第八章污染生態(tài)學81環(huán)境污染及其生態(tài)過程82污染生態(tài)效應

1、第第 8 8 章章污染生態(tài)學污染生態(tài)學 8.1 環(huán)境污染及其生態(tài)過程環(huán)境污染及其生態(tài)過程 8.2 污染生態(tài)效應及其評價污染生態(tài)效應及其評價 8.3 污染生態(tài)診斷與監(jiān)測分析污染生態(tài)診斷與監(jiān)測分析 8.4 生態(tài)系統(tǒng)污染控制與污染生態(tài)工程生態(tài)系統(tǒng)污染控制與污染生態(tài)工程 8.5 生態(tài)系統(tǒng)污染的綜合整治生態(tài)系統(tǒng)污染的綜合整治8. 1 環(huán)境污染及其生態(tài)過程環(huán)境污染及其生態(tài)過程8.1.1 環(huán)境污染的概念與類型環(huán)境污染的概念與類型1. 環(huán)境的組成與結構環(huán)境的組成與結構 環(huán)境科學中，環(huán)境環(huán)境是以人類為主體的外部世界，即人類賴以生存和發(fā)展的物質條件的綜合體，包括自然環(huán)境和社會環(huán)境。自然環(huán)境自然環(huán)境是直接或間接影響

2、到人類的一切自然形成的物質及其能量的總體。社會環(huán)境社會環(huán)境是人類在自然環(huán)境的基礎上，通過長期有意識的社會勞動所創(chuàng)造的人工環(huán)境。 環(huán)境具有多層次、多結構的特性。環(huán)境科學把環(huán)境作為一個整體進行綜合研究。2. 環(huán)境污染的發(fā)生與環(huán)境問題環(huán)境污染的發(fā)生與環(huán)境問題 環(huán)境污染產生的原因，大都是資源的浪費和不合理使用，使有用的資源變?yōu)閺U物進入環(huán)境而造成的。 環(huán)境問題主要是由于人類活動所引起的環(huán)境質量下降，對人類及其他生物的正常生長和發(fā)育產生危害的現象。是因工、農業(yè)生產和人類生活向環(huán)境排放過量污染物質而造成環(huán)境污染；是由于人們不合理地開發(fā)利用資源、而產生的環(huán)境破壞。 人類面臨的環(huán)境問題主要有3類：全球性的大氣環(huán)

3、境變化；大面積的生態(tài)破壞；突發(fā)性的嚴重污染事件。3. 環(huán)境污染物及其來源環(huán)境污染物及其來源 環(huán)境污染物環(huán)境污染物是指人們在生產生活過程中，排入大氣、水、土壤中并引起環(huán)境污染或導致環(huán)境破壞的物質。 （1）生產性污染物 工業(yè)生產所形成的“三廢” 。農業(yè)生產中長期使用的農藥。 （2）生活性污染物 糞便、垃圾、污水等生活廢棄物。 （3）放射性污染物 核能工業(yè)排放的放射性廢棄物，醫(yī)用及工農業(yè)用放射源，以及核武器生產及試驗所排放出來的廢棄物和飄塵。 4. 環(huán)境污染的類型與特征環(huán)境污染的類型與特征 （1）環(huán)境污染的類型 按環(huán)境要素可分為大氣污染、水體污染和土壤污染等； 按污染物的性質可分為生物污染、化學污染

4、和物理污染等； 按污染物的形態(tài)可分為廢氣污染、廢水污染和固體廢物污染，以及噪聲污染、輻射污染等； 按污染產生的原因可分為生產污染和生活污染； 按污染物的分布范圍又可分為全球性污染、區(qū)域性污染和局部性污染等。 （2）環(huán)境污染的特征 1）影響范圍廣 2）作用時間長 3）污染情況復雜 4）污染清除難8.1.2 污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移與轉化污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移與轉化 1. 污染物在環(huán)境中的遷移污染物在環(huán)境中的遷移 （1）機械遷移 包括：水的機械遷移作用；大氣的機械遷移作用；重力的機械遷移作用。 （2）物理-化學遷移 污染物在環(huán)境中遷移的最重要的形式，這類遷移的結果決定了污染物在環(huán)境中的存在形式、

