水生生物在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究

摘要：在自然水體中生活著豐富的水生生物，這些生物與天然水體間存在著密不可分的關(guān)系。在自然水體被污染后，采用監(jiān)測(cè)水生生物種類分布和數(shù)量變化的方法，能夠有效判斷自然水體的污染情況，實(shí)現(xiàn)污染水體的監(jiān)測(cè)工作。本文簡(jiǎn)要闡述了水生生物監(jiān)測(cè)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中的重要作用以及常規(guī)監(jiān)測(cè)方法，并深入分析了不同水生生物的監(jiān)測(cè)應(yīng)用方式，以期為水生生物監(jiān)測(cè)工作提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水生生物;水質(zhì)監(jiān)測(cè);應(yīng)用方式

中圖分類號(hào)：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）06-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.06.083

Application of aquatic organisms in water quality monitoring

Wang Hui

（Yichun Bureau of hydrology，Yichun Jiangxi 336000，China）

Abstract：In the natural water body lives the rich aquatic organism，these organisms and the natural water body exist the inseparable relations.After the natural water body is polluted，the method of monitoring the distribution and quantity change of aquatic organisms can effectively judge the pollution of the natural water body and realize the monitoring of the polluted water body.This paper briefly expounds the important role of aquatic biological monitoring in water quality monitoring and the routine monitoring methods， and deeply analyzes the monitoring application methods of different aquatic organisms，in order to provide a theoretical basis for the monitoring of aquatic organisms.

Key words：Aquatic organism;Water quality monitoring;Application mode

1 水生生物監(jiān)測(cè)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中的作用

水生生物監(jiān)測(cè)的實(shí)質(zhì)就是利用水生生物的生物結(jié)構(gòu)改變，來(lái)反映當(dāng)前自然水體的污染程度，從而定量分析出水環(huán)境的變化并實(shí)時(shí)掌握水質(zhì)變化趨勢(shì)。利用水生生物監(jiān)測(cè)方法，可以直觀監(jiān)測(cè)出當(dāng)前水體中生態(tài)系統(tǒng)已發(fā)生的變化或者雖沒(méi)有發(fā)生顯性變化但已開(kāi)始產(chǎn)生不良影響的信息。比如：通過(guò)浮游生物以及底棲生物的群落分布、個(gè)體數(shù)量及生物學(xué)形態(tài)的變化來(lái)反映當(dāng)前水體的污染程度;利用水生生物急性毒性實(shí)驗(yàn)測(cè)試污染物濃度;利用水生生物慢性毒性實(shí)驗(yàn)測(cè)試水體致癌、致殘、致突變等緩釋型毒性效應(yīng)等。由此可見(jiàn)，水生生物監(jiān)測(cè)不僅能夠?yàn)樗|(zhì)監(jiān)測(cè)工作者提供全面、準(zhǔn)確的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，還能夠?yàn)樗Y源的保護(hù)、管理、防治工作提供指引性的科學(xué)依據(jù)。除此以外，在實(shí)際污染水體中，往往混雜有多種污染物，這些污染物之間很有可能發(fā)生協(xié)同效應(yīng)，從而增加污染危害程度，傳統(tǒng)的物理或化學(xué)檢測(cè)方法，一次只能對(duì)一種污染物進(jìn)行檢測(cè)，顯然無(wú)法滿足監(jiān)測(cè)需求，而水生生物長(zhǎng)期接觸水體中多種污染物，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)能夠有效放映出污染水體的綜合生物危害性。當(dāng)一些濃度比較低的污染物進(jìn)入水體后，水生生物能夠第一時(shí)間做出反應(yīng)，在進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)前顯示出可見(jiàn)性表征，幫助相關(guān)工作人員提早發(fā)現(xiàn)污染并及時(shí)預(yù)報(bào)[1]。

