水生生物群落監測水體污染(生物監測課件)

斷面布設的原則布點方法任務一水生生物監測斷面布設一、斷面布設的原則1.代表性

2.與水化學采樣斷面的一致性3.整體性4.經濟性5.連續性對照斷面控制斷面削減斷面500m控制斷面河流監測斷面設置在水域的下列位置應設置監測斷面：有大量廢水排入河流的主要居民區、工業區的上游和下游。湖泊、水庫、河口的主要入口和出口。飲用水源區、水資源集中的水域、主要風景游覽區、水上娛樂區及重大水力設施所在地等功能區。較大支流匯合口上游和匯合后與干流充分混合處；入海河流的河口處；受潮汐影響的河段和嚴重水土流失區應盡可能與水文測量斷面重合，實現水質監測與水量監測的結合，并要求交通方便，有明顯岸邊標志。國際河流出入國境線的出入口處。二、布點方法

對照斷面

設置目的:了解流入某一區域（監測段）前的水質狀況，提供這一水系區域本底值。設置方法：（位于該區域所有污染源上游處,排污口上游100～500m處）a.設在河流進入城市或工業區以前的地方b.避開各種廢水、污水流入或回流處

斷面數目：一個河段區域一個對照斷面。（有主要支流時可酌情增加。）至少設置三種斷面：即對照斷面、控制斷面和削減斷面1.河流監測斷面的布設控制斷面

設置目的：監測污染源對水質影響。設置方法：（主要排污口下游較充分混合的斷面下游）根據主要污染物的遷移、轉化規律，河水流量和河道水力學特征確定，在排污口下游500—1000m處。因為在排污口下游500m橫斷面上的1／2寬度處重金屬濃度一般出現高峰值。對特殊要求的地區，如水產資源區、風景游覽區、自然保護區、與水源有關的地方病發病區、嚴重水土流失區及地球化學異常區等的河段上也應設置控制斷面。斷面數目：多個。根據城市的工業布局和排污口分布情況而定削減斷面

設置目的：了解經稀釋擴散和自凈后，河流水質情況。設置方法：最后一個排污口下游1500m處。（左中右濃度差較小的斷面。小河流視具體情況）斷面數目：1個。對照斷面控制斷面削減斷面500m控制斷面河流監測斷面設置AA’BB’C’CDD’EFF’GG’河流監測斷面設置示意圖A-A’、

C-C’對照斷面G-G’削減斷面B-B’、D-D’、E-E’、F-F’控制斷面污染源排污口水流方向自來水取水口思考：當河道有支流匯入時應如何設置斷面呢？500m對照斷面控制斷面削減斷面

1）進出湖、水庫的河流匯合處分別設置監測斷面。2）以各功能區(如城市和工廠的排污口、飲用水源、風景游覽區、排灌站等)為中心，在其輔射線上設置弧形監測斷面。

3）在湖庫中心，深、淺水區，滯流區，不同魚類的回游產卵區，水生生物經濟區等設置監測斷面。4）沿湖邊的排污口區5）無明顯功能區別，可用網格法等設置監測垂線。

2.湖泊、水庫監測斷面的設置湖、庫監測斷面設置示意圖3.采樣點位的設置江、河水系的水面寬度是不盡相同的。當布設了監測斷面后，還應根據各水面的寬度來合理布設監測斷面上的采樣垂線，依此可進一步確定采樣點位置和數量。采樣垂線設置水面寬垂線數說明≤50m一條(中泓)1．垂線布設應避開污染帶，要測污染帶應另加垂線；2.確能證明該斷面水質均勻時，可僅設中泓垂線；3.凡在該監測斷面要計算污染物通量時，必須按本表設置垂線。50~100m二條（近左、右岸有明顯水流處）>100m三條（左、中、右各一條）<50m50～100m中泓線有明顯水流處采樣垂線確定100～1000m有明顯水流處中泓線有明顯水流處采樣垂線確定>1500m等間距設置采樣垂線確定采樣垂線上的采樣點數的確定水深采樣點數說明

5m上層一點1．上層至水面下0.5m處，水深不到0.5m時，在水深1/2處。2．下層指河底以上0.5m處。3．中層指1/2水深處。4．封凍時在冰下0.5m處采樣，水深不到0.5m時，在水深1/2處。5．凡在該斷面要計算污染物通量時，必須按本表布設采樣點。5～10m上、下層兩點＞10m上、中、下三層三點采樣點位確定<5m水面下0.3～0.5m處5～10m河底以上0.5m處10～50m?水深處浮游生物定量監測法監測結果報告利用浮游生物監測水質的優點一、浮游生物定量監測法

