生物監測在環境監測中的應用

摘要：文章以生物監測及其在環境監測中的應用為重點研究對象，在分析生物監測基本原理以及特征的基礎上，介紹了環境監測中生物監測合理應用程序，期待能夠不斷優化生物監測整體應用程序，從而有效提升環境監測效率，為城市發展創造更多經濟效益。

關鍵詞：生物監測；環境監測；土壤污染狀況；水資源；大氣污染狀況 文獻標識碼：A

中圖分類號：X832 文章編號：1009-2374（2015）18-0109-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.055

1 概述

近幾年，隨著國家經濟迅速發展，人們的物質生活得到了有效提升，對于環境監測等方面的標準也隨之升高。在科學技術不斷發展的背景下，環境監測中先后引進了各種先進性科學技術，這些技術的合理利用已經提升了國內環境監測整體效率。生物監測即為其中最為重要的檢測技術之一。生物監測本身在綜合性強、敏感性佳、經濟性高以及連續性好等方面存在著絕對性優勢，在環境污染預警、環境監測、風險評估以及總量控制等方面得到了有效利用。

2 生物監測的基本原理以及特征

2.1 生物監測的基本原理

生物監測將生態系統相關理論視作其基礎，且生物與之日常生存環境間表現出相互依存、相互影響以及相互制約的聯系。生物和附近環境之間不斷進行著能量交換以及物質交換，在生物生存環境被污染以后，生物體內會出現大量有毒物質，且這些有毒物質會不斷累積、不斷遷移，以至于生態系統內部的生物環境、生物分布環境、生物生長狀況、生物發育狀況以及生理化指標等隨之發生巨大改變。譬如，在水資源被污染的條件下，水中藻類細胞的光合作用、細胞密度等都會受到一定影響。由此可見，生物對于客觀環境存在著各種反應，在對這些反應進行合理利用的基礎上，即可實現對環境污染基本狀況、整體強度的有效呈現，而這個研究的過程即為生物監測。

2.2 生物監測的相關特征

生物監測本身具備分散性、綜合性、繁雜性以及長期性特征，不僅涉及到較多的學科，還涉及到許多目標、許多部門和許多角度，因此生物監測還是一項系統性工程。以環境作為主要對象，生物不僅可以從中提取出各種污染物，同時還可以全程記錄環境污染基本情況，同時微生物群、植物以及動物等還能夠連續性監測環境，因此生物又被稱作監測哨。一般說來，大多生物在生命周期方面都表現出有限性特征，是人們獲取各種監測信息的重要途徑。但是，必須強調的是，生物監測同樣存在著許多缺點，不但費用較高、專業性較強，而且涉及面較廣，所以見效相對較慢，在環境監測中的應用也因此受到一定限制。

3 環境監測中生物監測合理應用程序

3.1 土壤污染環境中生物監測具體應用程序

在對生物監測相關技術進行合理利用的基礎上，即可實現對土壤污染狀況進行實時監測。在實踐程序中不難發現，能夠選擇的檢測方案十分多樣。

3.1.1 動物監測方案。動物監測方案屬于生物監測程序中最為重要的一種方法，土壤污染環境中通過對動物監測方案進行合理利用，即可有效提升其監測效率。在檢測對象方面，通常以蚯蚓為首要選擇，這是由于蚯蚓整體敏感性偏高，對于土壤內的各種有害物質會產生較強敏感性，能夠在最短時間內察覺出土壤中的重金屬以及農藥。除此以外，在對蚯蚓體重的鎘含量變化狀況進行準確測定的基礎上，還可以直接反映出蚯蚓所處土壤環境中的鎘含量基本情況。

3.1.2 植物監測方案。土壤污染環境中植物監測方案同樣具有較高使用價值。如果植物所處土壤環境出現嚴重性污染狀況，其新陳代謝就會出現異常狀況，并以不同現象直接反映出來。

3.1.3 微生物監測方案。微生物本身屬于生物體系當中最為重要的一種功能要素，在有效監測土壤內為生物群菌類狀況以及數量等情況的基礎上，同樣能夠實現對土壤狀況的直接反映。土壤污染環境當中，其主要污染源包括人類糞便以及尿液等，同時灌溉污水同樣會直接污染土壤生物，因此在深入研究微生物實際監測狀況的條件下，即可準確評估土壤污染實際狀況和污染程度等信息。

3.1.4 酶活性監測方案。一般而言，植物根系、動物微生物、植物根系殘體以及動物遺骸等都深埋于土壤中，并分泌出大量土壤酶，包括磷酸酶、脫氫酶等，這些土壤酶都具有較強生物活性，可以對土壤內相關生化程序的方向以及強度進行直接反應，因此同樣可用作土壤污染基本狀況的監測程序中。

