① 利用水生生物监测和评价水体污染的两种方法!!!急,在线等!
2.3 水污染生物监测的方法
2.3.1利用指示生物在水体中的出现或消失、数量的多少来监测水质
许木启 [3]利用白洋淀水体中浮游动物群落优势种的变化来判断水体的污染程度和自净程度。结果表明,府河—白洋淀水体从上游至下游,浮游动物耐污种类逐渐减少,广布型种类逐渐出现较多,在下游许多正常水体出现的种类均有分布;同时,原生动物由上游的鞭毛虫至中游出现纤毛虫,在下游则发现很多一般分布在清洁型水体的种类,表明府河—白洋淀水体从上游到下游水体的污染程度不断减轻,水体具有明显而稳定的自净功能。
2.3.2利用水生生物群落结构的变化来监测水质
蒋昭凤等 [4]用底栖动物的变化趋势评价湘江水质污染,结果发现湘江干流底栖大型无脊椎动物种类数和物种的多样性指数从上游到下游呈减少趋势,表明毒杀生物的有毒物质对湘江的污染较为明显,并且可根据湘江干流各断面种类数的减少程度判断出各断面的污染程度;同时也观察到,随着时间的推移,底栖大型无脊椎动物种类数和多样性指数也呈减少趋势,说明这种有毒污染仍在发展之中。
2.3.3水污染的生物测试
水污染的生物测试是利用水生生物受到污染物质的毒害所产生的生理机能的变化,测试水质污染状况。
Belding [5]根据鱼的呼吸变化指示有毒环境,在有污染物存在的情况下,鱼腮呼吸加快且无规律。德国[6]从1977年开始研究利用鱼的正趋流性开展生物监测,在下游设强光区或适度电击,控制健康鱼向下游的活动;或间歇性提高水流速度,迫使鱼反应。如果鱼不能维持在上游的位置,则表明污染产生了危害。
3 国内外水污染生物监测的研究进展
近几年来,应用生物监测环境技术的研究广泛开展,出现了一些新方法、新材料和新的监测物,提高了生物检测的灵敏性。
3.1 水污染生物监测及其检测的新方法
3.1.1 利用遗传毒理学监测水体污染
环境污染物质对人类及其它生物危害最为严重的问题是对细胞遗传物质造成的损害。因此,近20年来环境生物检测技术的研究和应用,尤其是细胞微核技术和四分体微核技术在动植物以及人类染色体受外界理化因子的损伤等方面的分析、诱变剂的测试筛选,以及应用于环境监测的研究得到了广泛的发展[7]。微核在生物细胞内的形成途径以及与染色体畸变的相关性早已被人们所认识,用微核测定法替代染色体畸变方法来监测环境污染物对生物遗传物质的损伤具有简便、快速、灵敏度高等优点。最常用的蚕豆根尖细胞微核试验技术是一种以染色体损伤及纺锤丝毒性等为测试终点的植物微核监测方法,该技术自1982年由Degrassi等建立以来,在环境诱变和致癌因子的检测研究中,特别是在水质污染和致突变剂检测研究中得到了广泛应用[8]。
吴甘霖 [9]在利用水花生根尖微核技术(MCN)对马鞍山市废水的监测研究中,发现利用水花生根尖微核可作为监测水体污染的新材料。其根尖细胞微核率 MCN(‰),不仅可用于监测不同废水的污染程度,而且由于该植物长期生活在污染水体中,还能反映不同废水的污染物富集程度及现状。当外界环境中存在一定浓度的致突变物时,可使细胞发生损伤,从而使微核细胞率上升。另外微核细胞率的上升,提示环境中存在有致突变物,即受试水样中含有能打断DNA分子的诱变剂或能打断纺锤丝的纺锤丝毒剂,从而表现出遗传毒性。
单细胞凝胶电泳(SCGE),即彗星试验也是一种通过检测DNA链损伤来判别遗传毒性的技术。它比微核试验更有益,因为环境中的遗传毒物浓度一般很低,而彗星试验检测低浓度遗传毒物具有高度灵敏性,所研究的细胞不需要处于有丝分裂期。同时,这种技术只需要少量细胞。目前它已经被用于检测哺乳动物、蚯蚓、一些高等植物、鱼类、两栖动物以及海洋无脊椎动物的细胞[11]。Mirjana Pavlica等 [10]用暴露在五氯苯酚(PCP)中的淡水蚌类(Dreissena polymorpha Pallas)血细胞进行彗星试验,观察血细胞中DNA损伤程度。在进行实验室实验和原位实验后,发现高浓度的PCP(80g/L)会引起血细胞中DNA断裂,表明用彗星试验检测DNA损伤能够监测水体中PCP污染。