1.計數框及其使用

(1)塞奇威克一拉夫脫計數框（簡稱S-R計數框）：

長：50mm，寬20mm，深1mm1mL(2)網格計數框

2.顯微鏡的校準

測微尺目測微尺臺測微尺深0.25mm3.計數方法(1)長條計數法

浮游生物數/

mL=式中C--計數的浮游生物數；L--一個長條的長度，也就是計數框的長度（mm）；W--一個長條的寬度，即目尺的長度(mm)；D--一個長條的深度，即計數框的深度(mm)；S--計數的長條數。浮游生物數/

L=×V1VV1－濃縮后的水樣量，mLV－采樣量，L（2）視野計數法

浮游生物數/mL＝

式中A--一個視野面積（mm2）；D--視野的深度(mm)；F--計數的視野數（一般至少10個）；C--計數的生物個數。

浮游生物數/

L=×V1V每個視野只有1-2個生物時，要數200個視野；有5-6個生物時，數100個視野（3）網格計數法

浮游生物數/升＝

式中C--計數的生物個數；V1--由1升水濃縮成的樣品水量，mL；V2--計數的樣品水量,mL。

二、監測結果報告

1.利用指示生物進行評價

2.利用多樣性指數和各種生物指數進行評價

3.利用藻類各類群在群落中所占比例進行評價

（一）定性測定（二）定量測定浮游植物數量（個/L）營養類型<3×105貧營養3×105～5×105（或1×106）中營養>5×105（或>1×106）富營養>1×106

（或≥10×106

重富營養三、用浮游生物評價水質的優點1.實驗容器小2.取材方便3.生長快、繁殖快4.可以在合成的培養基中培養5.和環境接觸密切，對環境污染物反映的時間短6.具有無性繁殖和有性繁殖，可以提供品系均一的后代7.微型生物基本上是世界性分布8.可以儲存、易保存、要求的空間小9.浮游生物與其它水生群落相比，對廢水的耐受能力差別不大10.從數量上，重量上，在水生態系中占優勢浮游生物定性監測法★浮游生物定性監測法最好是活體觀察一個樣品至少觀察兩張裝片麻醉劑:1%硫酸鎘、水合氯醛、酒精等1.浮游植物:(1)藍細菌門:平列藻屬微囊藻屬螺旋藻屬顫藻屬席藻屬

具緣微囊藻

不定微囊藻

水花微囊藻

中華平裂藻微小平裂藻

大平裂藻小顫藻巨顫藻為首螺旋藻

大螺旋藻

極大螺旋藻

(2)隱藻門(3)金藻門魚鱗藻屬錐囊藻屬黃群藻屬（4）甲藻門裸甲藻屬角甲藻屬多甲藻屬（5）黃藻門黃絲藻屬（6）裸藻門裸藻屬扁裸藻屬囊裸藻屬（7）綠藻門衣藻屬弓形藻屬小球藻屬頂棘藻屬四角藻屬纖維藻屬卵囊藻屬膠網藻屬盤星藻屬柵藻屬長形藍隱藻阿氏黃群藻長刺魚鱗藻密集錐囊藻光薄甲藻二角多甲藻-正面觀角甲藻近緣黃絲藻溝狀扁裸藻尖尾裸藻間斷裸藻梨形扁裸藻扭曲扁裸藻萊哈衣藻小球衣藻四足十字藻四角盤星藻二形柵藻截斷十字藻三角四角藻2.浮游動物(1)原生動物纖毛亞門肉鞭亞門植鞭綱動鞭綱根足綱輔足綱僧帽斜管蟲

毛板殼蟲

天藍喇叭蟲

大變形蟲放射太陽蟲球形砂殼蟲

（2）輪蟲主要形態結構頭冠咀嚼囊排泄系統：一對原腎管紅眼旋輪蟲梳狀疣毛輪蟲

不同形態的長三肢輪蟲

花篋臂尾輪蟲（3）枝角類、橈足類橈足類橈足類三個目的特征目哲水蚤劍水蚤猛水蚤體形前體部遠寬于后體部前體部遠寬于后體部前體部略寬于后體部第一觸角長達身體的末端，23-25節適中，6-17節短，5-9節卵囊1個，在身體中間2個，在身體兩側1個，在身體中間生活方式浮游生活浮游生活底棲生活湯匙華哲水蚤

