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生态系统污染诊断的目的
1) 了解区域生态系统质量状况及其各个时期的变化规 律,为控制生态系统污染和治理重点污染源提出 要求; 要求; 2) 为制定生态规划,城市生态建设规划方案提供依据; 为制定生态规划,城市生态建设规划方案提供依据; 3) 为制定区域环境污染物排放标准,环境标准和环境 为制定区域环境污染物排放标准, 法规等提供依据; 法规等提供依据; 4)生态系统质量诊断是环境管理工作的重要手段之一, 生态系统质量诊断是环境管理工作的重要手段之一, 生态系统质量诊断是环境管理工作的重要手段之一 为搞好环境管理提供依据. 为搞好环境管理提供依据.
1.污染生态诊断 1.污染生态诊断 概念: 概念: 生态系统污染诊断: 生态系统污染诊断: 就是诊断生态系统质量的优劣, 就是诊断生态系统质量的优劣,即按照一套综 诊断生态系统质量的优劣 合会诊程序和行之有效的检验方法(物理法, 合会诊程序和行之有效的检验方法(物理法, 化学法,生物学方法及生态毒理学方法等) 化学法,生物学方法及生态毒理学方法等)对 一定区域内的生态系统质量进行说明, 一定区域内的生态系统质量进行说明,评定和 预测. 预测. 生态系统质量: 生态系统质量: 就是环境要素(水体,大气和土壤等) 就是环境要素(水体,大气和土壤等)和生物组 分受到污染的程度. 分受到污染的程度
卫星定位 与定轨
各应用部门
遥感信 息传输
用户
遥感成像机 理与模型
分发
目标提取与识别 (自动化,智能化 自动化, 自动化 智能化)
数据处理 (高光谱,高分辨率,雷达 高光谱, 高光谱 高分辨率,雷达)
多源数据融合与集成
水污染监测
水污染的类型和遥感表征
水环境监测
利用航空热红外扫描图像确定热电厂排水口处 水体的热污染; 水体的热污染; 利用SAR图像确定海面油污染的范围及用红外扫 利用SAR图像确定海面油污染的范围及用红外扫 SAR 描仪确定油膜的厚度; 描仪确定油膜的厚度; 利用TM图像确定水生物(藻类) TM图像确定水生物 利用TM图像确定水生物(藻类),赤潮的范围等 等都是遥感技术应用的例子. 等都是遥感技术应用的例子. 10年 近10年,在水质量定量监测方面的研究有了长 足的进步, 足的进步,采用高光谱对水体所含化学要素的 定量研究正在官厅水库和太湖进行, 定量研究正在官厅水库和太湖进行,为进行大 面积的水环境监测提供先进而价廉的方法, 面积的水环境监测提供先进而价廉的方法,从 而取代传统的水样化验方法. 而取代传统的水样化验方法.
(2)鱼类回避试验 鱼类回避试验 回避反应是鱼类行为方式之一.污染引起的生物回避, 可使水环境中的水生生物种类,区系分布随之改变, 从而打破了生态系统的平衡.利用生物行为反应进行 污染生态诊断,可以检出低浓度的污染物. 生物回避性能是由于外界环境作用于其感官系统, 信息再传递到中枢神经系统所引起的.目前对污染物 产生回避反应的水生动物种类主要有鱼,虾,蟹.还 有水生昆虫等也有一定回避能力.(深水集团)
2.生态系统污染衡量标准 生态系统污染衡量标准 (1)环境背景值 环境背景值
环境背景值是指环境要素在未受污染的情况下, 环境背景值是指环境要素在未受污染的情况下,环境本身 所固有的元素含量.以及环境中能量分布的正常值. 所固有的元素含量.以及环境中能量分布的正常值.可作为诊 断生态系统污染程度的参照值. 断生态系统污染程度的参照值. 环境背景值实际上是相对不受直接污染情况下环境要素的基本 化学组成. 化学组成. 土壤背景值是在不受或少受人类活动影响和现代工业污染与破 土壤背景值是在不受或少受人类活动影响和现代工业污染与破 坏的情况下,土壤原来固有的化学组成和结构特征. 坏的情况下,土壤原来固有的化学组成和结构特征.土壤元素 的背景值是统计性的,它是一个范围值,而不是一个确定值. 的背景值是统计性的,它是一个范围值,而不是一个确定值. 植物的背景值是指在良好的环境条件下生长于具有背景值的土 植物的背景值是指在良好的环境条件下生长于具有背景值的土 是指在良好的环境条件 壤中某一植物的可食部分的化学组成和营养特征. 壤中某一植物的可食部分的化学组成和营养特征.这里所指的 良好环境条件包括正常情况下的水, 良好环境条件包括正常情况下的水,肥,气候等诸因素. 气候等诸因素.
6.遥感诊断法 遥感诊断法 遥感技术是指从遥远的地方,对所要研究的对象进行 探测的技术.即从一定距离外对地壳或地下一定深度 的目标进行探测. 遥感技术能够监测全球性大气,土壤,水质,植物污 染,掌握污染源的位置,污染物的性质及其扩散的动 态变化,及时了解污染物对生态系统的影响,从而采 取积极的防护措施. 水质污染诊断; 土壤污染诊断; 植物污染诊断;
三,污染生态诊断方法
1.敏感植物指示法 . 当生态系统受到污染后,利用植物对污染的生态反应 和生理生化反应"信号",可以诊断生态系统被污染 的状况. (1)症状法 植物受到污染影响后,常常会在植物形态上,尤其是 叶片上出现肉眼可见的伤害症状,即可见症状.不同 的污染物质和浓度所产生的症状及程度各不相同.根 据敏感植物在不同环境下叶片的受害症状,程度,颜 色变化和受害面积等指标,来指示生态系统的污染程 度,以诊断主要污染物的种类和范围.
