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生态监测与评价

第一章 绪论
环境监测（environmental monitoring ）是对外界空气、水、土壤、食物等材料进行测定分析、定量评价环境污染的程度。
生态监测是利用各种技术测定和分析生命系统各层次对自然或人为作用的反应或反馈效应的综合表征来判断和评价这些干扰对环境产生的影响、危害及其变化规律，为环境质量的评估、调控和环境管理提供科学依据。
生态监测指标体系主要指一系列能敏感清晰地反映生态系统基本特征及生态环境变化趋势的并相互印证的项目。
浮游生物（plankton）是指悬浮在水体中的生物，多数体型小，游泳能力弱或完全没有游泳能力，过随波逐流的生活。
着生生物（Periphyton）指生长在浸没于水中的各种基质表面上的微型生物群落。
PFU法是指用聚氨酯泡沫塑料块采集水域中微型生物和测定其群集速度来监测水环境质量状况的一种方法。
底栖动物：栖息在水体底部淤泥内、石块或石砾表面及其间隙中,以及附着在水生植物之间的肉眼可见的水生无脊椎动物。
指示生物指对水体污染变化反应敏感的生物。
生物指数用来反映生物种群和群落结构的变化，以评价环境质量，从而简化了污水生物系统，而且所得结果有了定量概念，便于比较和应用。
细菌总数是指1mL水样在营养琼脂培养基中，于37℃培养24h后，所生长细菌菌落的总数。
总大肠菌群是指那些能在37℃ 48h之内发酵乳糖产酸产气的、需氧及兼性厌氧的革兰阴性的无芽孢杆菌。
如果是使用滤膜法，则总大肠菌群可重新定义为：所有能在含乳糖的远藤培养基上，于37℃培养24h之内生长出带有金属光泽暗色菌落的、需氧和兼性厌氧的革兰阴性无芽孢杆菌。
粪大肠菌群 在44.5℃温度下能生长并发酵乳糖产酸产气的大肠菌群称为粪大肠菌群。
土壤环境容量从生态学观点出发，认为在不使土壤生态系统的结构和功能受到损害的条件下，土壤中所能承纳污染物的最大数量。
受害阈值：污染气体使植物产生受害症状的最低浓度称为临界浓度；在临界浓度时，使植物产生受害症状的最短时间称为临界时间。受害阈值就是由这两个因素构成的。
指示植物把能够反映环境中污染信息的植物称为指示植物。
（二）生态监测的范畴1、从环境角度看2、从污染源角度看3、从监测手段看包括：生物材料检测、指示生物的研究和生物监测器的应用、群落结构调查、生物污染源检测和生物测试。
二、生态监测的任务1、监查 2、监视，3、监控
三、生态监测的特点①能综合地反映环境质量状况②具有长期性监测的功能。③具有多功能性。④ 监测灵敏度高。⑤经济性。
四、生态监测的基本要求1、样本容量应满足统计学要求2、要定期、定点连续观测 3、综合分析：对监测结果要依据生态学的基本原理做综合分析。4、要有扎实的专业知识和严谨的科学态度
五、生态监测的局限性1、易受各种环境因素的影响2、可能受到监测生物生长发育状况的影响3、费时且难确定环境污染物的实际浓度
六、生态监测的主要方法：生态学方法、生理生化方法、毒理学与遗传毒理学方法、生物化学成分分析法。
八、生态监测指标体系的选择
选择与确定生态监测指标体系应遵循以下原则：代表性、敏感性、综合性、可行性、简易化、可比性、灵活性、经济性、阶段性、协调性
优先监测指标的确定原则是：当前受外力影响最大、可能改变最快的指标；反映生态系统的生命支持能力的关键性指标；有综合代表意义的指标。
第二章 水污染的生物群落监测
（一）水生物监测断面布设的原则1、代表性2、与水化学监测断面布设的一致性3、要考虑水环境的整体性4、断面布设的经济性5、断面布设的连续性
二、浮游生物的测定
在淡水中，浮游植物主要是藻类，它们以单细胞、群体或丝状体的形式出现。
浮游动物主要包括原生生物、轮虫、枝角类和桡足类。
（一）采样
1、采样工具
（1）浮游生物网：定性网、定量网
（2）采水器常用的有：①瓶式采水器 ②水生-81型有机玻璃采水器 ③透明度盘
计数框常用的有： S-R计数框、网格计数框：
（4）计数方法（三种方法）长条计数法、视野计数法、网格计数法
视野计数法： 式中：A——一个视野的面积，mm2; D——视野的深度，mm;
F——计数的视野数，一般至少10个；C——计数的生物个数。
