分析環境質量評價中的生物指示與生物監測

山東省濟寧生態環境監測中心 賈瑞，郭滕，胡騰飛

生物環境的建設中，人為因素和自然因素都會干擾生物環境的正常建設，生物對環境變化產生的影響以環境信息為主，依托觀測生物的過程統計環境變化趨勢。

生物科學的發展階段，經歷了觀測生物學階段、環境科學興起階段和生態學融合階段，把持續建設視作基本目標，重點強調生物技術的創新和應用。在環境質量的保障上，相關人員應充分地研究質量評價，引進生物指示與生物監測的模式，不斷提高環境質量保障效率。

一、環境質量評價概述

我國人民經濟水平日益發展，得到物質生活的滿足之后，人們更多地關注生活品質提高，因此對環境質量進行評價是十分重要的。所謂的環境質量評價，就是按照對應的標準研究環境質量，整體上對區域環境質量進行評估。

環境質量評價的最終結果可以真切地凸顯區域環境污染趨勢，給環境的整體防治帶來切合實際的參考依據。劃分區域的環境質量評價能夠具體地明確區域環境特征，重點研究工業區可能對附近居民生活環境帶來的影響，科學地對工業區域布局進行優化與整合，全方位提高環境污染防治的效率[1]。除此之外，環境質量評價主要是給居民提供生存的良好環境，促進土地資源的有效規劃，調整人們生存環境的質量。環境質量的評價是環保工作進行的基本條件，以環境質量評價為基準給環保工作決策帶來參考，若環境污染的現象比較嚴重，相關人員應全方位研究環境污染的影響因素，明確切合實際的防治方案。

二、在環境質量評價中引進生物指示以及生物監測的價值

所謂生物指示，即對生物體系的繁瑣過程進行整理，生物指示物的相關反應可以通過生物環境變化的機制加以響應[2]。所以生物指示和生物監測都是可以作用在生態系統長時間變化趨勢預測上的，還可能對不同區域的環境效應差異加以統計。相關資料顯示，生物指示以及生物監測，關鍵目標是對有害物質進行預測，起到避免生態平衡被破壞的作用，還需要對潛在的毒性進行判斷，不要出現更為嚴重的后果。

生物指示以及生物監測，到目前為止，尚未在國際學術中被統一化定義。根據前階段的理論研究，可以初步了解生物指示物和生物監測的基本范疇。生物指示物：涉及附近環境的諸多生物，尤其是生物群落，檢測物即生物指示物，可生物指示物并不能全方位地達到生物監測標準。生物監測物：實驗室之中對生物監測物進行培養，促使其按照穩定的生長形態存在，完全暴露在野外環境中，統計和記錄附近外源物質的特征與性能。被動化監測物：作用在自然環境中記錄自然條件的生物。

累積性監測物：在附近環境中積累相關元素的一類生物。效應監測物：生物在暴露了相關的化學物質的前提下，生成特殊化的響應，相關響應涉及形態結構、生物代謝流程和組織細胞結構等[3]。

與此同時，生物指示以及生物監測，能夠從某種層面上對生態系統的具體退化程度進行記載，所以生物指示物分析要得到諸多信息。第一個信息是簡單整體的情況、第二個信息是高度特殊的情況。在獲取信息階段，應保持持續化監測的操作，在某個監測定位點中對種群以及生態系統的質量進行統計，并且研究測試關鍵因子，組建專業化的委員會擬定行之有效的監測模式，尤其是開展科學的推理分析和裁決分析。換言之，生物給予污染物產生的敏感度無法充當指示物的關鍵條件，因為污染物的敏感度指數比較高可能降低生物種群的組成密度，這樣物種之間很容易出現競爭關系，所以單一化生物指示物并不能對生態系統中某個污染物的綜合生態效應起到全面監測的作用。

三、生物指示與生物監測和儀器研究技術的比較

儀器研究技術，即定性與定量研究，生物指示代表定性技術、生物監測代表定量技術，總體來講，定性與定量研究以及定性定量技術之間表現出相似的地方，可也需要對不相同類型的技術加以具體比較。

（1）環境質量評價的技術應用。如圖1所示，相關技術包含化學物質的儀器研究過程，尤其是光譜儀與光度儀，前者的運用理念是基于特殊化波長的視角通過光度儀原子吸收光譜對樣品進行定量檢驗，研究過程引進標準物質充分開展質量監督項目，采樣和處理作為誤差生成的重點因素[4]。因為生物指示技術的運用應建立在儀器研究基礎之上，實驗室之中生物指示物在一定程度上受到儀器研究的性能影響，可以理解為生物指示與監測技術的相同問題便是采集樣品是否具備代表性，也就是樣品應在處理問題上具備典型性，如圖1所示。

