生物監(jiān)測在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

摘要：文章以生物監(jiān)測及其在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用為重點研究對象，在分析生物監(jiān)測基本原理以及特征的基礎(chǔ)上，介紹了環(huán)境監(jiān)測中生物監(jiān)測合理應(yīng)用程序，期待能夠不斷優(yōu)化生物監(jiān)測整體應(yīng)用程序，從而有效提升環(huán)境監(jiān)測效率，為城市發(fā)展創(chuàng)造更多經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：生物監(jiān)測；環(huán)境監(jiān)測；土壤污染狀況；水資源；大氣污染狀況 文獻標識碼：A

中圖分類號：X832 文章編號：1009-2374（2015）18-0109-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.055

1 概述

近幾年，隨著國家經(jīng)濟迅速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活得到了有效提升，對于環(huán)境監(jiān)測等方面的標準也隨之升高。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，環(huán)境監(jiān)測中先后引進了各種先進性科學(xué)技術(shù)，這些技術(shù)的合理利用已經(jīng)提升了國內(nèi)環(huán)境監(jiān)測整體效率。生物監(jiān)測即為其中最為重要的檢測技術(shù)之一。生物監(jiān)測本身在綜合性強、敏感性佳、經(jīng)濟性高以及連續(xù)性好等方面存在著絕對性優(yōu)勢，在環(huán)境污染預(yù)警、環(huán)境監(jiān)測、風險評估以及總量控制等方面得到了有效利用。

2 生物監(jiān)測的基本原理以及特征

2.1 生物監(jiān)測的基本原理

生物監(jiān)測將生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)理論視作其基礎(chǔ)，且生物與之日常生存環(huán)境間表現(xiàn)出相互依存、相互影響以及相互制約的聯(lián)系。生物和附近環(huán)境之間不斷進行著能量交換以及物質(zhì)交換，在生物生存環(huán)境被污染以后，生物體內(nèi)會出現(xiàn)大量有毒物質(zhì)，且這些有毒物質(zhì)會不斷累積、不斷遷移，以至于生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的生物環(huán)境、生物分布環(huán)境、生物生長狀況、生物發(fā)育狀況以及生理化指標等隨之發(fā)生巨大改變。譬如，在水資源被污染的條件下，水中藻類細胞的光合作用、細胞密度等都會受到一定影響。由此可見，生物對于客觀環(huán)境存在著各種反應(yīng)，在對這些反應(yīng)進行合理利用的基礎(chǔ)上，即可實現(xiàn)對環(huán)境污染基本狀況、整體強度的有效呈現(xiàn)，而這個研究的過程即為生物監(jiān)測。

2.2 生物監(jiān)測的相關(guān)特征

生物監(jiān)測本身具備分散性、綜合性、繁雜性以及長期性特征，不僅涉及到較多的學(xué)科，還涉及到許多目標、許多部門和許多角度，因此生物監(jiān)測還是一項系統(tǒng)性工程。以環(huán)境作為主要對象，生物不僅可以從中提取出各種污染物，同時還可以全程記錄環(huán)境污染基本情況，同時微生物群、植物以及動物等還能夠連續(xù)性監(jiān)測環(huán)境，因此生物又被稱作監(jiān)測哨。一般說來，大多生物在生命周期方面都表現(xiàn)出有限性特征，是人們獲取各種監(jiān)測信息的重要途徑。但是，必須強調(diào)的是，生物監(jiān)測同樣存在著許多缺點，不但費用較高、專業(yè)性較強，而且涉及面較廣，所以見效相對較慢，在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用也因此受到一定限制。

3 環(huán)境監(jiān)測中生物監(jiān)測合理應(yīng)用程序

3.1 土壤污染環(huán)境中生物監(jiān)測具體應(yīng)用程序

在對生物監(jiān)測相關(guān)技術(shù)進行合理利用的基礎(chǔ)上，即可實現(xiàn)對土壤污染狀況進行實時監(jiān)測。在實踐程序中不難發(fā)現(xiàn)，能夠選擇的檢測方案十分多樣。

