生物污染監(jiān)測(cè)第一節(jié)生物監(jiān)測(cè)與生物污染監(jiān)測(cè)一、生物污染監(jiān)測(cè)（一）生物污染監(jiān)測(cè)概念通過對(duì)生物體有害物質(zhì)的檢測(cè)，及時(shí)掌握和判斷對(duì)生物的污染情況與程度。（二）生物污染的原理污染物質(zhì)進(jìn)入生物體內(nèi)，會(huì)在體內(nèi)進(jìn)行傳輸、積累與轉(zhuǎn)化，不同部位污染分布不同。選擇合適的檢測(cè)方法、正確采集樣品和制備試樣，才能獲得可靠的結(jié)果。（三）生物污染的途徑表面附著：污染物附著在生物體表面的現(xiàn)象。如附著在植物頁面或動(dòng)物皮毛上。附著量與表面積、表面性質(zhì)以及污染物的性質(zhì)、狀態(tài)有關(guān)。生物吸收：由于生物體的代謝吸收，污染物進(jìn)入生物體。如水生生物將水體中某些物質(zhì)吸收。主動(dòng)吸收（代謝吸收），被動(dòng)吸收（物理吸收、濃度差）等。植物吸收：通過氣孔吸收大氣中的氣體污染物或粉塵污染物；通過根系吸收土壤與水體中的污染物，與污染物含量、植物品種有密切關(guān)系；動(dòng)物吸收：通過呼吸道、消化道和皮膚吸收等途徑進(jìn)入動(dòng)物肌體。氣態(tài)污染物或懸浮顆粒通過呼吸道進(jìn)入，直徑不超過3微米可到達(dá)氣泡、大于10微米為粘附在呼吸道、氣管等粘膜上；水溶性好的少進(jìn)入氣泡、差的到達(dá)氣泡；水與土壤中的主要通過消化道進(jìn)入；皮膚主要吸收一些脂溶性物質(zhì)，五有機(jī)錫化合物。生物積累：生物在整個(gè)代謝活躍期間通過吸收、吸附、吞食等過程，從周圍環(huán)境中蓄積某些元素或難分解的化合物，隨著生長發(fā)育，濃縮系數(shù)不斷增大的現(xiàn)象（四）理論基礎(chǔ)生物生理過程以及生態(tài)系統(tǒng)原理（食物鏈）等——生物污染的特點(diǎn)（不同部位、不同生物、不同污染物均有影響）。通過化學(xué)和物理方法進(jìn)行生物體內(nèi)的污染物檢測(cè)。二、生物監(jiān)測(cè)（一）生物監(jiān)測(cè)概念生物監(jiān)測(cè)(BiologicalMonitoring或Biomonitoring)是利用生物個(gè)體、種群或群落對(duì)環(huán)境污染或變化所產(chǎn)生的反應(yīng)闡明環(huán)境污染狀況，從生物學(xué)角度為環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)提供依據(jù)。（二）為什么要用生物監(jiān)測(cè)？？環(huán)境質(zhì)量的變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生直接的影響。從理論上說，環(huán)境的物理、化學(xué)過程決定著生物學(xué)過程；反過來，生物學(xué)過程的變化也可以在一定程度上反映出環(huán)境的物理、化學(xué)過程的變化。因此，我們可以通過對(duì)生物的觀察來評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量的變化。而且，從某種意義上說．由環(huán)境質(zhì)量變化所引起的生物學(xué)過程變化能夠更直接地綜合反映出環(huán)境質(zhì)量對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，比用理化方法監(jiān)測(cè)得到的參數(shù)更具有說服力。（三）特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：能直接反映出環(huán)境質(zhì)量對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響；能綜合反映環(huán)境質(zhì)量狀況；具有連續(xù)監(jiān)測(cè)的功能；監(jiān)測(cè)靈敏度高：價(jià)格低廉，不需購置昂貴的精密儀器：不需要繁瑣的儀器保養(yǎng)及維修等工作；可以在大面積或較長距離工作；可以在大面積或較長距離內(nèi)密集布點(diǎn)，甚至在邊遠(yuǎn)地區(qū)也能布點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。