生物污染监测

生物污染监测是对环境中受到污染和危害的生物进行监测。当空气、水体、土壤受到污染后，生活在这些环境中的生物在摄取营养物质和水分的同时也摄入了污染物质，并在体内迁移、富集、转化和产生毒害作用。生物污染监测就是应用各种检测手段测定生物体内的有害物质，及时掌握被污染的程度，以便采取措施，改善生物生存环境，保证生物食品的安全。

污染物主要通过表面附（吸）着、吸收和生物浓缩三个途径污染生物。

表面附着

表面附着是指污染物附着在生物体表面的现象。例如，施用农药或大气中的粉尘降落时，部分农药或粉尘以物理的方式黏附在植物表面上，其附着量与植物的表面积大小、表面性质及污染物的性质、状态有关。附着在植物表面上的污染物，可因蒸发、风吹或随雨水流失而脱离植物表面．还可通过生物体表面的蜡质或表面渗入组织内部，被吸收、输导分布到体内。

生物吸收

生物吸收大气、水体和土壤中的污染物，可经生物体各器官的主动吸收和被动吸收进入生物体。

主动吸收即代谢吸收，是指细胞利用生物特有的代谢作用所产生的能量进行的吸收作用。细胞利用这种吸收能把浓度差逆向的外界物质引入细胞内。如水生植物和水生动物将水体中的污染物质吸收，并成百倍、千倍甚至数万倍地浓缩，就是依靠这种代谢吸收。

被动吸收即物理吸收，这是一种依靠外液与原生质的浓度差，通过溶质的扩散作用而实现的吸收过程，不需要供应能量。此时，溶质的分子或离子借助分子扩散运动由浓度高的外液通过生物膜流向浓度低的原生质，直至浓度达到均一为止，植物吸收主要通过叶面和根系吸收。动物吸收是指环境中的污染物一般通过呼吸道、消化道、皮肤等途径进入动物体内。 [1]

生物浓缩

污染物可以通过生物代谢进入微生物体内而被浓缩，还可以进行传递和富集．这种现象称为生物浓缩或生物富集。某种物质或元素在生物体的浓度和生物生长环境(水、土壤、空气)中该物质或元素浓度之比称浓缩系数或富集系数。[1]

植物体内分布

污染物被植物吸收后，在植物体内各部位的分布规律与吸收污染物的途径、植物品种、污染物的性质等因素有关。吸收途径不同污染物在植物各部分的分布也不同。例如从土壤和水体中吸收污染物的植物，一般分布规律和残留量的顺序为：根>茎>叶>穗>壳>种子；而从空气中通过叶面吸收，则叶面的残留量最大。污染物的性质不同，在植物中的分布也有不同。例如一般农药喷洒后，水果表皮的残留量较大，果肉中的残留量较少．而脂溶性的农药其渗透性比较大，更容易渗透到果肉中。

动物体内分布

环境中的污染物一般通过呼吸道、消化道、皮肤等途径进入动物体内。空气中的气态污染物、粉尘从鼻、咽、腔进入气管，有的可到达肺部。其中，水溶性较大的气态污染物，在呼吸道黏膜上被溶解，极少进入肺胞；水溶性较小的气态物质，绝大部分可到达肺泡。直径小于5μm的粉尘颗粒可到达肺泡，而直径大10μm的尘粒大部分被黏附在呼吸道和气管的黏膜上。水和土壤中的污染物质主要通过饮用水和食物摄入，经消化道被吸收。由呼吸道吸入并沉积在呼吸道表面上的有害物质，也可以咽到消化道，再被吸收进入体内。整个消化道都有吸收作用，但主要吸收部位是小肠。皮肤是保护肌体的有效屏障，但具有脂溶性的物质，如四乙基铅、有机汞化合物、有机锡化合物等，可以通过皮肤吸收后进入动物肌体。 [2]

