試論環(huán)境生態(tài)質(zhì)量檢測中的微生物檢測

鐘 華

（廣西工程技術(shù)研究院有限公司，廣西 南寧 530201）

微生物是生態(tài)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，由于環(huán)境問題的日益突出，這種微小的生物逐漸受到人們的重視[1]。微生物是一種對環(huán)境變化非常敏感的生物，所以在處理環(huán)境問題的時候，都會先對微生物進(jìn)行一些定量化的研究，然后對其進(jìn)行分析和處理[2]。因此，本文主要討論了生態(tài)環(huán)境中的微生物檢測技術(shù)。21世紀(jì)以來，我國的工業(yè)、農(nóng)業(yè)的污染排對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了不利的影響。環(huán)境污染與能源問題是當(dāng)今世界的一個重要課題。隨著人們對生態(tài)環(huán)保觀念的不斷更新，有關(guān)部門也意識到環(huán)保的重要性，并逐步加大了對環(huán)境的監(jiān)控與治理。在生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測管理中，有關(guān)部門應(yīng)該利用微生物技術(shù)對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，并從生物學(xué)的視角對其進(jìn)行評價，以全面掌握環(huán)境現(xiàn)狀。微生物檢測技術(shù)相對于常規(guī)的化學(xué)、物理方法來說，有其優(yōu)越性，也為環(huán)保工作打下了良好的基礎(chǔ)。

1 環(huán)境生態(tài)檢測的意義

環(huán)境生態(tài)學(xué)是利用生物學(xué)、生態(tài)學(xué)等多種方法對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，并在生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成上，實現(xiàn)實時的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控。在監(jiān)測生態(tài)環(huán)境的過程中，可以發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)變化情況，從而發(fā)現(xiàn)問題所在。在進(jìn)行環(huán)境生態(tài)檢測的過程中，要對環(huán)境中的每一個污染因子進(jìn)行監(jiān)控，綜合分析得到的數(shù)據(jù)，才能更好地應(yīng)用科學(xué)的方法來處理。因此，在環(huán)保工作中，對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測是非常必要的[3]。

2 環(huán)境問題對微生物的影響

一旦出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境被污染的問題，就會直接影響到植物、藻類等生物的正常生長。在這個過程中，對細(xì)菌等異養(yǎng)體的生長沒有太大的影響，雖然影響不大，但也會有一些微量的變化，需要進(jìn)行精密監(jiān)測才能發(fā)現(xiàn)變化情況。所以，在實際的環(huán)境監(jiān)測中，如果能嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行細(xì)菌學(xué)的監(jiān)測，就可以幫助工作人員收集到大量的數(shù)據(jù)。以往的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測，主要是對特定地區(qū)的微生物數(shù)量進(jìn)行檢測，以評價環(huán)境問題的嚴(yán)重性，從而為水源、土壤污染等問題的治理提供依據(jù)?？諝獠皇俏⑸锶郝涞纳?、代謝和繁殖的場所，自然界中沒有固定的微生物群落，它們會以水蒸氣、土壤、粉末、動物尸體等為媒介，通過對微生物群落的探測，來監(jiān)控環(huán)境問題。在大氣污染問題的監(jiān)控階段，還可以通過對現(xiàn)有的空氣質(zhì)量問題進(jìn)行分析，并結(jié)合微生物的分布狀況，以及微生物群落系統(tǒng)的變化，來檢測空氣中的污染程度。

3 常用的微生物檢測技術(shù)

在環(huán)境生態(tài)品質(zhì)的監(jiān)測中，通過對微生物的監(jiān)測，可以了解生態(tài)環(huán)境狀況。目前，生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量主要是指生物和生態(tài)學(xué)，通過對生態(tài)系統(tǒng)中微生物的研究，來理解生態(tài)系統(tǒng)中的問題。

3.1 顯微檢測技術(shù)

顯微檢查技術(shù)是一種利用顯微鏡、電子顯微鏡、熒光顯微鏡、暗視野顯微鏡等儀器進(jìn)行的一項技術(shù)，是目前微生物檢測中常用的一種技術(shù)。盡管顯微檢測的操作和儀器的使用簡單，但是它也有檢測不準(zhǔn)確、控制因素少、誤差大等問題，使檢測結(jié)果不夠準(zhǔn)確，不能準(zhǔn)確地獲取數(shù)據(jù)，因而很少采用這一技術(shù)。

3.2 分離純化技術(shù)