缺點(diǎn)：不能像理化監(jiān)測(cè)儀器那樣迅速作出反應(yīng)；不能像儀器那樣能精確地監(jiān)測(cè)出環(huán)境中某些污染物的含量，生物監(jiān)測(cè)通常只是反映各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)污染或變化水平。（四）內(nèi)容生物監(jiān)測(cè)包括水、土壤和大氣污染監(jiān)測(cè)三大部分，就是定期而系統(tǒng)地利用生物對(duì)環(huán)境的反應(yīng)信息來確定包括水、氣和土壤環(huán)境在內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量。它意味著對(duì)一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行定期或連續(xù)評(píng)價(jià)，從而探明環(huán)境的污染狀況。生物監(jiān)測(cè)至少應(yīng)具備兩個(gè)重要條件：對(duì)比性，有已建立的標(biāo)準(zhǔn)可供對(duì)照；重復(fù)性，在一定觀測(cè)點(diǎn)上每隔一定時(shí)間采樣分析。（五）理論基礎(chǔ)生態(tài)系統(tǒng)理論是生物監(jiān)測(cè)的理論基礎(chǔ).生態(tài)系統(tǒng)具有維持一定地區(qū)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的固有特性。環(huán)境污染必然引起生態(tài)系統(tǒng)固有結(jié)構(gòu)和功能的變化，生物監(jiān)測(cè)可以反映這種環(huán)境污染的生態(tài)效應(yīng)，為環(huán)境控制與管理提供生物能動(dòng)的反應(yīng)信息。但生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性也為生物監(jiān)測(cè)參數(shù)的選擇帶來了困難，污染的發(fā)生總是綜合性的，各種污染物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)各組分并非產(chǎn)生同樣的影響。同樣，生態(tài)系統(tǒng)各組分也并非對(duì)同一污染物產(chǎn)生同等的反應(yīng)：生物在不同生活史階段的反應(yīng)不同；初期不易測(cè)出；精度不高，有些場(chǎng)合只能半定量。由于影響生物學(xué)過程的不僅僅是環(huán)境污染，還有許多非污染因素。因此，在不同的自然條件下沒有可比性，且在季節(jié)上和地理上都受到較大的限制。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)尚無法確定一個(gè)最基本的標(biāo)準(zhǔn)。由于生物過程比較復(fù)雜，影響因素多，使生物監(jiān)測(cè)的應(yīng)用受到許多限制。盡管生態(tài)學(xué)家依據(jù)各自條件和所熟悉的領(lǐng)域選擇基本參數(shù)，發(fā)展生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，但要得出統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，目前條件尚不夠成熟。但隨著生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的迅速發(fā)展，其應(yīng)用將越來越廣泛。三、污染物在生物體內(nèi)的分布和累積（一）植物體內(nèi)分布吸收土壤和水體污染物的植物，一般規(guī)律：根>莖>葉>穗>殼>種子吸收大氣者污染物，葉部殘留較多。