图1 采样点布设方法

对植物样品的要求是代表性、典型性和适时性。采样点的布置方法有梅花形五点取样法和交互间隔取样法，如图1所示。样品带回实验室后，如测定新鲜样品，应立即处理和分析。当天不能分析完的样品，暂时放于冰箱中保存，根据污染物的性质及在生物体内的转化特点和分析测定要求确定保存时间。如果测定干样品，则将鲜样放在干燥通风处晾干或于鼓风干燥箱中烘干。动物的尿液、血液、唾液、胃液、乳液、粪便、毛发、指甲、骨骼和组织等均可作为检验样品。水产品如鱼、虾、贝类等是人们常吃的食物，也是水污染物进入人体的途径之一。样品从监测区域内水产品产地或最初集中地采集。一般采集产量高、分布范围广的水产品，所采品种尽可能齐全，以较客观地反映水产食品的被污染水平。

在生物样品的测定中，根据测定项目的不同，首先要经过消解（或灰化），或提取和分离等处理工作，然后才能进行待检组分含量的测定。处理生物样品的方法有消解法 （又称湿法氧化或消化法，主要有硝酸-硫酸消解法、硝酸-高氯酸消解法、硫酸-过氧化氢消解法）、灰化法 （又称燃烧法或高温分解法）、提取法（包括振荡提取、组织捣碎、索氏提取器提取）、分离法和浓缩法。

生物体中污染物的含量一般很低，常需要选用高灵敏度的现代分析仪器进行分析。常用分析方法有光谱分析、色谱分析、电化学分析、放射分析、多机联用分析。

光谱分析法

用于测定生物样品中污染物质的光谱分析法有可见一紫外分光光度法、红外分光光度法、荧光分光光度法、原子吸收分光光度法、发射光谱分析法、X射线荧光光谱分析法等。

(1)可见一紫外分光光度法已用于测定多种农药(如有机氯、有机磷和有机硫农药)，含汞、砷、铜和酚类杀虫剂，芳香烃、共轭双键等不饱和烃．以及某些重金属(如铬、镉、铅等)和非金属(如氟、氰等)化合物等。

(2)红外分光光度法是鉴别有机污染物结构的有力工具，并可对其进行定量测定。

(3)原子吸收分光光度法适用于镉、汞、铅、铜、锌、镍、铬等有害金属元素的定量测定，具有快速、灵敏的优点。

(4)发射光谱分析法适用于对多种金属元素进行定性和定量分析，特别是等离子体发射光谱法(ICP—AES)，可对样品中多种微量元素同时进行分析测定。

(5)X射线荧光光谱分析也是环境分析中近代分析技术之一，适用于生物样品中多元素的分析，特别是对硫、磷等轻元素很容易测定，而其他光谱法则比较困难。

色谱分析法

(1)薄层层析法是应用层析板对有机污染物进行分离、显色和检测的简便方法，可对多种农药进行定性和半定量分析。如果与薄层扫描仪联用或洗脱后进一步分析，则可进行定量测定。

(2)气相色谱法由于配有多种检测器。提高了选择性和灵敏度，广泛用于粮食等生物样品中烃类、酚类、苯和硝基苯、胺类、多氯联苯及有机氯、有机磷农药等有机污染物的测定。

(3)高压液相色谱法是环境样品中复杂有机物分析不可缺少的手段，应用于粮食、蔬菜等中的多环芳烃、酚类、异腈酸酯类和取代酯类、苯氧乙酸类等农药的测定可收到良好效果，具有灵敏度和分离效能高、选择性好等优点。

电化学分析法

示波极谱法、阳极溶出伏安法等近代极谱技术可用于测定生物样品中的农药残留量和某些重金属元素。离子选择电极法可用于测定某些金属和非金属污染物。

放射分析法

放射分析法在环境污染研究和污染物分析中具有独特的作用。例如，欲了解污染物在生物体内的代谢途径和降解过程，不能应用上述分析方法，只能用放射性同位素进行示踪模拟试验。用中子活化法测定含汞、锌、铜、砷、铅、溴等农药残留量及某些有害金属污染物，具有灵敏、特效、不破坏试样等优点。

联合检测技术

应用较多的联用技术有气相色谱一质谱(GC—MS)、气相色谱一傅立叶变换红外光谱(GC—FTIR)、液相色谱一质谱(LC—MS)等。这种分析技术能使组分复杂的样品同时得到分离和鉴定，并可进行定量测定。其方法灵敏、快速、可靠，是对环境样品中有机污染物进行系统分析的理想手段。 [3]

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