生物污染監測是指套用各種檢測手段測定生物體內的有害物質，及時掌握和判斷生物被污染的情況和程度，採取措施保護和改善生物的生存環境。生物污染監測對促進和維持生態平衡，保護人體健康具有十分重要的意義。
基本介紹
- 中文名：生物污染監測
- 外文名：biological pollution monitoring
- 對象：植物、動物
- 受污染途徑：表面附著、吸收、濃縮
- 樣品處理：消解、灰化、提取、分離
- 監測方法：色譜、光譜分析法等
釋義,污染途徑,表面附著,生物吸收,生物濃縮,污染物在生物體內的分布與積累,污染物在植物體內的分布,污染物在動物體內的分布,生物樣品的採集製備與預處理,監測方法,光譜分析法,色譜分析法,電化學分析法,放射分析法,聯合檢測技術,
釋義
生物污染監測是對環境中受到污染和危害的生物進行監測。當空氣、水體、土壤受到污染後，生活在這些環境中的生物在攝取營養物質和水分的同時也攝入了污染物質，並在體內遷移、富集、轉化和產生毒害作用。生物污染監測就是套用各種檢測手段測定生物體內的有害物質，及時掌握被污染的程度，以便採取措施，改善生物生存環境，保證生物食品的安全。
污染途徑
污染物主要通過表面附（吸）著、吸收和生物濃縮三個途徑污染生物。
表面附著
表面附著是指污染物附著在生物體表面的現象。例如，施用農藥或大氣中的粉塵降落時，部分農藥或粉塵以物理的方式黏附在植物表面上，其附著量與植物的表面積大小、表面性質及污染物的性質、狀態有關。附著在植物表面上的污染物，可因蒸發、風吹或隨雨水流失而脫離植物表面．還可通過生物體表面的蠟質或表面滲入組織內部，被吸收、輸導分布到體內。
生物吸收
生物吸收大氣、水體和土壤中的污染物，可經生物體各器官的主動吸收和被動吸收進入生物體。
主動吸收即代謝吸收，是指細胞利用生物特有的代謝作用所產生的能量進行的吸收作用。細胞利用這種吸收能把濃度差逆向的外界物質引入細胞內。如水生植物和水生動物將水體中的污染物質吸收，並成百倍、千倍甚至數萬倍地濃縮，就是依靠這種代謝吸收。
被動吸收即物理吸收，這是一種依靠外液與原生質的濃度差，通過溶質的擴散作用而實現的吸收過程，不需要供應能量。此時，溶質的分子或離子藉助分子擴散運動由濃度高的外液通過生物膜流向濃度低的原生質，直至濃度達到均一為止，植物吸收主要通過葉面和根系吸收。動物吸收是指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。
生物濃縮
污染物可以通過生物代謝進入微生物體內而被濃縮，還可以進行傳遞和富集．這種現象稱為生物濃縮或生物富集。某種物質或元素在生物體的濃度和生物生長環境(水、土壤、空氣)中該物質或元素濃度之比稱濃縮係數或富集係數。[1]
污染物在生物體內的分布與積累
污染物在植物體內的分布
污染物被植物吸收後，在植物體內各部位的分布規律與吸收污染物的途徑、植物品種、污染物的性質等因素有關。吸收途徑不同污染物在植物各部分的分布也不同。例如從土壤和水體中吸收污染物的植物，一般分布規律和殘留量的順序為：根>莖>葉>穗>殼>種子；而從空氣中通過葉面吸收，則葉面的殘留量最大。污染物的性質不同，在植物中的分布也有不同。例如一般農藥噴灑後，水果表皮的殘留量較大，果肉中的殘留量較少．而脂溶性的農藥其滲透性比較大，更容易滲透到果肉中。
污染物在動物體內的分布