5、富集狀況和潛在危害程度。 （3）生物遷移 污染物通過生物的吸收、代謝、生長、死亡等過程所實現的遷移。選擇吸收和積累作用，降解作用，放大累積作用。2. 污染物在大氣中的轉化污染物在大氣中的轉化 以光化學氧化、催化氧化反應為主。 大氣中的碳氫化合物和氮氧化物等，在陽光（紫外線）作用下發(fā)生光化學氧化反應產生臭氧（O3）、過氧乙酰硝酸酯（PAN）等物質。一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧稱為光化學煙霧。 二氧化硫，經光化學氧化作用和金屬氧化物催化氧化后轉化為三氧化硫，與溶于大氣中的水形成硫酸或硫酸鹽，在空氣中形成硫酸霧，是形成酸雨的重要物質之一。3. 污染物在水體中的轉化污染物在水體中的轉化

6、（1）氧化-還原作用 天然水體含有許多無機及有機氧化劑和還原劑，這些物質對污染物的轉化起重要作用。 （2）絡合作用 天然水體中存在許多無機配位體和有機配位體，水體中各種配位體可以與污染物，特別是重金屬污染物進行絡合反應，影響污染物在水體中的發(fā)生、遷移、反應和生物效應等。 （3）生物降解作用 水體中的微生物，特別是底泥中的厭氧微生物，可使一些污染物發(fā)生轉化。4. 污染物在土壤中的轉化與殘留污染物在土壤中的轉化與殘留 污染物在土壤中的轉化及其行為，取決于污染物和土壤的理化性質。 土壤是自然環(huán)境中微生物最活躍的場所，生物降解在這里起重要的作用。 土壤的pH、溫度、濕度、通氣和微生物種群等，是污染物轉

7、化的重要條件。 金屬的轉化受土壤pH的影響：pH小于7時，金屬溶于水呈離子狀態(tài)；pH大于7時，金屬易與堿性物質化合呈不溶性鹽類。5. 污染物在生物體內的富集與殘留污染物在生物體內的富集與殘留 不易分解、脂溶性較強、與蛋白質或酶有較高親和力的物質，如DDT、有機氯化合物和一些重金屬，在生物體內不易被降解。 生物個體或處于同一營養(yǎng)級的許多生物種群，從周圍環(huán)境中吸收并積累某種元素或難分解的化合物，導致生物體內該物質的濃度超過環(huán)境中濃度的現象，叫做生物富集生物富集。生物積累生物積累是指同一生物個體在生長發(fā)育的不同階段生物富集系數不斷增加的現象；生物放大生物放大是指在同一食物鏈上，生物富集系數從低位營養(yǎng)

8、級到高位營養(yǎng)級逐級增大的現象。 影響生物富集的因素：生物的特性、污染物的性質、濃度和作用時間以及環(huán)境特點。8.1.3 生物在污染生態(tài)過程中的作用生物在污染生態(tài)過程中的作用1. 植物對污染物的吸收與遷移植物對污染物的吸收與遷移 （1）植物對污染物的吸收 1）對氣態(tài)污染物的粘附和吸收 主要決定于植物表面積的大小和粗糙程度。 2）對水溶態(tài)污染物的吸收 水溶態(tài)的污染物到達根表面，主要通過擴散和質體流途徑（即污染物隨蒸騰拉力，在植物吸收水分時一起到達植物根部）。 （2）污染物在植物體內的遷移 從根吸收的污染物，能進入導管，隨蒸騰拉力向地上部移動。通過葉片吸收的污染物，可從地上部向根部運輸。 環(huán)境中重金屬

9、元素濃度低時，以有機絡合物的形態(tài)遷移；濃度高時，以游離的離子態(tài)形式存在。2. 動物對污染物的吸收與遷移動物對污染物的吸收與遷移 （1）動物對污染物的吸收 1）呼吸吸收 部分污染物能穿過肺泡；部分污染物能在肺部長期停留，使肺部致敏纖維化或致癌；部分污染物運至支氣管，刺激氣管壁產生反應性咳嗽而排出。 2）消化道吸收 消化道是動物吸收污染物的主要途徑，腸道粘膜是吸收污染物的主要部位之一。 3）皮膚及其他途徑吸收 （2）污染物在動物體內的遷移和排出 動物主要以糞便和尿的形式直接將污染物排出，或通過膽汁、乳汁、呼氣、毛發(fā)等將污染物排出。 3. 微生物對污染物的吸收與遷移微生物對污染物的吸收與遷移 微生物