毛飾擬劍水蚤

浮游生物的采集樣品的固定、濃縮和保存浮游生物：隨波逐流的生活在水體中的微型生物。浮游生物浮游植物：浮游動物藻類原生動物輪蟲枝角類、橈足類1.浮游生物網(1)定性網(2)定量網一、采樣型號網孔大小（mm)網孔數采集目的250.064200較小浮游植物200.076193一般浮游植物及中小型浮游動物130.112130大型浮游動物（一）采樣工具定性網2.采水器(1)瓶式采水器(2)水生---81型有機玻璃采水器3.透明度盤直徑=20cm透明度盤(二)采樣層次江河:在水面下0.5m左右采樣湖泊、水庫:深水,分層采（如0.5、1、2、3、4m）水深<2m在0.5m處采集(三)采樣方法及采樣量1.定性樣的采集水面下0.5m采樣時間:5～10分鐘2.定量樣的采集采集對象采樣量（升）藻類1～2原生動物、輪蟲微小甲殼動物1～5成熟甲殼動物10～50水樣體積=r2XHr:網口半徑H：拖取深度(四)采樣頻率二、樣品的固定、濃縮和保存固定液：（1）魯哥氏液（Lugols）：KI+I2+H2O60g40g1000mL適宜固定藻類、原生動物、輪蟲1000mL水樣+15mLLugols(2)4%的福爾馬林福爾馬林+甘油+水4mL10mL86mL適宜固定枝角類和橈足類100mL水樣+4～5mL福爾馬林(3)70%酒精適宜固定枝角類和橈足類濃縮方法:（1）沉淀法：沉淀24～48小時（2）過濾法：用篩絹或濾器過濾（3）離心法：用離心機離心浮游生物濃縮裝置

采樣樣品的處理和保存種類鑒定和計數任務三著生生物的測定

著生生物（Periphyton）也稱周叢生物，指生長在浸沒于水中的各種基質（Substratum）表面上的微型生物群落。

硅藻

一、采樣方法

2.人工基質

載玻片（如硅藻計），聚酯薄膜和PFU適于采集定量樣和定性樣

1.天然基質

水中的動物、大型植物、石塊、木塊

適于采集定性樣

任務三著生生物的測定二、樣品的處理和保存

1.定量樣品的處理和保存

取人工基質（玻片3-4片或剪取薄膜4×15cm）－刮下生物－放入有水燒杯中－固定（魯哥氏液）－濃縮－定容－計數－保存（加4%福爾馬林液）

2.定性樣品的處理和保存

采樣（人工基質或天然基質）－刮下生物－放入有水燒杯中－固定（魯哥氏液）－分類鑒定－保存（加4%福爾馬林液）

任務三著生生物的測定三、種類鑒定和計數

1.定性鑒定

可活體觀察也可制成永久裝片

取少量樣品到小燒杯中加等量的濃硫酸和濃硝酸加熱冷卻離心加重鉻酸鉀飽和液再離心反復沖洗離心3-4次制片硅藻門中心藻綱

羽紋藻綱意大利直鏈藻顆粒直鏈藻梅尼小環藻具星小環藻扭曲小環藻

克洛脆桿藻雙頭針桿藻尖針桿藻

短小輻節藻微綠舟形藻羅泰舟形藻著名羽紋藻中突羽紋藻尖異極藻窄異極藻延長變種縊縮異極藻縊縮異極藻群體2.定量計數

四、結果報告

硅藻細胞數/cm2=C×1000A×D×F×V1S采樣樣品的處理和保存樣品的鑒定和計數任務五

底棲動物的測定

底棲動物：指生活在水體底部，不能通過40目（每孔0.793mm）分樣篩的大型無脊椎動物。

環節動物:水蚯蚓軟體動物：螺類、蚌類節肢動物：水生昆蟲任務五底棲動物的測定一、采樣

1.采樣點及采樣頻率

2.采樣工具及采樣方法

（1）采樣工具

彼德遜采泥器：

每次采集面積為1/16米2或1/40米2

適于采集泥砂和淤泥等松軟底質，可采集定性樣和定量樣人工基質籃式采樣器

主要應用于河流及溪流中，可采集定性樣和定量樣任務五底棲動物的測定其他工具

鐵鏟、手抄網、三角拖網

篩選工具

適于采集采集定性樣品40目分樣篩、白色磁盤

任務五底棲動物的測定二、樣品的處理和保存

洗凈揀選固定保存固定液：

1.螺、蚌：用70%的酒精固定，4～5天后再換一次酒精即可

2.昆蟲幼蟲及甲殼動物：可放入小瓶中用50%酒精固定，再轉入70～80%的酒精中封存。

3.環節動物的水蚯蚓、蛭類：應先麻醉，使其呈舒展狀態后用10％的甲醛液固定，1-2日后轉入70％的酒精中。麻醉可用硫酸鎂或薄荷精。任務五底棲動物的測定三、樣品的鑒定和計數