浮游生物的测定常用指标：1、利用指示生物进行评价2、利用多样性指数和各种生物指数进行评价3、利用藻类各类群在群落中所占比例进行评价
1、人工基质：载玻片、聚酯薄膜和PFU
2、天然基质：水中的动物、大型植物、石块、木块
（二）样品的处理和保存
1、着生硅藻
（2）定量计数：把已定容到30mL的定量样品充分摇匀后，吸取置入的计数框里，在显微镜下，采用网格计数法，横行移动计数框，逐行计平行线内出现的种（属）藻类数。视藻类密度大小，一般计数10行、20行、40行以至全片。必须使优势种类计数的个体在100个以上。也可采用视野计数法或长条计数法。将定量计数的各种类的个体数进行计算，最后换成1cm2基质上着生藻类的个体数量。
四、PFU（polyurethane foam unit）法
PFU法（一）工作原理当某一自然基质或人工基质在水体中开始出现时，一些微型生物即会在这种基质上进行群集，在不断群集的同时，也会有已经群集在基质上的种类离开基质，因此，在基质上的种类，就有一个群集和消失的问题，当群集速度曲线和消失速度曲线交叉时，基质上的种数达到平衡，这时，基质上的群落保持一定的稳定性，对周围环境也具有一定的自主性。
（二）PFU微型生物群落的特性：1、符合MacArthur-Wilson岛屿生物地理平衡模型2、岛屿的大小直接影响群集的种数3、原生动物群集过程反映出群落内的调节机制
（三）PFU的工作方法
在做同一批实验时，最好用同一批材料，在用之前，先用蒸馏水浸泡12-24h消毒。
实验时，将一定数量的PFU悬挂在水中，一天后，以及第3天、5天、7天、12天、15天、21天、28天检查，每个点每次取两块，剪下后，放在塑料袋中，用吸管滴在载玻片上，在显微镜下检查，把每天的新见种、复见种、消失种都记录下来。一般一块PFU至少要做两个装片，要求全片检查，以免遗漏。
在室内，利用PFU还可以做毒性试验。把一块PFU放在微型生物种类很多的清洁水中，接近平衡期后，取下，把它作为种源固定在大盘中央，盘子边缘固定8-10块空白PFU，每块均需与中间的种源PFU距离相等。盘的大小一般54cm*25cm，放入测试水的量要求能浸没PFU，一般6-10L，每个浓度2-3个盘。室内实验，需要人工光源，可在盘上安一架子，罩是玻璃，罩上客观存在一日光灯。对照盘中放清洁水（可用稀释水），通过种源上的生物在空白PFU上群集的情况了解污染物的毒性。
PFU可测试很多参数。在分类学方面，可测种数、种类组成、相对密度、群集速度、消失速度、平衡期、平衡期时的种数等；在非分类方面，可以测活细胞的生物量、叶绿素a的含量（即自养生物量）、呼吸速度、各种化学分析等。
（五）PFU法的优点
（1）由于PFU孔径小，约100-150μm，大型浮游生物不易入侵，可以采集到以微型生物占绝对优势的群落；
（2）容易群集，体积小，便于携带和置放；
（3）它所群集的微型生物代表了食物链上的几个营养级，可以模拟天然群落，并且是在最高级——群落级水平上做出对环境压迫的反应；
（4）野外工作证明周围水体中大多数的微型生物种类最后均可群集在PFU上。
（5）可用许多块PFU进行同步实验，重复性强；
（6）在同一块PFU上，是室内、室外随机采样所得，可测定群落结构与功能的各种参数；
（7）用PFU采集水体中的微型生物作种源，可在室内做各种毒物的生物测试，预报水体的污染程度。
五、底栖动物的测定
（1） 定量采样：定量采样可以客观地反映河流、湖泊、水库等水体底部栖动物不同部位的种类组成和现存量，并以每平方米为单位进行统计和计算。
常用的采样器有：① 彼德逊采泥器 ②人工基质篮式采样器
六、指示生物和污水生物系统
浮游生物、着生生物、底栖动物、水生维管束植物等都可作为水污染的指示生物
常用的指示生物如下：
① 水体严重污染的指示生物有颤蚓类、毛蠓、细长摇蚊幼虫、腐败波豆虫、小口钟虫、绿色裸藻、小颤藻等。这些指示生物能在溶解氧极低的条件下生活，其中颤蚓类是有机污染十分严重水体中的优势种。
② 水体中等污染的指示生物主要有居栉水虱、瓶螺、被甲栅藻、四角盘星藻、环绿藻、脆弱刚毛藻、蜂巢席藻等。这些种类对较低溶解氧有较好的耐受能力。
③ 清洁水体指示生物有蚊石蚕、扁蜉、蜻蜓、田螺、簇生竹枝藻等，这些生物只能在溶解氧很高，未受污染的水体中大量繁殖。
