環(huán)境監(jiān)測(cè)中生物監(jiān)測(cè)的應(yīng)用探析

劉 峰

云和縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站

1 引言

當(dāng)下環(huán)境污染問題越加突出，人們能夠明顯感受到環(huán)境的變化，而環(huán)境污染監(jiān)測(cè)治理也成為人類發(fā)展中的共同問題，為此需要我們進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)境污染問題研究，采用有效方法對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析，從而為環(huán)境治理提供可靠基礎(chǔ)。

2 生物監(jiān)測(cè)技術(shù)分析

生物及其生活環(huán)境之間聯(lián)系十分緊密，彼此之間互相制約、互相依存和互相影響，在生物居住環(huán)境中滲入各種污染物質(zhì)后，生物會(huì)聯(lián)合各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)一起，直接吸收各種污染性物質(zhì)，而污染物質(zhì)隨著生物的移動(dòng)還會(huì)不斷的移動(dòng)聚集。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)便是通過生物本身對(duì)于污染敏感度對(duì)環(huán)境污染狀況進(jìn)行判斷，各種生物監(jiān)測(cè)技術(shù)具體反映水平如表1所示。

表1 生物監(jiān)測(cè)技術(shù)

生物監(jiān)測(cè)技術(shù)可以將污染物所產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)準(zhǔn)確反映出來，直觀體現(xiàn)出污染物對(duì)于自然環(huán)境中各種生物的影響，部分生物靈敏度比各種精密性設(shè)備還要強(qiáng)大，不僅反應(yīng)速度快，監(jiān)測(cè)結(jié)果還比較準(zhǔn)確。但同時(shí)生物監(jiān)測(cè)技術(shù)還存在一定的問題，無法對(duì)污染物準(zhǔn)確濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其中還存在部分尚未統(tǒng)一、完善的標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，一些生物監(jiān)測(cè)技術(shù)還無法將污染物影響以及環(huán)境因素影響充分聯(lián)系到一起，監(jiān)測(cè)周期相對(duì)較長(zhǎng)，多種因素進(jìn)一步限制生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，為此需要進(jìn)行不斷研究與改進(jìn)[1]。

3 生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的有效應(yīng)用

3.1 土壤污染監(jiān)測(cè)

通常土壤污染問題主要是以一種間接性方式產(chǎn)生的，通過對(duì)農(nóng)作物、人體、土壤、地下水等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)土壤污染問題，為此通過生物監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)土壤污染問題，分析污染物對(duì)于植物成長(zhǎng)和微生物的影響。第一是動(dòng)物監(jiān)測(cè)，該種方法通過動(dòng)物來監(jiān)測(cè)土壤的污染狀況，在利用該種方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過程中，大都選擇蚯蚓充當(dāng)監(jiān)測(cè)角色，由于蚯蚓其對(duì)于土壤的變化擁有良好的敏感性，可以準(zhǔn)確察覺到土壤中是否含有農(nóng)藥、鉛汞等有害物質(zhì)。此外因?yàn)橥寥纼?nèi)部的鎘物質(zhì)和蚯蚓身體中的鎘物質(zhì)擁有密切聯(lián)系，是監(jiān)測(cè)土壤污染問題的基礎(chǔ)指標(biāo)。第二是植物監(jiān)測(cè)，該種監(jiān)測(cè)方法主要是通過植物針對(duì)土壤污染的變化實(shí)施監(jiān)測(cè)。當(dāng)土壤污染狀況達(dá)到了某種程度后，植物在其中污染物質(zhì)的影響下，會(huì)出現(xiàn)不同反應(yīng)，產(chǎn)生部分明顯癥狀，影響植物正常的生理代謝。比如植物表層會(huì)出現(xiàn)一些較為突出的傷疤，植物內(nèi)部組成成分變化、呼吸作用增強(qiáng)等，因?yàn)橹参锇l(fā)育受到一定的阻礙，因此其光合作用效果也相繼下降。第三是微生物監(jiān)測(cè)，該種監(jiān)測(cè)方法是通過研究土壤中微生物的分布變化，判斷土壤污染狀況。人類的糞便和尿液是土壤中污染物質(zhì)的核心內(nèi)容，污水灌溉也會(huì)是土壤出現(xiàn)污染狀況。通過對(duì)土壤中的細(xì)菌、放線菌、霉菌和計(jì)數(shù)等進(jìn)行有效分離，根據(jù)計(jì)數(shù)能夠初步了解土壤中各種微生物的結(jié)構(gòu)數(shù)量，按照監(jiān)測(cè)結(jié)果，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)土壤中微生物系統(tǒng)的污染程度。