10、對污染物有著很強的吸收和分解能力。大多數微生物的細胞壁都具有能結合和固定污染物的能力。 細胞的能量轉移系統(tǒng)在物質轉運過程中，不能區(qū)分電荷相同的物質是否為代謝所需物質，所以，一些污染物可能隨代謝必需物進入微生物細胞。8. 2 污染生態(tài)效應及其評價污染生態(tài)效應及其評價 8.2.1 污染的生態(tài)效應污染的生態(tài)效應 當污染物進入生態(tài)系統(tǒng)，參與生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)，對生態(tài)系統(tǒng)的組分、結構和功能產生某些影響，在生態(tài)系統(tǒng)中由污染物引起的響應即為污染污染生態(tài)效應生態(tài)效應。 1）生物個體污染效應 指環(huán)境污染對生物的影響表現在生物個體層次上的反應。 2）生物群落污染效應 指環(huán)境污染在生物種群以上層次上的反應。 3）生

11、態(tài)系統(tǒng)污染效應 指環(huán)境污染對生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的影響。1. 環(huán)境污染的生態(tài)響應環(huán)境污染的生態(tài)響應 種群內對污染適應程度不同的個體，在種群中的比率發(fā)生調整，伴隨抗性個體比例的升高，種群的遺傳結構發(fā)生變化，這種遺傳變化在世代間的不斷積累，將提高種群對污染的適應水平。 在進化過程中，長期處于單一環(huán)境的生物，很難適應這種環(huán)境的變遷，有的分布區(qū)退縮到偏僻的地帶，有的則會消失。 污染的選擇力大于“自然”環(huán)境的選擇力，大多數生物因此改變了進化方向，以前主要是對“自然”環(huán)境的適應，現在轉而對人類改變的污染環(huán)境的適應。2. 環(huán)境污染的短期效應環(huán)境污染的短期效應 （1）污染物對生物的毒害作用 生理、生化過程受阻，

12、生長發(fā)育停滯，最終導致死亡。 1）污染物對植物的影響 首先能影響植物根系對營養(yǎng)元素的吸收，其次能抑制植物根系的呼吸作用，再者對植物細胞的超微結構、種子生活力以及植物生長、發(fā)育、生理生化諸方面的影響。 2）對動物和人體的影響 如重金屬對魚類的影響：首先重金屬能粘附在魚鰓的表面，造成鰓上皮和粘液細胞的營養(yǎng)失調，影響對氧的吸收，降低血液輸送氧的能力；其次重金屬還能降低血液中呼吸色素的濃度，使紅細胞減少。 （2）生物對污染物的抗性 生物對各種不良環(huán)境具有一定的適應性和抵抗力，稱為生物的耐性或抗性。 生物對污染物的抗性機制是外部排斥（通過形態(tài)學機制、生理生化機制、生態(tài)學機制等將污染物阻擋于體外）和內部忍

13、耐（通過結合固定、代謝解毒等過程，將污染物在體內富集、解毒）的綜合結果。解毒是抗性的基礎，但不是抗性的全部。 生物抗性可概括為：拒絕吸收、結合鈍化、代謝轉化、排出體外、改變代謝途徑等。 對于生物本身來說，抗性是它們在逆境中得以生存和延續(xù)的保證，是污染環(huán)境中生物多樣性得以保持的基礎。3. 環(huán)境污染的長期效應環(huán)境污染的長期效應 環(huán)境污染的長期效應，是生物多樣性的喪失和遺傳多樣性的喪失。環(huán)境污染引起的物種喪失程度，并不亞于生態(tài)破壞。 （1）遺傳多樣性的喪失 包括已有的遺傳基因庫的減少和新的遺傳變異來源的降低。 （2）物種多樣性的喪失 在過去的400多年間，地球上約有2% 的哺乳動物、1.2% 的鳥類

