1、一、概述一、概述v 通過生物（植物、動物、微生物）通過生物（植物、動物、微生物）在環境中的分布，生長發育狀況及生在環境中的分布，生長發育狀況及生理生化指標和生態系統的變化來研究理生化指標和生態系統的變化來研究空氣環境的污染情況，測定污染物毒空氣環境的污染情況，測定污染物毒性。性。 空氣污染生物監測空氣污染生物監測空氣污染生物監測空氣污染生物監測 1）了解大氣生物監測法的基本）了解大氣生物監測法的基本原理、方法要點、優缺點。原理、方法要點、優缺點。 2）了解植物在污染環境中的受）了解植物在污染環境中的受害癥狀和大氣污染指示植物的選害癥狀和大氣污染指示植物的選擇以及各種監測方法。擇以及各種監測方法

2、。二、二、 基本內容基本內容空氣污染生物監測空氣污染生物監測 一、利用植物監測一、利用植物監測（一）基本方法（一）基本方法 指示植物及其受害癥狀；指示植物及其受害癥狀； 栽培指示植物監測法；栽培指示植物監測法； 植物群落監測法植物群落監測法 其他監測法其他監測法1、指示植物、指示植物2、受害癥狀vSOSO2 2的污染的污染癥狀癥狀：葉：葉脈出現煙脈出現煙斑，嚴重斑，嚴重時，公留時，公留葉脈為綠葉脈為綠色。色。SO2監測植物監測植物矮牽牛矮牽牛硫酸霧的污染癥狀硫酸霧的污染癥狀：葉面上出現淺：葉面上出現淺黃色透光斑點，嚴重時則成孔洞。黃色透光斑點，嚴重時則成孔洞。氟化物的污染癥狀氟化物的污染癥狀：

3、葉邊緣萎黃，與間有一：葉邊緣萎黃，與間有一條明顯分界線，嚴重時葉片大部分枯黃。條明顯分界線，嚴重時葉片大部分枯黃。NOXNOX的污染癥狀的污染癥狀：常與常與O O3 3和和SOSO2 2一起一起作用。葉片上出現密集的深綠色作用。葉片上出現密集的深綠色水浸蝕斑痕。水浸蝕斑痕。 O3O3的污染癥狀的污染癥狀：老齡葉片上出現細小點：老齡葉片上出現細小點狀煙斑，呈銀灰色或褐色，嚴重時使狀煙斑，呈銀灰色或褐色，嚴重時使葉子脫落。葉子脫落。v過氧乙酰硝酸酯過氧乙酰硝酸酯：損傷幼齡葉片的尖：損傷幼齡葉片的尖部及敏感老齡葉片的基部部及敏感老齡葉片的基部。 先將指示植物在沒有污先將指示植物在沒有污染的環境中盆栽

4、培植，等生染的環境中盆栽培植，等生長到適宜大小時，移至監測長到適宜大小時，移至監測點，觀測它們受害癥狀和程點，觀測它們受害癥狀和程度。度。3、盆栽植物監測法：、盆栽植物監測法：見課本見課本p305p3054、植物群落監測法、植物群落監測法 調查現場植物群落中各種植物受害調查現場植物群落中各種植物受害癥狀和程度，估測大氣污染情況。癥狀和程度，估測大氣污染情況。表：某些化工廠附近植物群落受害情況表：某些化工廠附近植物群落受害情況 調查地衣和苔蘚法：調查地衣和苔蘚法：通過調查通過調查樹干上的地衣和苔蘚的種類與數量，樹干上的地衣和苔蘚的種類與數量，便可估計大氣污染程度。在工業城便可估計大氣污染程度。在