在生態(tài)系統(tǒng)中，微生物的種類很多，而且大部分都是混合的，所以要對其進(jìn)行檢測，就必須對其進(jìn)行分離和提純。分離和提純技術(shù)要求有多種，如：稀釋平板法。這是一種將所需的分離物質(zhì)進(jìn)行一系列的稀釋，將其加入到冷卻的培養(yǎng)基中，再將其加入到培養(yǎng)皿中進(jìn)行冷卻。在稀釋的過程中，如果比例不正確，就會產(chǎn)生不同的細(xì)菌。

3.3 染色技術(shù)

通過對微生物進(jìn)行檢測，可以很好地了解不同的微生物的情況。微生物的著色過程通常包括：制片、烘干、固定、染色、脫色、復(fù)染、水洗、烘干、鏡檢。常規(guī)的細(xì)菌染色有革蘭染色、抗酸染色、墨汁染色等，但染色技術(shù)中的結(jié)果，并不能直接反映出細(xì)菌的狀況，因為染色后的微生物大多已經(jīng)死亡，而且它們的結(jié)構(gòu)也會隨著化學(xué)反應(yīng)而改變。因此，在進(jìn)行染色和脫色的過程中，必須要嚴(yán)格的控制好每一步，否則就會造成嚴(yán)重的后果。

3.4 生物酶檢測技術(shù)

生物酶技術(shù)是一門涉及到很多領(lǐng)域的技術(shù)，包括生物酶的免疫和酶的抑制。生物酶免疫技術(shù)是一種與現(xiàn)有技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)，利用生物酶免疫技術(shù)，可以有效的將抗原與有效的酶結(jié)合在一起，再結(jié)合間接法、競爭法等先進(jìn)的光學(xué)技術(shù)來檢測細(xì)菌的特異性反應(yīng)。生物酶抑制技術(shù)主要是用來處理被污染的環(huán)境，利用特殊的酶來抑制污染物，在使用這種技術(shù)的同時，還可以加入染料來染色，從而判斷酶是否被抑制，從而達(dá)到監(jiān)測和控制環(huán)境污染的目的。

3.5 生物芯片檢測技術(shù)

生物芯片技術(shù)是目前微生物檢測中最先進(jìn)的一項技術(shù)，它將生物學(xué)、物理化學(xué)、電子技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合。液相芯片比固相芯片更加精確和穩(wěn)定，因此在醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。基因芯片檢測技術(shù)是利用 DNA探針與不知名的核酸序列進(jìn)行雜交，并對其 DNA序列進(jìn)行分析?；蛐酒且环N非常好的檢測方法，它的檢測非常的精準(zhǔn)，而且非常的靈敏，可以很好的防止流傳性的疾病。應(yīng)用于環(huán)境微生物，可以觀測和探測生物群落的組成結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、功能等特征。蛋白芯片技術(shù)是一項新的生命科學(xué)研究技術(shù)，可以彌補(bǔ)目前基因技術(shù)的缺陷。這種技術(shù)的原理，是將蛋白質(zhì)的抗原特異性結(jié)合在一起，將蛋白質(zhì)加工成蛋白質(zhì)，將其固定在酶和抗原的載體上，根據(jù)微生物的性質(zhì)，將其與酶、抗原等進(jìn)行特異性的結(jié)合，從而得到被檢測的蛋白質(zhì)，再用熒光掃描的方式來檢測被測蛋白的熒光強(qiáng)度。利用這種技術(shù)可以快速、低消耗、低成本地處理環(huán)境中的污染物，利用基因工程技術(shù)來控制環(huán)境中的有害物質(zhì)，例如塑料制品、農(nóng)藥等；在處理重金屬污染的過程中，人們采用了一種從植物中提取的技術(shù)，這種技術(shù)是利用植物吸收重金屬的方式，將重金屬元素聚集在植物的身體里，然后將其燃燒，從而解決了土壤中的重金屬問題。

4 環(huán)境監(jiān)測中常用微生物檢測技術(shù)

4.1 微生物群落監(jiān)測

該方法在廢水、土壤、大氣等方面得到廣泛的應(yīng)用，而且它的方法更加經(jīng)濟(jì)、快速、有效。近年來，微生物群落的檢測技術(shù)在重金屬、農(nóng)業(yè)、化工、食品、家紡、生活污水等方面得到了廣泛的應(yīng)用。通過對特定地區(qū)微生物群落的監(jiān)測，可以清楚地了解一定時期內(nèi)的環(huán)境污染狀況，以及污染的歷史狀況。由于目前微生物群落技術(shù)的應(yīng)用不夠廣泛，因此，在群落生態(tài)和個體生態(tài)監(jiān)測方面，必須對微生物的毒性、誘變、生物化學(xué)等進(jìn)行分析。

