标准》等环境质量标准及多种污染物排放标准，

♦2.生物监测

♦生物监测-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.

♦生物监测

－　与化学监测的区别

－　具备的条件：

对比性和重复性

－　不足的地方

♦第二节生物监测与评价

1.大气污染生物监测与评价

（一）大气污染的植物监测方法

♦指示植物法　

（1）定义　－　对大气污染反应灵敏，用来监测和评价大气污染状况的生物

（2）指示植物应具备的条件　－　p141

注：

PAN（过氧乙酰硝酸酯）：

♦光化学烟雾成分之一，PAN则能使叶背面呈银灰色或古铜色，影响植物的生长，降低抵抗害虫的能力。

♦PAN和O3还会使橡胶制品老化、染料褪色，对油漆、涂料、纤维、尼龙制品等造成损害。

♦受害症状

♦大气污染的植物监测方法

3.调查地衣和苔藓法：

通过调查树干上的地衣和苔藓的种类与数量，便可估计大气污染程度。

在工业城市，通常距市中心越近，地衣的种类越少，重污染区内一般仅有少数壳状地衣分布，随着污染程度的减轻，便出现枝状地衣；在轻污染地区，叶状地衣数量最多。

4、其他监测法

调查树木的年轮：

剖析树木的年轮，可以了解所在地区大气污染的历史。

一般，污染严重或气候条件恶劣年份树木的年轮较窄，木质比重小。

♦还有现场盆栽定点监测法、微核技术的应用、

污染量指数法、大气污染的综合生态指标等

♦

（二）植物监测和评价大气污染中值得

注意的问题

1.调查污染源

2.观察叶片受害症状

3.观察植物受害方式

♦在上述途径不能判断受害原因时,可借助于叶片污染物的含量分析

♦（三）大气污染的细菌总数测定

1.测定方法　（p146）

（1）沉降平皿法

（2）吸收管法

（3）撞击平皿法

（4）滤膜法

2.空气污染的微生物学评价指标

♦二、水污染生物监测与评价

（一）水污染的生物监测方法

1.水污染的细菌学监测

2.水污染的浮游生物检验法

3.底栖大型无脊椎动物监测法

4.微型生物群落监测法

♦表1.河、湖、库淡水生物监测项目及频率

♦1.水污染的细菌学监测

（1）水污染的细菌学指标

（2）水样的采集与保存

（3）细菌总数的测定----平皿法

检验步骤

菌落计算方法与报告方法

（4）大肠菌群的测定

♦2.水污染的浮游生物检验法

（1）采样

采样点的布设

采样步骤

浮游植物

浮游动物

（2）检验标本的制作

（3）浮游生物的计数

浮游生物的计数、计数框、拉季微量计数法、滤膜计数、硅藻种类比例计数、浮游动物、浮游植物染色和制备技术

（4）生物量（现存量）的测定

叶绿素a

生物体积

重量法

ATP测定法

♦

（二）水环境质量的生物学评价

1.一般描述对比法

2.指示生物法

♦指示生物是指环境中对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.

♦根据对水环境中有机污染或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,来指示其所在水体或河段内有机物或某种特定污染物的多寡或分解程度,即指示生物法.

3.污水生物系统

河流按其污染程度划分为以下几带

多污带:

受到有机物污染严重的区域

中污带:

α-中污带、β-中污带

寡污带:

有机物全部被分解,水质透明度大,溶解氧恢复正常或达到饱和

♦4.生物指数-水质变化对生物群落的生态学效应主要有六个方面

♦某些对污染物有指示价值的生物种类的出现或消失.

♦群落中生物种类数在污染加重的条件下减少,在水质较好的情况下增加,但过于清洁的条件下由于食物缺乏也会导致种类数减少.