5、工業城市，通常距市中心越近，地衣的種市，通常距市中心越近，地衣的種類越少，重污染區內一般僅有少數類越少，重污染區內一般僅有少數殼狀地衣分布，隨著污染程度的減殼狀地衣分布，隨著污染程度的減輕，便出現枝狀地衣；在輕污染地輕，便出現枝狀地衣；在輕污染地區，葉狀地衣數量最多。區，葉狀地衣數量最多。苔蘚植物苔蘚植物1 1、生活在陰濕的環境中。、生活在陰濕的環境中。 2 2、 一般有莖、葉的分化。一般有莖、葉的分化。3 3、靠孢子繁殖。、靠孢子繁殖。墻蘚墻蘚 葫蘆蘚葫蘆蘚樹干上的苔蘚樹干上的苔蘚苔蘚葉狀地衣5、其他監測法、其他監測法 調查樹木的年輪：剖析樹木的調查樹木的年輪：剖析樹木的年輪，可以了解所在地

6、區大氣污年輪，可以了解所在地區大氣污染的歷史。一般，污染嚴重或氣染的歷史。一般，污染嚴重或氣候條件惡劣年份樹木的年輪較窄，候條件惡劣年份樹木的年輪較窄，木質比重小。木質比重小。 還有生產力測定法、指示植物還有生產力測定法、指示植物中污染物質含量測定法等中污染物質含量測定法等樹木年輪學樹木年輪學（Dendrochronology）是一門研是一門研究樹木木質部年生長層以及利用究樹木木質部年生長層以及利用年生長層來定年的科學。它是二年生長層來定年的科學。它是二十世紀初由美國天文學家十世紀初由美國天文學家A.E.Douglass創立創立。剖析樹木年輪了解所在地區大氣剖析樹木年輪了解所在地區大氣污染歷史

7、的污染歷史的理論依據理論依據 年輪的化學組成和物理特征受光年輪的化學組成和物理特征受光照、氣溫、濕度、營養狀況、大照、氣溫、濕度、營養狀況、大氣氣COCO2 2組成和大氣水組成等環境因組成和大氣水組成等環境因素的影響，因此樹木在年輪形成素的影響，因此樹木在年輪形成過程中可通過其寬度、密度、亮過程中可通過其寬度、密度、亮度及同位素等變化記錄過去氣候度及同位素等變化記錄過去氣候和環境變化的信息。和環境變化的信息。年輪分析的優點年輪分析的優點v分辨率高分辨率高 v連續性強連續性強 v樹輪指標量測精確樹輪指標量測精確 v地域分布廣泛地域分布廣泛 v便于獲取便于獲取v定年準確定年準確 我國已作樹木年輪分

8、析的樹種我國已作樹木年輪分析的樹種v園柏（祁連園柏）園柏（祁連園柏）v云杉（青海云杉、麥吊云杉、天山云杉）云杉（青海云杉、麥吊云杉、天山云杉）v柳杉（天目山）柳杉（天目山）v冷杉（秦嶺冷杉、喜馬拉雅冷杉）冷杉（秦嶺冷杉、喜馬拉雅冷杉）v油松（賀蘭山油松）油松（賀蘭山油松）v華山松華山松v落葉松（長白落葉松）落葉松（長白落葉松）v馬尾松馬尾松（二）大氣污染植物監測的優勢（二）大氣污染植物監測的優勢(l) (l) 直接反映污染對生態系統的影響強度和綜合作直接反映污染對生態系統的影響強度和綜合作用用(2) (2) 能早期發現污染物能早期發現污染物 (3(3）能反映一個地區的污染歷史）能反映一個地區的

9、污染歷史 植物像個植物像個“不下崗不下崗的哨兵的哨兵”, , 能日日夜夜為人類監測。能日日夜夜為人類監測。(3(3） 能檢測出不同的污染物能檢測出不同的污染物 （三）植物受害癥狀表現規律（三）植物受害癥狀表現規律v 下風向植物受害程度比上風向的重。下風向植物受害程度比上風向的重。受害程度隨離污染源距離增大而減受害程度隨離污染源距離增大而減輕。輕。成熟葉片及老齡葉片較新長出的嫩成熟葉片及老齡葉片較新長出的嫩葉容易受害。葉容易受害。植物受到兩種或兩種以上有害物質植物受到兩種或兩種以上有害物質同時作用時，受危害程度可能具有同時作用時，受危害程度可能具有相加、相減或相乘等協同作用。相加、相減或相乘等協

