環境監測中的生物監測技術應用對策研究

周 卉

（山東省聊城市茌平區環境監控中心，山東 聊城 252100）

引言

在當前環境監測工作中，生物監測的應用取得了一定的成效。該技術具有經濟實用、反應及時、準確度高等應用優勢。與傳統技術相比，可以達到良好的監測效果，獲取更加準確的數據信息。因此在土壤、大氣、水環境監測中得到了廣泛應用。根據環境實際情況，合理應用生物監測技術，掌握環境動態變化，能夠為環境影響評價、環境治理等工程提供一定的參考。而在具體應用中還需要做好前期調查工作，選擇高素質的團隊并加強技術研發，合理應用生物監測技術，發揮技術優勢，獲取更加準確的數據信息。

1 生物監測技術概述

1.1 概念及類型

生物監測技術指的是通過生物個體種群或群落去實時監測環境污染狀況的一種技術。它的應用原理是由于生物和周圍環境存在相互依存相互影響的關系，彼此之間有一定的平衡性，一旦環境遭到破壞，生物的生長發育也會發生改變，根據生物變化規律，從而掌握環境破壞的情況。生物監測技術類型根據生物種類進行劃分，可以分為動物監測，植物監測和微生物監測技術。根據生存環境，可以分為主動生物監測和被動生物監測。按生物學的不同層次，可以分為生物體內的生理生化指標監測與分子污染物監測、生物監測、生態監測。

從分子性能角度看，污染物會影響酶活性，進而改變蛋白質的合成；從細胞角度來看，污染物會改變細胞膜使線粒體等遭到破壞；從動物角度來看，污染物可能使動物的行為異常，或出現死亡的情況；從植物角度來看，污染物會影響植物的生長，使植物出現早熟、枯萎等情況；從種群水平來看，污染物可能使種群數量密度發生變化，競爭關系和遺傳基因也會發生改變。

1.2 應用優勢

生物監測技術在環境監測中的應用具有一定優勢，為環節監測提供技術支持，獲取全面的數據信息。一是經濟實用，與其他技術相比，生物監測技術以生態系統理論為指導，記錄生物對環境變化或污染產生的反應情況。用于監測的動植物種類比較常見，數量多，繁殖快，經濟實用，不需要花費太多成本，因此得到了廣泛的應用；二是準確度高。生物監測技術的應用，可以獲得更高準確度的數據信息。在實際應用中，人們對達到一定數量的某種生物的整個群體進行觀察和監測，而不是對個別個體，監測的群體基數大，使得數據信息更加豐富，從而提高監測結果的準確性；三是反應及時。一些生物對所處環境十分敏感，只要出現細微的變化，都有可能出現對應的反應。人們通過觀察生物和環境變化之間的關系進行記錄總結，掌握相關規律和特征。通過生物的細微變化可以判斷環境的變化情況。

2 環境監測中應用生物監測技術的意義

我國經濟的發展和人類活動的不斷拓展，對生態環境造成了嚴重的污染和破壞，為了實現可持續發展，就需要重視環境保護和污染治理等工作，而環境監測是環境工作的基礎，在當今環境問題十分突出的情況下，需要重視環境監測工作的開展，加強對環境監測點的布控，掌握環境的動態情況，及時發現異常情況，采取恰當的治理措施，還能通過對治理效果的監測及時調整方案，實現預期的目標。而生物監測技術在環境監測工作中發揮著十分重要的作用。首先是因為生物是環境的重要組成成分，當環境發生變化，生物也會做出適當的反應。其次，生物監測技術的取材十分方便，不會增加額外的成本投入，而且還能開展長時間的監測工作，掌握環境變化規律，為環境監測提供一定的支持和保障。因此應用生物環境監測技術可以促進環保技術的革新，及時更新換代，摒棄傳統技術中的一些不足之處，使得監測技術更加優良，快速找出環境中的一些影響因素。生物監測技術的應用還能促進綠色經濟的發展，將生物監測技術與傳統技術結合，當發現環境問題時能夠及時整改和治理，促進環境事業的發展和綠色經濟的發展。

3 環境監測中生物監測技術的應用對策

3.1 在土壤監測中的應用

人類的一些活動對土壤造成污染，會限制植物和農作物的生長，也會使一些有毒物質進入到食物鏈循環中，威脅到人們的身體健康，為此，可以應用生物監測技術開展土壤監測工作，及時發現存在的污染問題。常應用到的方法有動物監測法，植物兼算法和微生物監測法。

3.1.1 動物監測法

一般選擇蚯蚓作為監測的主要對象。蚯蚓比較敏感，可以察覺出土壤中是否含有農藥、鉛等有害物質。蚯蚓中鎘物質含量與土壤中的鎘物質含量有一定的關聯性，可以根據這一數據進行判斷。在實際應用中，可根據被測區域的實際情況，分析周圍存在的污染源，合理應用動物監測法。

