運用生物監測技術對水環境污染進行監測的研究及進展

程清清

摘要：文章通過對當前水環境檢測工作中應用的幾種生物檢測技術進行介紹，通過對相應水環境污染檢測技術的原理、應用以及研究方向的系統研究，明確了生物檢測技術對水環境污染的探測。

關鍵詞：生物監測技術；水環境污染；指示生物法；群落結構法

中圖分類號：X503文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）01-0115-02

水環境污染的監測作為水環境保護的關鍵環節，水環境的監測技術受到環保人員以及科研人員的重視。20世紀70年代前，世界各國對地表水水質的監測僅僅依靠單一的理化檢測分析系統。理化監測技術的準確定性定量的研究成果能作為水環境污染的評價以及污染事件鑒定的依據，但理化監測技術難以進行長期而連續的監測，從而難以在水環境監測中持續監測和管理。在全面掌握水質變化特征以及趨勢方面也具有一定的局限性。

為了彌補水環境監測中理化監測技術的不足，生物監測技術逐漸興起。生物監測通過系統地運用生物反應建立對水環境變化的評價，并將評價信息應用到環境質量的控制程序中。生物監測的主要目的是在有害物質還未達到水環境系統飽和前，在污染現場以最快的速度檢測出來，避免了水環境系統的生態平衡的破壞，或者檢測出水體中潛在的毒性，從而避免造成更大范圍的危害。

一、常用監測技術

指示生物法。指示生物在一定的水環境中存活，當水環境發生變化時，指示生物將敏感地感覺到水環境的變化狀況，從而產生一系列的反應，甚至消亡。由此，對水環境生物個體以及種群的變化的判斷，能實現對水環境狀況以及水質量狀況的判斷。

群落結構法。群落結構是自然界在一定范圍內相互依存的一定范圍種類的動物、植物和微生物的組成體系。監測水生生物群落結構的變化實現水環境水質結構狀況的判斷。

生物測試法。生物測試法是通過水生生物受到污染后，其產生生理機能的變化而實現水體污染狀況的判斷。

殘毒測定法。殘毒測定法是指生物環境中吸收各種污染物質，通過體內遷移、轉化以及分配，從而以殘毒形式蓄積在生物中，生物中體內的殘毒含量將相對環境中污染含量高出較多倍，從而能對水環境污染狀況進行判斷。

二、水環境監測技術的研究

相應的研究表明，可利用白洋淀水體中的浮游動物群落優勢種族變化判斷水環境污染程度和自凈程度。結果表明，水體上游中浮游動物耐污染種類逐漸減少，廣布型的種類逐漸出現較多，在下游，許多正常水體出現的種類都有分布，同時，水體中的原生動物上游的鞭毛蟲到中游出現纖毛蟲，而在水體的下游則發現一般分布在清潔型水體中的浮游動物，表明從上游到下游，水體的污染程度不斷減輕，水體具有明確而系統的自凈功能。

此外，還可用兩棲動物的變化趨勢實現對水環境污染狀況的評價，從而明確水體底部大型無脊椎動物種類數量以及物種的多樣性指數，從上游到下游減少的趨勢，表明毒殺生物的有毒物質對水體的污染較為明顯，并且能根據水體干流各斷面種類數的減少狀況判斷不同斷面的污染程度，同時也觀察到隨著時間的變化，水底大型無脊椎動物種類數量以及多樣性指數減少，說明該種有毒污染處于發展之中。

三、水體監測技術進展

水體環境污染物質對人類以及其他生物危害最為嚴重的部分在于對細胞遺傳物質造成的損害。由此，水環境生物檢測技術的研究和應用，尤其是細胞微核技術以及四分體微核技術，在動植物以及人類的染色體受到外界理化因子的損傷的分析以及誘變劑的測試以及篩選得到了持續的關注。

微核在生物細胞內的形成途徑以及與染色體畸變的相關性已被人們所認可，使用微核測定的方式代替染色體畸變的方法來實現環境污染物對生物遺傳物質的損傷檢測相對簡便、快捷，同時具有較高的靈敏度。最常用的方式為蠶豆根尖細胞微核試驗技術，是以染色體損傷以及紡錘絲毒性等為測試終點的植物微核檢測技術和方法，該技術在環境誘變以及致癌因子的檢測和研究中，尤其在水環境污染以及致突變計檢測的研究中得到了廣泛的應用。

SOS顯色法在20世紀80年代發展起來的遺傳毒性的檢測方式，快速、準確而靈敏性以及假陽性率較低等特點，從而被廣泛應用到遺傳毒性的檢測中，其原理是在DNA分子受到外部因素引發的大面積損傷、其復制又受到一定的抑制狀況下，將導致一種容易產生錯誤的修復，在遺傳毒物處理后大腸桿菌中出現的一系列反映被稱為SOS應答，SOS顯色法快速、簡便，檢測過程只需要七個小時，同時相應的檢測靈敏而準確。下表為水體毒物的測試結果。

四、結語

水環境污染監測技術是水環境保護的重要環節，常用監測技術包括指示生物法、群落結構法、生物測試法、殘毒測定法。可利用水體中的浮游動物種族變化判斷水環境污染程度和自凈程度。還可用兩棲動物的變化趨勢實現對水環境污染狀況的評價，從而明確水體污染狀況，水體環境污染物質對人類以及其他生物危害最為嚴重的部分在于對細胞遺傳物質造成的損害。微核在生物細胞內的形成途徑以及與染色體畸變的相關性已被人們所認可，根據生物的發展和變化狀況，以及生物在受到污染后的機理反應和表現，深入探索了生物對水環境污染狀況的檢測體系和能力，從而具有較強的現實意義。

參考文獻

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（責任編輯：劉 晶）