海水污染物成分分析方法

㈠ 海水分析化學的采樣分析

海水是一個復雜的多組分的多相體系，包括多種有機和無機的、溶解態的 和懸浮態的物質，其含量約為3.5%，其中各組分的含量相差懸殊。11種主要溶解成分在海水中占總鹽分的99.99%,其他成分的含量均在百萬分之一以下，其中大多數成分的含量都在痕量或超痕量的水平。
海水的這些特點，對海水分析帶來很大的影響。例如：大量基體鹽類對測定的影響，有機物及微生物的活動影響。多相體系是否分離，對分析也有影響，特別是在痕量或超痕量成分分析時，對分離、富集和測定的方法，都有具體的要求。
海水分析所面臨的對象是廣闊的海域，樣品的數量很多，種類也不同(海水、微表層海水、間隙水等)，要求分析方法和使用的儀器必須靈敏、簡便、快速和適用於船上的工作條件，特別是建立能快速測定的現場自動分析儀器和方法。此外，采樣技術的研究，樣品貯存和防止沾污，海水分樣方法的相互校準和規范化等，也都是十分重要的問題。

㈡ 海水中微量元素的分析方法主要有哪些

靈敏度足夠高的海水微量元素的直接測定法不多，加上海水中有大量基體鹽類存在，不易得到可靠的結果，常先用分離富集方法，消除干擾，並提高待測微量成分的濃度，然後進行測定。
富集分離法
常用的方法有：溶劑萃取法、離子交換法、共沉澱法和凍干法等。
①
溶劑萃取法。
例如吡咯烷基酸銨-甲基異丁基酮，可用於萃取海水中的鎘、銅、鎳、鉛、鋅、銀、鈷、鐵等元素，供原子吸收光度法測定用。
②
離子交換法。纖維素交換法，可富集海水中的鈷、鉻、銅、鐵、鉬、鎳、鉛、鋅、鈾等元素，供X射線熒光法和中子活化法測定用；螯合樹脂交換法，可富集鎘、鉻、銅、鐵、錳、鎳、鉛、鋅等元素，供原子吸收分光光度法測定用。
③
共沉澱法。用分光光度法、原子吸收法或中子活化法測定海水中微量元素之前，可用共沉澱法富集分離。例如用氫氧化鐵為沉澱劑，分離海水中的砷、銪、鑭、釕、錫、鉭等成分之後，再用中子活化法測定它們的含量。
④
凍干法。可用於中子活化法測定海水中多種元素之前的富集，但不能分離出干擾元素。

㈢ 水質環境監測方法有哪些

1
顏色與透明度

水體根據污染物成分不同顯示出各種顏色。常規水質檢測主要根據水質顏色來推測出水中雜質的種類與數量。比如：粘土使水成黃色，硫化氫氧化析出的硫可以使水呈藍色，各種水藻分別呈現出黃綠色以及褐色等。而水質的透明度表明水中雜質對透明光線的阻礙程度。如果透過水層腐蝕一方面白色或者黑色相見的圓盤，並調節圓盤深度直到能看到為止，這個時候圓盤所在的深度與位置標明其透明度。因此，可以通過標明的透明度來判斷水質的狀況。
2
微量成分

水質的微量成分主要以水質檢測儀器來分析。其中主要包括原子吸收光譜法，氣、液相色普法等離子發射光譜法。系統了解各種水質指標的含義具有非常關鍵性意義。對於任何水生生態系統環境都是通過嚴格選擇的指標進行檢測分析結果的。總之，水質的微量成分必須通過這些儀器進行檢測。
3
氧化還原與電化學法

常規水質檢測方法中最典型的就是氧化還原與電化學方法。有水的電導率，氧化與還原電位以及包括PH在內的離子選擇電極的各種指標，比如許多金屬離子等。多為溶解量以及氯離子含量為指標。
4
加熱與氧化劑分解方法

該方法主要將含有生物體在內的有機化合物以及分解時候產生的二氧化碳的含量或者分解時候消耗氧氣的含量等作為水質檢測的指標。
5
溫度與中和方法

其中溫度是最常用的水質檢測方法之一。因為水的許多物理特徵以及水中進行的化學過程中與溫度都息息相關。水源不同，其溫度也不同，但是地表的溫度與當地氣候條件有關，其變化范圍在1—30℃，而海水的溫度變化范圍在2—30℃；中和方法主要包括水體的酸度或者鹼度進行水質檢測。
6
固體含量

