第十五章水质安全的生物监测第一节水体污染的生物监测第二节生物毒性检测
1 第十五章 水质安全的生物监测 第一节 水体污染的生物监测 第二节 生物毒性检测
第一节水体污染的生物监测一、生物监测的意义透明度物理方法·不能测毒性水质监测方法化学方法化学分析，·不能全部监测化合物浓度·不能反映相互影响生物方法水体污染→生物个体、种群、群落、生态系统变化>代表对生态系统的综合影响指示生物的选择微型生物（细菌、真菌、藻类、原生动物）微型生物的优点·是水生态系统的基础·容易获得·可在培养基中生存方便、研究周期短、成本低·可多次重复试验·世代时间短2·分布广、易于比较
2 一、生物监测的意义 水质监测方法 物理方法——透明度 化学方法——化学分析， 化合物浓度 生物方法 •不能测毒性 •不能全部监测 •不能反映相互影响 水体污染→生物个体、种群、群落、生态系统变化→代表对生态系统的综合影响 指示生物的选择——微型生物（细菌、真菌、藻类、原生动物） 微型生物的优点 • 是水生态系统的基础 • 容易获得 • 可在培养基中生存 • 可多次重复试验 • 世代时间短 • 分布广、易于比较 方便、研究周期短、成本低 第一节 水体污染的生物监测
第一节水体污染的生物监测藻类作为指示生物的优点一与水污染密切相关，特别是N、P污染一与细菌形成共生关系一不同藻类对毒物的耐受力不同可用的指标：指示种类、优势种群、污染种指数、藻类多样性原生动物作为指示生物的优点：一对环境变化敏感一它本身是一个群落，且有群落级的结构和功能特点
3 • 藻类作为指示生物的优点 －与水污染密切相关，特别是N、P污染 －与细菌形成共生关系 －不同藻类对毒物的耐受力不同 可用的指标：指示种类、优势种群、污染种指数、藻类多样性 • 原生动物作为指示生物的优点： －对环境变化敏感 －它本身是一个群落，且有群落级的结 构和功能特点。 第一节 水体污染的生物监测
第一节水体污染的生物监测二、污化指标生物及污化系统生物种类多、细菌数量少、浮游植物多有机污染程度：多污带寡污带α-中污带β-中污带生物种类少、水污染生物指数（BIP：BiologicaIndexofwater细菌种类多、pollution)无叶绿素微生物的数量(B数量大BIP=x100B十有叶绿素微生物的数量（A
4 生物种类少、 细菌种类多、 数量大 有机污染程度： 多污带 α-中污带 β-中污带 寡污带 二、污化指标生物及污化系统 生物种类多、 细菌数量少、 浮游植物多 水污染生物指数（BIP：Biologica Index of water pollution） B 100 B A BIP = 无叶绿素微生物的数量（ ） ＋有叶绿素微生物的数量（ ） 第一节 水体污染的生物监测
第二节生物毒性检测环境标准、排放标准的强化（1）水质环境标准指标：综合指标（BOD、COD、TP、TN）单一指标（单一化合物、Cr、酚等）日本1993年：水质环境标准大规模修改。追加了三氯乙烯、四氯化碳等15项单一化合物指标（增加到23项），此外，要经常检测的指标也增加到25项1998年6月：日本环境厅又提出了300条要核查的化学物质的黑名单。1999年2月：再一次追加了硝酸·亚硝酸根、氟和硼三个指标2000年1月：实施了非意图化学物质二恶英的环境标准。5
5 环境标准、排放标准的强化(1) 水质环境标准指标∶综合指标（BOD、COD、TP、TN）、 单一指标(单一化合物、Cr、酚等) 日本 1993年∶水质环境标准大规模修改。追加了三氯乙烯、四 氯化碳等15项单一化合物指标（增加到23项）， 此外，要经常检测的指标也增加到25项。 1998年6月∶日本环境厅又提出了300条要核查的化学物质 的黑名单。 1999年2月∶再一次追加了硝酸·亚硝酸根、氟和硼三个指标 2000年1月∶实施了非意图化学物质二 恶英的环境标准。 第二节 生物毒性检测