（二）污水生物系统
把受有机污染的河流从排污口至下游划分成一系列在污染程度上逐渐下降的连续带，这一系列的带称为污水生物系统。
1、多污带
多污带是严重污染的水体，是多污污水生物生存的地带。它多处在污水、废水入口处，其水呈暗灰色，极浑浊，水中所含大量的有机物在分解过程中产生大量的硫化氢、二氧化碳及甲烷。其化学作用为还原性，生物化学需氧量（BOD）很高，氧气极缺，水底沉积大量的悬浮物质。水中还可能存在有毒成分及不正常的pH，这种不良环境决定了可生存的生物种类是有限的，而且均是消费性生物。底部淤泥中生活着寡毛目蠕虫 。
多污带的指示生物主要有浮游球衣细菌、贝氏硫细菌、素衣藻、钟虫、颤蚯蚓、摇蚊幼虫等。如图所示
2、α-中污带
a-中污带水体的特点与严重污染水体近似，水为灰色，BOD 值仍相当高。但是，除了还原作用之外，还有氧化作用，有机物分解形成氨和氨基酸。氧气仍然缺乏，为半厌氧条件，并有硫化氢存在。生活在这一带的生物种数虽然不多，但比严重污染的水体多了一些。主要生活的污水生物还是水细菌。此外还出现吞食细菌的纤毛虫类和轮虫类，以及蓝藻和绿藻。
常见的指示生物有大颤藻、小颤藻、椎尾水轮虫、天蓝喇叭虫、栉虾、臂毛水轮虫等多种藻类和轮虫类。
3、β-中污带
β-中污带水体的特点是氧化作用占优势，绿色植物大量出现。水中含氧量增高，氮的化合物呈铵盐、亚硝酸盐或硝酸盐。相反有机物及硫化氢等含量减少。
水生生物种类多种多样，主要是各种藻类、轮虫类、贝类和各种昆虫。 β-中污带水体不利于水细菌的生存，因此细菌的数量显着减少至1mL水仅存几万个。已有泥鳅、鲤鱼等鱼类出现。
β-中污带指示生物有多种藻类、轮虫、水蚤以及虫子类等。
4、寡污带
寡污带自净作用已经完成，有机物已被完全氧化或矿化，为清洁水体。溶解氧化丰富，硫化氢几乎不存在，水的pH适于生物生存。污泥沉淀已矿质化。蛋白质达到矿质化最后阶段，形成了硝酸盐态氨。水中有机物浓度很低。
寡污带的生物种类极为丰富，而且均是需氧型生物。水中细菌量已极少，浮游植物大量存在，生长的动物有甲壳虫、苔藓虫、水螅等，并有大量显花植物和多种鱼类、水生昆虫幼虫，以及田螺等，可作为各种水体的指示生物进行污染程度的综合评价。
七、生物指数
常用的生物指数有以下几种：
（一）贝克（Back）生物指数
大型底栖无脊动物分成A和B两大类：A为敏感种类，在污染状况下从未发现；B为耐污种类，是在污染状况下才有的动物。然后采用公式表示：生物指数（BI）=2A+B
一般BI 值的范围为0-40，指数为0时属重污染区；1－10时为中等有机污染；10－40时为清洁水区。
采集动物样品时应注意如下几点：
（1）应避开淤泥河床，选择砾石底河段，在水深处采样。
（2）水表面流速在100-150cm/s为宜。
（3）每次采集面积应一定。
（4）采样前应预先进行河系调查。
（二）硅藻生物指数
根据硅藻对水体污染耐性的不同，提供的硅藻指数（I）：
式中：A为不耐污的硅藻种类数；B为对有机污染耐污力强的种类数；C为在污染区内独有的种类数。
I≤0为重污染；I为1-100为中度污染；I为100-150为轻污染；I>150为基本无污染。
（三）Goodnight-Whitley生物指数
以颤蚓类数量占整个底栖动物数量的百分比指示污染状况，即：
所得数值小于60％为良好水质，60－80％为中等污染水质，大于80％为严重污染水质。
（四）生物比重指数
用水生昆虫和寡毛类湿重的比值来评价水质，这种方法可用于评价有机污染和某些有毒废水的污染。
生物比重指数=
此指数值越小，表示污染越严重；反之则水质越清洁。指数的变动范围为0~612(经验值)。
（五）特伦特（Trent）生物指数
指数值越低，表示污染越严重，指数越高；表示污染越轻。
若把污染水体划分为6类，则可定为：指数ⅹ为极清洁，Ⅵ～Ⅶ为轻度污染，Ⅲ～Ⅴ为中度污染，Ⅰ～Ⅱ为重污染，0为严重污染。
优点：只需掌握所规定的关键生物即可，不需待鉴定到种，可以减少鉴定时间，也易于为非生物学工作者掌握，对中度污染的水质反应灵敏，适于对渔业水质的评价。
缺点：软体动物未列入关键群，对轻度污染的水质反映不灵敏，指示水污染等级的指数范围太窄；用于其他河流时，因生物不同，需加以修改；在调查时偶然出现的生物，能轻易改变调查地点的生物指数值，影响评价的准确性；对重金属等无机污染不能进行评价。