天然水中所含物質大部分屬於固體物質，經常有必要測定器含量作為直接的水質檢測標准，各種固體含量標准可以分為三類：其一，懸浮性固體。將水樣過濾之後殘留物烘乾之後殘存的固體物質量，也就是懸浮物質的含量。其二，總固體。水樣在一定溫度下可以蒸發乾燥殘存的固體物質總量，這可以作為常規水質檢測標准之一。其三，統計性固體。溶解性固體主要包括榮譽水的有機物質以及無機鹽，總固體含量是懸浮固體與溶解性固體之和。另外，各種固體含量的測定都是以重量進行的，測定的之後蒸干溫度對結果的影響非常大。因此，在一般情況下，不能得到滿意水質檢測結果，該水質檢測方法的結果不夠精確。

㈣ 利用水生生物監測和評價水體污染的兩種方法！！！急，在線等！

2.3 水污染生物監測的方法

2.3.1利用指示生物在水體中的出現或消失、數量的多少來監測水質

許木啟 [3]利用白洋淀水體中浮游動物群落優勢種的變化來判斷水體的污染程度和自凈程度。結果表明，府河—白洋淀水體從上游至下游，浮游動物耐污種類逐漸減少，廣布型種類逐漸出現較多，在下游許多正常水體出現的種類均有分布；同時，原生動物由上游的鞭毛蟲至中游出現纖毛蟲，在下游則發現很多一般分布在清潔型水體的種類，表明府河—白洋淀水體從上游到下游水體的污染程度不斷減輕，水體具有明顯而穩定的自凈功能。

2.3.2利用水生生物群落結構的變化來監測水質

蔣昭鳳等 [4]用底棲動物的變化趨勢評價湘江水質污染，結果發現湘江幹流底棲大型無脊椎動物種類數和物種的多樣性指數從上游到下游呈減少趨勢，表明毒殺生物的有毒物質對湘江的污染較為明顯，並且可根據湘江幹流各斷面種類數的減少程度判斷出各斷面的污染程度；同時也觀察到，隨著時間的推移，底棲大型無脊椎動物種類數和多樣性指數也呈減少趨勢，說明這種有毒污染仍在發展之中。

2.3.3水污染的生物測試

水污染的生物測試是利用水生生物受到污染物質的毒害所產生的生理機能的變化，測試水質污染狀況。

Belding [5]根據魚的呼吸變化指示有毒環境，在有污染物存在的情況下，魚腮呼吸加快且無規律。德國[6]從1977年開始研究利用魚的正趨流性開展生物監測，在下游設強光區或適度電擊，控制健康魚向下游的活動；或間歇性提高水流速度，迫使魚反應。如果魚不能維持在上游的位置，則表明污染產生了危害。

3 國內外水污染生物監測的研究進展

近幾年來，應用生物監測環境技術的研究廣泛開展，出現了一些新方法、新材料和新的監測物，提高了生物檢測的靈敏性。

3.1 水污染生物監測及其檢測的新方法

3.1.1 利用遺傳毒理學監測水體污染

環境污染物質對人類及其它生物危害最為嚴重的問題是對細胞遺傳物質造成的損害。因此，近20年來環境生物檢測技術的研究和應用，尤其是細胞微核技術和四分體微核技術在動植物以及人類染色體受外界理化因子的損傷等方面的分析、誘變劑的測試篩選，以及應用於環境監測的研究得到了廣泛的發展[7]。微核在生物細胞內的形成途徑以及與染色體畸變的相關性早已被人們所認識，用微核測定法替代染色體畸變方法來監測環境污染物對生物遺傳物質的損傷具有簡便、快速、靈敏度高等優點。最常用的蠶豆根尖細胞微核試驗技術是一種以染色體損傷及紡錘絲毒性等為測試終點的植物微核監測方法，該技術自1982年由Degrassi等建立以來，在環境誘變和致癌因子的檢測研究中，特別是在水質污染和致突變劑檢測研究中得到了廣泛應用[8]。