10、同作用。二、利用動物監測二、利用動物監測（一）利用動物個體的異常反應金絲雀、金翅鳥、老鼠瓦斯毒氣蜜蜂-金屬污染物（二）利用動物種群數量的變化敏感動物種群數減少，不易接觸的動物種群數增加三、利用微生物監測三、利用微生物監測 空氣微生物是空氣污染的重空氣微生物是空氣污染的重要因子，它與氣溶膠、顆粒物等要因子，它與氣溶膠、顆粒物等媒體一起散布并污染環境、左右媒體一起散布并污染環境、左右疾病發生與傳播，監測空氣微生疾病發生與傳播，監測空氣微生物狀況是掌握其活動和作用的必物狀況是掌握其活動和作用的必要前提。要前提。第三節第三節 生物污染監測生物污染監測v生物污染監測就是應用各種檢測手段測定生生物污染監測

11、就是應用各種檢測手段測定生物體內的有害物質，以便及時掌握被污染的物體內的有害物質，以便及時掌握被污染的程度。程度。v生物污染監測的步驟生物污染監測的步驟：生物樣品的采集預處理污染物的測定生物樣品制備一、生物對污染物的吸收及在體內分布一、生物對污染物的吸收及在體內分布 (一一) 植物對污染物的吸收及在體內植物對污染物的吸收及在體內分布分布v空氣污染物主要通過粘附、從葉片氣空氣污染物主要通過粘附、從葉片氣孔或莖部皮孔侵入方式進入植物體；孔或莖部皮孔侵入方式進入植物體；v植物通過根系從土壤或水體中吸收水植物通過根系從土壤或水體中吸收水溶態污染物。溶態污染物。 表表6.6 農藥在稻谷中的農藥在稻谷中的

12、蓄積蓄積情況情況農 藥糠 / %米 / %農 藥糠 / %米 / %p,p-DDT六六六馬拉硫磷704087306013苯硫磷乙拌磷倍硫磷80659420356表表6.7 農藥在水果中的蓄積情況農藥在水果中的蓄積情況農 藥品種果皮 / %果肉 / %農 藥品種果皮/ %果肉/ %p,p-DDT西維因敵菌丹倍硫磷蘋果蘋果蘋果桃97229770378330異狄氏劑殺螟松樂果柿子葡萄橘子9698854215 v環境中的污染物一般通過呼吸道、消化環境中的污染物一般通過呼吸道、消化道、皮膚等途徑進入動物體內道、皮膚等途徑進入動物體內; ;v水和土壤中的污染物質主要通過飲用水水和土壤中的污染物質主要通過飲

13、用水和食物攝入，經消化道被吸收和食物攝入，經消化道被吸收; ;v脂溶性污染物質通過皮膚吸收后進入動脂溶性污染物質通過皮膚吸收后進入動物肌體。物肌體。 （二）動物對污染物的吸收及在體內分布（二）動物對污染物的吸收及在體內分布二、生物樣品的采集和制備二、生物樣品的采集和制備1. 植物樣品的采集植物樣品的采集(1) 對樣品的要求：采集的植物樣品要具對樣品的要求：采集的植物樣品要具有代表性、典型性和適時性。有代表性、典型性和適時性。(2) 布點方法：在劃分好的采樣小區內，布點方法：在劃分好的采樣小區內，常采用梅花形布點法或交叉間隔布點法確定常采用梅花形布點法或交叉間隔布點法確定代表性的植株。代表性的植

14、株。 (一一) 植物樣品的采集和制備植物樣品的采集和制備 (3) 采樣方法：在每個采樣小采樣方法：在每個采樣小區內的采樣點上分別采集區內的采樣點上分別采集510處植株的根、莖、葉、果實等，處植株的根、莖、葉、果實等，將同部位樣混合，組成一個混將同部位樣混合，組成一個混合樣；采集樣品量要能滿足需合樣；采集樣品量要能滿足需要，一般經制備后，至少有要，一般經制備后，至少有2050g干重樣品。干重樣品。 2. 植物樣品的制備植物樣品的制備(1) 鮮樣的制備：測定植物內容易揮發、轉化或降鮮樣的制備：測定植物內容易揮發、轉化或降解的污染物質、營養成分，以及多汁的瓜、果、蔬菜解的污染物質、營養成分，以及多汁

