生物群落法
（一）指示生物
生物群落中生活着各种水生生物，如浮游生物、着生生物、底栖动物、鱼类和**等。由于它们的群落结构、种类和数量的变化能反映水质污染状况，故称之为指示生物。
浮游生物是指悬浮在水体中的生物，它们多数个体小，游泳能力弱或完全没有游泳能力，过
表2－14 河、湖、库淡水生物监测项目及频率
注：①根据本地区水环境特征确定必测项目。
着随波逐流的生活。浮游生物可分为浮游动物和浮游植物两大类。在淡水中，浮游动物主要由原生动物、轮虫、枝角类和桡足类组成。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。浮游生物是水生食物链的基础，在水生生态系统中占有重要地位，其中多种对环境变化反应很敏感，可作为水质的指示生物。所以，在水污染调查中，常被列为主要研究对象之一。
着生生物（即周丛生物）是指附着于长期浸没水中的各种基质（植物、动物、石头、人工）表面上的有机体群落。它包括许多生物类别，如**、**、藻类、原生动物、轮虫、甲壳动物、线虫、寡毛虫类、软体动物、昆虫幼虫，甚至鱼卵和幼鱼等。近年来，着生生物的研究日益受到重视，其中主要因素是由于其可以指示水体的污染程度，对河流水质评价效果尤佳。在监测工作中，多用人工基质法。
底栖动物是栖息在水体底部淤泥内、石块或砾石表面及其间隙中，以及附着在水生植物之间的肉眼可见的水生无脊椎动物。一般认为其体长超过2mm，不能通过40目分样筛，所以称为底栖大型无脊椎动物。它们广泛分布在江、河、湖、水库、海洋和其他各种小水体中，包括水生昆虫、大型甲壳类、软体动物、环节动物、圆形动物、扁形动物等许多动物门类。底栖动物的移动能力差，故在正常环境下比较稳定的水体中，种类比较多，每个种的个体数量适当，群落结构稳定。当水体受到污染后，其群落结构便发生变化。严重的有机污染和毒物的存在，会使多数较为敏感的种类和不适应缺氧的种类逐渐消失，而仅保留耐污染种类，成为优势种类。应用底栖动物对污染水体进行监测和评价，已被各国广泛应用。
在水生食物链中，鱼类代表着*高营养水平。凡能改变浮游和大型无脊椎动物生态平衡的水质因素，也能改变鱼类种群。同时，由于鱼类和无脊椎动物的生理特点不同，某些污染物对低等生物可能不引起明显变化，但鱼类却可能受到影响。因此，鱼类的状况能够**反映水体的总体质量。进行鱼类生物调查对评价水质具有重要意义。
（二）监测方法
按照规定的采样、检验和计数方法获得各生物类群的种类和数量的��据后，如何评价水污染状况，目前尚无统一的方法，下面介绍几种比较有代表性的方法。
1.污水生物系统（saprobien system）法
该方法将受有机物污染的河流按其污染程度和自净过程划分为几个互相连续的污染带，每一带生存着各自独特的生物（指示生物），据此评价水质状况。1960年，Hyness绘制了污水排入河流后有机污染物浓度变化情况和生态模式图（见图2－42）。在此基础上，经过许多专家增补和修改，使该方法得到较广泛地应用。
根据河流的污染程度，通常将其划分为四个污染带，即多污带，a-中污带，β-中污带和寡污带。各污染带水体内存在特有的生物种群，其生物学、化学特征列于表2－15。
污水生物系统法注重用某些生物种群评价水体污染状况，需要熟练的生物学分类知识，工作量大，耗时多，并且有指示生物出现异常情况的现象，故给准确判断带来一定困难。环境生物学者根据生物种群结构变化与水体污染关系的研究成果，提出了生物指数法。
表2－15 污水系统生物学、化学特征
2.生物指数（biotic index）法
生物指数是指运用数学公式反映生物种群或群落结构的变化，以评价环境质量的数值。
贝克（Beek）1955年首先提出一个简易地计算生物指数的方法。他将调查发现的底栖动物分成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，是在污染状况下才出现的动物。在此基础上，按下式计算生物指数：
生物指数（BI）=2nA+nB
式中：n——底栖大型无脊椎动物的种类。当BI值为0时，属严重污染区域；BI值为1—6时为中等有机物污染区域；BI值为10—40时为清洁水区。
1974年，津田松苗在对贝克指数进行多次修改的基础上，提出不限于在采集点采集，而是在拟评价或监测的河段把各种底栖大型无脊椎动物尽量采到，再用贝克公式计算，所得数值与水质的关系为：BI＞30为清洁水区；BI=15—29为较清洁水区；BI=6—14为不清洁水区；BI=0—5为极不清洁水区。
沙农-威尔姆（Shannon-Wilhm）根据对底栖大型无脊椎动物调查结果，提出用种类多样性指数评价水质。该指数的特点是能定量反映生物群落结构的种类、数量及群落中种类组成比例变化的信息。在清洁的环境中，通常生物种类极其多样，但由于竞争，各种生物又仅以有限的数量存在，且相互制约而维持着生态平衡。当水体受到污染后，不能适应的生物或者死亡淘汰，或者逃离；能够适应的生物生存下来。由于竞争生物的减少，使生存下来的少数生物种类的个体数大大增加。这种清洁水域中生物种类多，每一种的个体数少，而污染水域中生物种类少，每一种的个体数大大增加的规律是建立种类多样性指数式的基础。沙农提出的种类多样性指数计算式如下：
式中： ——种类多样性指数；
N——单位面积样品中收集到的各类动物的总个数；
ni——单位面积样品中第i种动物的个数；
S——收集到的动物种类数。
上式表明动物种类越多， 值越大，水质越好；反之，种类越少， 值越小，水体污染越严重。威尔姆对美国十几条河流进行了调查，总结出值与水样污染程度的关系如下：
值 污染状况
＜1.0 严重污染
1.0—3.0 中等污染
＞3.0 清洁
我国曾对蓟运河中底栖大型无脊椎动物进行调查，结果表明基本上与沙农公式的计算相符合。
用作计算生物指数的生物除底栖大型无脊椎动物外，也有用浮游藻类的，如硅藻指数：
式中：A——不耐污染的种类数；
B——对有机物耐污力强的种类数；
C——在污染水域内独有的种类数。
威尔姆对能耐受污染的20属藻类分别给予不同的污染指数值（见表2－16）。根据水样中出现的藻类计算总污染指数。如总污染指数大于20为严重污染，15—19为中污染，低于15为轻污染。
二、**学检验法
**能在各种不同的自然环境中生长。地表水、地下水，甚至雨水和雪水都含有多种**。当
表2－16 威尔姆给予的藻类污染指数值
水体受到人畜粪便、生活污水或某些工农业废水污染时，**大量增加。因此，水的**学检验，特别是肠道**的检验，在卫生学上具有重要的意义。但是，直接检验水中各种病源菌，方法较复杂，有的难度大，且结果也不能保证****。所以，在实际工作中，经常以检验**总数，特别是检验作为粪便污染的指示**，来间接判断水的卫生学质量。