3.1.2 植物監測法

植物對土壤污染非常敏感，可以觀察植物的生長情況和生理狀態，來判斷土壤的污染程度。例如，若受到污染，植物的葉片會出現傷斑，有的植物葉片會發黃、枯萎直至掉落，而有的植物則會早熟。如果土壤中含有過量的銅、鎳等金屬元素，會抑制植物根部的生長，導致根部出現絮凝物，無法正常吸收水分和肥料，植物會變矮甚至死亡，可以根據這一植物特征來判斷土壤的污染情況。如果土壤中含有過量的殘留農藥，會對農作物的幼嫩部位產生嚴重燒傷，限制農作物的生長。因此出現類似情況，需要判斷農田是否受到農藥污染。因此在實際的應用中，需要選擇恰當的植物進行監測，判斷監測區域的具體情況。

3.1.3 微生物監測法

微生物監測法是通過監測土壤中微生物的變化來判斷土壤的污染程度，可選擇一些對土壤污染敏感的微生物進行監測。可以根據計數以及分離土壤中的霉菌、細菌等污染物，充分了解土壤中群系微生物的數量和結構，根據變化情況判斷污染程度。例如在農田監測工作中，為了判斷農藥污染情況，可以將土壤微生物的種群數量和群落結構的狀態變化作為主要的觀察指標，選擇細菌、真菌、放線菌應用于具體的研究中，根據微生物的變化情況鑒定土壤中農藥的類型和污染程度。

3.2 在大氣環境監測中的應用

在大氣環境監測工作中，可以充分應用生物監測技術來確認大氣環境質量水平。大氣環境污染很容易傷害植物，可應用植物監測法。選擇恰當的植物進行監測，以反映大氣污染的具體情況。

3.2.1 二氧化硫指示植物

通常使用水杉、苔蘚、落地松、地衣等，用于反映大氣環境中的二氧化硫。如果二氧化硫含量過高，植物的葉脈間可能出現塊狀傷疤，也可能出現在葉子的邊緣處，顏色為紅棕色、土黃色。

3.2.2 氟化物指示對象

一般選擇大蒜、郁金香、金線草、梅、杏。當大氣環境受到污染，這些植物的葉子形狀為尖形，葉面上有傷斑，顏色呈現為紅褐色或淺褐色，可以明顯地看出壞死和健康部分有界限分割。

3.2.3 二氧化碳指示對象

一般會選擇番茄、向日葵、秋海棠、煙草、柑橘等植物。如果空氣中二氧化碳含量超標，就會對這些植物產生影響，在葉脈中間出現白色、棕色、黃褐色等不規則形狀的傷痕或斑點，也有可能在植物的葉子上出現傷痕斑點[1]。

通過應用這些敏感性比較強的植物，可以對大氣質量進行監測，不過需要注意的是，若植物所在地的土壤被污染，植物葉片上也會出現傷疤，因此需要根據植物情況進行判斷選擇，分析是大氣污染還是土壤污染。

如果對室內環境開展監測工作，可以使用果蠅。新裝修的室內有甲醛、苯及放射性物質等多種危害物質。可以使用果蠅開展監測。相關研究表明，果蠅在剛裝修完的室內生存，其壽命會縮短。因此根據這一參照指標，可開展室內空氣監測工作。

3.3 在水環境監測中的應用

在水環境中，水生生物與水體環境之間的關系十分密切，相互制約，相互依存。水環境發生變化，水生生物也會隨之發生變化。為此可以借助微型生物群落監測法和指示生物法開展監測工作。了解這些生物的生命和生長狀態，判斷水域的質量問題。

3.3.1 微型生物群落監測法

微型生物群落是水生生態系統中的重要組成部分，對水體污染環境有著較強的敏感性。可以在水體中投入聚氨酯泡沫塑料塊，收集水中的微型生物，觀察微型生物的變化情況。該方法成本低廉，操作便利，可應用于自然水體和工業廢水的監測工作中。在選擇藻類時，要考慮藻類的耐受性和特異性。例如，為了監測水環境中的金屬等污染物質，可以選擇來絲藻、微囊藻等，它會吸收水中的金屬物質，與此同時，這些污染物又會影響到藻類的生長代謝和正常生理功能，減少其體內的細胞色素，抑制藻類的光合作用，使得藻類出現畸變或者組織壞死的情況[2]。

3.3.2 指示生物法

該方法是常見的一種水質生物監測方法。指示生物本身有固定的活動力和相對長的生命周期。通過長期觀測，容易全面反映出水中污染物的具體影響情況。常應用到的生物有魚類、浮游動物和底棲動物。魚類主要選擇鯽魚和斑馬魚，它們的分布比較廣泛，而且對環境的適應性比較強，在水環境監測工作中，如果二氯苯酚含量比較高，會影響到鯽魚的肝臟抗氧化系統。如果水中氯化鉻濃度增加，可能會損傷鯽魚的淋巴細胞DNA。因此可通過魚類的這一表現開展水環境監測工作。底棲動物一般選擇河蜆。河蜆分布比較廣泛，可以通過觀測其體內汞含量來分析水污染的情況。也可選擇兩棲動物進行監測工作。兩棲動物的成體生活在接近水的陸地，可以監測水體污染情況和陸地污染情況。在監測中選擇青蛙和蝌蚪。蝌蚪處于污染環境中，會減少進食和在水環境中的分布量，有著明顯的監測效果。在水環境監測工作中，應用最為廣泛的是無脊椎動物。若水體環境污染十分嚴重，可使用蚊幼蟲等開展生物監測工作。若水體呈現中度污染，會出現脆弱剛毛藻等，田螺和蜻蜓可以用來反映水體清潔度[3]。