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。空氣中的氣態污染物、粉塵從鼻、咽、腔進入氣管，有的可到達肺部。其中，水溶性較大的氣態污染物，在呼吸道黏膜上被溶解，極少進入肺胞；水溶性較小的氣態物質，絕大部分可到達肺泡。直徑小於5μm的粉塵顆粒可到達肺泡，而直徑大10μm的塵粒大部分被黏附在呼吸道和氣管的黏膜上。水和土壤中的污染物質主要通過飲用水和食物攝入，經消化道被吸收。由呼吸道吸入並沉積在呼吸道表面上的有害物質，也可以咽到消化道，再被吸收進入體內。整個消化道都有吸收作用，但主要吸收部位是小腸。皮膚是保護肌體的有效屏障，但具有脂溶性的物質，如四乙基鉛、有機汞化合物、有機錫化合物等，可以通過皮膚吸收後進入動物肌體。
生物樣品的採集製備與預處理
對植物樣品的要求是代表性、典型性和適時性。採樣點的布置方法有梅花形五點取樣法和互動間隔取樣法，如右圖所示。樣品帶回實驗室後，如測定新鮮樣品，應立即處理和分析。當天不能分析完的樣品，暫時放於冰櫃中保存，根據污染物的性質及在生物體內的轉化特點和分析測定要求確定保存時間。如果測定乾樣品，則將鮮樣放在乾燥通風處晾乾或於鼓風乾燥箱中烘乾。動物的尿液、血液、唾液、胃液、乳液、糞便、毛髮、指甲、骨骼和組織等均可作為檢驗樣品。水產品如魚、蝦、貝類等是人們常吃的食物，也是水污染物進入人體的途徑之一。樣品從監測區域內水產品產地或最初集中地採集。一般採集產量高、分布範圍廣的水產品，所采品種儘可能齊全，以較客觀地反映水產食品的被污染水平。
圖1 採樣點布設方法
圖1 採樣點布設方法在生物樣品的測定中，根據測定項目的不同，首先要經過消解（或灰化），或提取和分離等處理工作，然後才能進行待檢組分含量的測定。處理生物樣品的方法有消解法 （又稱濕法氧化或消化法，主要有硝酸-硫酸消解法、硝酸-高氯酸消解法、硫酸-過氧化氫消解法）、灰化法 （又稱燃燒法或高溫分解法）、提取法（包括振盪提取、組織搗碎、索氏提取器提取）、分離法和濃縮法。
監測方法
光譜分析法
(1)可見一紫外分光光度法已用於測定多種農藥(如有機氯、有機磷和有機硫農藥)，含汞、砷、銅和酚類殺蟲劑，芳香烴、共軛雙鍵等不飽和烴．以及某些重金屬(如鉻、鎘、鉛等)和非金屬(如氟、氰等)化合物等。
(2)紅外分光光度法是鑑別有機污染物結構的有力工具，並可對其進行定量測定。
(3)原子吸收分光光度法適用於鎘、汞、鉛、銅、鋅、鎳、鉻等有害金屬元素的定量測定，具有快速、靈敏的優點。
(4)發射光譜分析法適用於對多種金屬元素進行定性和定量分析，特別是電漿發射光譜法(ICP—AES)，可對樣品中多種微量元素同時進行分析測定。
(5)X射線螢光光譜分析也是環境分析中近代分析技術之一，適用於生物樣品中多元素的分析，特別是對硫、磷等輕元素很容易測定，而其他光譜法則比較困難。
色譜分析法
(1)薄層層析法是套用層析板對有機污染物進行分離、顯色和檢測的簡便方法，可對多種農藥進行定性和半定量分析。如果與薄層掃瞄器聯用或洗脫後進一步分析，則可進行定量測定。
(2)氣相色譜法由於配有多種檢測器。提高了選擇性和靈敏度，廣泛用於糧食等生物樣品中烴類、酚類、苯和硝基苯、胺類、多氯聯苯及有機氯、有機磷農藥等有機污染物的測定。
(3)高壓液相色譜法是環境樣品中複雜有機物分析不可缺少的手段，套用於糧食、蔬菜等中的多環芳烴、酚類、異腈酸酯類和取代酯類、苯氧乙酸類等農藥的測定可收到良好效果，具有靈敏度和分離效能高、選擇性好等優點。