吳甘霖 [9]在利用水花生根尖微核技術（MCN）對馬鞍山市廢水的監測研究中，發現利用水花生根尖微核可作為監測水體污染的新材料。其根尖細胞微核率 MCN（‰），不僅可用於監測不同廢水的污染程度，而且由於該植物長期生活在污染水體中，還能反映不同廢水的污染物富集程度及現狀。當外界環境中存在一定濃度的致突變物時，可使細胞發生損傷，從而使微核細胞率上升。另外微核細胞率的上升，提示環境中存在有致突變物，即受試水樣中含有能打斷DNA分子的誘變劑或能打斷紡錘絲的紡錘絲毒劑，從而表現出遺傳毒性。

單細胞凝膠電泳（SCGE），即彗星試驗也是一種通過檢測DNA鏈損傷來判別遺傳毒性的技術。它比微核試驗更有益，因為環境中的遺傳毒物濃度一般很低，而彗星試驗檢測低濃度遺傳毒物具有高度靈敏性，所研究的細胞不需要處於有絲分裂期。同時，這種技術只需要少量細胞。目前它已經被用於檢測哺乳動物、蚯蚓、一些高等植物、魚類、兩棲動物以及海洋無脊椎動物的細胞[11]。Mirjana Pavlica等 [10]用暴露在五氯苯酚（PCP）中的淡水蚌類（Dreissena polymorpha Pallas）血細胞進行彗星試驗，觀察血細胞中DNA損傷程度。在進行實驗室實驗和原位實驗後，發現高濃度的PCP(80g/L)會引起血細胞中DNA斷裂，表明用彗星試驗檢測DNA損傷能夠監測水體中PCP污染。

SOS顯色法[12]是國內在20世紀80年代發展起來的一種遺傳毒性檢測新方法，具有快速、准確、靈敏及假陽性率低的特點，被廣泛用於遺傳毒性的測定中。其原理是：在DNA分子受到外因引起的大范圍損傷、其復制又受到抑制的情況下，會導致一種容易發生錯誤的修復。所有這些在遺傳毒物處理後大腸桿菌中出現的一系列反應統稱為SOS應答。SOS顯色法有許多優於Ames的特點：（1）快速、簡便，測定過程只需7h；（2）靈敏，被處理的細胞全產生或不產生SOS反應，用分光光度法測定β-ONPG(鄰硝基苯β-D-半乳糖苷)分解產物非常靈敏；（3）准確，SOS顯色法測定的是遺傳毒物對細胞原發的直接反應，其陽性結果十分可信，而Ames試驗的假陽性率較高。因此，SOS顯色法已引起人們的密切關注，成為一種值得推廣的水質監測評價方法。

3.1.2 微型生物監測（PFU法）

以前生物監測的研究重點多放在分類和結構方面。然而，生物系統的結構變化並非總與生物系統的其它變化相關聯，僅以某個種類、某個種群構成的生物反應系統的變化來評價一個水生生態系統，其偏差較大。因此，為掌握水生生態系統對環境污染的完整反應，要求我們在生物系統（細胞、組織、個體、種群、群落、生態系統）中選擇超出單一種類水平即群落或生態系統來作為生物監測的生物反應系統，並對該系統的結構和功能變化均進行研究。美國Cains創建了用聚氨酯泡沫塑料塊（簡寫為PFU）測定微型生物群落的結構和功能參數，進而進行監測預報的新方法。中科院水生所沈韞芬研究員把PFU應用到生物監測中，並使PFU法成為我國生物監測的一種標准方法[13]。PFU法適用於原生動物、藻類對水質的檢測。此方法可以鑒別水體是有機污染還是毒性污染。
尹福祥、楊立輝 [13]應用PFU法對某印染廠印染廢水處理設施的凈化效能進行了監測。結果表明，微型生物群落的結構參數和功能參數均較好地反映了印染廢水的凈化效果。與經典的生物監測方法相比，PFU法由單一監測結構(或功能 )參數轉變為結構參數（種類組成、優勢種）和功能參數（群集參數）同時監測，提高了生物監測的信息捕獲能力，並使監測信息能更完整、准確、精密地評價環境狀況。PFU法可快速、准確地監測水質的突變，通過1d的試驗結果就能預測、預報受納系統環境質量的狀態及其變化過程。某樣點的群集曲線突然大幅下降，說明該點的水質發生了突變，應調查有無事故性排放。