2 水生生物的常規(guī)監(jiān)測(cè)方法

2.1 微生物監(jiān)測(cè)法

在各種自然水體，尤其是被污染的水體中存有大量的有機(jī)物，特別適合各類微生物的生長(zhǎng)，因此水體是微生物最大的天然培養(yǎng)基之一。自然水體中的微生物普遍來(lái)自于土壤、糞便以及工業(yè)污染物。原生的水生微生物并不具有致病性，只有污染后產(chǎn)生的微生物才具有致病性，常見(jiàn)的致病微生物有：沙門氏菌、大腸桿菌、霍亂弧菌等，因此，微生物監(jiān)測(cè)是水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中最常規(guī)的監(jiān)測(cè)方式之一[2]。

2.2 指標(biāo)生物監(jiān)測(cè)法

指示生物指的是在特定水環(huán)境中生存，當(dāng)水質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，癥狀最明顯甚至產(chǎn)生大量死亡的生物。通過(guò)對(duì)指示生物的群落分布和個(gè)體數(shù)量的觀測(cè)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作者能夠有效判斷出當(dāng)前水環(huán)境的質(zhì)量以及變化趨勢(shì)。

2.3 物種多樣性指數(shù)法

動(dòng)物、植物、微生物三類生物在自然環(huán)境中相互適應(yīng)并共同生存在一起的形式稱為群落。在現(xiàn)階段的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中，通常利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法測(cè)算出被測(cè)水體中群落的數(shù)量和種類，進(jìn)而根據(jù)群落的變化來(lái)分析和判斷被測(cè)水體的水質(zhì)變化。這種方法被稱為物種多樣性指數(shù)法。

2.4 生物測(cè)試法

生物測(cè)試法實(shí)質(zhì)上是通過(guò)對(duì)生物進(jìn)行毒性試驗(yàn)的方法進(jìn)行水污染程度分析，即根據(jù)水生生物受到與污染水體相似的毒害后所表現(xiàn)出的生物性應(yīng)激反應(yīng)，來(lái)判斷水體的污染成分與污染程度。魚類和藻類是該方法的主要監(jiān)測(cè)對(duì)象，其中魚類對(duì)毒素的反應(yīng)最為敏感，在實(shí)際工作中應(yīng)用最為普及。本方法能夠?yàn)樗Y源治理標(biāo)準(zhǔn)和污水排放標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)依據(jù)，為水體污染程度提供評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)水環(huán)境治理效果和水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況進(jìn)行有效評(píng)估[3]。

2.5 殘毒測(cè)定法

殘毒測(cè)定法是指：通過(guò)對(duì)自然水體中水生生物體內(nèi)殘存污染物含量進(jìn)行測(cè)定的方法，實(shí)施水質(zhì)的監(jiān)測(cè)與評(píng)定。在自然水體中，含有豐富的、多類型的污染物，傳統(tǒng)的理化檢測(cè)方法通常達(dá)不到理想的檢測(cè)效果，而水生生物長(zhǎng)期生活在被測(cè)水體中，污染物會(huì)緩慢地在體內(nèi)富集，此時(shí)對(duì)其進(jìn)行殘毒測(cè)定，就會(huì)比對(duì)水體檢測(cè)更具直觀性和科學(xué)性。

3 水質(zhì)監(jiān)測(cè)中不同生物的應(yīng)用方式

3.1 原生生物

原生生物的生物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，存活時(shí)間段，能夠?qū)λw污染物迅速做出應(yīng)激反應(yīng)，其群落的變化能夠有效放映出水環(huán)境的瞬時(shí)變化。因此，原生生物是水質(zhì)瞬時(shí)變化監(jiān)測(cè)及長(zhǎng)期連續(xù)變化監(jiān)測(cè)工作最重要的監(jiān)測(cè)物種，具有不可取代的作用。PFU檢測(cè)法（泡沫塑料塊檢測(cè)法）是最常見(jiàn)的原生生物檢測(cè)方法。其具有三個(gè)重要參數(shù)：即達(dá)到平衡時(shí)原生生物的數(shù)量SEP、群集常數(shù)G、SEP達(dá)到90%所用的時(shí)間T90。一旦被測(cè)水質(zhì)受到污染，這三個(gè)參數(shù)必然會(huì)發(fā)生變化，相關(guān)工作人員就可以根據(jù)變化，準(zhǔn)確地進(jìn)行被測(cè)水體的水質(zhì)評(píng)價(jià)以及水污染監(jiān)測(cè)工作。原生生物監(jiān)測(cè)被廣泛應(yīng)用于廢水處理、自然水體污染及自我凈化的監(jiān)測(cè)工作中[4]。