SOS显色法[12]是国内在20世纪80年代发展起来的一种遗传毒性检测新方法,具有快速、准确、灵敏及假阳性率低的特点,被广泛用于遗传毒性的测定中。其原理是:在DNA分子受到外因引起的大范围损伤、其复制又受到抑制的情况下,会导致一种容易发生错误的修复。所有这些在遗传毒物处理后大肠杆菌中出现的一系列反应统称为SOS应答。SOS显色法有许多优于Ames的特点:(1)快速、简便,测定过程只需7h;(2)灵敏,被处理的细胞全产生或不产生SOS反应,用分光光度法测定β-ONPG(邻硝基苯β-D-半乳糖苷)分解产物非常灵敏;(3)准确,SOS显色法测定的是遗传毒物对细胞原发的直接反应,其阳性结果十分可信,而Ames试验的假阳性率较高。因此,SOS显色法已引起人们的密切关注,成为一种值得推广的水质监测评价方法。
3.1.2 微型生物监测(PFU法)
以前生物监测的研究重点多放在分类和结构方面。然而,生物系统的结构变化并非总与生物系统的其它变化相关联,仅以某个种类、某个种群构成的生物反应系统的变化来评价一个水生生态系统,其偏差较大。因此,为掌握水生生态系统对环境污染的完整反应,要求我们在生物系统(细胞、组织、个体、种群、群落、生态系统)中选择超出单一种类水平即群落或生态系统来作为生物监测的生物反应系统,并对该系统的结构和功能变化均进行研究。美国Cains创建了用聚氨酯泡沫塑料块(简写为PFU)测定微型生物群落的结构和功能参数,进而进行监测预报的新方法。中科院水生所沈韫芬研究员把PFU应用到生物监测中,并使PFU法成为我国生物监测的一种标准方法[13]。PFU法适用于原生动物、藻类对水质的检测。此方法可以鉴别水体是有机污染还是毒性污染。
尹福祥、杨立辉 [13]应用PFU法对某印染厂印染废水处理设施的净化效能进行了监测。结果表明,微型生物群落的结构参数和功能参数均较好地反映了印染废水的净化效果。与经典的生物监测方法相比,PFU法由单一监测结构(或功能 )参数转变为结构参数(种类组成、优势种)和功能参数(群集参数)同时监测,提高了生物监测的信息捕获能力,并使监测信息能更完整、准确、精密地评价环境状况。PFU法可快速、准确地监测水质的突变,通过1d的试验结果就能预测、预报受纳系统环境质量的状态及其变化过程。某样点的群集曲线突然大幅下降,说明该点的水质发生了突变,应调查有无事故性排放。
由于潮汐流和环流的影响,PFU法用于海水水质监测的有效性不如在淡水中监测。Kuidong Xu等 [14]用一种改良的PFU法—瓶装聚氨酯泡沫塑料块(BPFU)法进行海水的生物监测。BPFU法是将2块聚氨酯泡沫塑料块装入1个圆柱形塑料瓶中,塑料瓶有4道裂缝,用于保护聚氨酯泡沫塑料块不受粗糙条件的干扰,同时便于微生物群落进入聚氨酯泡沫塑料块,达到平衡。BPFU法比传统的PFU法在海水生物监测中的优越性体现在:⑴取样稳定;⑵海水生物评价结构和功能的精确性;⑶定量比较时可以保持水体积的稳定性。实验结果表明,用BPFU法进行海水生物监测比PFU法更加有效。通过BPFU法聚集的物种数量随污染物强度的增大而减少,减少程度大于PFU法。由BPFU法计算出的多样性指数同样也高于PFU法。
3.1.3 应用分子生态毒理学方法监测水体污染
随着社会的进步,生物技术也在不断地发展,在此基础上逐步形成了分子生态毒理学。分子生态毒理学采用现代分子生物学方法与技术,研究污染物及代谢产物与细胞内大分子,包括蛋白质、核酸、酶的相互作用,找出作用的靶位或靶分子,并揭示其作用机理,从而能对在个体、种群、群落或生态系统水平上的影响作出预报,具有很大的预测价值。目前最常用的是把腺三磷酶作为生物学标志,方法是测定体内三磷酸腺苷酶ATPase的活性,并以其活性强弱作为多种污染物胁迫的指标[15]。