第六章 污染生态诊断与监测分析
随着现代科学技术的发展, 随着现代科学技术的发展,特别是计算机技 术,遥感技术和生物技术的应用,导致了污 遥感技术和生物技术的应用, 染生态诊断方法和监测分析设备的不断改进, 染生态诊断方法和监测分析设备的不断改进, 从而使污染生态学不断向前发展. 从而使污染生态学不断向前发展.
(4)临界浓度 )
是指环境中某种污染物对人或其他生物不产生不良或有害影响 的最大剂量或浓度. 的最大剂量或浓度. 按作用对象的不同可分为: 按作用对象的不同可分为 卫生临界浓度(对人群健康的影响 ; 卫生临界浓度 对人群健康的影响); 对人群健康的影响 生态临界浓度(对动植物及生态系统的影响 生态临界浓度 对动植物及生态系统的影响) 对动植物及生态系统的影响 物理临界浓度(对材料,能见度,气候等的影响 . 物理临界浓度 对材料,能见度,气候等的影响). 对材料 临界浓度确定方法: 临界浓度确定方法: 生态地球化学法; 生态地球化学法; 生态环境效应法; 生态环境效应法;
(5)污染严重程度 (5)污染严重程度 在土壤—植物系统污染生态评价中, 在土壤 植物系统污染生态评价中,采用既考虑污染 植物系统污染生态评价中 物的毒理学性质和生态效应, 物的毒理学性质和生态效应,又考虑污染物的环境效 应的区域土壤的临界浓度作为评价标准. 应的区域土壤的临界浓度作为评价标准. 采用指数评价法 将污染严重程度分为不同级别. 指数评价法, 采用指数评价法,将污染严重程度分为不同级别.
3.发光细菌诊断法 . 原理: 明亮发光杆菌(Photobacterium phosphoreum)在正常生 活状态下,体内荧光素(FMN)在有氧参与时,经荧光 酶的作用会产生荧光,光的峰值在490nm左右.当细 当细 胞活性高时,细胞内ATP含量高,发光强; ATP含量高 胞活性高时,细胞内ATP含量高,发光强;休眠细胞 ATP含量明显下降 发光弱;当细胞死亡,ATP立即消 含量明显下降, ATP含量明显下降,发光弱;当细胞死亡,ATP立即消 发光即停止. 失,发光即停止. 处于活性期的发光菌,当受到外界毒性物质(如重 金属离子,氯代芳烃等有机毒物,农药,染料等化学 物质)的影响,菌体就会受抑甚至死亡,体内ATP含量 也随之降低甚至消失,发光减弱甚至到零,并呈线性 相关.
(5)陆生植物生长试验 本测试可用于诊断受试物对陆生植物毒性,生态效 应,估计受试物对植物生长及生产力的影响. (6)生活力指标法 此方法是利用植物在生态系统中生长发育所受到的 影响来诊断生态系统的污染状况. 2.敏感动物指示法 . (1)蚯蚓指示法 选用蚯蚓进行筛选试验是为了诊断污染生态系统中 化学物质对土壤中动物的急性伤害.
(3)环境容量 环境容量
环境容量是以生态系统为基础,在一定区域与一定期限内, 环境容量是以生态系统为基础,在一定区域与一定期限内, 遵循环境质量标准,既保证农产品生物学质量, 遵循环境质量标准,既保证农产品生物学质量,同时也不使环 境遭致污染时,环境所能容纳污染物的最大负荷. 境遭致污染时,环境所能容纳污染物的最大负荷. 环境容量是对污染物进行总量控制与环境管理的重要手段, 环境容量是对污染物进行总量控制与环境管理的重要手段, 它对损害或破坏环境质量的人类活动,施加数量上的限制,以 它对损害或破坏环境质量的人类活动,施加数量上的限制, 求人的活动符合自然规律,从而进一步要求污染物的排放, 求人的活动符合自然规律,从而进一步要求污染物的排放,必 须限制在允许限度内,既能发挥土壤的净化功能. 须限制在允许限度内,既能发挥土壤的净化功能.又保证该系 统处于良性循环状态. 统处于良性循环状态. 环境容量是自然环境的基本属性之一, 环境容量是自然环境的基本属性之一,由自然环境特性和污染 物质特性所共同确定的. 物质特性所共同确定的.
(2)环境质量标准 环境质量标准 环境质量标准是国家为保护人群健康和生存环境 是国家为保护人群健康和生存环境, 环境质量标准是国家为保护人群健康和生存环境, 对环境要素中有害物容许含量所作的规定.体现了国 对环境要素中有害物容许含量所作的规定. 家的环境保护政策和要求以及经济和技术发展的水平. 家的环境保护政策和要求以及经济和技术发展的水平. 环境质量一般分为水质标准 大气质量标准, 水质标准, 环境质量一般分为水质标准,大气质量标准,土壤质 量标准和生物质量标准. 量标准和生物质量标准. 制定环境质量标准的主要科学依据是环境质量基准 环境质量基准. 制定环境质量标准的主要科学依据是环境质量基准. 环境质量基准和环境质量标准是两个不同的概念, 环境质量基准和环境质量标准是两个不同的概念,前 者是由化学物暴露对象之间的剂量—效应关系确定的 效应关系确定的, 者是由化学物暴露对象之间的剂量 效应关系确定的, 不考虑社会,经济,技术等人为因素, 不考虑社会,经济,技术等人为因素,不具有法律效 而后者是以前者为依据,并考虑社会, 力;而后者是以前者为依据,并考虑社会,经济和技 术因素,经过综合分析而制定的, 术因素,经过综合分析而制定的,由国家管理机关颁 布,具有法律的效力. 具有法律的效力.