水環(huán)境監(jiān)測中生物監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

趙璐 魏志強 亓靚 劉岳峰

1.山東省青島生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 山東青島 266003；2.青島市環(huán)境保護科學研究院 山東青島 266003

水環(huán)境污染問題在近年來廣受關(guān)注，包括工業(yè)廢水、生活廢水等對生態(tài)環(huán)境造成了巨大污染與破壞，需要積極采取科學有效的措施加強水環(huán)境治理。而要落實水環(huán)境治理，必須準確把握實際污染情況，即需要通過科學、先進的監(jiān)測技術(shù)對水環(huán)境污染情況進行全面、動態(tài)、準確監(jiān)測，進而針對性地采取有效促使進行治理，保障實際治理效果。

1 生物監(jiān)測技術(shù)機制分析

水環(huán)境中有大量的生物體存在，種類豐富，如魚類、藻類、微生物類和其他的動物植物類，部分水域內(nèi)也有很多的浮游生物存在。在不同的水域中，生物也有著不同的種類，但是所有的水生物都和水環(huán)境之間具有相互依存的關(guān)系，水環(huán)境變化將會對其產(chǎn)生很大程度的影響，使其遷徙與繁殖都發(fā)生變化。如果水環(huán)境被污染，其中的生物便會吸收這些污染物，而這些污染物將會通過食物鏈的形式直接進入到人體，進而對人體健康帶來諸多威脅[1]。為實現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量的良好監(jiān)測，避免嚴重的水環(huán)境污染問題所導(dǎo)致的不利影響，可以通過生物監(jiān)測技術(shù)來進行水生物變化的快速監(jiān)測與分析，并對水生物體內(nèi)污染物的種類及其累積程度做到準確檢測。這種監(jiān)測技術(shù)有著超高的準確性，甚至會比專用的科學檢測儀器更加精確，同時其檢測效率也非常高。在傳統(tǒng)的水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中，通常僅僅能檢測到一種污染物，且耗費時間長，成本投資高。但是通過生物監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，便可對水環(huán)境中的各種污染物情況加以準確反映，且反映速度快，投入成本低。但是該技術(shù)在具體的應(yīng)用過程中也存在一定程度的不足，如無法對污染濃度作出精確的數(shù)值計算，且不具備系統(tǒng)性的監(jiān)測標準，同時也不能夠準確區(qū)分環(huán)境因素以及污染物因素的具體影響。

2 水環(huán)境工程中的監(jiān)測內(nèi)容

水環(huán)境工程中監(jiān)測的主要內(nèi)容為動物、植物、微生物在環(huán)境中的分布、生長、發(fā)育狀況、省力化指標、生態(tài)系統(tǒng)變化及其與環(huán)境污染的關(guān)系。生物監(jiān)測法時測定環(huán)境污染物毒性的有效方法。對動物、植物及微生物的群落生態(tài)、個體生態(tài)、攜帶的毒性、致突變因素、體內(nèi)殘留物等指標的測定，是了解水環(huán)境污染情況的重要依據(jù)。生物監(jiān)測獲得的監(jiān)測信息能夠更加確切的反映污染因子對人和生物的危害及花境污染的綜合影響。在環(huán)境污染物較低的情況下，利用某些生物對特定污染物的敏感性，對水環(huán)境污染危害人體做早期的診斷和預(yù)測。由于生物監(jiān)測技術(shù)不能獲得理化監(jiān)測那樣具體準確的數(shù)據(jù)，為了更加全面、準確地評價水環(huán)境質(zhì)量，生物監(jiān)測技術(shù)在水環(huán)境工程中應(yīng)用時可以結(jié)合理化監(jiān)測技術(shù)及其數(shù)據(jù)，將理化監(jiān)測數(shù)據(jù)作為生物監(jiān)測結(jié)果的補充，來評價生物反應(yīng)現(xiàn)象。