Petrovi S等 [16]通过测定贻贝 (Mytilus galloprovincialis Lam.)消化腺上皮细胞中的溶酶体(Lysosome)膜的稳定性和金属硫蛋白(Metallothionein,MT)的含量来监测水体中有毒物质。贻贝消化腺上皮细胞中的溶酶体是有毒物质积累滞留的主要场所,同时它在排泄有毒污染物质的过程中起着关键作用。溶酶体中的有毒物质会削弱膜的稳定性,减少产生水解作用的溶酶体酶向细胞溶质中扩散。MT是动物对周围环境中过量金属的一种防御机制,能够阻止有毒物质及其代谢产物产生的细胞毒素对有机体产生影响。一般来说,监测MT的方法比监测组织中金属总量更可行,因为这种方法可以将胞内具有显着毒理效应的金属结合片段与不可利用的金属络合物区分出来[17]。因此贻贝消化腺上皮细胞中的溶酶体膜的稳定性和金属硫蛋白的含量的测定可以作为水体环境有毒物质变化的早期警报。
近年来,生物体内胆碱脂酶活性的测定已经成为海水和淡水水体污染的一种监测工具。由于环境中的有机磷农药和氨基甲酸盐杀虫剂与底物乙酰胆碱的分子形状类似,能与酶酯基的活性中心发生不可逆的键合从而抑制酶活性,因此它可以用来评价有机体在杀虫剂和毒害神经的污染物质(如重金属)中的暴露程度。Mohamed Dellali等 [18]用蛤和贻贝监测泻湖的水体污染,结果表明,蛤和贻贝体内乙酰胆碱脂酶的活性能很好地反映当地水体的污染状况。
3.1.4水生生物环境诊断技术
用常规的毒性测试可以检测污染严重水体的毒性,但对于低毒性水体,用常规的毒性试验难以检测到其毒性水平。为此,日本NUS株式会社开发出一种低毒性水体的新的生物测试方法——水生生物环境诊断技术(Aquatic Organisms Environment Diagnostics,简称AOD)[19]。该方法采用冷冻浓缩技术 ,将低毒性水体样品中的部分水分脱出,使水样中的毒理成分合理地浓缩,再进行生物毒性试验,进而判定水体的毒性水平。AOD技术所选用的测试鱼要求体积较小,同时要满足测试生物所必备的高敏感性、取材方便、便于饲养或繁殖、品系纯等条件。目前,AOD主要采用红鳍鱼(T.albnubes)和淡水虾(P.compressa)作测试生物。
3.1.5 幼虫变态实验
近年来,对于以海洋无脊椎动物的胚胎和幼虫期毒性实验研究较为广泛。然而研究表明[20],浮游幼虫变态比现有的生物个体水平的毒性实验指标更为敏感。海洋底栖无脊椎动物幼虫的变态期是其生活史的关键阶段,变态期的幼体对污染物的敏感性要高于其它阶段,胚胎发生和幼虫发育不受影响的污染物浓度会阻碍其变态。幼虫的变态过程易于观察(受到外来信息物质的调控),易受环境污染的干扰。与死亡率比较,能否在附着基表面顺利变态是监测污染物毒性的更敏感的指标。
3.1.6 四膜虫 (Tetrahymena pyriformis) 刺泡发射法
四膜虫是一种淡水单细胞生物,生长速度快、繁殖量大,实验室内易无菌培养和控制,适用于水质监测。以前应用四膜虫监测水质都是通过测试四膜虫的生长曲线和繁殖曲线等生物学特征来反映水质变化情况。然而四膜虫个体差异小、对化学毒物敏感,在诱变实验中无须添加活化酶、自发突变率低,也是一种理想的致突变试验材料。四膜虫的刺泡是附着在细胞质表面,由基粒分化而来,垂直胞质排列,当外界环境因子触发可诱导刺泡发射,形成显微镜下可见的分泌泡。吴伟等[21]用阳性致突变物诱发四膜虫刺泡发射,试验结果表明,四膜虫对致突变阳性物质相当敏感,且有剂量效应关系。因此利用四膜虫刺泡发射是评价水体中化学物质致突变的一种快速、简便、良好的方法。
3.2 水污染生物监测的新材料和新的监测物
近年来,水污染生物监测不仅出现了一些新的方法,同时也出现了一些新材料、新的监测物。席玉英、韩凤英等 [22]对长叶异痣蟌〔Ischnura elegans(VanderLinden)〕体内汞含量及与水体汞污染的关系进行了研究,结果发现,长叶异痣蟌对水体汞具有富集性,富集倍数高达5448~7600倍,可作为水体汞污染的监测生物。其中雌性长叶异痣蟌体内汞含量样体(同时、同地采集的)间存在很大差异,因此可作为水体汞污染的定性研究,不宜作为水体汞污染的定量监测。而雄性长叶异痣蟌体内汞含量样本间的差异则不显着,并且雄性长叶异痣蟌体内汞含量随水体汞含量的增加及时间的延长而增加,可作为水体汞污染的指示生物。