（六）藻类污染指数
对能耐受污染的20属藻类分别给予不同的污染指数值，根据水样中出现的藻类，计算总污染指数，由总污染指数判断水体污染程度。
（七）污染生物指数
污染生物指数（BIP）是指无叶绿素微型生物占全部微生物的百分比。
八、种的多样性指数
（一）马加利夫（Margalef）多样性指数d=
式中 ：S—样品中生物的种类数； N—样品中生物的总个体数或总密度，ind/m2
d—值越大表示水质越清洁。d<3 为严重污染，3≤d<4为中度污染，4≤d<5为轻度污染，d>5为清洁。
（二）香农-威纳（Shannon-Weiner）多样性指数
式中 ni ——样品中第i种生物的个体数或密度，ind/m2；N—样品中生物的总个体数或密度，ind/m2；
S—样品中生物的种类数。
为0~1时，说明水体受到严重污染； 为1~2时为中等污染； 为2~3时轻度污染； 大于3时说明水体比较清洁。
（三）凯恩斯（Cairns）多样性指数
式中 ：R—组数； N—被比较的生物个体总数
（四）辛普森（Simposon）多样性指数：又称组合多样性指数。
式中： S—样品中生物的种类数；ni—样品中第i种生物的个体数
N—样品中生物的总给数;
d<2 严重污染；2~3 中度污染；3~6 轻度污染；d>6 清洁
如果群落中每个个体都是同一种（即S=1），则d=1，说明该群落是一种单调群落，水体污染比较严重；如果群落中每个个体都是不同种的生物，则d=∞，说明该群落是一种完全多样化的群落，水质比较清洁。
优点：种类多样性指数的运用，比指示生物法和生物指数法又前进了一步，在许多情况下能更好地反映水体污染状况。
缺点：多样性指数只是定量地反映了群落的结构，未能反映出个体生态学的信息及各类生物的生理特性，当水中营养盐类或其他理化性质发生变化时，使群落结构发生的改变，又会对多样性指数评价的效果产生干扰。
第三章 水体初级生产力的测定
水体生产力是指水生植物（主要是浮游植物）进行光合作用的强度。
一、叶绿素a的测定水体中叶绿素的含量是指示浮游植物生物量的一个重要指标，特别是叶绿素a含量测定是研究水体富营养化的一种有效方法。
（一）测定原理叶绿素a是有机物，不溶于水，但能溶于丙酮、乙醇等有机溶剂。首先要用机械方法使细胞破碎，把叶绿素a从细胞中提取出来。在测定过程中先用醋酸纤维素滤膜抽滤水样，然后破碎细胞，用90%丙酮提取叶绿素a，再用分光光度计测叶绿素a的吸光度，最后利用公式计算叶绿素a的含量。
（二）测定方法和步骤
（1）水样的采集和保存
可根据工作需要进行分层采样或混合采样。湖泊、水库采样500mL，池塘300mL。采样量根据浮游植物多少而定，若浮游植物量少，也可采集1000mL水样。带回实验室进行测定。
水样采集后应放在荫凉处，避免日光直射。最好立即进行测定，如需经过一段时间（4～8h）方可进行处理，则应将水样保存在低温（0～4℃）避光处，在每升水样中加入1％碳酸镁悬浮液1mL，以防止酸化引起色素溶解。水样在冰冻情况下（－20 ℃ ）最长可保存30天。
（2）浓缩水样
在抽滤器上装好醋酸纤维素滤膜（μm），倒入定量体积的水样进行抽滤。抽滤时负压不能过大（约为50kpa）。水样抽完后，继续抽1～2min，以减少滤膜上的水分。如需短期保存1～2天时，则可放入普通冰箱冷冻，如需长期保存（30天），则应放入低温冰箱（－20℃）保存。
（3）取出载有浮游植物的滤膜，在冰箱内低温干燥6～8h后放入组织研磨器中，加入少量碳酸镁粉末及2～3mL90％的丙酮，充分研磨，提取叶绿素a，用离心机（3000～4000r/min）离心10min，将上清液倒入容量瓶中。
（4）再用2～3mL90%的丙酮继续研磨提取，离心10min。将上清液再转入容量瓶中，重复1～2次，用90％的丙酮定容为5mL或10mL，摇匀。
（5）将上清液在分光光度计上，用1cm光程的比色皿测吸光度，分别读取 750nm、663nm、645nm、630nm波长的吸收值，并以90％的丙酮做空白吸光度测定，对样品吸光度进行校正。
（三）计算方法
叶绿素a(mg/m3)=