1.樣品的鑒定

2.樣品的計數：換算成個/m2

環節動物:水蚯蚓軟體動物：螺類、蚌類節肢動物：水生昆蟲霍甫水絲蚓蘇氏尾鰓蚓點綴瓢體蟲環棱螺耳蘿卜螺泉膀胱螺何蜆背角無齒蚌浮游目-四節蜉襀翅目-石蠅毛翅目—石蠶類雙翅目-搖蚊幼蟲任務五底棲動物的測定五、用底棲動物監測水質的優點1.種類多，分布廣，代表性強2.有較長的生活周期3.活動范圍小4.個體大，變形小，異采集，易觀察5.能對各種污染物產生不同的反應，是一種很好的指示生物四、結果報告

指示生物法污水生物系統任務五

指示生物和污水生物系統

一、指示生物法

指示生物：指對環境中的某些物質（包括污染物，O2，CO2等特殊物質）能夠產生各種反應信息的生物。

二、污水生物系統壽命長生活固定靜水：底棲生物浮游生物流水：底棲生物著生生物多污帶α－中污帶β－中污帶寡污帶有機污染二、污水生物系統受有機污染的河流由于水體自凈作用，從排污口至下游劃分成一系列在污染程度上逐漸下降的連續帶，即多污帶、中污帶（又分為

-中污帶和

-中污帶）和寡污帶，這一系列的帶稱為污水生物系統。任務五指示生物和污水生物系統1.多污帶

（1）理化特征

水呈暗灰色，極渾濁，BOD很高（10-500mg/L），氧氣極缺，水底沉積大量的懸浮物質。pH不穩定。

（2）生物特征

微生物：水細菌數量多，＞100萬個/mL植物：幾乎沒有，如果有的話，有少量的藍藻

動物：以原生動物為主，主要為鞭毛蟲和纖毛蟲類，顫蚓類、搖蚊幼蟲

任務五指示生物和污水生物系統（3）指示生物

主要有浮游球衣細菌、貝氏硫細菌、素衣藻、鐘蟲、顫蚓類，搖蚊幼蟲等。

（a）素衣藻；（b）貝氏硫細菌；（c）搖墳幼蟲；（d）顫蚯蚓

任務五指示生物和污水生物系統2.-中污帶

（1）理化特征水為灰色，BOD值仍相當高(5-10mg/L)，但是，除了還原作用之外，還有氧化作用。氧氣仍然缺乏，為半嫌氧條件，并有硫化氫存在。pH不穩定。

（2）生物特征

微生物：以水細菌為主（>10萬個/mL）

植物：藍藻、綠藻、硅藻

動物：出現吞食細菌的纖毛蟲類和輪蟲類

任務五指示生物和污水生物系統（3）指示生物

大顫藻、小顫藻、椎尾水輪蟲、天藍喇叭蟲、櫛蝦、臂毛水輪蟲等多種藻類和輪蟲類

（a）大顫藻

；（b）小顫藻；（c）椎尾水輪蟲

；（d）櫛蝦

任務五指示生物和污水生物系統3.-中污帶

（1）理化特征氧化作用占優勢，綠色植物大量出現。水中含氧量增高，氮的化合物呈銨鹽、亞硝酸鹽或硝酸鹽。BOD下降(<5mg/L)，pH穩定。

（2）生物特征

微生物：水細菌數量減少（<10萬個/mL）

植物：各種藻類動物：輪蟲類、貝類和各種昆蟲、泥鰍、鯉魚等魚類任務五指示生物和污水生物系統（3）指示生物

有多種藻類（如水花束絲藻，梭裸藻，短荊盤星藻類等），輪蟲（如腔輪蟲，雙荊同尾輪蟲，卵形鞍甲輪蟲等），水溞（溞狀水溞、大型水溞等），以及蟲類（綠草履蟲，鼻節毛蟲，彈跳蟲等）（a）梭裸藻