由於潮汐流和環流的影響，PFU法用於海水水質監測的有效性不如在淡水中監測。Kuidong Xu等 [14]用一種改良的PFU法—瓶裝聚氨酯泡沫塑料塊（BPFU）法進行海水的生物監測。BPFU法是將2塊聚氨酯泡沫塑料塊裝入1個圓柱形塑料瓶中，塑料瓶有4道裂縫，用於保護聚氨酯泡沫塑料塊不受粗糙條件的干擾，同時便於微生物群落進入聚氨酯泡沫塑料塊，達到平衡。BPFU法比傳統的PFU法在海水生物監測中的優越性體現在：⑴取樣穩定；⑵海水生物評價結構和功能的精確性；⑶定量比較時可以保持水體積的穩定性。實驗結果表明，用BPFU法進行海水生物監測比PFU法更加有效。通過BPFU法聚集的物種數量隨污染物強度的增大而減少，減少程度大於PFU法。由BPFU法計算出的多樣性指數同樣也高於PFU法。

3.1.3 應用分子生態毒理學方法監測水體污染

隨著社會的進步，生物技術也在不斷地發展，在此基礎上逐步形成了分子生態毒理學。分子生態毒理學採用現代分子生物學方法與技術，研究污染物及代謝產物與細胞內大分子，包括蛋白質、核酸、酶的相互作用，找出作用的靶位或靶分子，並揭示其作用機理，從而能對在個體、種群、群落或生態系統水平上的影響作出預報，具有很大的預測價值。目前最常用的是把腺三磷酶作為生物學標志，方法是測定體內三磷酸腺苷酶ATPase的活性，並以其活性強弱作為多種污染物脅迫的指標[15]。

Petrovi S等 [16]通過測定貽貝 (Mytilus galloprovincialis Lam.)消化腺上皮細胞中的溶酶體（Lysosome）膜的穩定性和金屬硫蛋白（Metallothionein,MT）的含量來監測水體中有毒物質。貽貝消化腺上皮細胞中的溶酶體是有毒物質積累滯留的主要場所，同時它在排泄有毒污染物質的過程中起著關鍵作用。溶酶體中的有毒物質會削弱膜的穩定性，減少產生水解作用的溶酶體酶向細胞溶質中擴散。MT是動物對周圍環境中過量金屬的一種防禦機制，能夠阻止有毒物質及其代謝產物產生的細胞毒素對有機體產生影響。一般來說，監測MT的方法比監測組織中金屬總量更可行，因為這種方法可以將胞內具有顯著毒理效應的金屬結合片段與不可利用的金屬絡合物區分出來[17]。因此貽貝消化腺上皮細胞中的溶酶體膜的穩定性和金屬硫蛋白的含量的測定可以作為水體環境有毒物質變化的早期警報。

近年來，生物體內膽鹼脂酶活性的測定已經成為海水和淡水水體污染的一種監測工具。由於環境中的有機磷農葯和氨基甲酸鹽殺蟲劑與底物乙醯膽鹼的分子形狀類似，能與酶酯基的活性中心發生不可逆的鍵合從而抑制酶活性，因此它可以用來評價有機體在殺蟲劑和毒害神經的污染物質（如重金屬）中的暴露程度。Mohamed Dellali等 [18]用蛤和貽貝監測瀉湖的水體污染，結果表明，蛤和貽貝體內乙醯膽鹼脂酶的活性能很好地反映當地水體的污染狀況。

3.1.4水生生物環境診斷技術

用常規的毒性測試可以檢測污染嚴重水體的毒性，但對於低毒性水體，用常規的毒性試驗難以檢測到其毒性水平。為此，日本NUS株式會社開發出一種低毒性水體的新的生物測試方法——水生生物環境診斷技術（Aquatic Organisms Environment Diagnostics，簡稱AOD）[19]。該方法採用冷凍濃縮技術 ,將低毒性水體樣品中的部分水分脫出，使水樣中的毒理成分合理地濃縮，再進行生物毒性試驗，進而判定水體的毒性水平。AOD技術所選用的測試魚要求體積較小，同時要滿足測試生物所必備的高敏感性、取材方便、便於飼養或繁殖、品系純等條件。目前，AOD主要採用紅鰭魚（T.albnubes）和淡水蝦（P.compressa）作測試生物。