式中 V—水样体积，L；V1—定容体积，mL；D—吸收度；δ—比色皿厚度，cm。
（四）环境标准叶绿素a含量<4 贫营养型；4~10 中营养型；10~50 富营养型；>50 高度富营养型
二、黑白瓶测氧法
（一）测定原理
黑白瓶测氧法是将几只注满水的白瓶和黑瓶悬挂在采水深度处，曝光24h。黑瓶中的悬游植物由于得不到光照只能进行呼吸作用，因此黑瓶中的溶解氧就会减少。而白瓶完全曝露在光下，瓶中的悬游植物可进行光合作用，因此白瓶中的溶解氧量一般会增加。所以，通过黑白瓶间溶解氧量的变化，就可估算出水体的生产力。
第四章 水中的细菌学测定
一、水样的采集
1、采水容器
（1）采样瓶：通常采用以耐用玻璃制成的，具磨口玻璃塞的500mL广口瓶。
（2）采样瓶的洗涤：一般可用加入洗涤剂的热水洗刷采样瓶，用清水冲洗干净，最后用蒸馏水冲洗1-2次。
（3）采样瓶的灭菌：将洗涤干净的采样瓶盖好瓶塞，用牛皮纸等防潮纸将瓶塞、瓶顶和瓶颈处包好，置干燥箱160-170℃干热灭菌2小时，或用高压蒸汽灭菌器121℃灭菌15min。灭菌后的采样瓶，两周内未使用，需重新灭菌。
2、采样步骤及注意事项
（1）去氯和高浓度重金属
（2）已灭菌和封包好的采样瓶，无论在什么条件下采样时，均要小心开启包装纸和瓶盖，避免瓶盖及瓶子颈部受杂菌污染，并注意在使用船只或附带的采样缆绳等附加设备采样时可能造成的污染。
（3）采集江、河、湖、库等地表水样时，可握住瓶子下部直接将已灭菌的带塞采样瓶插入水中，约距水面10～15cm处，拔玻璃塞，瓶口朝水流方向，使水样灌入瓶内然后盖好瓶塞，将采样瓶从水中取出。如果没有水流，可握住瓶子水平前推，直到充满水样为止。采好水样后，迅速盖好瓶盖和包装纸。
（4）采集一定深度的水样时，可使用单层采水瓶或深层采水瓶。
（5）从自来水龙头采集样品时，不要选用漏水的龙头，采水前可先将水龙头打开至最大，放水3～5min，然后将水龙头关闭，用酒精灯火焰灼烧约3min灭菌，或用70％的酒精溶液消毒水龙头及采样瓶口，再打开龙头，开足，放水1min。以充分除去水管中的滞留杂质。采水时控制水流速度，将水小心接入瓶内。
（6）采样时不需用水样冲洗采样瓶。采样后在瓶内要留足够的空间，一般采样量为采样瓶容量的80%左右，以便在实验室检查时，能充分振摇混合样品，获得具有代表性的样品。
（7）在同一采样点进行分层采样时，应自上而下进行，以免不同层次的搅扰；同一采样点与理化监测项目同时采样时，应先采集细菌学检验样品。
（8）在危险地点或恶劣气候条件下采样时，必须有防护措施，保证采样安全，并做好记录，以便对检验结果正确解释。
（9）采样完毕，应将采样瓶编号，做好采样记录。将采样日期、采样地点、采水深度、采样方法、样品编号、采样人及水温、气温情况等登记在记录卡上。
二、样品保存
1）各种水样，特别是地表水、污水和废水的水样，易受物理、化学或生物的作用，从采水至检验的时间间隔内会很快发生变化。因此，当水样不能及时运到实验室，或运到实验室后，不能立即进行分析时，必须采取保护措施。
2）采好的水样，应迅速运往实验室，进行细菌学检验。一般从取样到检验不宜超过2h，否则应使用10℃以下的冷藏设备保存样品，但不得超过6h。实验室接到样品后，应将样品立即放入冰箱，并在2h内着手检验。如果因路途遥远，送检时间超过6h者，则应考虑现场检验或采用延迟培养法。
三、细菌总数的测定
细菌总数可以反映水体被有机污染的程度。一般未污染的水体细菌数量很少，如果细菌增多，表示水体可能受到有机污染，细菌总数越多说明污染越重。中国生活饮用水卫生标准（试行）中规定，生活饮用水的细菌总数1mL不得超过100个。
（一）培养基的制作
细菌总数测定所用培养基为营养琼脂培养基，
将成分称好，放入量杯中，加热溶解，然后调节pH为~，过滤除去沉淀，分装于玻璃容器中，经121 ℃高压蒸汽灭菌15min，贮存于暗处备用。
（二）测定方法及步骤
1、水样的稀释
（1）选择稀释度 稀释度要选择适宜，要求在平皿上的菌落总数介于30～300个之间。大多数饮用水水样，未经稀释直接接种1mL，所得的菌落总数可适于计数。
（2）水样的稀释方法
① 将水样用力振荡20~25次，使可能存在的细菌凝团分散开。
② 以无菌操作方法吸取10mL充分混匀的水样，注入盛有90mL灭菌水的三角烧瓶中混匀成1：10稀释液。