3.2 水資源監測中生物監測具體應用程序

在對水資源環境進行監測時，生物監測同樣具有一定可行性和實踐性。水資源監測中，生物監測同樣表現出不同監測方案，具體如下：

3.2.1 PFU法。對指示物種進行選擇時，通常以運動范圍相對偏大的物質為首選對象，用以對水環境基本狀況進行準確評價。一般而言，水體系統內包含著各種微生物群，當水資源被污染以后，這些微生物群往往會表現出強烈的敏感性。因此水資源監測中生物監測具體應用環節，建議以PFU法為重點監測方案。PFU法強調在水體內放入大量泡沫塑料，且這些泡沫塑料中包含著聚氨酯，采取這樣的方式收集水中微生物。PFU法在速度、精準性和經濟性等方面都有一定優勢，還可用作對工業廢水的實時監測。

3.2.2 指示生物方法。指示生物方法能夠對水資源中敏感性污染物類型進行準確判斷，從而實現對水資源現狀的有效分析。一般而言，指示生物方法特征十分突出，除了活動地點具有固定性之外，其生命周期也普遍偏長，因此能夠直接反映出水資源內污染物可能會產生的影響。基于生物分類狀況來說，生物監測實踐程序中指示動物通常選擇無脊椎類動物，在水資源污染較為嚴重的情況下，指示物種往往選擇蚊幼蟲、小顫藻或者是顫蚓類等。

3.3 大氣污染環境中生物監測具體應用程序

以生物監測為主要方案對國內大氣污染環境進行監測的時候，通常以大氣環境整體質量水平為重點監測對象。基于生物體系來說，因為植物生長本身具有固定特性，受此特性的直接影響，致使植物長時間處于大氣污染環境中，而其生長特征同樣決定了植物難以脫離污染物。會對大氣造成直接污染的物質包括氯化氫、硫酸霧、氯、二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、氟化氫、臭氧以及氨等。大氣污染環境中生物監測通常具有較為靈敏的反應，具體監測方案涉及到微生物方案、植物方案以及動物方案等。

3.3.1 植物方案。就目前而言，大氣監測程序中較為重要的一種指示生物即為高等植物，面對大氣污染，許多植物都表現出較強靈敏度。譬如，氯氣會使綠色的葉尖逐漸變黃，而一氧化氮會使葉正面生成壞死帶，且該壞死帶貫穿于全葉。

3.3.2 指示植物方案。基于大氣污染環境而言，其生物監測所涉及到的指示植物一般包括下面三種類型：（1）二氧化氮類指示植物。煙草、向日葵、柑橘、西紅柿以及秋海棠等都屬于二氧化氮類指示植物。二氧化氮類指示植物的葉脈間都存在著不規則性傷斑，并以黃褐色、白色或者是棕色呈現出來，部分二氧化氮類指示植物還存在著全葉點狀的傷斑；（2）二氧化硫類指示植物。水杉、地木耳、石思仙、落葉松以及苔蘚等都屬于二氧化硫類指示植物。二氧化硫類指示植物的葉脈間都存在著塊狀的傷斑，部分植物的傷斑在葉緣位置，并以土黃色是紅棕色呈現出來；（3）氟化物類指示植物。梅、十三太保、杏、金線蓮、葡萄苔蘚、郁金香以及大蒜等都屬于氟化物類指示植物。氟化物類指示植物的葉尖都存在傷斑，僅有少部分植物的傷斑在葉脈間，且傷斑多以紅褐色或者是淺褐色等顏色呈現出來，同時氟化物類指示植物的健康部分以及壞死部分之間還具有條理分明的界線。

4 結語

分析與研究生物監測及其在環境監測中的應用程序不僅是行業發展的客觀要求，同時還是時代發展的必然需求，在國家經濟發展、治理環境污染等方面都起著舉足輕重的作用。生物監測本身發展前景十分光明，除了會在宏觀領域為相關人士提供各種環境信息之外，在微觀領域、推動生態環境朝著可持續發方面不斷發展等方面的作用也十分突出。為了優化生物監測整體應用程序，除了需要把握土壤污染環境中、水資源監測中生物監測具體應用程序之外，還要求相關人士嚴格把握大氣污染環境中生物監測具體應用程序，從源頭上提升其應用效率，從而為國家環境發展創造更多效益。

參考文獻

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作者簡介：楊宏對（1985-），女，廣東普寧人，揭西縣環境監測站環境監測助理工程師，研究方向：環境監測與治理技術。

（責任編輯：蔣建華）