14、已經滅絕；在未來的30年中，全世界將有6萬種植物可能滅絕。 （3）生態(tài)系統(tǒng)結構的簡單化、食物網簡化、食物鏈不完整、物質循環(huán)路徑減少或不暢通、能量供給渠道減少、供給程度降低、信息傳遞受阻等。8.2.2 污染生態(tài)效應評價的原則與污染生態(tài)效應評價的原則與指標體系指標體系1. 污染生態(tài)效應評價的指導思想污染生態(tài)效應評價的指導思想 生物體與地球環(huán)境化學組成的同一性、污染物質在生物組織中分布的選擇性、以及生物體對化學物質的必需性，是污染生態(tài)效應評價的指導思想。 評價污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的污染程度以及所引起的生態(tài)系統(tǒng)質量變異，應以生態(tài)環(huán)境條件及其組成成分變化為基礎，以污染物質對人體、動物、植物以及微生物的個體

15、、種群的健康效應及相關效應為依據。2. 污染生態(tài)效應評價的基本原則污染生態(tài)效應評價的基本原則 （1）污染生態(tài)效應的多樣性 直接與間接；線性關系與非線性關系，時滯效應、反饋效應、復合污染生態(tài)效應等。 （2）污染生態(tài)效應分析的全面性 污染物質的產生和釋放機理，污染物質在不同環(huán)境條件下的存在形態(tài)與轉化規(guī)律，污染物質在不同環(huán)境介質中的遷移規(guī)律及污染物質作用于生物體的毒害機理等。 （3）污染生態(tài)效應的綜合性 即復合污染生態(tài)效應，包括協同作用、拮抗作用、加和作用、獨立作用等。 （4）生態(tài)系統(tǒng)抗沖擊能力的有限性 當污染物濃度或者數量的變化，超出生態(tài)系統(tǒng)或者生命個體的適應能力的上、下限時，才可能產生污染生態(tài)效

16、應。3. 污染生態(tài)效應評價指標體系的建立污染生態(tài)效應評價指標體系的建立 （1）生物個體指標 個體形態(tài)指標 ；生理生化指標 （2）生物種群指標 種群密度和大??；種群結構；種群數量 （3）生物群落指標 群落的結構；群落的生態(tài) ；群落的動態(tài)；群落的分布 （4）生物群落結構指標 物種多樣性指數；個體數量變化指標 （5）生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)效應指標 生態(tài)系統(tǒng)結構變化；生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性；系統(tǒng)中的生產者、消費者和分解者與非生物環(huán)境的關系8.2.3 污染生態(tài)效應評價的類型與方法污染生態(tài)效應評價的類型與方法1. 污染生態(tài)效應評價的主要類型污染生態(tài)效應評價的主要類型 （1）短期效應評價 指污染物對生物個體毒害作用的評價，包

17、括生物生理、生化過程受阻，生長發(fā)育停滯，最后可能導致死亡。 （2）長期效應評價 指污染物對群落和生態(tài)系統(tǒng)影響的評價，包括遺傳多樣性的喪失、物種多樣性的喪失、生態(tài)系統(tǒng)結構的簡單化等。2. 污染生態(tài)效應評價的基本方法污染生態(tài)效應評價的基本方法 生物學評價法和綜合評價法。 生物學評價法是指用生物學方法，按一定標準對一定范圍內的環(huán)境質量進行評定和預測，具體有：指示生物法、生物指數法和種類多樣性指數法等。 綜合評價法則包括重疊法、列表清單法與相關矩陣法和網絡法等。 （1）指示生物法 指示生物指示生物是指對某些物質（進入環(huán)境中的污染物）能夠產生各種反應而被用來監(jiān)測和評價環(huán)境質量的生物。 1）大氣污染指示植

