青島市生物監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀與應(yīng)用研究

王艷玲 張曉紅 王明麗

（山東省青島生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，山東 青島266003）

生物監(jiān)測(cè)是利用生物對(duì)環(huán)境中污染的物質(zhì)的敏感性反應(yīng)來(lái)判斷環(huán)境污染的一種手段，用來(lái)補(bǔ)充物理、化學(xué)分析方法的不足。特別是在水體呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化，存在發(fā)生水華現(xiàn)象時(shí)，生物監(jiān)測(cè)是非常重要的一項(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容。目前水華現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。水華是指水域中一些浮游生物暴發(fā)性繁殖引起水色異常的現(xiàn)象，水華的發(fā)生與水體的富營(yíng)養(yǎng)化有直接的關(guān)系。水華發(fā)生時(shí)，水一般呈藍(lán)色或綠色，出現(xiàn)腥臭味的浮沫。淡水中“水華”造成的最大危害是飲用水源受到威脅，藻毒素通過(guò)食物鏈影響人類的健康，藍(lán)藻“水華”的次生代謝產(chǎn)物MCRST 能損害肝臟，具有促癌效應(yīng)，直接威脅人類的健康和生存。

青島市地處山東半島南部，為海濱丘陵城市，全市共有大小河流200 多條，均為季風(fēng)區(qū)雨源型。大中型水庫(kù)20 多個(gè)，水庫(kù)多為降水補(bǔ)給。青島市為資源缺水型城市，水資源的保護(hù)更顯重要。20 世紀(jì)90 年代山東省青島生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心（原青島市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站）開始對(duì)青島市主要飲用水源地開展生物監(jiān)測(cè)，對(duì)水源地的保護(hù)起到了積極的作用。

本文根據(jù)2019 年的監(jiān)測(cè)資料對(duì)生物監(jiān)測(cè)狀況和結(jié)果進(jìn)行了分析，并對(duì)生物監(jiān)測(cè)進(jìn)行了展望，以期對(duì)水環(huán)境的管理有所裨益。

1 監(jiān)測(cè)概況和監(jiān)測(cè)結(jié)果

1.1 監(jiān)測(cè)概況

2019 年共對(duì)三個(gè)主要水庫(kù)嶗山水庫(kù)、棘洪灘水庫(kù)和產(chǎn)芝水庫(kù)開展生物監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要為浮游植物和浮游動(dòng)物，監(jiān)測(cè)頻次為每季度一次。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位主要布設(shè)在水庫(kù)的入口和出口，嶗山水庫(kù)在中心區(qū)段也布設(shè)了點(diǎn)位。

1.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果

嶗山水庫(kù)位于嶗山風(fēng)景區(qū)內(nèi)，修建于1958 年，四周環(huán)山，中成盆底，是青島市重要的飲用水源地。2019 年嶗山水庫(kù)共檢出浮游植物8 門132 種，其中硅藻、綠藻和藍(lán)藻占總藻類數(shù)的81.1%。各監(jiān)測(cè)月份種類數(shù)均值在60 種左右，其中10 月監(jiān)測(cè)到的種類數(shù)最高。浮游植物各月份密度范圍為1.58～7.80×106個(gè)/升，年均值為4.39×106個(gè)/升。在優(yōu)勢(shì)種方面，3 月為尖針桿藻和顆粒直鏈藻，5 月為衣藻屬，8 月為嚙噬隱藻和小膠鞘藻，10月為小膠鞘藻、尖針桿藻和尖尾藍(lán)隱藻。

棘洪灘水庫(kù)是人造堤壩平原水庫(kù)，是引黃濟(jì)青工程的唯一調(diào)蓄水庫(kù)，總庫(kù)容1.46 億立方米。2019 年棘洪灘水庫(kù)共檢出浮游植物7 門76 種，其中硅藻、綠藻和藍(lán)藻種數(shù)較多，占藻類總數(shù)的85.5%。各監(jiān)測(cè)月份種類數(shù)均值為36 種，其中8 月最多。浮游植物密度年均值為1.81×106個(gè)/升，5 月密度最低，10 月最高。從優(yōu)勢(shì)種來(lái)看，3 月為分歧錐囊藻，5 月尖針桿藻和游絲藻，8 月為嚙噬隱藻，10 月為柱孢藻。

產(chǎn)芝水庫(kù)位于青島萊西市。地處大沽河干流的中上游，興建于1958 年，是一座集防洪、灌溉、供水、養(yǎng)魚、旅游于一體的綜合性的國(guó)家大型水庫(kù)，是膠東半島第一大水庫(kù)。產(chǎn)芝水庫(kù)共檢出浮游植物8 門125 種，除10 月份僅檢出39 種外，其余月份均檢出60 種以上。種類組成上均為綠藻- 硅藻種類為主。浮游植物密度年均值為9.66×106個(gè)/升，3 月密度最高2.34×107個(gè)/升；5 月密度最低，為1.31×106個(gè)/升。從優(yōu)勢(shì)種來(lái)看，3 月、5 月和8 月優(yōu)勢(shì)種均為小膠鞘藻，10 月的優(yōu)勢(shì)種為平裂藻和小膠鞘藻。