3 生物監(jiān)測技術(shù)的主要特征分析

在生物的生長過程中，環(huán)境因素會對其產(chǎn)生非常重要的影響，尤其是水生物。如果水環(huán)境中存在污染物，生物便會出現(xiàn)相應(yīng)的病變或出現(xiàn)基因突變現(xiàn)象，但是這樣的情況的發(fā)生范圍通常都比較小。因生物監(jiān)測技術(shù)的取樣點主要根據(jù)實際情況而定，測試點非常有針對性，所以其監(jiān)測結(jié)果也就更加符合實際情況。生物監(jiān)測技術(shù)所反映出的是水環(huán)境在一段時間內(nèi)的變化情況，這樣便可為環(huán)保單位現(xiàn)場污染情況和污染物種類的明確提供更加科學準確的幫助。生物監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用并不僅僅局限于對區(qū)域污染物物種的檢測，更是與周邊環(huán)境結(jié)合所進行的檢測，以此來確定水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境之間的相互影響作用。

4 生物監(jiān)測技術(shù)在水環(huán)境工程中的應(yīng)用

4.1 微生物群落監(jiān)測技術(shù)

微生物群落監(jiān)測技術(shù)用于監(jiān)測水環(huán)境中的細菌、水藻及原生物等微生物。水環(huán)境中的各類微生物的數(shù)量、出現(xiàn)頻率能夠反映一個階段內(nèi)水環(huán)境的情況。微生物群落監(jiān)測技術(shù)主要監(jiān)測指標有微生物園中類型、多樣性指數(shù)、異養(yǎng)指數(shù)、鞭毛百分率。采用聚氨酯塑料收集水樣，結(jié)合數(shù)據(jù)計算方法計算微生物的分布指數(shù)，評價水環(huán)境污染程度。理論上，水環(huán)境污染情況是個動態(tài)化的過程。污染條件也在不斷的發(fā)生變化。微生物監(jiān)測技術(shù)對微生物評價指標應(yīng)根據(jù)污染條件的變化不斷擴展和擴充，以提高水環(huán)境污染評價的全面性。

4.2 發(fā)光細菌監(jiān)測技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的具體應(yīng)用

在進行水環(huán)境的監(jiān)測過程中，發(fā)光監(jiān)測技術(shù)的主要應(yīng)用表現(xiàn)在兩個方面，其一是對水質(zhì)狀況進行測定，因為我國很多地方的水環(huán)境都存在不同程度的污染，而僅僅通過簡單的一些污染監(jiān)測指標和技術(shù)還遠遠無法達到滿意的監(jiān)測效果[2]。因此，為有效監(jiān)測水體環(huán)境的實際污染狀態(tài)，并使其毒性得到綜合評價，讓水體實際的污染負荷及其生物學效應(yīng)之間的關(guān)系得以正確表示，就需要借助于這種技術(shù)來進行水環(huán)境的生物毒性檢測。其二是對工業(yè)廢水進行毒性測定，如果一個水域中含有工業(yè)廢水，在污染到了一定的程度之后，水環(huán)境內(nèi)的生物便會中毒，進而出現(xiàn)行為異常、代謝紊亂、細胞組織變化乃至于死亡現(xiàn)象。在對此類水體進行污染監(jiān)測的過程中，借助于發(fā)光細菌監(jiān)測技術(shù)，便可讓工業(yè)廢水中的有毒污染物種類、毒性大小和不同物質(zhì)之間的相互作用得以有效明確，為水環(huán)境治理奠定更加科學的基礎(chǔ)。

5 結(jié)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(xù)發(fā)展意義重大。為了人類文明的可持續(xù)發(fā)展，人類必須加強水環(huán)境保護及污染控制，構(gòu)建和維護長期的水生態(tài)平衡狀態(tài)。生物監(jiān)測技術(shù)是監(jiān)測水環(huán)境生物安全性必不可少的技術(shù)。微生物群落監(jiān)測技術(shù)、生物行為反應(yīng)監(jiān)測技術(shù)、發(fā)光細菌監(jiān)測技術(shù)、底棲和兩棲監(jiān)測技術(shù)、生物傳感器監(jiān)測技術(shù)能夠為水環(huán)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(tài)監(jiān)測提供技術(shù)支撐，同時監(jiān)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(tài)及其安全性，為水環(huán)境生物保護及污染治理提供依據(jù)。鑒于其在水環(huán)境工程監(jiān)測中的重要性，建議加大對生物監(jiān)測技術(shù)在水環(huán)境工程中應(yīng)用的研究和推廣。