Flammarion P等 [23]通过测定白鲑(Leuciscus cephalus)体内胆碱脂酶的活性来监测水体污染,发现白鲑可以成为很好的水体污染监测工具。而Khan R A等 [24]用比目鱼(Pleuronectes americanus)体内乙氧基-异吩恶唑酮-脱乙基酶(EthoxyresorufinO-Deethylase,EROD)活性的强弱来判断纽芬兰岛水体的污染状况,发现它也有很好的监测效果。
Kahle J等[25]测定一种桡脚类动物Metridia gerlachei对威德尔海中痕量金属的生物累积率,发现Metridia gerlachei对Co、Cu、Ni、 Pb 、 Zn等金属元素的敏感度较高,可以作为海水中金属元素的监测物。而Rainbow P S 等[26]利用藤壶监测香港海域中痕量金属,同样也得到很好的效果。
刘绮 [27]进行了一种新的生物监测方法研究。他以孵化好的Ⅱ~Ⅲ期卤虫为受试生物,实验研究了K2Cr2O7、HgCl2、As2O3、KCN、六六六、苯酚、苯7种物质对卤虫的中毒阈值和 LC50 -24h(Leathal Concentration 50-24h, 24 h半致死浓度)的测定,阐明了该方法具有操作简便、快速、覆盖面宽、技术易掌握、所需设备不复杂等特点。此生物监测方法在环境科学与工程中的研究和应用可进一步扩展到对入江、河、海的工业排放物的检毒、农药残留量分析、真菌毒素分析等广泛领域。
② 海水的陈分与淡水的陈分有什么不同
海水中的成分可以划分为五类:
1.主要成分(大量、常量元素):指海水中浓度大于1×106mg/kg的成分。属于此类的有阳离子Na+,K+,Ca2+,Mg2+和Sr2+五种,阴离子有Cl¯,SO42¯,Br¯,HCO3¯(CO32¯),F¯五种,还有以分子形式存在的H3BO3,其总和占海水盐分的99.9%。所以称为主要成分。
由于这些成分在海水中的含量较大,各成分的浓度比例近似恒定,生物活动和总盐度变化对其影响都不大,所以称为保守元素。
海水中的Si含量有时也大于1mg/kg,但是由于其浓度受生物活动影响较大,性质不稳定,属于非保守元素,因此讨论主要成分时不包括Si。
2.溶于海水的气体成分,如氧、氮及惰性气体等。
3.营养元素(营养盐、生源要素):主要是与海洋植物生长有关的要素,通常是指N、P及Si等。这些要素在海水中的含量经常受到植物活动的影响,其含量很低时,会限制植物的正常生长,所以这些要素对生物有重要意义。
4.微量元素:在海水中含量很低,但又不属于营养元素者。
5.海水中的有机物质:如氨基酸、腐殖质、叶绿素等
淡水的化学成分是氢和氧,无色、无味、透明。但我们实际饮用的水由于经过岩层、土壤来提取并与空气接触,所以饮用水中实际上已溶入了许多物质,如多种矿物质、有机物等。目前人类已知的化学元素有107种,在天然水中已检出60多种。
海水包括溶解物质(溶解无机盐,有机化合物和气体)和不溶解物质(气泡,以固相存在的无机或有机物)两种。 海水中的溶解无机盐又分三类, 主要成分:11种,以离子的形式存在于水中:它们是: 氯,硫酸根,碳酸根,溴,硼酸根,氟,钠,镁,钙,钾,锶。它们的含量占海水总盐分的99.9%以上。 营养盐:如硅,磷和无机氮化合物。 微量元素:如汞,铅,铜,铁,锰,砷等.淡水的密度小
海水的密度大
③ 水质监测的常规五项指标是哪些
水质监测的常规五项指标:
pH:地表水水质中pH值的变化会影响藻类对氧气的摄入能力及动物对食物的摄取敏感度;
电导率:主要是测水的导电性,监测水体中总的离子浓度。包含了各种化学物质、重金属、杂质等等各种导电性物质总量。
溶解氧:地表水中溶解氧除了被通常水中硫化物、亚硝酸根、亚铁离子等还原性物质所消耗外,也被水中微生物的呼吸作用以及水中有机物质被好氧微生物的氧化分解所消耗。溶解氧是地表水监测的重要指标,是水体是否具备自净能力的表示。