3.1.1 動物監(jiān)測方案。動物監(jiān)測方案屬于生物監(jiān)測程序中最為重要的一種方法，土壤污染環(huán)境中通過對動物監(jiān)測方案進行合理利用，即可有效提升其監(jiān)測效率。在檢測對象方面，通常以蚯蚓為首要選擇，這是由于蚯蚓整體敏感性偏高，對于土壤內(nèi)的各種有害物質(zhì)會產(chǎn)生較強敏感性，能夠在最短時間內(nèi)察覺出土壤中的重金屬以及農(nóng)藥。除此以外，在對蚯蚓體重的鎘含量變化狀況進行準確測定的基礎(chǔ)上，還可以直接反映出蚯蚓所處土壤環(huán)境中的鎘含量基本情況。

3.1.2 植物監(jiān)測方案。土壤污染環(huán)境中植物監(jiān)測方案同樣具有較高使用價值。如果植物所處土壤環(huán)境出現(xiàn)嚴重性污染狀況，其新陳代謝就會出現(xiàn)異常狀況，并以不同現(xiàn)象直接反映出來。

3.1.3 微生物監(jiān)測方案。微生物本身屬于生物體系當中最為重要的一種功能要素，在有效監(jiān)測土壤內(nèi)為生物群菌類狀況以及數(shù)量等情況的基礎(chǔ)上，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)對土壤狀況的直接反映。土壤污染環(huán)境當中，其主要污染源包括人類糞便以及尿液等，同時灌溉污水同樣會直接污染土壤生物，因此在深入研究微生物實際監(jiān)測狀況的條件下，即可準確評估土壤污染實際狀況和污染程度等信息。

3.1.4 酶活性監(jiān)測方案。一般而言，植物根系、動物微生物、植物根系殘體以及動物遺骸等都深埋于土壤中，并分泌出大量土壤酶，包括磷酸酶、脫氫酶等，這些土壤酶都具有較強生物活性，可以對土壤內(nèi)相關(guān)生化程序的方向以及強度進行直接反應(yīng)，因此同樣可用作土壤污染基本狀況的監(jiān)測程序中。

3.2 水資源監(jiān)測中生物監(jiān)測具體應(yīng)用程序

在對水資源環(huán)境進行監(jiān)測時，生物監(jiān)測同樣具有一定可行性和實踐性。水資源監(jiān)測中，生物監(jiān)測同樣表現(xiàn)出不同監(jiān)測方案，具體如下：

3.2.1 PFU法。對指示物種進行選擇時，通常以運動范圍相對偏大的物質(zhì)為首選對象，用以對水環(huán)境基本狀況進行準確評價。一般而言，水體系統(tǒng)內(nèi)包含著各種微生物群，當水資源被污染以后，這些微生物群往往會表現(xiàn)出強烈的敏感性。因此水資源監(jiān)測中生物監(jiān)測具體應(yīng)用環(huán)節(jié)，建議以PFU法為重點監(jiān)測方案。PFU法強調(diào)在水體內(nèi)放入大量泡沫塑料，且這些泡沫塑料中包含著聚氨酯，采取這樣的方式收集水中微生物。PFU法在速度、精準性和經(jīng)濟性等方面都有一定優(yōu)勢，還可用作對工業(yè)廢水的實時監(jiān)測。

3.2.2 指示生物方法。指示生物方法能夠?qū)λY源中敏感性污染物類型進行準確判斷，從而實現(xiàn)對水資源現(xiàn)狀的有效分析。一般而言，指示生物方法特征十分突出，除了活動地點具有固定性之外，其生命周期也普遍偏長，因此能夠直接反映出水資源內(nèi)污染物可能會產(chǎn)生的影響。基于生物分類狀況來說，生物監(jiān)測實踐程序中指示動物通常選擇無脊椎類動物，在水資源污染較為嚴重的情況下，指示物種往往選擇蚊幼蟲、小顫藻或者是顫蚓類等。