4.2 環(huán)境污染細(xì)菌學(xué)監(jiān)測

環(huán)境污染不會對所有的動物產(chǎn)生影響。它對硅藻類、簇生類的影響較大，對微生物及其它生物體的影響較弱。在日常工作中，必須把細(xì)菌學(xué)的檢測方法運用于環(huán)境監(jiān)測，以保證相應(yīng)的數(shù)據(jù)。通常，監(jiān)督部門會對微生物總數(shù)進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果來判斷環(huán)境的污染狀況，同時也會為水體、土壤污染等提供相關(guān)的微生物指標(biāo)。例如，在水質(zhì)檢測時，可以對水體中大腸菌群、腸道病毒等進(jìn)行檢測，以確定各斷面的水質(zhì)和衛(wèi)生狀況。此外，通過對空氣的細(xì)菌分布、生長和變異特征的分析，可以檢測出污染物的毒性，包括對環(huán)境的敏感菌群的消失、菌群適應(yīng)性的改變、生物化學(xué)的響應(yīng)。

4.3 微生物毒理學(xué)監(jiān)測和其它檢測技術(shù)

環(huán)境污染具有廣泛的輻射面，對人體、動植物、微生物等都有一定的危害。同時，通過對微生物在環(huán)境中的作用進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)其毒性、作用機(jī)理、破壞情況等，以確定其與微生物的關(guān)系，確定其對微生物的作用，確定其指標(biāo)，進(jìn)而確定其在環(huán)境中的各種指標(biāo)，因此，微生物的檢測技術(shù)被逐步應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測。生物傳感技術(shù)主要是利用微生物傳感器，如沼氣生物傳感器、細(xì)菌濃度檢測器來對環(huán)境進(jìn)行檢測，以了解環(huán)境的污染狀況。與常規(guī)的測定方法相比，該方法具有更高的時間和更高的靈敏度。

5 微生物檢測技術(shù)在食品安全中的應(yīng)用

5.1 生物芯片技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用

在目前的食品安全檢測中，利用生物芯片技術(shù)對食物中的微生物進(jìn)行檢測，只要一次檢測，就能發(fā)現(xiàn)所有的有害細(xì)菌，從而反映出食物中的微生物種類和數(shù)量。生物芯片作為一種特殊的技術(shù)，將會被廣泛地用于食品安全的檢測。不過，由于生物芯片的制造方法非常復(fù)雜，所以這項技術(shù)還在試驗階段，還沒有被用于食品檢驗。

5.2 PCR技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用

PCR技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用，其檢測速度快，靈敏度高，特異性高。在食品安全方面，可以對食物中的微生物進(jìn)行分類，包括大腸桿菌、沙門氏菌、金黃葡萄球菌等。

5.3 生物傳感器技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用

在食物感染中，病原菌和腐殖體是最常見的。在目前的食物檢測中，利用生物傳感器，能夠迅速地發(fā)現(xiàn)細(xì)菌和細(xì)菌的種類和數(shù)量，并且能夠迅速地發(fā)現(xiàn)細(xì)菌和細(xì)菌。但是，這種技術(shù)還處在研究開發(fā)的初期，還沒有用于食品檢驗。

5.4 食源性病毒原菌免疫學(xué)檢測在食品安全檢測中的應(yīng)用

其中，目前最流行的是食品病毒的免疫分析技術(shù)。在食源性病毒原菌的免疫學(xué)檢測中，主要是采用儀器進(jìn)行檢測，它具有操作簡便、成本低、實用性強(qiáng)，能夠快速、準(zhǔn)確地檢出細(xì)菌類型的優(yōu)點。

6 水污染處理中微生物檢測技術(shù)的應(yīng)用研究

6.1 水污染處理中酶免疫檢測技術(shù)的運用研究

從當(dāng)前的污水治理技術(shù)來看，酶免疫是其中一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。是指利用特殊的生物酶法，對受污染水域中的污染物進(jìn)行檢測，從而進(jìn)行有效的識別。然后再加入一種高效的抗體，使其能夠保持自身的活性，從而實現(xiàn)對抗原的精確檢測。酶免疫技術(shù)又稱免疫酶分析，是一種利用酶對抗體進(jìn)行檢測的技術(shù)。酶免疫是當(dāng)前水體污染治理的主要手段，其研究的深度和應(yīng)用前景還有待于進(jìn)一步的探討。