③ 吸取1：10的稀释液1mL注入盛9mL灭菌水的试管中，混匀成1：100稀释液。按同法依次稀释成1：1000、1：10000稀释液。注意：吸取不同浓度的稀释液时，必须更换吸管。
2、操作方法
① 接种：以无菌操作方法用1mL灭菌吸管吸取充分混匀的水样，注入灭菌平皿中，倾注约15mL已融化并冷却到45℃左右的营养琼脂培养基中，并立即转动平皿，使水样与培养基充分混匀。每个水样应倾注两个平皿，每次检验时，另用一个平皿只倾注营养琼脂培养基做空白对照。
②培养：待营养琼脂培养基冷却凝固后，翻转平皿，使底面向上，置于37 ℃恒温箱内培养24h，进行菌落计数
（三）菌落计数培养之后，立即进行平皿菌落计数。
（四）计算
细菌总数是以每个平均菌落的总数或平均数乘以稀释倍数而得来的。各种不同情况的计算方法如下：
（1）首先选择平均菌落数在30～300之间进行计算，当只有一个稀释度的平均菌落数符合此范围时，即以该平均菌落数乘其稀释倍数报告。
（2）若有两个稀释度，其平均菌落数均在30～300之间，则应按两者之比值来决定。若其比值小于2应报告两者的平均数，若大于2则报告其中较小的数值。
（3）若所有的稀释度的平均菌落数大于300，则应按稀释倍数最大的平均菌落数乘以稀释倍数报告。
（4）若所有稀释度的平均菌落数均小于30，则应按稀释倍数最小的平均菌落数乘以稀释倍数报告。
（5）若所有稀释度的平均菌落数均不在30～300之间，则以最接近300或30的平均菌落数乘稀释倍数报告。
（五）报告计数结果
菌落数在100以内时按实有数报告；大于100时，采用两位有效数字，用10的指数来表示。在报告菌落数为“无法计数”时，应注明水样的稀释度。采用四舍六入五留双的计数方法。
四、水中总大肠菌群的测定
粪便中存在有大量的大肠菌群细菌，在水体中存活时间和对氯的抵抗力等与肠道致病菌，因此将总大肠菌群作为水体受粪便污染的指示菌是合适的。
（一）多管发酵法
多管发酵是根据大肠菌群细菌能发酵乳糖、产酸产气以及具备革兰染色阴性、无芽孢、呈杆状等有关特性，通过3个步骤进行检验，以求得水样中的总大肠菌群数。多管发酵法是以最可能数（MPN）来表示试验结果的。
1、培养基（1）乳糖蛋白胨培养液（2）三倍乳糖蛋白胨培养液（3）品红亚硫酸钠培养基（多管发酵法用）
① 贮备培养基。② 平板培养基。（4）伊红美蓝培养基（EMB培养基）① 贮备培养基。② 平板培养基的配制。
2、试验步骤
（1）生活饮用水
①初发酵试验。在两个装有已灭菌的50mL三倍浓缩乳糖蛋白胨培养液的大试管或烧瓶中（内有倒置），以无菌操作各加入已充分混匀的水样100mL；在10支装有已灭菌的5mL三倍浓缩乳糖蛋白胨培养液的试管中（内有倒置），以无菌操作加入充分混匀的水样10mL，混匀后置于37℃恒温箱培养24h。
②平板分离。经初发酵试验培养24h，发酵试管颜色变黄为产酸，小玻璃倒管有气泡为产气。将产酸产气及只产酸发酵管。分别用接种环划线接种于品红亚硫酸钠培养基或伊红美蓝培养基上，置于37℃ 恒温箱内培养18-24h，挑选符合下列特征的菌落，取菌落的一小部分进行涂片、革兰染色、镜检。
品红亚硫钠培养基上的菌落：紫红色，具有金属光泽的菌落；深红色，不带或略带金属光泽的菌落；淡红色，中心色较深的菌落。
伊红美蓝培养基上的菌落：深紫黑色，具有金属光泽的菌落；紫黑色，不带或略带金属光泽的菌落；淡紫红色，中心色较深的菌落。
③复发酵试验。上述涂片镜检的菌落如为革兰阴性无芽孢的杆菌，则挑选该菌落的另一部分接种于普通浓度蛋白胨培养液中（内有倒置），每管可接种分离自同一初发酵管的最典型菌落1~3个，然后置于37℃恒温箱培养24h，由产酸产气者，即证实有大肠菌群存在。根据证实有大肠菌群菌存在的阳性管数查表4-3，报告每升水样中的大肠菌群数。
（2）饮用水源水
①将水样作1：10稀释
②于各装有5mL三倍浓缩乳糖蛋白胨培养液的5个试管中（内有倒管），各加10mL水样；于各装有10mL乳糖蛋白胨培养液的5个试管中（内有倒管），各加1mL水样；于各装有10mL乳糖蛋白胨培养液的5个试管中（内有倒管），各加入1mL1：10稀释的水样。共计15管，3个稀释度，将各管充分混匀，置于37℃恒温箱培养24h。