（b）大型水溞

（c）綠草履

任務五指示生物和污水生物系統4.寡污帶

（1）理化特征自凈作用已經完成，有機物已被完全氧化或礦化，為清潔水體。溶解氧豐富，硫化氫幾乎不存在，水的pH值適于生物生存。污泥沉淀已礦質化。

（2）生物特征

微生物：水細菌少（<100個/mL）

植物：水中藻類少，但著生藻類多，出現顯花植物

動物：多種多樣，有甲殼類、苔蘚蟲、水螅、各種魚類、水生昆蟲幼蟲等。任務五指示生物和污水生物系統（3）指示生物

多種魚類、水生昆蟲幼蟲、田螺等。貝克指數硅藻生物指數Goodnight-Whitley生物指數生物比重指數Trent（特倫特）生物指數

任務六

生物指數法

生物指數：應用數學公式來反映生物種群和群落結構的變化，以評價環境質量。

水污染產生的生態學效應：1.指示生物的變化2.群落中種類組成的變化3.組成群落的個別種群的變化4.自養－異養程度的變化5.生產力在程度上的變化一、貝克(Beck)指數A--為不耐污的種類數;B—耐污的種類數。BI值的范圍為0～40，重污染區為0，中等污染區為1～10，清潔水域為10～40。日本學者津田松苗:生物指數水質狀況＞30清潔河段29～15較清潔河段14～6較不清潔河段5～0極不清潔河段

I=2A+B-2CA+B-C×100%A--不耐污的硅藻種類數B--對有機污染適應性強的種類數C--僅在污染區獨有的種類數

I

≤0重污染0～100中度污染100～150輕度污染＞150基本無污染。

二、硅藻生物指數

生物指數＝顫蚓類個體數底棲動物總個體數×100%生物指數>80％嚴重污染生物指數＝60％～80％中等污染生物指數<60％水質清潔三、Goodnight-Whitley生物指數

例題：假如某次采樣，采到螺兩種，分別為2個和4個，蚌一種2個，水蚯蚓1800條，搖蚊幼蟲400條，蛭類一種1條，試用Goodnight指數對該水體進行評價。解：Goodnight指數=1800/（2+4+2+1800+400+1）×100%=81.48%評價：嚴重污染生物比重指數＝昆蟲濕重寡毛類濕重此指數值越小，表示污染越嚴重；反之則水質越清潔，指數的變動范圍為0～612（經驗值）。

四、生物比重指數

以七個無脊椎動物類群作為評價水質的指示生物，根據這七個類群動物出現的順序和種類數以及所獲得的大型底棲無脊椎動物的類群總數劃分指數值，指數值越低，表示污染越嚴重，指數值高，表示污染輕。

五、Trent（特倫特）生物指數

指數Ⅹ極清潔Ⅷ～Ⅸ清潔Ⅵ～Ⅶ輕度污染Ⅲ～Ⅴ中度污染I～Ⅱ重污染0嚴重污染

Trent生物指數出現的類群總數指數關鍵性類群和出現的種類0～l2～56～1011～1516～清潔襀翅目稚蟲存在多于1種-ⅦⅧⅨⅩ僅1種-ⅥⅦⅧⅨ生物按照污染程度增加的順序消失蜉蝣目稚蟲存在（不包括四節蜉）多于1種-ⅥⅦⅧⅨ僅1種-VⅥⅦⅧ毛翅目幼蟲或四節蜉存在多于1種-VⅥⅦⅧ僅1種ⅢⅣVⅥⅦ鉤蝦屬存在所有以上種全無ⅢⅣVⅥⅦ顫蚓或搖蚊幼蟲存在所有以上種全無ⅠⅡⅢⅥ-六、藻類污染指數

總污染指數

＞20重污染15～19中污染＜15輕污染

屬

名污染指數值屬

名污染指數值組囊藻1微芒藻1纖維藻2舟形藻3衣

藻4菱形藻3小球藻3顫

藻5新月藻1實球藻1小環藻1席

藻1裸

藻5扁裸藻2異極藻1柵

藻4鱗孔藻1毛枝藻2直鏈藻l針桿藻2七、污染生物指數（BIP）A--有葉綠素微型生物數（即藻類數量）。B--無葉綠素微型生物數（即原生動物數量）。八、營養狀態指數卡爾森（Carlson）根據湖水透明度，浮游植物現存量（以chla值為代表），湖水總磷濃度間存在的關系，以透明度做基準，計算營養狀態指數（TrphicStateIndex,TSI），其值范圍為0—100，用以劃分水體的富營養化程度。TSI（chla）=10（6-)2.04-0.68lnchlaln2TSI（SD）=10（6-)lnsdln2TSI（TP）=10（6-)ln48/TPln2日本相崎守弘等以chla值為基礎，根據日本湖泊的資料，求出修正的Carlson營養狀態指數（TSLs）TSI（chla）=10（2.46+