圖1 生物指示與生物監測和儀器研究技術的運用原理

（2）生物指示技術以及生物監測技術的準確度判斷。運用生物指示技術，不只是應和儀器研究同樣選取具備典型性的樣品，儀器研究的較多規程也存在于生物指示以及生物監測上。儀器分析強調了準確度，主要是排除研究的誤差，特別是檢測儀器操作性能不夠穩定的情況，針對普通模式的分析操作，大約3%的準確度能夠適應較多儀器研究的條件。可是由于單一具備某個信號信息，是無法判斷研究程度準確度的，就算是準確度比較高的信息數據，也可能呈現和樣品偏離的情況[5]。所以數據研究應保持嚴格的操作條件，提高研究結果的準確度，在此階段管理好使用標準物質，還應該對比實驗室之間互相獨立性研究的數據信息。

（3）生物指示以及生物監測的定量檢驗。和儀器研究互相比較，生物指示以及生物監測顯著的不足便是無法保障定量檢驗的有效性，生物反應在較多情況下不能真正對污染物暴露現象進行定量評估。在生物指示以及生物監測技術的應用之下，較多的環境生物指示物被人們發現，可適應質量檢驗標準的生物少之又少。也就是說，生物指示物的標準定量研究，作為生物指示以及生物監測技術發展的顯著挑戰，同時相同的生物指示物由不相同使用人員規范研究的方法，是后續標準化利用生物指示物的關鍵點。

（4）規范化研究生物指示以及生物監測先進技術。思考到化學研究的過程，實驗室之內對比相同具體樣品的檢驗結果是需要經歷統計檢驗方法使用過程的，所以具體的生物指示以及生物監測技術的校正，不相同實驗室也應擬定對應的指示物，基于相同實驗操作環境開展檢驗項目。因為生物檢驗存在顯著的標準化與重復化特點，廣泛地和生物指示分析多個領域存在關系，所以實驗室的操作階段，基本上不存在操作流程規范項目[6]。相關的分析隊伍應針對性選取檢測指標和感應器型號，思考時間尺度的變化與空間尺度的變化，真正提高生物指示以及生物監測技術使用的準確度。在此階段使用遙感技術，更為全面地研究觀測信息結果。

四、環境質量評價中優化生物指示與生物監測的有效思考

生物指示與生物監測的技術使用，應該給環境質量評價提供生態系統污染的參考信息或者生態系統的退化信息，并不是圍繞具體環境加以環境監測設置，本質上是對不相同的生物指示與監測體系提供的聯合優化技術，研究環境污染程度，為人類的身體健康生長奠定基礎。

（1）運用在人類身體健康評估上。運用生物指示與生物監測技術，對人類的身體健康情況起到預測作用，具體的運作機理如下：污染物對人類的影響，引進人體毒理學結構，建設基礎信息體系、預測樣本庫的信息變化趨勢，選取工具箱研究保護人類身體健康的有效方法，最終為人體的生命健康做好支持；污染物對生態系統的影響，引進生態毒理學，建設基礎信息體系、預測樣本庫的信息變化趨勢，選取工具箱研究保障生態系統穩定建設的有效方法，最終也是服務于人體健康[7]。其中基礎信息體系的構建應準備好被調查的所有信息，設計純儀器監測數據與氣象球監測數據，還包含日常飲用水和空氣最大容許濃度。工具箱主要是藥品體系，即對慢行疾病與慢性毒理學疾病進行檢驗，充分評價特定群體內固定小組人員的健康指數，以構建網絡的形式對最高風險指數進行評估。因為無法進行人類的毒理學檢驗，所以要按照工作者的實踐經驗進行整理，排除個體案例的健康報告信息，還要關聯流行病學的模式對治病效應進行研究。由此系統結合監測目標重新設置檢驗參數，以充分優化監督環境為目的，特別是調查人體與環境，派生出對應的人體毒理學結構與生態毒理學結構。