③平板分离和复发酵的检验步骤同“（1）生活饮用水”检验方法。
④根据证实总大肠菌群存在的阳性管数，即求得每100mL水样中存在的总大肠菌群数。
（3）地表水和废水
①地表水中较清洁水的初发酵试验步骤同”（2）饮用水源水”检验方法。有严重污染的地表水和废水初发酵试验的接种水样应作1：10、1：100、1：1000或更高的稀释，检验步骤同“（2）饮用水源水”检验方法。
② 如果接种的水样量不是10mL、1mL、，而是较低的或较高的3个浓度的水样量，也可查表求得MPN指数，再经下式换算成每100mL的MPN值
（二）四管发酵法
此法在测定时只需4个发酵管，水样根据其污染程度进行稀释，每一水样在测定时都有4个接种水样量，其他检验同多管发酵法。
1.试验步骤（以轻度污染者为例）
（1）将水样作1：10稀释
（2）分别取1mL1：10稀释水样及1mL原水样，分别注入装有10mL乳糖蛋白胨培养液的试管中（内有倒管）；另取10mL原水样注入一支装有5mL三倍浓缩乳糖蛋白胨培养液的试管中（内有倒管）；再取100mL原水样注入一支装有50mL三倍浓缩乳糖蛋白胨培养液的大试管或锥形瓶中（内有倒管）。以下的检验步骤同多管发酵法。
（3）根据证实有总大肠菌群存在的阳性管数。报告每升水样中的总大肠菌群数。
（三）滤膜法
滤膜是一种微孔性薄膜。将水样注入已灭菌的放有滤膜（孔径μm）的滤器中，经过抽滤，细菌即被截留在膜上，然后将滤膜贴于品红亚硫酸钠培养基上，进行培养。因大肠菌群细菌可发酵乳糖，在滤膜上出现紫红色具有金属光泽的菌落，计数滤膜上生长的此特性的菌落数，计算出每1L水样中含有总大肠菌群数。如有必要，对可疑菌落应进行涂片染色镜检，并再接种乳糖发酵管做进一步鉴定。
1、培养基
（1）品红亚硫酸钠培养基（2）乳糖蛋白胨培养液（3）乳糖蛋白胨半固体培养基
2、试验步骤
（1）过滤水样①滤膜及滤器的灭菌。 ②过滤装置安装。③水样量的选择。 ④过滤。
（2）培养 水样抽滤完后，再抽约5s，关上滤器阀门取下滤器，用灭菌镊子夹取滤膜边缘部分，移放在品红亚硫酸钠培养基上，滤膜截留细菌面朝上，滤膜应与培养基完全贴紧，两者间不得留有气泡。然后将平皿倒置，放入37℃恒温箱内培养24h。培养期间，保持充足的湿度（大约90%的相对湿度）。
3. 结果观察和报告
挑选符合下列特征的菌落进行革兰染色、镜检。
紫红色，具有金属光泽的菌落；深红色，不带或略带金属光泽的菌落；淡红色，中心色较深的菌落。
凡系革兰阴性无芽孢杆菌，需再接种于乳糖蛋白胨培养液或乳糖蛋白胨半固体培养基，经37 ℃培养，前者于24h产酸产气，或后者经6~8h培养后产气，则判为总大肠菌群阳性。
记数滤膜上生长的大肠菌群菌落总数，根据过滤的水样量来计算1L水样中总大肠菌群数。
总大肠菌群数（个/L）=
滤膜上菌落数以20～60个/片较为适宜。
（四）延迟培养法
延迟培养法可以允许水样经滤膜过滤后，将滤膜装运、输送到实验室，进行培养并完成检验。
延迟培养法和标准滤膜法比较表明两者的数据可以相符。
延迟培养试验两种可选择的方法是M-远藤法和LES法。
1、培养基（1） M 远藤法① M-远藤培养基(M-Endo)② M-远藤防腐培养基。
（2）LES法① LES-MF保存性培养基②LES-远藤琼脂培养基
2、试验步骤
（1）采样前的准备
① 过滤装置．滤膜和滤器的灭菌见滤膜法。
② 培养皿。无菌的、密封保湿的塑料培养皿，50mm×12mm。
（2）水样的保存和运输
①用灭菌镊子把一片灭菌吸收垫放在一个灭菌的培养皿底部，并吸收足够的、已选择好的、在运输过程中可抑制大肠杆菌生长的运输培养基（如M-远藤防腐培养基或LES-MF保存性培养基），使垫片浸湿饱和（小心地吸去剩余培养基）。
②用灭菌镊子从过滤设备上取下滤膜，放在已用运输培养基饱和过的吸收垫上。紧闭塑料培养皿就能保持其湿度，防止滤膜损失水分。把放置有滤膜的培养皿放在适当的容器里送到实验室去做试验。
（3）转移和培养
在实验室里，以无菌操作把滤膜从运输用的塑料培养皿上移到含有M-远藤培养基或LES-远藤琼脂培养基的第二个无菌的平皿中。
①M-远藤方法。从M-远藤防腐培养基上把滤膜转移到无抑菌剂的M-远藤培养基的吸收垫平皿中，在37℃±1℃培养20-22h。
