淺談生物技術在水環境監測中的應用

齊鑫

(山東省臨沂生態環境監測中心，山東 臨沂 276000)

0 引言

在社會的不斷發展中，生物監測主要是用于評價水環境中生物或者群落的改變對環境污染或環境產生的變化，從生物學的角度對其進行分析和監測。這種檢測結果所得出來的結論都是完善性的，并且能夠具有預測性，可以對生態系統中的平衡問題進行多元化的改善。

1 生物監測的原理以及優越性

1.1 生物監測的原理

存在于天然水域生態環境中的各種微生物之間都有一種制約和平衡的關系，一旦環境遭受到了破壞，生物就會對此產生相應的反應，而水中生物的變化就可以利用來判定污染的種類以及污染的程度，從而可以以不同的方式去判斷相關的環境污染問題。據不完全統計，我們會發現在實際的運用中，污染物對于生物的物質最早應該是從分子形式來對生態系統進行逐級的影響。這種影響直接從生物鏈的底端一直傳遞到生物鏈的最高端，且生物之間會相互的作用。目前我國的生物監測的主要方法一般為理化監測，這種監測可以直接采集相關的數據信息，并將其作為環境污染和評價的依據。但是這種監測技術一般是短期的，不可持續的，往往只是為了監測水質的某些時刻的發展狀況，其全面性和預測性方面遠遠比不上其他的監測方法。而生物監測技術可以從生物的細胞分子到整個生物的變化情況進行簡要分析，能夠利用生物對環境的變化的過程，所采集到的信息進行多元化的測量，從而可以得到一種新型的檢測結果。

1.2 生物監測的意義

在生物監測技術的運用中，會發現某些細微的外源性物質對水環境中生物的影響，比傳統的監測技術更加容易從表面上反映出來，人們也更加能夠采集到相關的數據。這種水環境下的污染物，生物接觸的環境污染可能不只是一種。如果生物接觸了多種污染物，我們會有多樣性的研究主體來對污染物的綜合性反應進行分析，也能夠進一步的了解到污染對于生物的危害。不僅如此，生物監測還具有其預見性作用，它能夠以立竿見影的方式來表現污染物對生物的影響在其傳播能達到生物鏈頂端時，就及時的播報這些癥狀，從而給予人們一定的時間研究相關的解決方案。生物監測能夠很容易地對那些小范圍的毒性效果進行分析和測定，但是對于那些危害性較大的毒性效應只能通過生物的反應來對其進行判斷。其中生物監測的管理成本較低，其經濟性較高，且不需要相關的儀器儀表的維修和保養，能夠進一步的節省相關的科研技術成本。

2 生物監測技術的方法

2.1 指示生物監測技術

當水體的質量發生變化時，生物在生態環境下的生活狀態也會發生變化，這時候水里面的生活就會表現出一定的受害性，嚴重的情況下可能會出現某種生物的消亡，通過觀察這些生物個體或者種類的變化，就可以以比較明顯的數據來記錄環境質量監測的變化情況，也能夠進一步的分析水體質量。

2.2 群落生物測試分析

在一定的區域和自然界的特定范圍中，必然會有不同種類的動植物和其他微小生物，這些微小生物的變化可能通過肉眼無法檢測，但是利用相應的儀器和數據可以完善現有的技術指標，從而進一步的從標準中推測水體的質量。當生物的集體受到病毒的損害時，其相應的生理功能會受到改變，同樣也可以進一步推斷出現有的水體質量。就如在馬鞍山的廢水監測研究中所使用的水花生根尖微核技術，其通過相對應的水花生的部分材料作為基本的檢測水體的新型材料，根據相對應的細胞核的根部的材料將區域內部的水體樣本檢測反映，根據實際情況將不同的植物的污染物受害情況進行檢測，從而減少水體突變情況所造成的傷害。

2.3 生物殘毒測定法

在相應的生物技術檢測中，如果在生物生活的環境中檢測到了相應的污染物質，那么經過消化之后，雖然會通過排便等方式進行毒素的初步轉移，但是仍然會有部分的毒素殘留在體內，這樣可以通過捕捉生物體來檢測其水體質量。在實際的生物檢測中，現有的現代DNA技術已經不斷的被利用到生物科技領域中，通過檢測技術將生物的反應轉換成電子生物信號，以生物技術中的化酶技術和固定化細胞核技術作為基礎的項目識別技術，采用多功能的元件作為基礎的生物學元件，按照一定的發展情況來將其進行分析和判定，從而將其轉化成能夠檢查的電子信號。

2.4 微核測定法

隨著我國水中環境生物監測技術的不斷發展，現有的專業性的細胞微核技術和四分體技術已經開始受到社會的廣泛關注，其中微生物和人類外界染色體的破環會直接造成生物的損害。通過這些水體的研究，我們會發現，現有的專業性技術應用于水環境檢測中能夠核定微生物核和染色體畸變的相關性，能夠快速了解環境和生物遺傳物質損傷，這種技術在20世紀80年代中的豆根尖細胞微核試驗得到證明，對于水體環境質量的改善具有重要的作用。

2.5 細胞凝膠電泳技術測定

在環境監測中，現有的專業性的技術主要是通過相對應的DNA鏈損傷來判斷檢測遺傳的毒性。這種技術具有較小的危害，對于低濃度的污染物有著高度的感知作用，且其預見性也受到該行業的廣泛認可。作為一種新型的技術可以通過不同的技術研究來將其進行細胞體的研究判定，對于無脊椎的動植物海洋性生物來說，其研究的內容具有很重要的意義。目前，國家主要是采用一種20世紀80年代所提出來的新型遺傳病毒檢測技術，即SOS法。這種技術通過DNA分子受到變化時將生物的特性進行復制，修復相對應的生物復制鏈，使得其在大腸桿菌的反應中做出應答。這種技術快速簡單且耗費的時間少，得出來的數據也十分的可靠，能夠直接檢測相對應的細胞原發的直接反應，對于數據的分析具有很高的準確度。相對于糞類大腸菌群中的多管發酵法和濾膜法方法而言，這種技術操作簡單，周期短且工作量小，能夠對大量的水生物做出反應。

3 生物監測技術的應用

3.1 浮游動物群落判斷

現有的技術已經不斷的應用在技術的分析和判定中，我們會發現，通過生物的群體變化可以判斷出水質的污染情況以及其自我修復能力。現階段的上下游之間的水體生物種類多種多樣，其中浮游動物耐污種類不斷減少。因此可以從其結果發現不同的生物在不同的水體環境中的生物種類的變化，水體自凈能力的高低情況。通過相對應的技術檢測可以將江中的浮游生物種類和群落遷移位置進行判斷，了解不同地區的生物污染程度，如果生物的種類出現減少，說明污染仍然在蔓延。

3.2 魚類正趨流性判斷

從20世紀70年代起，外國就有科學家對魚類的正趨流性進行研究。其主要是采用中下游的區域強光設置或者電擊區設置來將其進行魚類種類的分析和判定，采用這種方法來控制相應的魚群的活動范圍，如果不能夠返回上游那么表明水體出現了相對應的污染情況，基本的水體情況出現偏差。

4 結語

與傳統的水環境的監測技術相比較，生物監測是未來水環境監測技術的一種必然趨勢。它將在微觀和宏觀上提供大量的水環境信息。有著傳統水環境監測不可代替的靈敏和綜合性優勢。因而，我們需要不斷地探測新的水環境下的生物監測技術。