（2）運用在土壤重金屬污染評估中。針對土壤微生物來講，可依托胞外酶的分泌使得含氮化合物有效轉化，所以土壤酶活性代表著物質循環內代謝動態趨勢，可充當生物指示物對土壤環境受到的脅迫進行監測，重金屬可以控制酶促土壤微生物活性轉變，土壤組分特別是有機碳與總氮含量不出現變動的模式，對應土壤酶活性會在很大程度上造成重金屬出現污染，脲酶促進土壤植物與微生物生長，此種酶可以在一定的細胞水平上監測重金屬污染所致的微生物代謝變化[8]。微生物生長中，銅元素和鋅元素是必須的兩種元素，所以相對適宜的范圍結構內，兩種元素的含量增加勢必提高微生物活性，可是因為鉛元屬于有毒元素的范疇，所以其濃度的增加會阻礙微生物活性的激發，土壤鉛濃度和脲酶活性表現出負相關的變化關系，所以此種環境中的區域不可把脲酶活性視作鉛元素的生物指示物，主要是此濃度僅具備小范圍的代表性。

（3）運用在水環境監測中。要想在水環境監測中運用生物指示與生物監測技術，相關人員應細致研究地表水和地下水，對自然水環境與污水進行采樣處理，掌握水環境的變動影響因素，最終獲取結論，對內在的污染源進行判斷，為水環境的調整提供合理依據。水環境的具體監測，涉及采樣監督、樣品保存和項目研究。和生物指示與生物監測技術進行比較，理化監測對于水環境污染的監測項目具有速度快的優勢，可是水環境的監測僅是對采樣時間區域中水質污染現象加以評估，凸顯無持續化的特征。在生物指示與生物監測的使用上，存在著持續化優勢，可全方位對理化監測的缺陷進行補充，對于水環境監測產生重要影響。

水污染檢測指數，包含水溫和流速以及電導率，監測結果引進傳感器準確預測水環境的污染物。以長江流域的運用為例，長江流域中包含多種多樣的生物種群，分析工作者應具體化研究生物群落的生長趨勢，構建生物群落生長以及水質兩者的關系模型，確切研究生物群落水質的變化[9]。以此為基礎明確具體的水環境處理計劃，從根源上處理水環境污染的相關問題，充分代表著生物指示與生物監測在水環境使用中的效益，全方位實現水環境的監控，確切了解水源情況。

五、應用生物指示與生物監測技術的問題和處理方案

（1）應用問題。其一，不能有效地通過先進技術評價環境質量。最近幾年國家大力支持環境質量評價工作，合適環境質量的評價工作開展面臨一些挑戰，即便形成了生物指示與生物監測技術的應用意識，然而由于環境監測的時間間隔比較長，獲取的監測結果缺少代表性的作用，無法動態對環境變化的趨勢進行預測。并且因為相關人員的思想觀念不夠先進，進行具體的環境質量評價時不能保障數據信息的全面性，很容易淡化微量物質的監測，影響著環境污染處理工作的質量。其二，工作人員的素質能力不強，運用生物指示與生物監測技術階段，相關人員存在著素質和能力有待提高的問題。工作人員在一定程度上缺乏環境質量評價工作的意識，相關單位沒有及時宣傳和推廣環境質量評價工作，部分工作人員不能了解環境質量評價具體的含義和價值，也沒有意識到環境質量評價專業的發展優勢，所以選擇參與環境質量評價工作的人員少之又少。再者，相關單位進行人員聘用時，不能全面地對人員專業知識和技能進行評估，一些上崗的工作人員素質能力不佳，影響著環境質量評價的有效性。

（2）處理方案。其一，提高工作人員思想認知。要想有效地進行環境質量評價工作，全方位發揮生物指示與生物監測技術的作用，國家應該加大力度宣傳和推廣環境質量評價工作，通過電視媒體和網絡平臺，重點明確環境質量評價工作的現實意義，使相關的思想和觀念深入人心，提高工作人員對環境質量評價工作的重視程度。運用生物指示與生物監測技術進行環境質量評價工作期間，相關人員要堅守職責，以標準規定落實自身本職工作[10]。其二，提高操作人員的技術能力。在運用生物指示與生物監測技術的過程中，環境質量評價工作單位要重視操作人員的技術能力培訓，組織相關人員進行技術運用的要點培訓，定期對環境質量評價的工作人員進行績效考核，全方位結合考核結果以及薪資水平，起到約束工作人員思想行為的作用，全方位挖掘其工作潛能，推動環境質量評價工作的創新與發展。

六、結束語

綜上所述，環境質量評價中，需要及時運用生物指示與生物監測技術，可以說，相關技術的運用對生態環境平衡建設是起到重要作用的。可是要想真正地整合技術運用流程，還需要建設跨學科的整體規劃體系、組建專業化的研究團隊，切合實際的調整環境質量評價工作，落實學科之間的信息溝通與交流。新時期下，采取有效的方式，如樹立工作者思想認知、提高操作人員的技術能力等，深層次地在環境質量評價中，發揮生物指示與生物監測技術的效用，讓環保工作可以更加順利地進行。