②LES法。把滤膜从LES-MF保存性培养基转移到LES-远藤琼脂培养基里，在37℃±1℃培养20-22h。在转移时，如果不用放大镜即可观察到清晰的菌落，则在放进37℃±1℃的培养箱中培养16-18h之前，将含有转移滤膜的培养皿先存放在5-10℃处。缩短培养时间是为检验员提供一种控制细菌生长过度或菌落光泽消散的办法，以免影响对大肠菌群的菌落计数。
五、水中粪大肠菌群的测定
（一）多管发酵法
1、培养基（1）单倍和三倍乳糖蛋白胨培养液（2）EC培养液
2、试验步骤
（1）水样接种量：将水样充分混匀后，根据水样污染的程度确定水样接种量。每个样品至少用3个不同的水样量接种，同一接种水样量要有5 管。
（2）初发酵试验：将水样分别接种到盛有乳糖蛋白胨培养液的发酵管中。在37 ℃± ℃下培养24h±2h。产酸和产气的发酵管表明试验阳性。如在倒管内产气不明显，可轻拍试管，有小气泡升起的为阳性。
（3）复发酵试验：轻微振荡初发酵试验阳性结果的发酵管，用3mm接种环或灭菌棒将培养物转接到EC培养液中。在℃±℃温度下培养24h±2h（水浴箱的水面应高于试管中培养基液面）。接种后所有发酵管必须在30min内放进水浴中。培养后立即观察，发酵管产气则证实为粪大肠菌群阳性。
3、计算和报告结果
根据不同接种量的发酵管所出现阳性结果的数目，从MPN表中查得相应的MPN指数，按总大肠菌群的计算方法计算每升水中粪大肠菌群的MPN值。
（二）滤膜法
1、培养基： M-FC培养基
2、试验步骤
（1）水样过滤
① 水样量的选择：水样量的选择根据细菌受检验的特征和水样中预测的细菌密度而定。
② 水样的过滤：按总大肠菌群滤膜法水样过滤的步骤和注意事项进行过滤。
（2）培养使用M-FC培养基，培养基含或不含琼脂，不含琼脂的培养基使用已用M-FC培养基饱和的无菌吸收垫。将滤过水样的滤膜置于琼脂或吸收垫表面。将培养皿紧密盖好后，置于能准确恒温于44.5℃±0.5℃的恒温箱或恒温水浴中，经24h±2h培养。在培养时间内，装培养皿的塑料袋必须用重物坠于水面之下，以保持所需的严格温度。所有已制备的培养物都应在过滤后30min内浸入水浴中。
3.计算及报告结果
粪大肠菌群菌落在M-FC培养基上呈蓝色或蓝绿色，其他非粪大肠菌群菌落呈灰色、淡黄色或无色。
计数呈蓝或蓝绿色的菌落，计算出每升水样中的粪大肠菌群数。
粪大肠菌群菌落数（个/L）=
（三）延迟培养法
粪大肠杆菌的延迟培养步骤类似总大肠菌群的延迟培养。其操作步骤为：在野外现场采集水样后，立即进行过滤，将滤膜安放在运输培养基上，再送到实验室，在实验室将滤膜转移到M-FC培养基上，于44.5℃±0.5℃培养24±2h，对粪大肠菌群菌落计数。
1、培养基（1）LES-MF保存性培养基。（2）M-FC培养基。
2、试验步骤
（1）采样前的准备。
（2）样品的保存和运送。
（3）转移。在实验室内，从保存培养基内取出滤膜，放置到另一含有M-FC培养基的培养皿中
（4）培养。将培养皿放置在防水的塑料袋或容器内，浸没在℃±℃的恒温水浴中，培养24h.
3、计数及报告方法
六、水中总大肠菌群、粪大肠菌群的快速测定
（一）方法原理应用灭菌的滤纸吸收选择性培养基，细菌通过滤纸纤维膨胀而被固定并生长繁殖，大肠菌群在发育时伴随产生琥珀酸脱氢酶将纸片上的TTC（红四碳唑）还原成不可逆的甲簪产生红色色素，即大肠菌在纸片培养基上呈现红色菌落，而菌落周围产生的黄圈是大肠菌分解乳糖产酸使指示剂变色的结果。
（四）判定标准
（1）纸片上出现紫红色菌落，周围有黄圈者为阳性；或出现片状红晕，周围为黄色者亦为强阳性。
（2）纸片为一种颜色而无菌落生长者为阴性。
（3）纸片呈紫红色或紫色，菌落周围无黄圈者为阴性。
（4）酸性水样接种后纸片变黄，经培养无紫红色菌落者为阴性。
（5）纸片变色并呈不典型菌落结果可疑者，应做复发酵进行验证。
第五章 土壤污染的生态监测
一 、土壤污染对生物的影响
（一）农药污染1、对植物的影响 2、对土壤动物的影响3、对土壤微生物数量的影响 ：负相关性
4、对飞禽的影响 ：危害主要是引起蛋壳变薄，从而导致繁殖率下降，结果使群体数量发生显着变化。
5、对野生动物的影响：相对较小
(二) 重金属污染1、 对土壤酶活性的影响2、 对土壤微生物的影响3、对幼苗的生理