3.3 大氣污染環(huán)境中生物監(jiān)測具體應(yīng)用程序

以生物監(jiān)測為主要方案對國內(nèi)大氣污染環(huán)境進行監(jiān)測的時候，通常以大氣環(huán)境整體質(zhì)量水平為重點監(jiān)測對象?；谏矬w系來說，因為植物生長本身具有固定特性，受此特性的直接影響，致使植物長時間處于大氣污染環(huán)境中，而其生長特征同樣決定了植物難以脫離污染物。會對大氣造成直接污染的物質(zhì)包括氯化氫、硫酸霧、氯、二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、氟化氫、臭氧以及氨等。大氣污染環(huán)境中生物監(jiān)測通常具有較為靈敏的反應(yīng)，具體監(jiān)測方案涉及到微生物方案、植物方案以及動物方案等。

3.3.1 植物方案。就目前而言，大氣監(jiān)測程序中較為重要的一種指示生物即為高等植物，面對大氣污染，許多植物都表現(xiàn)出較強靈敏度。譬如，氯氣會使綠色的葉尖逐漸變黃，而一氧化氮會使葉正面生成壞死帶，且該壞死帶貫穿于全葉。

3.3.2 指示植物方案?；诖髿馕廴经h(huán)境而言，其生物監(jiān)測所涉及到的指示植物一般包括下面三種類型：（1）二氧化氮類指示植物。煙草、向日葵、柑橘、西紅柿以及秋海棠等都屬于二氧化氮類指示植物。二氧化氮類指示植物的葉脈間都存在著不規(guī)則性傷斑，并以黃褐色、白色或者是棕色呈現(xiàn)出來，部分二氧化氮類指示植物還存在著全葉點狀的傷斑；（2）二氧化硫類指示植物。水杉、地木耳、石思仙、落葉松以及苔蘚等都屬于二氧化硫類指示植物。二氧化硫類指示植物的葉脈間都存在著塊狀的傷斑，部分植物的傷斑在葉緣位置，并以土黃色是紅棕色呈現(xiàn)出來；（3）氟化物類指示植物。梅、十三太保、杏、金線蓮、葡萄苔蘚、郁金香以及大蒜等都屬于氟化物類指示植物。氟化物類指示植物的葉尖都存在傷斑，僅有少部分植物的傷斑在葉脈間，且傷斑多以紅褐色或者是淺褐色等顏色呈現(xiàn)出來，同時氟化物類指示植物的健康部分以及壞死部分之間還具有條理分明的界線。

4 結(jié)語

分析與研究生物監(jiān)測及其在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用程序不僅是行業(yè)發(fā)展的客觀要求，同時還是時代發(fā)展的必然需求，在國家經(jīng)濟發(fā)展、治理環(huán)境污染等方面都起著舉足輕重的作用。生物監(jiān)測本身發(fā)展前景十分光明，除了會在宏觀領(lǐng)域為相關(guān)人士提供各種環(huán)境信息之外，在微觀領(lǐng)域、推動生態(tài)環(huán)境朝著可持續(xù)發(fā)方面不斷發(fā)展等方面的作用也十分突出。為了優(yōu)化生物監(jiān)測整體應(yīng)用程序，除了需要把握土壤污染環(huán)境中、水資源監(jiān)測中生物監(jiān)測具體應(yīng)用程序之外，還要求相關(guān)人士嚴格把握大氣污染環(huán)境中生物監(jiān)測具體應(yīng)用程序，從源頭上提升其應(yīng)用效率，從而為國家環(huán)境發(fā)展創(chuàng)造更多效益。

參考文獻

[1] 高瓊.聚合酶鏈式反應(yīng)（PCR）技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（36）.

[2] 程清清.運用生物監(jiān)測技術(shù)對水環(huán)境污染進行監(jiān)測的研究及進展[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2012，1（1）.

[3] 陰琨，呂怡兵，滕恩江.美國水環(huán)境生物監(jiān)測體系及對我國生物監(jiān)測的建議（續(xù)）[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2012，24（6）.

作者簡介：楊宏對（1985-），女，廣東普寧人，揭西縣環(huán)境監(jiān)測站環(huán)境監(jiān)測助理工程師，研究方向：環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)。

（責任編輯：蔣建華）