18、物 作物、花卉、野生植物等均可用作指示植物。 2）水污染指示生物 浮游生物、水生微型動物、大型底棲無脊椎動物均可作為水污染的指示生物。 指示水體嚴重污染的生物，如顫蚓類、毛蠓、細長搖蚊幼蟲、綠色裸藻、小顫藻等。 指示水體中等程度污染的生物，主要有居櫛水虱、瓶螺、被甲柵藻、四角盤星藻、環(huán)綠藻、脆弱剛毛藻、蜂巢席藻等。 指示清水水體的生物，如紋石蠶、扁蜉、蜻蜓、田螺、簇生枝竹藻等。 靜水中主要采用底棲生物或著生生物。 （2）生物指數法 1）污染量指數法 污染量指數法（IPC）是以分析葉片中污染物含量為基礎，監(jiān)測大氣污染的一種方法。 2）生物指數法 評價水質用的生物指數，主要是依據不利環(huán)境因素（如各

19、種污染物）對生物群落結構的影響，用數學形式來表現群落結構指示環(huán)境質量的狀況。 污染量指數法：KIPC = Cm / CC 式中：Cm為監(jiān)測點指示植物葉片中污染物含量；CC為對照點同種植物葉片中污染物的含量。 根據IPC值，對各監(jiān)測點污染程度進行分級： I級：清潔大氣（KIPC 3.0）。 Beck生物指數（ Beck ，1955）：IB = 2nA + nB 式中：IB是 生物指數；nA為不耐有機污染的種數； nB為耐中度有機污染的種數。 IB值= 0，表示水體受有機物嚴重污染； IB值110， 表示水體受有機物中度污染； IB值10 ，表示水體為清潔水體。 硅藻生物指數 ： 用河流中硅藻的種

20、類數來計算 I = 式中：I 為硅藻生物指數； A為不耐污的種類數；B是對有機污染無所謂的種類數；C為在污染區(qū)內獨有的種類數。10022CBACBA 生物指數法（Goodnight，1961）： 利用顫蚓類與全部底棲動物的比值生物指數= 100 若指數80%為嚴重有機污染。底棲類動物個體數顫蚓類個體數 水生昆蟲與寡毛類濕重的比值 (King,1964) 應用這種方法無需將生物鑒定到種，將底棲動物中昆蟲和寡毛類檢出，分別稱重并按下式計算： I = 此值數值越小，表示污染越嚴重；反之，數值越大，表示水質越清潔。100寡毛類濕重昆蟲濕重 污染生物指數（BIP） IBIP是指無葉綠素微生物占全部微生物

21、的百分比，其指數按下式計算： IBIP= 式中A為有葉綠素微生物數；B為無葉綠素微生物數。 指數08為清潔水，820為輕度污染水，2060為中度污染水，60100為嚴重污染水。 100 BAB （3）種類多樣性指數 生物群落中的種數與個體數的比值。 常用的指數有： Gleason豐富度指數 Margalef 豐富度指數 Shannon-Weaver 多樣性指數 Simpson多樣性指數綜合評價法。綜合評價法。 （1）重疊法 做成一套復合圖，表示生態(tài)系統(tǒng)的特征，指明污染物在生態(tài)系統(tǒng)各部位的污染效應的性質和程度。 （2）列表清單法 可鑒別污染物質在生態(tài)系統(tǒng)中不良的或有益的生態(tài)效應，并表示其相對強弱

22、，但不能進行定量計算。 （3）Leopold相關矩陣法 矩陣 “行”方向列出生態(tài)系統(tǒng)的生物與非生物因子，“列”方向列出污染物因子，對角線左上方標出影響大小的分值，右下方標出污染物影響的相對重要度。 （4）網絡法 利用影響樹表示出污染物對生態(tài)系統(tǒng)產生的各種原發(fā)性效應和繼發(fā)性效應。8.2.4 污染生態(tài)效應評價的內容污染生態(tài)效應評價的內容 污染物的毒害效應 遺傳多樣性的喪失 物種多樣性的喪失 生態(tài)系統(tǒng)結構的變化1. 污染物的毒害效應污染物的毒害效應 對生態(tài)系統(tǒng)中已經存在或者即將存在的污染物的物理、化學與生物學特性進行系統(tǒng)的研究分析，推測污染物的毒性。生態(tài)毒理學實驗確定污染物的急性與慢性毒性效應。2.