6.2 水污染處理中生物傳感技術(shù)的應(yīng)用研究

目前，生物傳感器也是廢水處理技術(shù)中，的一個重要組成部分。該技術(shù)是基于生物傳感技術(shù)，結(jié)合了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域的產(chǎn)品，具有多個方面的功能。利用具有高活性的生物分子作為傳感器，再加上輔助分析單元，可以實現(xiàn)對樣品的快速、精確的檢測。此外，該方法操作簡單、功能獨特，可用于水質(zhì)監(jiān)測。例如，在污水的探測和處理中，利用生物傳感技術(shù)可以利用一定的方式，形成具有高靈敏度的傳感器，以實現(xiàn)對廢水的探測。目前，生物傳感技術(shù)已成為一種較為先進(jìn)的檢測技術(shù)，在廢水監(jiān)測方面，主要是通過安裝諸如甲烷酒精之類的生物傳感器，來加速水質(zhì)的檢測，從而使水質(zhì)的檢測過程變得簡單，從而提高了檢測的效率和質(zhì)量，為保護(hù)環(huán)境提供了可靠、現(xiàn)代化的技術(shù)基礎(chǔ)。

6.3 水污染處理中PCR技術(shù)的應(yīng)用研究

PCR技術(shù)在廢水處理方面也有較好的應(yīng)用前景，其實際使用量還會繼續(xù)提高。這是一種通過DNA、脫氧核糖核酸等特定的條件來促進(jìn) DNA聚合的過程，這是一種 DNA的擴(kuò)增，末端可以互補(bǔ)的 DNA分子，在高溫下進(jìn)行突變，再通過低溫退火，再通過一定的步驟，讓模塊 DNA快速增長。PCR技術(shù)雖然在1980年代中期才出現(xiàn)，但由于其靈敏度高、產(chǎn)率高、特異性強(qiáng)、操作簡單、操作簡單等優(yōu)點，使其在生物學(xué)領(lǐng)域具有重要意義。它用于水污染的治理，是指將生物酶在95 ℃或更高的溫度下進(jìn)行突變，再在60 ℃的溫度下，將該引物與已突變的生物酶互補(bǔ)的分子。從PCR的實際操作中可以發(fā)現(xiàn)，在超過70 ℃的溫度下，DNA聚合酶是最快速的，也是最好的。DNA聚合酶在最適宜的條件下，破壞了單一的DNA分子，形成了一個復(fù)雜的、互補(bǔ)的復(fù)合鏈。從整體上來說，基于聚合酶的PCR技術(shù)，是一種高品質(zhì)的溫度控制設(shè)備，可以有效的控制溫度和溫度，從而改善廢水的處理效果。也就是說，在合適的溫度下，可以在一定的時間里，快速地復(fù)制出一條 DNA，或者是一根頭發(fā)上的 DNA。PCR技術(shù)是生物醫(yī)藥領(lǐng)域的一個重要里程碑。PCR技術(shù)不僅可以根據(jù)自己的技術(shù)特性，準(zhǔn)確地檢測出水中的有害生物，也可以檢測到入侵的生物，同時也可以克隆和保存能夠戰(zhàn)勝有害生物的微生物，提高了水中的活性降解細(xì)胞，提高了水體的自我調(diào)節(jié)能力。從整體的觀點來看，PCR技術(shù)不僅可以有效地檢測和處置水中的有害微生物，而且可以改進(jìn)傳統(tǒng)的有益菌的培養(yǎng)，突破了常規(guī)方法下人工培育的限制，使其在污水治理中的應(yīng)用越來越廣泛，其應(yīng)用前景也越來越廣闊。

7 微生物檢測技術(shù)體現(xiàn)出來的優(yōu)勢

一般而言，不同的環(huán)境會對微生物造成不同程度的影響，所以測試人員可以通過對比環(huán)境的差異情況，來綜合判斷環(huán)境的具體差異，從而判斷出環(huán)境是不是受到了污染，以及污染造成的具體影響等。不同的微生物導(dǎo)致了不同的特性，但是這些微生物都有一個共同的特點，那就是對周圍的環(huán)境有著很強(qiáng)的敏感性，所以通過對這些微生物進(jìn)行分析，可以更好的了解到這些微生物的存在，從而為下一步的決策奠定了堅實的基礎(chǔ)[4]。

8 結(jié)語

綜上所述，在企業(yè)生產(chǎn)和加工過程中，微生物檢測可以有效地防止微生物污染，為群眾的生命安全提供保障。微生物超標(biāo)，對環(huán)境和人體的健康都有很大的影響，所以在生產(chǎn)時，要對微生物進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，這是一個非常重要的環(huán)節(jié)。與常規(guī)方法比較，微生物法具有一定的優(yōu)越性。在實際檢測工作中，應(yīng)重視微生物技術(shù)的運用，減少使用樣品的次數(shù)，以達(dá)到更好的檢驗精度，為相關(guān)部門決策的制定提供數(shù)據(jù)支撐。為此，要加強(qiáng)對這一領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員的培訓(xùn)，以此保證群眾的利益和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的安全。