生物監(jiān)測技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用研究

王婷婷?冀慧明?王一凡

摘 要：隨著生物監(jiān)測技術(shù)的不斷成熟，其應(yīng)用范圍也愈來愈廣。與發(fā)達(dá)國家相比，我國生物監(jiān)測技術(shù)體系還不夠健全，需進(jìn)一步完善，以此來推動(dòng)生物監(jiān)測技術(shù)發(fā)展。文章展望了生物監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：生物監(jiān)測技術(shù)；環(huán)境監(jiān)測；應(yīng)用

環(huán)境保護(hù)中污染物的控制是一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，而污染物控制過程中污染物的監(jiān)測與分析是重要手段。環(huán)境監(jiān)測過程中要根據(jù)實(shí)際的環(huán)境特點(diǎn)，選擇與之相適應(yīng)的監(jiān)測技術(shù)，以提高監(jiān)測質(zhì)量，下文針對(duì)生物監(jiān)測技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用展開討論。

一、生物監(jiān)測技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的優(yōu)勢

生物監(jiān)測是指利用生物與生物之間的相互制約影響、生物與環(huán)境之間的相互制約與影響，了解生物與周圍環(huán)境之間的具體聯(lián)系，通過監(jiān)測環(huán)境與生物之間的關(guān)系對(duì)當(dāng)前生物生存的自然環(huán)境中存在的問題進(jìn)行分析。對(duì)于環(huán)境監(jiān)測而言，生物監(jiān)測是其日后發(fā)展的重要方向及趨勢。生物監(jiān)測技術(shù)與傳統(tǒng)理化監(jiān)測技術(shù)相比具有以下優(yōu)勢：1.連續(xù)性。生物監(jiān)測可對(duì)長周期范圍內(nèi)環(huán)境變化信息進(jìn)行監(jiān)測，保證了環(huán)境污染的全面性。2.直觀性。生物監(jiān)測可將污染物對(duì)生物體的生物學(xué)效應(yīng)清晰、直觀地反映出來，極大程度上提升了監(jiān)測結(jié)果的可信度。3.靈敏性。高度靈敏性是生物監(jiān)測的重要特征之一。利用生物積累、生物放大及生物富集效應(yīng)，可迅速獲知環(huán)境污染源頭。4.保護(hù)性。生物監(jiān)測技術(shù)對(duì)環(huán)境具有良好的親和性，對(duì)環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)友好，不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞作用。總體上來看，生物技術(shù)操作簡便、靈敏度高，可及時(shí)反映出生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)情況，有利于監(jiān)測人員掌握環(huán)境變化規(guī)律，為環(huán)境保護(hù)提供真實(shí)、可靠、準(zhǔn)確的信息。

二、生物監(jiān)測技術(shù)具體應(yīng)用分析

1.大氣監(jiān)測

大氣污染生物監(jiān)測主要包括以下方法：（1）植物癥狀監(jiān)測法。該方法是將敏感植物葉片在不同環(huán)境下的受害程度、顏色變化及受害面等作為監(jiān)測指標(biāo)，以此來反映大氣污染程度，并可判斷出污染物的種類。（2）盆栽監(jiān)測法。盆栽監(jiān)測法主要是用于定點(diǎn)監(jiān)測，將指示盆栽置于污染區(qū)選定的監(jiān)測點(diǎn)上，進(jìn)行定期觀測，并記錄受害癥狀及受害程度，由此對(duì)污染物成分、濃度及范圍進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而反映出區(qū)域大氣污染程度。（3）地衣監(jiān)測法。部分地衣對(duì)環(huán)境變化具有較高的敏感性，利用這種敏感性可將環(huán)境變化情況清晰反映出來，這就使得利用地衣有了環(huán)境監(jiān)測的價(jià)值。由于地衣不會(huì)受土壤差異影響，并且無水分及其他營養(yǎng)來源的稀釋和干擾作用，因此可較為客觀地反映出大氣質(zhì)量。同時(shí)，地衣分布范圍較為廣闊，種類較多，在不同季節(jié)均能將環(huán)境污染情況顯現(xiàn)出來。但是地衣監(jiān)測法在定量分析方面還有所不足，有待完善。（4）年輪監(jiān)測法。利用喬木年輪可將喬木各生長期的污染情況反映出來。該方法主要是通過射線穿透難易程度對(duì)年輪特性進(jìn)行判斷，從而對(duì)污染程度進(jìn)行分析。

