試論環境監測中生物監測技術的應用

王玉民

摘要：分析了生物監測技術的主要優點，闡述了生物監測技術在環境監測中的實際應用，提出了未來我國環境監測發展的主要方向與趨勢，旨在通過科學化、自動化監測技術的應用，促進我國環境保護事業的快速發展。

關鍵詞：環境監測； 生物監測技術； 應用

中圖分類號：X835

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）20011602

1引言

隨著現代科學技術的發展，生物監測技術的應用范圍不斷拓展，作為一種創新型的科學技術手段，生物監測技術在環境監測中發揮著重要的作用。生物監測技術具有無污染、無破壞性及長期性等特征，其在現代環境檢測中發揮著重要的作用。

2生物監測技術概述

生物監測從生物學的角度出發，通過分析生物個體、組分、種群及群落對環境污染或環境變化的反應，進行環境質量的監測及評價。現代社會經濟的快速發展及人口的加劇，造成了嚴重的環境問題，由于環境污染形式具有多樣化的特征，相關工作人員應采用科學的監測技術，將生物監測技術應用于環境污染的分析，其具有以下的優點。

2.1長期性

生物監測技術中的理化檢測屬于典型的定期采樣，其檢測結果只局限于采樣期間的實際情況，生物體生活于環境之中，其可準確的反應一定時期內環境的變化情況，因此，其也可以反應區域內環境污染的實際情況。

2.2綜合性

由于造成環境污染的原因是多方面的，各種污染源間相互作用，不斷的加劇著現代環境問題的惡化，在傳統的理化監測方式下，其主要通過分析不同成分的類別及含量實現環境的監測，但隨著環境問題的惡化，多種污染源、多種暴露途徑方式下的環境監測需要檢測人員進行評價監測。生物監測技術可有效的反應環境中的多種污染物、多種因子成分的綜合作用，通過累積風險評價，有效的實現污染物環境總量的控制。

2.3富集性

生物監測技術應用于負極污染物的檢測中，由于處于特定生態系統中的生物，其食物鏈集中反映了微量污染物產生的富集效應，技術人員在食物鏈終端進行監測，可有效的檢測到污染物的濃度。

2.4靈敏性

現代生物監測技術具有一定的靈敏度，部分精密儀器檢測過程中無法發現的污染物，可通過生物對其的反應得以檢測出來，生物所受到的危害效應集中反映了區域內的早期污染問題，這提高了環境監測的靈敏度，便于人們早期預警。

3環境檢測中生物監測技術的應用及未來環境監測的發展趨勢

3.1環境檢測中生物監測技術的應用

3.1.1土壤污染監測中生物技術的應用

土壤動物在土壤養分循環、有機質分解及改善土壤結構等方面發揮著重要的作用，其中，土壤中的無脊椎動物，其具有較強的繁殖能力，分布范圍廣泛，直接暴露于土壤中，其與土壤直接接觸的面積較大，此類動物的生命活動及代謝集中反映了土壤狀況，可作為土壤污染的重要指示生物。研究表明，土壤受到一定的污染后，生長在其上的各種植物會發生一定的變化，部分植物隨著土壤變化，其葉片上會出現傷斑，同時，植物的蒸騰率降低，呼吸作用加劇，使其生長發育將受到一定的限制，部分植物吸收污染物質，其中的部分成分與正常情況下相比較會發生一定的改變。因此土壤植物檢測可有效的反應土壤污染的實際情況。在土壤微生物監測中，作為土壤中最關鍵的功能要素，土壤受到污染后，生長在其上的微生物群落會發生一定的變化，其在評估土壤質量方面具有顯著的效果。例如，在石油污染后土壤微生物群落分布特性及結構變化的研究中，研究人員主要探究了典型油田區石油污染后微生物群落的結構特征，分析微生物分布群落及污染水平間的關系，得出結論，土壤中石油污染的差異是造成微生物群落結構及相似度發生差異的關鍵因素。結果顯示，土壤污染的程度越重，微生物群落均勻度指數降低的深度更加明顯，當菌屬分布不均勻時，土壤微生物群落結構及種屬污染脅迫間存在分異現象。

