生物監測技術在水環境工程中的應用及研究

錢振潔 趙陸萍

山東省日照生態環境監測中心 山東日照 276800

1 生物監測的意義

在使用生物監測技術的過程中，可以發現一些小的外源物質對水生生物有較大的影響，并且比傳統的監測技術更容易從表面反映出來，人們也可以完成相關數據和信息的收集。生存在這種水環境下的污染物，生物所接觸的環境污染不止一種。一旦生物接觸到多種污染物，就會有多種類型的研究主體來分析污染物的綜合性，從而進一步得知污染對生物帶來的危害。不僅如此，生物監測還具有預測功能，能夠直接反映污染物對生物的影響，并在污染物到達生物鏈頂端時及時監測這些癥狀，給人們時間研究解決方案。通過生物監測可以方便地對毒性效應進行小范圍的分析和判斷，但對于危害較大的毒性效應，只能通過生物反應來判斷。生物監測管理成本相對較低，且經濟性高，能最大限度地節約研究成本[1]。

2 生物監測技術在水環境工程中的應用

2.1 微生物群落監測技術

微生物群落監測技術用于監測水環境中的細菌、水藻及原生物等微生物。水環境中的各類微生物的數量、出現頻率能夠反映一個階段內水環境的情況。微生物群落監測技術主要監測指標有微生物園中類型、多樣性指數、異養指數、鞭毛百分率。采用聚氨酯塑料收集水樣，結合數據計算方法計算微生物的分布指數，評價水環境污染程度。理論上，水環境污染情況是個動態化的過程。污染條件也在不斷地發生變化。微生物監測技術對微生物評價指標應根據污染條件的變化不斷擴展和擴充，以提高水環境污染評價的全面性。

2.2 生物行為反應監測技術

生物行為反應監測技術用于監測微生物污染時發生的行為變化。部分微生物在受到敏感的污染條件時，會發生明顯的生物變化、行為變化或壓力性反應。這些指標能夠較為準確地反映環境污染存在的問題。例如斑馬魚、金魚等，對外部環境污染的變化感知極其敏感。斑馬魚、金魚的生理變化、行為變化等，可以作為指示淡水水質的變化的指標，來評價監測區域水環境的污染問題。斑馬魚與人體具有很多相似的行為反應。監測斑馬魚的反映在指示水環境污染對人體的危害方面具有極高的應用價值。

2.3 發光細菌監測技術

細菌廣泛存在與水環境中。監測水環境中的細菌類型、數量，在評價水環境的安全性方面有著重要的應用價值。目前，我國的細菌監測技術已經相當成熟。細菌監測技術的成熟性確保了水環境安全性監測的有效性。發光細菌技術利用一些細菌細胞的發光特性來監測污染物及其徐俊遺傳毒性。該技術通過生物毒性探測器實現水環境細菌毒性的監測。生物毒性探測器具有毒性監測效率快、結果精準、操作方便等應用優勢。采用生物毒性探測器，最快可在3小時內獲得水環境細菌及毒性監測結果。

2.4 底棲和兩棲監測技術

底棲、兩棲動物數量是生物監測水質的重要指標。底棲、兩棲動物對生存的水環境要求極高。底棲和兩棲監測技術是通過監測底棲、兩棲生物的生理、行為等指標來評價水質及水環境污染問題的。主要指標有Saprobic指標和BI指標兩類。底棲和兩棲動物的監測指標是完整評價水環境變化的重要指標。

2.5 生物傳感器監測技術

生物傳感器監測技術借助傳感器自動捕捉和識別信號的功能，用以監測部分生物有機體做出的應急響應。生物有機體的應急響應能夠反映水環境污染變化情況，可作為指示水環境污染的應急電信號。電信號是間接測量和評價水環境中污染物濃度的重要依據。監測到的電信號結合有機體DNA重組技術對生物做更加深入的研究，來幫助我們了解生物體攜帶的中毒素及其含量，獲得更加全面、復雜的水環境污染指標[2]。

3 應用前景分析

生物監測技術在水環境工程中的應用有監測水環境污染動態、預測污染發展情況、降低水環境監測成本、提高水環境監測效率和質量的作用。它的應用優勢及其作用決定了其在未來有廣闊的市場前景。未來，水環境監測將廣泛面向水環境展開，來提高水環境污染的監測和保護。微生物監測技術成本低、易操作、毒性小、適用范圍廣，又能提供實時的監測，根據監測預測未來污染情況。對水環境的監測是水環境污染治理的必然條件。未來，隨著生物監測技術水平的提升，生物監測技術將應用到解決更加復雜的水環境系統工程問題。它能為環境治理提供客觀、精準的治理依據，在復合污染嚴重的水環境綜合治理中發揮更加重要的作用。

4 結語

水資源作為所有生物賴以生存的生命源泉，對于人類社會及其文明的可持續發展意義重大。為了人類文明的可持續發展，人類必須加強水環境保護及污染控制，構建和維護長期的水生態平衡狀態。生物監測技術是監測水環境生物安全性必不可少的技術。微生物群落監測技術、生物行為反應監測技術、發光細菌監測技術、底棲和兩棲監測技術、生物傳感器監測技術能夠為水環境工程中水體的微生物、生物行為、細菌、兩棲生物、底棲生物的生物動態監測提供技術支撐，同時監測水體中的非金屬無機物及其他污染物，了解生物生存狀態及其安全性，為水環境生物保護及污染治理提供依據。鑒于其在水環境工程監測中的重要性，建議加大對生物監測技術在水環境工程中應用的研究和推廣[3]。