2.水環(huán)境監(jiān)測

生物監(jiān)測技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用范圍十分廣泛，技術(shù)體系也較為成熟。其中，指示生物法是較為經(jīng)典的方法之一。通常會(huì)選用生命周期長、活動(dòng)地點(diǎn)固定的生物作為指示生物，包括浮游生物、底棲生物、魚類等。當(dāng)水體污染達(dá)到一定程度時(shí)，指示生物就會(huì)出現(xiàn)一定的生物特征，由此來反映水體污染狀況。另外，微生物群落作為水體系統(tǒng)的重要構(gòu)成也可較為敏感地將水體污染情況反映出來。在水環(huán)境監(jiān)測當(dāng)中，毒性試驗(yàn)也是一種較為常見的生物監(jiān)測方法。利用急性毒性試驗(yàn)可衡量短時(shí)間內(nèi)污染物的毒性大小及特點(diǎn)。

3.土壤監(jiān)測

土壤生物監(jiān)測主要包括動(dòng)物監(jiān)測法與植物監(jiān)測法。例如，利用蚯蚓可將土壤污染情況清晰反映出來。蚯蚓對(duì)土壤具有較強(qiáng)的敏感性，可反映土壤中鎘含量，并能察覺農(nóng)藥、重金屬等物質(zhì)。又如，將部分植物作為監(jiān)測對(duì)象，可反映出土壤中的重金屬元素含量。當(dāng)土壤中銅過量時(shí)，嬰粟會(huì)出現(xiàn)矮化；錳過量時(shí)，植物葉片會(huì)畸形發(fā)育；鐵或硫過量，會(huì)造成石竹表現(xiàn)為深紫色。

4.水環(huán)境監(jiān)測

水生生物與水環(huán)境之間存在互相依存、互相制約的關(guān)系，水質(zhì)受到污染，則水生物就會(huì)發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到監(jiān)測水質(zhì)污染的目的。此處介紹兩種水環(huán)境監(jiān)測中常用的生物監(jiān)測技術(shù)。一種是微生物群落監(jiān)測，微生物生物群可以敏感的反映出水質(zhì)的污染情況，其中聚氨酯塑料塊法是常用的方法之一，即將泡沫塑料塊放入被監(jiān)測的水質(zhì)中，分析泡沫塊收集到的微生物分析水質(zhì)污染情況。另外一種則是針對(duì)指示物生物法進(jìn)行監(jiān)測，該方法比較經(jīng)典，其主要檢測受污染水質(zhì)中缺失的敏感微生物的種類，分析當(dāng)前水質(zhì)的污染情況，由于指示物生命周期比較長，活動(dòng)范圍比較固定，因此大大提高了水質(zhì)監(jiān)測的準(zhǔn)確性。水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)示生物主要是浮游動(dòng)物、小顫草、脆硬剛毛藻等無脊椎動(dòng)物。

三、生物監(jiān)測的發(fā)展趨勢

由于生物監(jiān)測具有獨(dú)特的優(yōu)勢，所以其在環(huán)境污染監(jiān)測中的發(fā)展前景十分良好。當(dāng)然，環(huán)境是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，生物監(jiān)測技術(shù)還不夠成熟，存在一些實(shí)際問題，隨著其不斷發(fā)展，各學(xué)科互相滲透、交融，會(huì)大大提高生物監(jiān)測技術(shù)的精確性與靈敏性。并且生物監(jiān)測技術(shù)不斷發(fā)展、不斷完善，對(duì)污染物危害的評(píng)價(jià)也更加科學(xué)、客觀。污染物對(duì)環(huán)境的毒害作用并非單一的某種污染物所致，而是多種物質(zhì)共同作用、長期積累的結(jié)果，生物監(jiān)測對(duì)環(huán)境污染的毒害性進(jìn)行更加客觀、科學(xué)的評(píng)價(jià)。此外，生物本身性質(zhì)比較復(fù)雜，氣候、季節(jié)、病蟲害、地域等因素均會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，故要進(jìn)一步建立標(biāo)準(zhǔn)化的監(jiān)測方法，提高生物監(jiān)測結(jié)果的實(shí)用價(jià)值。

四、結(jié)語

雖然生物監(jiān)測在環(huán)境監(jiān)測中的作用越來越明顯，但是也表現(xiàn)出一定的不足。比如在精確性、快速性以及靈敏性等方面還需要不斷的提高。另外，生物監(jiān)測易受各種環(huán)境因素的影響，不僅會(huì)受到污染物帶來的影響，還在一定程度上受到土壤、地域、季節(jié)、病蟲害等原因的影響。受到多種原因的限制，生物監(jiān)測技術(shù)目前并不完善，但是作為能夠評(píng)價(jià)綜合毒性的有效方法，能為人類提供大量的、連續(xù)的、綜合的環(huán)境信息。生物監(jiān)測方法與理化檢測方法聯(lián)合應(yīng)用，更能夠評(píng)價(jià)污染物的綜合毒性效應(yīng)，更準(zhǔn)確地監(jiān)測綜合污染狀況。

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