3.1.2大氣污染中生物監測技術的應用

通常所述的大氣污染物主要是指SO2、氮氧化物、HF、H2S等，生物監測技術應用于大氣污染監測中，應用較為成熟與廣泛的是植物監測，通常顯著的指示植物主要有苔蘚、地衣及高等植物。多數植物對大氣污染具有一定的敏感度，當植物暴露在污染的大氣中時，植物自身會發生顯著的變化，植物的性狀、繁殖能力及生長代謝等會發生顯著的變化。高等植物蒸騰速率、細胞膜滲透力、凈光合速率、氣孔導電、電子傳遞速率及植物細胞液中的質體及線粒體等均會發生顯著的變化，植物生長于污染后的環境中，在長期的微光相應積累下，其變化將通過一定的宏觀響應表現出來。隨著生物監測技術的發展，技術人員已經篩選出了多種敏感植物，來指示不同的大氣污染物，指示植物檢測法及植物群落監測法可有效的進行大氣污染的監測。苔蘚植物及地衣植物具有顯著的敏感性，其生理特征及形態較為獨特，對空氣污染的反應較為敏感，其在城市監測及區域環境質量變化中發揮著重要的作用。在偏遠地區大氣持久性有機污染物狀態的變化監測中，苔蘚及地衣等發揮著重要的作用。在大氣重金屬污染的監測中，苔蘚植物體內的重金屬含量可有效的反應空氣質量變化及空氣中重金屬污染的實際程度。

3.1.3水體污染中生物監測技術的應用

在水體污染監測中，生物監測技術發揮了重要的作用。在區域水環境內，水環境與生物群落間相互作用，維持著一種動態平衡的關系。部分外來物質進入水環境后，生態系統中的生物種群的數量、結構及生理指標等均會發生顯著的變化，依據生物監測指示物及檢測對象的不同，水體污染監測中的生物檢測主要有3種，其中，微生物群落監測法為應用較早的生物監測方法，其常采用的方法為聚氨酯泡沫塑料塊法（PFU），常利用的微型生物主要有原生動物、藻類、線蟲、甲殼蟲及輪蟲等。利用PFU法可有效的得到原生動物群集的過程，一般微生物的群集速度隨著生物種類的增加而減少，將生物集群速度與種類數交叉點視為種樹的平衡點。水體污染會影響生物集群的速度及平衡點，污染的程度不同，生物集群的種類及速度也不同，因此，該方法可有效的監測區域水環境質量的變化情況。微生物群落監測法中，數學分析具有重要的作用，計算機應用的發展及數學分析的應用，有效的揭示了生物群落的變化規律，提高了生物群落監測法的準確率。隨著現代生物學技術的發展，生物毒性試驗方法在水體污染監測中逐步的興起，DNA、RNA、組織器官、酶、海藻、細菌、浮游生物、底棲軟體動物及魚等為主要的生物毒性試驗方法，在水體環境污染中，急性毒性實驗為確定濃度-效應曲線的常用方法。主要包括藻類急性毒性試驗、魚類毒性試驗、發光細菌的急性毒性試驗、水蚤類急性毒性試驗、種子發芽及根生長的毒性試驗，采用細菌進行的毒性試驗主要集中在細菌發光、呼吸抑制及生長、酶活性變化等方面。在生物技術的發展過沉中，部分新的分子工具介入生物監測技術中，PCR技術、基因工程技術、DNA探針技術、酶蛋白標志、生物傳感器及免疫檢測技術等逐漸的應用于水體污染的監測中，有效的提高了環境監測的靈敏度，具有良好的警示作用。endprint

3.2未來環境監測技術的發展趨勢

隨著技術的進步，環境監測技術由早期的被動監測發展為目前的主動監測及自動檢測階段，有效的提高了環境監測的準確度。早期的環境監測主要是在環境污染事故發生后，通過分析污染成分、污染含量等進行環境的被動監測，隨著技術的發展，人們逐漸的認識到影響環境變化的因素不僅包括化學因素，還包括生物及物理因素，各種因素間相互作用、相互影響共同作用于環境。隨著遙感、遙測技術的發展，生態監測、在線監測及立體監測等在預測環境質量、觀察污染程度及污染指標等方面發揮著重要的作用。隨著現代技術的進步，許多新的技術在環境監測中被廣泛的應用，遙感、遙測技術，電感耦合等離子體原子發射光譜法應用于無機污染物監測，GC-MS、IC技術應用于有機污染物監測等，提高了現代環境監測的準確度。

隨著技術的進步，未來環境監測將發展為連續化、大型化的自動監測系統，研究人員將不斷地研究小型便攜、簡易快速的檢測設備，積極地應對突發性污染事故，通過建立環境監測體系，建立完善的檢測工作標準，促進我國環保事業的科學發展。

4結語

環境監測是我國環保事業科學發展的基礎與關鍵環節，生物監測技術應用于現代環境監測，通過觀察環境變化引起的生物種群及結構變化，同時加強環境監測技術水平，不斷的創新監督體系及管理體系，才能實現我國環境保護工作的科學化發展。

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