♦组成群落的个别种群变化

♦群落中种类组成比例的变化

♦自养-异养程度上的变化

♦生产力的变化

♦生物指数

❿Beck生物指数

❿硅藻生物指数

❿颤蚓类与全部底栖动物相比的生物指数

❿水生昆虫与寡毛类湿重的比值

❿特伦特生物指数

❿钱勒计分系统

❿污染评价均值

♦5.种的多样性指数

-多样性指数是生物群落中种类与个体数的比值

♦格利森和马格列夫多样性指数

♦香农-韦弗多样性指数

♦辛普森多样性指数

♦凯恩斯连续比较指数

6.生产力–反映一个生态系统内物质循环和能量流动的指标

♦P/R值

♦自养指数

7.残留量指数及富集系数

♦（三）生物标志物　（biomarker）

1.生物标志物分类

暴露生物标志物

效应生物标志物

2.生物标志物的特异性

3.作为生物标志物的基本原则

（1）一般指示性

（2）相对敏感性

（3）生物特异性

（4）化学特异性

（5）反应的时间效应

（6）固有的变化性

（7）与高级生物学水平上效应的关系

（8）野外应用价值

♦（四）环境流行病学调查

1.环境流行病学研究的内容

调查不同地区特异性疾病的人群分布,时间动态.

调查并检测环境中致病因子

分析调查资料

综合分析调查及实验资料

2.环境流行病学调查研究的原则

选择样本要有代表性

调查设计要有对比性

获取资料要注意有效性

3.环境流行病学研究设计

♦第三节生态环境质量评价（自习）

一、生态环境质量及其基本内涵

二、生态环境质量的背景问题

三、生态环境质量评价参量的选择及其数量表征

四、生态环境质量预测

♦第四节化学品生态风险评价

一、基本概念

（一）风险

环境风险＝暴露频率（遭受灾害的概率）×受损程度

（二）生态风险评价

♦

（二）生态风险评价的主要内容

1.暴露评价

2.受体分析

3.危害评价

4.风险表征

♦三、生态风险评价程序

（一）危害识别

1.生态系统有关资料的收集

2.污染源分析

3.监测分析

4.现场调查

5.分析

（二）暴露-反应估算

1.资料调研

2.方案设计

3.实施实验方案

4.结果分析

5.外推分析

（三）暴露评价

1.有害废物环境过程分析

2.建立模式

3.参数估算

4.计算方法研究

5.模型校验

6.转归分析

7.暴露途径分析

8.暴露方式分析

9.暴露量计算

（四）风险表征

1.确定表征方法

2.综合分析

3.不确定性分析

4.风险评价结果陈述

♦四、化学品生态风险评价的信息系统

（一）综合风险信息系统（IRIS）

（二）潜在有毒化学品国际登记数据库（IRPTC）

（三）化学品信息网（CSIN）

♦第五节有害物理因素的生物学效应的评价

一、环境噪声的生物学效应

（一）环境噪声污染概述

1.环境噪声源既污染特点

（1）城市环境噪声来源

（2）环境噪声污染特点

2.环境噪声对人体健康的影响

（1）对听觉器官的影响

（2）对神经系统的影响

（3）对心血管系统的影响

（4）对内分泌的影响

3.环境噪声标准及其居民主观评价法

（1）环境噪声标准

（2）对环境噪声的主观评价调查

（二）噪声的测量与评价

1.噪声测量仪器

2.城市环境噪声监测

（1）城市区域环境噪声的检测

（2）城市交通噪声的检测

（3）城市环境噪声的长期监测

（4）城市环境中扰民噪声源的调查测试

3.声级评价

（1）等效连续声级（Leg）

（2）噪声污染级（Lnp）

♦二、放射性污染的生物学效应

（一）放射性污染概述

1.放射性污染的来源

（1）天然放射性

（2）人工放射性

2.放射性物质对人体健康的作用机理

3.放射性污染对人体健康的影响

（1）急性辐射损伤

（2）辐射的远期效应

（3）慢性小剂量照射的特点

4.放射性污染防治

（二）放射性检测

♦三、射频电磁辐射污染生物学效应

（一）射频电子辐射污染概述

1.射频电磁辐射污染源

2.射频电磁辐射对人群健康的影响

3.射频电磁辐射的环境医学标准及预防措施

（二）射频电磁辐射的检测

♦掌握概念：

生物监测、指示生物（法）、生物标志物、环境质量、生态环境质量

要点：

大气污染的生物监测法

水污染的生物监测法

♦思考复习题

♦了解生物监测与化学监测的区别，为何使用生物监测？

♦如何进行化学品生态评价？

♦如何通过指示生物法对大气污染进行监测？