23、 遺傳多樣性的喪失遺傳多樣性的喪失 污染條件下，種群的敏感性個體消失，從而使整個種群的遺傳多樣性水平降低；污染引起種群規(guī)模減小，降低了種群的遺傳多樣性水平； 使種群實現對污染完全適應，并恢復到原來的種群數量，由于建立者效應，造成遺傳來源單一，變異性的來源大大降低。3. 物種多樣性的喪失物種多樣性的喪失 污染引起物種多樣性降低的機理：污染物的直接毒害作用，使生物喪失生存或繁衍的能力；污染引起生境的改變，使生物喪失了生存的環(huán)境；生態(tài)系統(tǒng)中的富集和積累作用，使食物鏈后端的生物中毒而難以存活或繁育。4. 生態(tài)系統(tǒng)結構的變化生態(tài)系統(tǒng)結構的變化 應用生態(tài)學方法，對生態(tài)系統(tǒng)中的生產者、消費者、分解者以及非生

24、物環(huán)境進行具體的調查分析，確定待評價生態(tài)系統(tǒng)中能量流動、物質循環(huán)、信息傳遞的特定規(guī)律。8. 3 污染生態(tài)診斷與監(jiān)測分析污染生態(tài)診斷與監(jiān)測分析8.3.1 污染生態(tài)診斷污染生態(tài)診斷1. 污染生態(tài)診斷的概念污染生態(tài)診斷的概念 按照一套綜合會診程序和行之有效的檢驗方法（物理、化學、生物學以及生態(tài)毒理學方法等），對一定區(qū)域內的生態(tài)系統(tǒng)質量進行說明、評價和預測。 通過對污染源的全面調查，確定主要污染源和主要污染物及其排放特征，了解主要污染物的污染程度及范圍，研究污染物的分布和運動規(guī)律，探討污染發(fā)生的機制，掌握生態(tài)系統(tǒng)質量的變化規(guī)律。2. 污染生態(tài)診斷的依據污染生態(tài)診斷的依據 （1）生物對污染的適應 對污染

25、引起的“自然”環(huán)境（外環(huán)境）及生物生理（內環(huán)境）條件變化的適應；對污染物自身的適應。 （2）污染條件下的生物進化 不能適應污染的生物，種群衰退，物種消亡，引起生物多樣性的喪失；能夠適應的生物，在污染條件下，將產生快速分化，形成高污染適應性的進化取向。8.3.2 污染生物監(jiān)測污染生物監(jiān)測 生物監(jiān)測是指利用生物個體、種群或群落對環(huán)境中污染物質的反應，即利用生物在各種污染環(huán)境下所發(fā)出的各種信息，來判斷環(huán)境污染狀況的一種手段，從生物學角度為環(huán)境質量的監(jiān)測和評價提供依據。 生物監(jiān)測包括水污染監(jiān)測、土壤污染監(jiān)測和大氣污染監(jiān)測。1. 大氣污染生物監(jiān)測大氣污染生物監(jiān)測 利用生物對大氣污染物的反應，監(jiān)測有害氣體

26、的成分和含量，以了解大氣環(huán)境質量的狀況。大氣污染的生物監(jiān)測包括動物監(jiān)測和植物監(jiān)測。指示動物和指示植物 有些植物對大氣污染的反應極為敏感，在污染物達到人和動物的受害濃度之前，它們就顯示出受害癥狀，如紫花苜蓿、貼梗海棠、香石竹、番茄、唐菖蒲等。 利用動物也能夠起到指示、監(jiān)測環(huán)境的作用。事實上，利用生物監(jiān)測環(huán)境污染是從動物開始的。 利用微生物生物區(qū)系組成及數量變化，監(jiān)測環(huán)境污染程度完全可行。 環(huán)境污染影響生物的組成和分布，生物的區(qū)系變化可用于監(jiān)測環(huán)境。2. 水體污染生物監(jiān)測水體污染生物監(jiān)測 以滇池為例，水生植被與水體污染程度的關系： 1）重污染 各種高等沉水植物全部死亡； 2）中度污染 敏感植物如海