注意：作物種類不同、污染物質(zhì)性質(zhì)不同（如滲透性、疏水性等）影響規(guī)律（二）動(dòng)物體內(nèi)分布血液和淋巴——傳輸——體內(nèi)各組織溶解于體液物質(zhì)——分布均勻；鑭等三價(jià)和四價(jià)陽離子水解生成膠體——肝臟或其他網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)骨骼親和性強(qiáng)物質(zhì)如某些二價(jià)陽離子如鉛鈣等——骨骼只最高某種器官特殊親和性物質(zhì)——如碘——甲狀腺；汞——腎臟等脂溶性物質(zhì)——脂肪（三）轉(zhuǎn)化與排泄轉(zhuǎn)化：有機(jī)：肝臟轉(zhuǎn)化最為重要，腎臟、腸、胃也有部分轉(zhuǎn)化功能。（酶）無機(jī)：生化代謝轉(zhuǎn)化或者直接蓄積排泄：腎臟、消化道、呼吸道、分泌也、皮膚等途徑第二節(jié)生物樣品的采集和制備一、植物樣品采集和制備（一）、植物樣品采集1.代表性、典型性與適時(shí)性代表性：一定范圍；典型性：部位；適時(shí)性：不同生長發(fā)育階段，施肥施藥前后等。2.布點(diǎn)方法：梅花形布點(diǎn)法或交叉間隔布點(diǎn)法3.采樣方法：與土壤類似，剪刀、枝剪等特殊武器，細(xì)繩標(biāo)記用分析，否則冰箱存儲(chǔ)或風(fēng)干待測(cè)——原始樣品（二）制備1.鮮樣制備：易于揮發(fā)、轉(zhuǎn)化或降解毒物之或營養(yǎng)成分等洗凈——?jiǎng)驖{——研磨2.干樣制備：穩(wěn)定污染物，如某些金屬元素與非金屬元素，某些有機(jī)農(nóng)藥等洗凈風(fēng)干（低溫烘干）——除雜、磨碎——過篩（1mm篩孔、0.25mm篩孔）（注意：某些金屬含量樣品應(yīng)用瑪瑙研缽研磨、尼龍篩過篩、聚乙烯瓶保存）為什么？避免金屬器械和篩子等污染（三）分析結(jié)果表示單位植物干重內(nèi)污染物毫克量，mg/kg干重含水量（鮮樣測(cè)定，換算）：重量法，100-105攝氏度烘干到恒重，失重計(jì)算含水量。注意：含水量高的蔬菜與水果以鮮重表示二、動(dòng)物樣品的采集和制備——湖北省公安廳測(cè)定斷案尿液、血液、唾液、胃液、乳液、糞便、毛發(fā)、指甲、骨骼和臟器等尿液：早晨濃度高時(shí)收集或者連續(xù)8-24小時(shí)收集；血液：金屬毒物及非金屬毒物，如鉛、汞、氟化物、酚等，10mL毛發(fā)和指甲：頭發(fā)——汞、砷（男：枕部發(fā)；女：短發(fā)）組織和臟器：組織搗碎機(jī)勻漿——鮮樣備用乳液：某些有機(jī)污染物濃縮，對(duì)后代有害，直接采集第三節(jié)生物樣品的預(yù)處理有害物質(zhì)含量低、樣品成分復(fù)雜，因此預(yù)處理必須——分解、富集、分離、掩蔽等消解和灰化目的：有機(jī)物——無機(jī)物，欲測(cè)組分成為簡(jiǎn)單無機(jī)化合物和單質(zhì)方法：濕法消解，干法灰化濕法消解：與土壤樣品處理類似干法灰化：高溫灰化，一般450-550攝氏度或更高，坩鍋材料：石英、鉑、銀、聚四氟乙烯等材料。不宜處理易揮發(fā)物質(zhì)輔助揮發(fā)劑：加速氧化、防止某些成分揮發(fā)二、提取和濃縮提取方法振蕩浸取法：蔬菜、水果、糧食，切碎——溶劑浸取，振蕩條件（搖床）組織搗碎提?。杭尤胩崛v碎，過濾，提取濾液（多次）——有機(jī)污染物質(zhì)脂肪提取器：Soxlet（索氏提取器）——生物樣品（土壤）的農(nóng)藥、石油類、苯并芘等有機(jī)污染物質(zhì)。加熱溶劑回流浸泡提取。溶劑蒸汽（純度高）提取，效率高直接球磨提取：己烷提取劑在球磨機(jī)內(nèi)粉碎和提取，提取糧食中的有機(jī)氯及有機(jī)磷農(nóng)藥（極性均?。?。特點(diǎn)：提取劑純度高好、沸點(diǎn)適宜（過高不宜濃縮富集且易損失；過低易揮發(fā)）、毒性弱、價(jià)格、對(duì)檢測(cè)器的干擾；相似相容原理（極性類似）；混合提取劑；多次提取分離液液萃?。悍峙湎禂?shù)、萃取次數(shù)計(jì)算——化學(xué)，如農(nóng)藥與脂肪色素等的分離層析法：柱層析法較多，無機(jī)有機(jī)吸附劑磺化法和皂化法：磺化法，去除脂肪、臘質(zhì)對(duì)農(nóng)藥的影響，濃硫酸與其發(fā)生磺化反應(yīng)，有機(jī)氯農(nóng)藥凈化皂化法，油脂與強(qiáng)堿發(fā)生皂化反應(yīng)分離低溫冷凍法：同溶劑中不同物質(zhì)的溶解度隨溫度不同而不同；優(yōu)點(diǎn)——組分不變化吹蒸法（氣提法）和液上空間法：氣相色譜法類似濃縮加熱、特殊蒸發(fā)濃縮器如K-D濃縮器第四節(jié)測(cè)