3.2 大氣污染監(jiān)測(cè)

大氣污染即通過結(jié)合生物監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)大氣環(huán)境的污染狀態(tài)。大氣污染在整個(gè)生物系統(tǒng)內(nèi)對(duì)植物威脅最大的一種類型，因?yàn)橹参锏纳姝h(huán)境較為固定，一旦生存環(huán)境出現(xiàn)變化，都會(huì)給植物生存產(chǎn)生毀滅性打擊，同時(shí)植物也無法避免有害物質(zhì)的影響和污染。植物成長(zhǎng)地點(diǎn)較為固定，因此使整個(gè)監(jiān)測(cè)過程更加便利，管理方便，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)主要是采集環(huán)境監(jiān)測(cè)的樣品植物進(jìn)行判斷，可以全面、直觀反映出大氣環(huán)境污染程度，以下是幾種常用的監(jiān)測(cè)方法。第一是針對(duì)二氧化硫的指示植物，二氧化硫相關(guān)指示植物主要是指通過地衣、落地松、苔蘚、杜仲、水杉等植物實(shí)施指示操作。通常情況下，在遭受污染問題時(shí)，最為突出的現(xiàn)象是葉子表面的維管束出現(xiàn)塊狀的傷斑，同時(shí)還會(huì)在葉子的邊緣產(chǎn)生一種紅棕色或土黃色的傷斑。

第二是針對(duì)二氧化碳的指示物，二氧化碳相關(guān)指示物即通過秋海棠、向日葵、柑橘、番茄、煙草等植物表現(xiàn)分析二氧化碳污染狀況，通常在遇到污染問題后，比較突出的反應(yīng)是植物葉脈表層產(chǎn)生明顯的傷斑，呈現(xiàn)出一種不規(guī)則分布狀態(tài)，顏色主要是以白色、棕色和黃褐色為主，此外還有植物葉子的表層出現(xiàn)點(diǎn)狀的傷斑。第三是氟化物的指示對(duì)象，氟化物相關(guān)指示對(duì)象，主要包括苔蘚、葡萄、郁金香、大蒜、金線草、梅花和唐菖蒲等植物，通常在氟化物污染狀態(tài)下，一些較為突出的現(xiàn)象是葉子表面出現(xiàn)明顯傷斑，葉子形狀變?yōu)榧庑危瑐咧饕菧\褐色或紅褐色[2]。

3.3 水環(huán)境監(jiān)測(cè)

生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用具體包括以下幾種方法：第一是指示生物法，該種監(jiān)測(cè)方法是生物監(jiān)測(cè)技術(shù)中最具代表性的一種，是十分經(jīng)典的監(jiān)測(cè)方法，利用指示生物法能夠準(zhǔn)確分析判斷水資源中的污染物所占比例以及分析僅污染物實(shí)際狀況，因?yàn)橹甘旧镒陨淼纳芷谙鄬?duì)較長(zhǎng)，生活區(qū)域十分固定，因此能夠充分反映出污染物對(duì)于水環(huán)境的影響，具體包括魚類動(dòng)物、浮游生物、底棲動(dòng)物等，通過生物種類劃分能夠發(fā)現(xiàn)生物監(jiān)測(cè)技術(shù)中很少會(huì)涉及到脊椎動(dòng)物，部分水環(huán)境污染較為嚴(yán)重狀態(tài)下，指示生物包括蚊幼蟲、顫蚓類和小顫藻等生物。