2 生物監(jiān)測(cè)的意義

浮游植物監(jiān)測(cè)在青島市水源地監(jiān)測(cè)中發(fā)揮了重要作用[1]。浮游植物是水生生物資源的重要組成部分。水環(huán)境的變化會(huì)導(dǎo)致浮游植物的數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)的變化，因此利用浮游植物對(duì)外界環(huán)境的靈敏反應(yīng)來(lái)檢查水體變化。2007 年秋季青島市嶗山水庫(kù)出水口曾發(fā)生過(guò)小范圍的水華，2008 年對(duì)水庫(kù)開展了每月一次的跟蹤監(jiān)測(cè)。2008 年夏季青島市委黨校內(nèi)的寧德湖水體呈現(xiàn)棕紅色，監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)水體中藍(lán)藻數(shù)量達(dá)到16560493 個(gè)/L，且以藍(lán)藻占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)浮游植物的監(jiān)測(cè)，為飲用水源地的水質(zhì)保護(hù)和“水華”災(zāi)害預(yù)警提供了有價(jià)值的基礎(chǔ)資料。

3 生物監(jiān)測(cè)發(fā)展建議

青島市淡水生物監(jiān)測(cè)工作已經(jīng)發(fā)展了20 幾年，積累了一定的工作經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了監(jiān)測(cè)技術(shù)人員，為當(dāng)?shù)氐乃Y源保護(hù)起到了積極的作用。但是生物監(jiān)測(cè)工作并沒有全面展開，在為環(huán)境管理服務(wù)方面還需要進(jìn)一步的拓展。

3.1 生物監(jiān)測(cè)的應(yīng)用

青島市水源地的生物監(jiān)測(cè)具備了一定的基礎(chǔ)，海水和淡水中微生物群落的監(jiān)測(cè)已經(jīng)開展。利用多管發(fā)酵法開展了水中總大腸菌群和糞大腸菌群的監(jiān)測(cè)分析。水生生物的“生物群落法”項(xiàng)目適用于河流、湖泊、水庫(kù)水體環(huán)境的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻次每年不少于兩次。青島市利用水生生物群落監(jiān)測(cè)法對(duì)飲用水源地開展了監(jiān)測(cè)。指示生物法是最為經(jīng)典的方法，通過(guò)這種方法分析水體中有沒有敏感污染物，科學(xué)分析水體資源中污染物的具體情況。

指示生物的活動(dòng)地點(diǎn)是不變的，有著很長(zhǎng)的生命周期，因此能夠?qū)⑺w中的污染情況全面的反映出來(lái)。

底棲動(dòng)物在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中有著非常重要的作用。底棲動(dòng)物是指棲息生活在水體底部淤泥內(nèi)或石塊、礫石的表面或其間隙中，以及附著在水生生物之間的、肉眼可見的水生無(wú)脊椎動(dòng)物。底棲動(dòng)物包括水生昆蟲、軟體動(dòng)物、水棲寡毛類、線蟲、水蛭和鉤蝦等大類。水體受污染后，生物的種類和數(shù)量發(fā)生變化，底棲動(dòng)物可以穩(wěn)定的反映這種變化，因此可以用其群落結(jié)構(gòu)的變化來(lái)偵察和評(píng)價(jià)污染。一般正常情況下，比較清潔的水體中分布的底棲動(dòng)物種類多、個(gè)體數(shù)量相對(duì)少，污水水體（嚴(yán)重污染除外）中分布的底棲動(dòng)物種類少、個(gè)體數(shù)量相對(duì)多。

3.2 生物監(jiān)測(cè)領(lǐng)域

生物監(jiān)測(cè)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)方面已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用[2]。土壤中和空氣中生物監(jiān)測(cè)的應(yīng)用尚需要進(jìn)一步拓展?？諝馕廴旧锉O(jiān)測(cè)，主要是基于生物對(duì)空氣污染的不同反應(yīng)，并從反應(yīng)中識(shí)別有害氣體的成分或是含量，并以此來(lái)獲得空氣質(zhì)量狀況。一般來(lái)講，空氣污染的生物監(jiān)測(cè)主要是通過(guò)動(dòng)物與植物監(jiān)測(cè)來(lái)來(lái)進(jìn)行。利用指示植物監(jiān)測(cè)大氣污染，主要是根據(jù)各種植物在大氣污染的環(huán)境中葉片上出現(xiàn)的傷害癥狀，對(duì)大氣污染作出定性和定量的判斷。測(cè)定植物體內(nèi)污染物的含量，估測(cè)大氣污染狀況?？諝馕廴疽恢笔侨藗儽Ｗo(hù)環(huán)境所重點(diǎn)研究的對(duì)象，利用生物監(jiān)測(cè)可以有效的對(duì)空氣污染進(jìn)行有效的評(píng)估。但是就目前而言，利用生物來(lái)對(duì)空氣污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)還處于開拓階段。

土壤是地球表面的一層疏松的物質(zhì)，由各種顆粒狀礦物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)、水分、空氣、微生物等組成，能生長(zhǎng)植物。土壤監(jiān)測(cè)的指示生物是在一定土壤條件下生存，對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的變化反應(yīng)敏感而被用來(lái)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)土壤污染狀況的生物。植物可對(duì)污染物產(chǎn)生各種反應(yīng)，主要有：產(chǎn)生可見癥狀,如葉片上出現(xiàn)傷斑；生理代謝異常,由于吸收污染物質(zhì),使植物體中的某些成分相對(duì)于正常情況發(fā)生變化等。也利用生活在土壤表層的小型節(jié)肢動(dòng)物甲螨,在各類環(huán)境中個(gè)體數(shù)量、種群結(jié)構(gòu)的變化，來(lái)檢測(cè)土壤污染的性質(zhì)及程度，對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。也可以利用微生物群落的變化來(lái)了解土壤受到微生物的污染程度。