浊度:浊度值的高低,直观反映的是水体的浑浊程度。浑浊程度主要是受水中的不溶性物质引起,不溶性物质包括悬浮于水中的泥沙、腐蚀质、浮游藻类和胶体颗粒物等。降低浊度的同时也降低了水中的细菌、大肠菌、病毒、隐孢子虫、铁、锰等。
温度:地表水温度的变化,会对水生野生动物产生重大的负面影响,影响生物生长和鱼虾类动物进食的速度,以及它们的繁殖时间和效率。
水质监测常规五参数技术指标
1.禹山在线溶解氧传感器 DO
量程范围:0-20mg/L或 0-200%饱和度
精度:±1%
2.禹山在线浊度传感器 TUR
量程范围:0.1~1000 NTU
精度:<5%或 0.3NTU(取大者)
3.禹山四电极电导率传感器 CT
量程范围:0.1~5000 µS/cm或0.01~100mS/cm
精度:±1%
4.禹山数字pH传感器
量程范围:0-14 pH
精度:±0.1 pH
④ 水质检测的方法有哪些
水样的采集1、测定悬浮物、pH、溶解氧、BOD、油类、硫化物、余氯、放射性、微生物等项目需单独采样;在测定溶解氧、BOD和有机污染物等项目的水样必须充满容器;测定pH、溶解氧和电导率等项目宜在现场测定。采样时要同步测量水文和气象参数。 2、填写登记表水样的保存1、保存要求 不发生物理、化学、生物变化;不损失组分; 不玷污(不增加待测组分和干扰组分) 2、容器的要求 选性能稳定,不易吸附预测组分,杂质含量低的材料制成的容器,如聚乙烯和硼硅玻璃材质的容器是常规监测中广泛使用的,也可用石英或聚四氟乙烯制成的容器,但价格昂贵。 3、保存时间要求: 即最长贮放时间,一般污水的存放时间越短越好。 清洁水样72h;轻污染水样48h;严重污染水样12h;运输时间24h以内。 4、保存方法 (1)冷藏或冷冻法 (2)加入化学试剂保存法:加入生物抑制剂、调节pH值、加入氧化剂或还原剂。水样的运输水样运输注意事项: 1、塞紧采样器塞子,必要时用封口胶、石蜡封口;避免因震动、碰撞而损失或玷污,因此最好将样瓶装箱,用泡沫塑料或纸条挤紧; 2、需冷藏的样品,应配备专门的隔热容器,放入制冷剂,将样瓶置于其中;冬季应注意保温,以防样瓶冻裂。水样的消解(一)目的:破坏有机物,溶解悬浮性固性,将各种价态的欲测元素氧化成单一高价态或转变成易于分离的无机化合物。 水质监测 (二)要求:消解后的水样应清澈、透明、沉淀。 (三)方法:消解水样的方法有湿式消解法和干式分解法(干灰化法)。 干灰化法又称高温分解法。其处理过程是:取适量水样于白瓷或石英蒸发皿中,水浴蒸干,移入马弗炉,450—550℃灼烧到残渣呈灰白色,有机物完全分解除去。取出蒸发皿,冷却,用适量2%HN03(或HCl)溶解样品灰分,过滤,滤液定容后供测定。 干灰化法不适用于处理测定易挥发组分(如砷、汞、镉、硒、锡等)的水样。
⑤ 水质检测标准
标准中规定水的色度不应超过15度。
水的检测指标:
1、色度:饮用水的色度如大于15度时多数人即可察觉,大于30度时人感到厌恶。标准中规定饮用水的色度不应超过15度。
2、浑浊度:为水样光学性质的一种表达语,用以表示水的清澈和浑浊的程度,是衡量水质良好程度的最重要指标之一,也是考核水处理设备净化效率和评价水处理技术状态的重要依据。
浑浊度的降低就意味着水体中的有机物、细菌、病毒等微生物含量减少,这不仅可提高消毒杀菌效果,又利于降低卤化有机物的生成量。
(5)cod海淡水检测方法有何不同扩展阅读:
调查研究和收集资料:
1、收集、汇总监测区域的水文、地质、气象等方面的有关资料和以往的监测资料。
2.调查监测区域内城市发展、工业分布、资源开发和土地利用情况,尤其是地下工程规模应用等;了解化肥和农药的施用面积和施用量;查清污水灌溉、排污、纳污和地面水污染现状。
3.测量或查知水位、水深,以确定采水器和泵的类型,所需费用和采样程序。
4.在完成以上调查的基础上,确定主要污染源和污染物,并根据地区特点与地下水的主要类型把地下水分成若干个水文地质单元。