第二是微型生物群落進(jìn)行監(jiān)測(cè)，微型生物群落是整個(gè)水環(huán)境中的重要內(nèi)容，其對(duì)于水體污染擁有良好的敏感性。聚氨酯塑料泡沫方法是一種應(yīng)用較為普遍的方法，其主要應(yīng)用特征是將部分聚氨酯塑料泡沫投入到水環(huán)境當(dāng)中，通過其采集水體中的各種微型生物。和其他生物群落方法相比，該種監(jiān)測(cè)方法擁有監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度高、經(jīng)濟(jì)適用等優(yōu)勢(shì)。

4 生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的未來發(fā)展方向

生物監(jiān)測(cè)技術(shù)即通過生物對(duì)于環(huán)境污染物質(zhì)所產(chǎn)生的反應(yīng)直接判斷環(huán)境污染狀態(tài)，能夠突出環(huán)境質(zhì)量以及污染程度。環(huán)境污染活動(dòng)效應(yīng)是以人類活動(dòng)為主，因此將生物監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用到環(huán)境污染監(jiān)測(cè)當(dāng)中具有重要意義，是判斷環(huán)境污染的基礎(chǔ)性指標(biāo)。如果生物監(jiān)測(cè)技術(shù)目標(biāo)對(duì)象相對(duì)來說比較復(fù)雜，便會(huì)影響最終監(jiān)測(cè)結(jié)果，影響生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的靈敏性、快速性和準(zhǔn)確性，為此需要進(jìn)行深入研究，加強(qiáng)生命科學(xué)實(shí)踐，通過有效理論指導(dǎo)生物監(jiān)測(cè)發(fā)展。生物形態(tài)、種群、行為活動(dòng)、整體數(shù)量以及種群結(jié)構(gòu)等都會(huì)被各種環(huán)境污染所影響，環(huán)境污染較為嚴(yán)重情況下，還會(huì)直接破壞遺傳物質(zhì)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使機(jī)體出現(xiàn)變異性問題，容易產(chǎn)生畸變和致癌等問題。在一個(gè)較為復(fù)雜的生物系統(tǒng)面前，會(huì)增加相應(yīng)的分析監(jiān)測(cè)難度。除此之外，將指示生物合理應(yīng)用到自然環(huán)境當(dāng)中，不但會(huì)影響各種被污染的物質(zhì)，同時(shí)還會(huì)被氣候條件、病蟲害、季節(jié)變化、地域特征以及土壤變化等方面的影響，為此需要積極創(chuàng)新監(jiān)測(cè)模式，促進(jìn)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展目標(biāo)，提高結(jié)構(gòu)可比性，如此，才能進(jìn)一步發(fā)揮出生物監(jiān)測(cè)價(jià)值。當(dāng)下人工采集數(shù)據(jù)信息的方法會(huì)影響整體效率，急需建立自動(dòng)化監(jiān)測(cè)生物系統(tǒng)[3]。

5 結(jié)束語

綜上所述，科技的發(fā)展使環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用技術(shù)逐漸增加，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在環(huán)境污染監(jiān)測(cè)當(dāng)中擁有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因此受到研究學(xué)者的廣泛重視，但其目前尚未發(fā)展完善，為此需要對(duì)生物監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行深入研究，不斷創(chuàng)新優(yōu)化生物監(jiān)測(cè)技術(shù)。參考文獻(xiàn)：

[1]梁其林.水環(huán)境監(jiān)測(cè)中生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2019(6):54.

[2]張莉鴿,王偉偉.合成生物學(xué)在環(huán)境有害物監(jiān)測(cè)及生物控制中的應(yīng)用[J].生物產(chǎn)業(yè)技術(shù),2019(1):67～74.

[3]秦偉彤,伍寧豐.全細(xì)胞生物傳感器的設(shè)計(jì)及其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].生物技術(shù)進(jìn)展,2018(5):369～375.