3.2 藻類生物

藻類作為最基礎(chǔ)的初級(jí)生產(chǎn)者。廣泛存在于各類自然水體中。由于藻類生物個(gè)體較小、存活時(shí)間短，所以很容易在短時(shí)間內(nèi)因水環(huán)境的改變而產(chǎn)生種群分別和個(gè)體數(shù)量上的變化。在自然水體中，藻類通常和水環(huán)境保持生態(tài)統(tǒng)一，因此藻類生物指標(biāo)的變化可以有效地反映出所處水環(huán)境的變化，同時(shí)，水體中藻類的數(shù)量豐富性與種類的多樣性也能夠直觀地顯示出當(dāng)前水體的營(yíng)養(yǎng)水平。由于上述特點(diǎn)，藻類監(jiān)測(cè)被廣泛應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中。在實(shí)際進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)工作時(shí)，應(yīng)將藻類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與理化檢測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合，利用層次分析、投影尋蹤聚類法、灰色關(guān)聯(lián)分析法等數(shù)學(xué)方法，構(gòu)造綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)模型，確保評(píng)價(jià)的科學(xué)性與準(zhǔn)確性[5]。

3.3 無(wú)脊椎動(dòng)物

軟體動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、甲殼類動(dòng)物以及水生昆蟲(chóng)共同組成了水環(huán)境中的底棲無(wú)脊椎動(dòng)物群落。這些物種普遍體型較大、分布較廣、易于跟蹤觀測(cè)，且它們生命周期較長(zhǎng)、具有明顯的污染應(yīng)激性同時(shí)缺乏避害能力，因此是進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)的重要指示生物。受到技術(shù)條件以及多方因素的影響，現(xiàn)階段就技術(shù)推廣而言，只要將無(wú)脊椎動(dòng)物的耐污值核定工作進(jìn)行到科級(jí)就可以了。

3.4 高等植物

盡管目前國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)于水生植物在水體污染控制工作中的作用還存有爭(zhēng)議，但是絕大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)表明，高等水生植物在水環(huán)境治理工作中還是具有實(shí)效性的。想要最大限度發(fā)揮高等植物的水體凈化潛力，關(guān)鍵在于合理的進(jìn)行植物種類選擇與群落搭配，尤其要通過(guò)實(shí)驗(yàn)篩選出耐污性、凈化性、適應(yīng)性出色的物種。利用植物進(jìn)行污染水體凈化，除了具有經(jīng)濟(jì)成本低的特點(diǎn)，還具有可操性強(qiáng)、可循環(huán)使用、環(huán)境擾動(dòng)少、降低水體富營(yíng)養(yǎng)化等優(yōu)點(diǎn)。

3.5 魚類

魚類是水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中最為常用的指標(biāo)生物之一，也是現(xiàn)階段研究最廣泛的生物種類。近年來(lái)，斑馬魚在水質(zhì)生物監(jiān)測(cè)工作中應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛，而鯽魚因其分布廣、數(shù)量大、適應(yīng)性強(qiáng)、繁殖性強(qiáng)等特點(diǎn)也被選為常用水環(huán)境指標(biāo)生物。

4 結(jié)語(yǔ)

因?yàn)樗锱c自然水環(huán)境具有密不可分的關(guān)系，因此水生生物監(jiān)測(cè)必然會(huì)成為水質(zhì)監(jiān)測(cè)的重要手段。水生生物監(jiān)測(cè)方法將會(huì)從微觀和宏觀兩個(gè)維度為水資源監(jiān)測(cè)工作提供大量的、連續(xù)性的監(jiān)測(cè)信息。在未來(lái)水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中，將生物監(jiān)測(cè)與理化監(jiān)測(cè)有效融合，結(jié)合二者優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法的探究與創(chuàng)新將會(huì)成為時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2020-05-04

作者簡(jiǎn)介：王會(huì)（1984-），女，漢族，本科學(xué)歷，研究方向?yàn)樗|(zhì)監(jiān)測(cè)。