15、的瓜、果、蔬菜樣品，應制備成新鮮樣品。樣品，應制備成新鮮樣品。樣品洗凈樣品洗凈晾干或拭干晾干或拭干搗碎機搗碎制漿搗碎機搗碎制漿研磨研磨 (2) 干樣的制備：干樣的制備： 風干、烘干風干、烘干磨碎磨碎過篩過篩保存保存 3. 分析結果表示方法分析結果表示方法常以干重為基礎表示（常以干重為基礎表示（mg/kg），但含水量高的蔬），但含水量高的蔬菜、水果等，以鮮重表示計算結果為好。菜、水果等，以鮮重表示計算結果為好。 (二二) 動物樣品的采集和制備動物樣品的采集和制備v動物的尿液、血液、唾液、胃液、乳液、糞便、毛動物的尿液、血液、唾液、胃液、乳液、糞便、毛發、指甲、骨骼和組織等均可作為檢驗樣品。發、指

16、甲、骨骼和組織等均可作為檢驗樣品。三、生物樣品的預處理三、生物樣品的預處理( (一一) )消解和灰化消解和灰化濕法消解濕法消解灰化法灰化法提取方法提取方法分離方法分離方法液液-液萃取法液萃取法蒸餾法蒸餾法層析法：層析法：磺化法和皂化法磺化法和皂化法氣提法和液上空間法氣提法和液上空間法低溫冷凍法低溫冷凍法振蕩浸取法振蕩浸取法組織搗碎提取法組織搗碎提取法脂肪提取器提取脂肪提取器提取直接球磨提取法直接球磨提取法蒸餾法蒸餾法K-D濃縮器濃縮器蒸發法等蒸發法等四、污染物的測定四、污染物的測定v測定方法主要有分光光度法、原子吸收光測定方法主要有分光光度法、原子吸收光譜法、熒光分光光度法、色譜法、質譜法譜法

17、、熒光分光光度法、色譜法、質譜法和聯機法等。和聯機法等。408-2 環境監測實驗室基礎合格的實驗室和合格的操作人員包括：v儀器的正確使用和定期校正；v玻璃儀器的選用和校正；v化學試劑和溶劑的選用；v溶液的配制和標定、試劑的提純；v實驗室的清潔度和安全工作；v分析人員的操作技術和分離操作技術。 41一、實驗用水（一）蒸餾水v蒸餾器：金屬、玻璃、石英、亞沸蒸餾（二）去離子水（三）特殊要求的純水無氯水：加入亞硫酸鈉還原無氨水：加入硫酸使pH2無CO2水：煮沸或暴氣其它：無重金屬水、無砷水、無酚水、不含有機物蒸餾水42二、試劑與試液v試劑：選用相應規格一般試劑分為三級：v優級純：Guaranteed

18、Reagentv分析純：Analytical Reagentv化學純：Chemical Reagent其他表示方法：高純試劑、基準試劑、色譜純試劑、生化試劑等。v試液：適當配制、妥善保存43三、實驗室的環境條件v實驗室空氣中如含有固體、液體的氣溶膠和污染氣體，對痕量分析和超痕量分析會導致較大誤差。v所以要求實驗室的空氣清潔度達到較高的標準。最好能在超凈實驗室中進行或使用。44四、實驗室的管理及崗位責任制其內容包括：v對監測分析人員的要求v對監測質量保證人員的要求v實驗室安全制度v藥品使用管理制度v儀器使用管理制度v樣品管理制度458-3 監測數據的統計處理及結果表達監測數據的統計處理及結果表達