第二节生物毒性检测环境标准、排放标准的强化（2）中国（1998年1月）：实施了新的废水排放标准，其一类污染物由原来的9项增加到目前的13项，第2类污染物由原来到20项增加到56项（新建工厂）。现有的污染物综合指标和单一指标有哪些不足？
6 中国(1998年1月)∶ 实施了新的废水排放标准，其一类污染物由原来的 9项增加到目前的13项，第2类污染物由原来到20项 增加到56项（新建工厂）。 环境标准、排放标准的强化(2) 第二节 生物毒性检测 现有的污染物综合指标和单一指标有哪些不足？
第二节生物毒性检测水质综合指标存在的问题·综合指标（BODs，CODcr，DOC等）不能给出有机物种类的信息，更不能给出这些污染物的危害性和危害程度。·相同的CODcr，不同的废水，其污染物组成差异大，毒性差异也很大。·仅仅用CODcr，DOC等评价不同的工业废水，就像仅仅用人口数量评价一个国家一样，显然不能客观、全面评价其特性
7 水质综合指标存在的问题 • 综合指标（BOD5，CODCr，DOC等）不能给出有机 物种类的信息，更不能给出这些污染物的危害性和危 害程度。 • 相同的CODCr，不同的废水，其污染物组成差异大， 毒性差异也很大。 • 仅仅用CODCr，DOC等评价不同的工业废水，就像仅 仅用人口数量评价一个国家一样，显然不能客观、全 面评价其特性。 第二节 生物毒性检测
水中溶解性有机组分(DOM)指纹分析水样DOM0.45m滤膜过滤DOM分析：DOC.UV吸收、荧光特性树脂组分分离DOM树脂组分分离获得6个树脂分离组分HOA,HOB,HON,HIA,HIB,HIN对水样总DOM进6个树脂行凝胶色谱分析分离组分树脂分离组分进行树脂分树脂分树脂分凝胶色谱分析离组分离组分离组分获得n个凝胶分离UV吸收荧光DOC凝胶色谱组分获得6Xn个次级分析分析分析Fi,F2,F分析组分FHOA.I~FHOA.nFHOB.I~FHOBa6n个次级树脂分离组分DOC、SUVA及荧光特性雷达图组分DOM指纹图8
水中溶解性有机组分(DOM)指纹分析 8 DOM 树脂组分 分离 凝胶色谱 分析 6个树脂 分离组分 6n个次级 组分
DOM指纹分析方法及DOM指纹图F3RF3，分子量>5kDa组分；所占比例R，ofSEC-fractionF,inF2，分子量3k~5kDa组分；所占比例RRFi，分子量5kDa亲水碱HIB组分中，HOA的HIN亲水中比例rHOA.3DOM指纹图范例（注：组分比例以UV254或DOC计，下同）9
DOM指纹分析方法及DOM指纹图 9 F3，分子量 >5k Da 组分；所占比例R3 F2，分子量 3k~5k Da 组分；所占比例R2 F1，分子量 5k Da 组分中，HOA的 比例rHOA,3 DOM指纹图范例 （注： 组分比例以UV254或DOC计，下同) 半径——DOM总量
北京银川>5kDa(39.13%)>5kDa(44.7%)二级出水水质指纹图HOAHOA3k-5kDa(32.63%)3k-5kDa(29.36%)HOBHOBHONHON3kDa(28.23%)3kDa(25.94%)WHIAMHIAWHIBHIBMHINWHIN广州淄博>5kDa(45.98%)>5kDa (66.06%)HOAIHOA3k-5kDa(30.23%)3k-5kDa(15.53%)HOBHOBHONHON<3kDa(23:79%$3kDa(18.41%)HIAHIAHIBHIBHINWHIN10
北京 淄博 银川 广州 二级出水水质指纹图 10