27、菜花、輪藻等消失，篦齒眼子菜稀少，抗性強的如紅線草、狐尾藻等相當繁茂； 3）輕度污染 海菜花、輪藻等漸趨消失，中等敏感植物和抗污植物均有生長； 4）無污染 各類植物包括輪藻、海菜正常生長。 水污染指示動物，采用底棲動物中的環(huán)節(jié)動物、軟體動物、固著生活的甲殼動物以及水生昆蟲等。 魚類可作為水體污染的監(jiān)測生物。魚的呼吸系統(tǒng)最敏感，利用魚類受毒害前后呼吸頻率的變化，可判斷污染物的毒性大小和污染程度。 微生物是有機污染物的良好監(jiān)測生物。3. 土壤污染生物監(jiān)測土壤污染生物監(jiān)測 利用一些對特定污染物較為敏感的植物，作為土壤污染物的預測和監(jiān)測指標。一般來說，指示植物主要起到預警作用。 土壤動物是反映環(huán)境變化

28、的敏感指示生物，當某些環(huán)境因素的變化發(fā)展到一定限度時，會影響到土壤動物的繁衍和生存，甚至死亡。 微生物種群數量變化、微生物酶活性變化等，都可以用作土壤受污染程度的監(jiān)測指標。8.3.3 污染生態(tài)分析方法污染生態(tài)分析方法 1. 生物典型受害癥狀分析生物典型受害癥狀分析 通過肉眼觀察生物體受污染后發(fā)生的形態(tài)變化，如植物葉片傷害癥狀、動物器官畸形等來進行環(huán)境污染的監(jiān)測。 處在大氣環(huán)境中的敏感植物受污染后，葉片會出現傷害癥狀。根據受害癥狀與大氣中污染物濃度的相關性，將污染傷害植物的程度同已知的環(huán)境污染物濃度聯系起來，能夠憑借葉片典型癥狀，反映大氣中相應污染物的濃度。 在根據形態(tài)結構變化監(jiān)測水體污染時，最

29、常見的生物材料是魚類。 土壤中的污染物對植物的根，莖、葉都可能產生影響，出現一定的癥狀。 2. 生物生理生化指標分析生物生理生化指標分析 生物受污染時某些生理生化指標的變化靈敏、迅速，更適宜作環(huán)境監(jiān)測。 如：氨和銨離子使植物的6-磷酸葡萄糖脫氫酶、蘋果酸脫氫酶和過氧化物酶活性升高；過氧乙酰硝酸酯抑制6- 磷酸葡萄糖脫氫酶和蘋果酸脫氫酶的活性；植物對臭氧、二氧化硫、亞硫酸根離子、硫酸根離子、氨和銨離子都敏感，過氧化物酶活性會有所升高。 如：鰓蓋運動頻率、呼吸頻率、呼吸代謝、側線感觀機能、滲透壓調節(jié)、攝食量與能量轉換率、抗病力、神經內分泌活動及血液成分變化、血糖水平、酶（如魚腦膽堿酯酶、轉氨酶、血

30、漿酶、ATP酶等）活性變化、糖類、酯類代謝等。3. 生物細胞遺傳學指標分析生物細胞遺傳學指標分析 采用細胞遺傳學的方法來篩選化學誘變因子，監(jiān)測環(huán)境中具有致癌、致畸、致突變的化學物質。常用的方法主要有：微核測定法、染色體畸變分析、姐妹染色體交換率、非預定DNA合成等。 高等植物被認為是進行環(huán)境化學物質的遺傳毒性效應研究的極好材料，如紫露草和蠶豆。 在動物方面常用蝌蚪腸細胞、小鼠外周血淋巴細胞、蟾蜍血液細胞等為材料，觀察細胞染色體畸變情況、微核率、非預定DNA合成等指標來監(jiān)測大氣和水污染。 4. 生物群落結構分析生物群落結構分析 以在昆陽磷肥廠附近氟污染林地的地衣調查結果為例： 嚴重污染：樹干上沒有梅衣屬地衣，石蕊屬地衣不能夠形成子囊盤，甚至不能夠形成柱體。中等污染：梅衣屬地衣出現在樹干高度4m以下，石蕊屬的幾