19、1、真值、真值某一時刻和某狀態下，某量的效應體現出的客觀值或實際值，包括：理論真值、約定真值、標準真值。2、準確度、準確度測定結果與真值的符合程度，通常用誤差表示。可分為系統誤差、隨機誤差和過失誤差。3、誤差的表示方法、誤差的表示方法絕對誤差：測定結果與真值之差。只能顯示誤差絕對值的大小，不能完全反映準確程度。相對誤差：絕對誤差與真值之比。46二、精密度與偏差v多次測定的平均值代替真值真值v精密度精密度：同一測量中多次平行測定之間的符合程度。v偏差偏差：各個測定結果與算術平均值之差。絕對偏差=測得數值-算術平均值相對偏差=絕對偏差/平均值*100%平均偏差= |X-X平均|/n 相對平均偏差v

20、標準偏差標準偏差、相對標準偏差:s= 1)(2nXXi%100XsRSD= %100Xs47三、誤差種類及其減小方法1、系統誤差（可測誤差、恒定誤差）v有測定過程中某些經常性原因造成。在重復測定過程中會重復出現，對測定結果影響比較固定。v產生原因有：方法誤差：方法本身不夠完善而帶來的誤差。儀器誤差：由儀器不夠準確造成。試劑誤差：試劑或蒸餾水不純。主觀誤差：分析人員造成。v消除方法：用公認的標準方法與某測定方法比較，找出校正系數，進行校正消除；對儀器誤差，可事先將儀器或容器校正；試劑純度不夠使用空白實驗校正；建立統一的操作規程，嚴格的操作，可克服主觀誤差。482、偶然誤差（隨機誤差）v誤差產生原

21、因偶然原因引起，數值大小不定，初看起來無一定規律性，但當測定次數增多，它服從正態分布規律。v消除方法：根據上述規律，測定次數越多，分析結果的算術平均值的隨機誤差越小，因此，多次重復測定，取平均值的方法可以減小隨機誤差。增加測定次數，再減免了系統誤差的情況下，其平均值就越接近于真值。v從上述可以看出，隨機誤差決定了測定結果的精隨機誤差決定了測定結果的精密度；系統誤差決定了測定結果的準確度密度；系統誤差決定了測定結果的準確度。493、過失誤差：v因工作粗枝大葉、不守操作規程等原因引起，它明顯地歪曲測定結果，因而一經發現必須及時改正。50四、監測數據的統計處理數據處理中常用名詞及其含義1、總體和個體

22、、總體和個體研究對象的全體稱為總體；其中的一個基本單元稱為個體。2、樣本和樣本容量、樣本和樣本容量總體的一部分稱為樣本；樣本中含個體的數目就是樣本容量。3、算術平均值、算術平均值xx514、標準偏差、標準偏差總體標準偏差：樣本的標準偏差：5、相對標準偏差、相對標準偏差單次測定結果的相對標準偏差（RSD），又稱變異系數（CV)= %100Xs52練習題：1. 某測定所得五次測定值為：某測定所得五次測定值為：31.02%、31.08%、31.10%、31.05%、31.06%， 求測定結果的平均偏差、相對平均偏求測定結果的平均偏差、相對平均偏差、標準偏差、相對標準偏差。差、標準偏差、相對標準偏差。

23、2. 某樣品兩人的分析結果為： 甲：40.15%、 40.15%、 40.14%、40.16% 乙：乙： 40.25%、 40.01% 、40.10%、 40.08% 問哪一個結果比較可靠？問哪一個結果比較可靠？53v兩組精密度不同的測量值的正態分布六、隨機誤差的正態分布548-4 實驗室內部質量控制v實驗室內部質量控制：是實驗室自我控制質量的常規程序，它反映分析質量穩定性如何，及時發現異常情況并采取相應措施。v內部質量控制包括：空白實驗、標準曲線的核查、儀器設備的定期標定、平行樣分析、加標樣分析、密碼樣品分析，編制質量控制圖等。55一、空白試驗v空白試驗值是以水代替實際樣品，并完全按照實際的分析程序操作后儀器的響應值