3.1.5 幼蟲變態實驗

近年來，對於以海洋無脊椎動物的胚胎和幼蟲期毒性實驗研究較為廣泛。然而研究表明[20]，浮游幼蟲變態比現有的生物個體水平的毒性實驗指標更為敏感。海洋底棲無脊椎動物幼蟲的變態期是其生活史的關鍵階段，變態期的幼體對污染物的敏感性要高於其它階段，胚胎發生和幼蟲發育不受影響的污染物濃度會阻礙其變態。幼蟲的變態過程易於觀察（受到外來信息物質的調控），易受環境污染的干擾。與死亡率比較，能否在附著基表面順利變態是監測污染物毒性的更敏感的指標。

3.1.6 四膜蟲 (Tetrahymena pyriformis) 刺泡發射法

四膜蟲是一種淡水單細胞生物，生長速度快、繁殖量大，實驗室內易無菌培養和控制，適用於水質監測。以前應用四膜蟲監測水質都是通過測試四膜蟲的生長曲線和繁殖曲線等生物學特徵來反映水質變化情況。然而四膜蟲個體差異小、對化學毒物敏感，在誘變實驗中無須添加活化酶、自發突變率低，也是一種理想的致突變試驗材料。四膜蟲的刺泡是附著在細胞質表面，由基粒分化而來，垂直胞質排列，當外界環境因子觸發可誘導刺泡發射，形成顯微鏡下可見的分泌泡。吳偉等[21]用陽性致突變物誘發四膜蟲刺泡發射，試驗結果表明，四膜蟲對致突變陽性物質相當敏感，且有劑量效應關系。因此利用四膜蟲刺泡發射是評價水體中化學物質致突變的一種快速、簡便、良好的方法。

3.2 水污染生物監測的新材料和新的監測物

近年來，水污染生物監測不僅出現了一些新的方法，同時也出現了一些新材料、新的監測物。席玉英、韓鳳英等 [22]對長葉異痣蟌〔Ischnura elegans（VanderLinden）〕體內汞含量及與水體汞污染的關系進行了研究，結果發現，長葉異痣蟌對水體汞具有富集性，富集倍數高達5448～7600倍，可作為水體汞污染的監測生物。其中雌性長葉異痣蟌體內汞含量樣體（同時、同地採集的）間存在很大差異，因此可作為水體汞污染的定性研究，不宜作為水體汞污染的定量監測。而雄性長葉異痣蟌體內汞含量樣本間的差異則不顯著，並且雄性長葉異痣蟌體內汞含量隨水體汞含量的增加及時間的延長而增加，可作為水體汞污染的指示生物。

Flammarion P等 [23]通過測定白鮭(Leuciscus cephalus)體內膽鹼脂酶的活性來監測水體污染，發現白鮭可以成為很好的水體污染監測工具。而Khan R A等 [24]用比目魚(Pleuronectes americanus)體內乙氧基-異吩惡唑酮-脫乙基酶（EthoxyresorufinO－Deethylase，EROD）活性的強弱來判斷紐芬蘭島水體的污染狀況，發現它也有很好的監測效果。

Kahle J等[25]測定一種橈腳類動物Metridia gerlachei對威德爾海中痕量金屬的生物累積率，發現Metridia gerlachei對Co、Cu、Ni、 Pb 、 Zn等金屬元素的敏感度較高，可以作為海水中金屬元素的監測物。而Rainbow P S 等[26]利用藤壺監測香港海域中痕量金屬，同樣也得到很好的效果。

劉綺 [27]進行了一種新的生物監測方法研究。他以孵化好的Ⅱ～Ⅲ期鹵蟲為受試生物，實驗研究了K2Cr2O7、HgCl2、As2O3、KCN、六六六、苯酚、苯7種物質對鹵蟲的中毒閾值和 LC50 -24h（Leathal Concentration 50-24h, 24 h半致死濃度）的測定，闡明了該方法具有操作簡便、快速、覆蓋面寬、技術易掌握、所需設備不復雜等特點。此生物監測方法在環境科學與工程中的研究和應用可進一步擴展到對入江、河、海的工業排放物的檢毒、農葯殘留量分析、真菌毒素分析等廣泛領域。