4 優化生物監測技術在環境監測中應用效果的具體措施

4.1 加強前期調查

在環境監測工作中，為了充分發揮生物監測技術優勢，達到良好的應用效果，就需要做好前期調查工作。可以到現場勘察了解現場的實際情況，尤其是監測區域的周圍環境是否存在污染源。通過整合相關的數據信息以及以往的環境污染數據對監測區域有基本的了解，然后選擇恰當的生物監測技術，制定監測方案，為后續的應用奠定良好的基礎。

4.2 選擇高素質團隊

生物監測技術的合理應用離不開人才的支持，為此相關部門可以選擇一些優質的第三方，加強資質審核，建立良好的合作關系。通過高素質團隊的支持，發揮人才優勢，合理應用生物監測技術，獲取全面的數據信息，從而掌握環境的動態情況，制定針對性的環境污染治理方案。

4.3 加大技術研發力度

隨著科學技術水平的不斷提升，相關監測技術也在不斷更新。在應用生物監測技術時，可以與其他技術相結合，確保獲取更加精確的數據信息。同時分析現有生物技術應用現狀，發現其中存在的問題，加大技術研發力度，升級現有的技術，使得生物監測技術能更好地應用于各種環境監測工作中，并取得顯著成效。例如傳感器是現階段應用比較多的現代化技術，其工作原理是以相應的生物元件為判斷依據，獲取到生物信號，再通過相關技術轉化為計算機可以判斷的信號，然后輸入到系統中，工作人員結合這些數據信息對環境進行研究評估，分析現存的環境問題。目前已經研發出了多種識別元件，構成了多樣化的生物傳感器，為生物監測技術提供了一定的幫助。

4.4 開展在線監測

在信息技術的支持下，可以開展在線監測工作。將各類先進技術與生物監測技術結合，搭建在線平臺。在這一平臺中可以獲取實時的環境信息，也能與原始數據進行對比分析，及時發現環境中存在的異常情況。在線監測也是生物監測技術未來發展的一個趨勢，可以減少人力資源的使用，為工作人員提供先進的技術支持，使獲得的數據更加精確。

4.5 完善管理機制

相關部門需要針對環境監測工作，制定完善的規章制度和組織體系，確保生物監測技術的有效落實，推進環境保護和污染治理工作的進程，達到良好的成效。首先要針對生物監測技術的應用特點和環境治理需求，進一步細化規章制度，為推進環境保護工作提供一定的保障。要規范工作人員的行為，要求相關單位認真履行職責，落實崗位內容，加強配合，有效推進各項措施。其次，搭建信息管理平臺。各部門可通過信息管理平臺加強溝通聯系，實現數據的共享，在應用生物監測技術時可利用這一平臺發布相關方案，確保各部門認真履行自己的職責，加強協作，合理布控監測點位，定期收集相關數據信息，進行匯總，出具完善的報告。

5 環境監測中生物監測技術的發展趨勢

在環境監測中應用生物監測技術，對土壤、大氣和水環境進行監測，可以通過生物的群落結構、數量、行為形態等來判斷環境的污染情況。而在實際的應用中若環境十分復雜，可能會增加生物監測技術的應用難度，例如，除了受到被監測物質的影響外，還會受到土壤病蟲害、季節氣候等因素影響，使指示生物出現一系列的變化，這些都會影響到監測結果的有效性。為此在未來發展中，相關部門需要加大對生物監測技術的研究力度，著重建設監測方法的標準化，確保監測結果更加準確可靠。目前，我國雖然建立了生態研究觀測站、監測站等工作站，但是生態監測工作并不集中，還需要進一步優化和改進。在未來發展中還需要從技術和監測兩個方面入手，考慮生物監測中存在的各類影響因素，建立完善的生態監督網絡和風險評估機制，為環境保護和治理工作提供一定的依據。

6 結語

綜上所述，生物監測技術在環境監測中起到了十分重要的作用，它具有經濟實用、準確度高、反應迅速的應用優勢，可以為環境保護和治理提供一定的技術支持，在環境保護工作中有著不可替代的地位。相關工作人員可根據監測區域的情況，選擇恰當的生物監測技術，通過應用動物監測、植物監測和微生物監測，獲取相關數據，掌握環境受污染的情況，為環境保護和污染治理提供重要依據。而在未來發展中，要加大對該項技術的研發力度，實現標準化建設，為環境工程提供重要的技術支持。