生物監(jiān)測及其在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用1

段惠芬

摘要：生物監(jiān)測是伴隨著計算機技術(shù)發(fā)展下產(chǎn)生的，是一門新興技術(shù)，就是利用生物個體、種群或者群落對環(huán)境污染做出反應(yīng)。從生物角度監(jiān)測與評價環(huán)境污染狀態(tài)，將其作為環(huán)境監(jiān)測重要組成，生物監(jiān)測具有敏感性、連續(xù)性、非破壞性等優(yōu)勢，在環(huán)境污染早起預(yù)警、突發(fā)事件監(jiān)測以及環(huán)境標準制定上提供了依據(jù)。下面本文將對生物監(jiān)測在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用進行分析。

關(guān)鍵詞：生物監(jiān)測；環(huán)境監(jiān)測；應(yīng)用分析

隨著社會各項生產(chǎn)的進步，人們對環(huán)境保護也越來越重視，環(huán)境監(jiān)測作為環(huán)境保護的基礎(chǔ)，能夠準確、及時、全面的將環(huán)境質(zhì)量以及發(fā)展趨勢反映出來，為環(huán)境管理、治理提供更加科學(xué)的依據(jù)與信息，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測使用物理與化學(xué)方法監(jiān)測，在成本與監(jiān)測效率上不能滿足人們的需求，并且理化分析只能對化學(xué)物定量，不能將其他監(jiān)測信息反映出來，而使用生物監(jiān)測法則能彌補這些不足。

一、生物監(jiān)測原理與種類

（一）生物監(jiān)測原理

生物監(jiān)測理論是建立在生態(tài)系統(tǒng)與生物學(xué)理論基礎(chǔ)上，生物與生存環(huán)境之間存在相互影響的關(guān)系，能夠進行能量交換，當環(huán)境遭到污染以后，各種污染物會進入到生物機體內(nèi)發(fā)生各種反應(yīng)，造成生態(tài)系統(tǒng)各種生物所處環(huán)境、生理特點以及發(fā)育情況出現(xiàn)變化。如果是水體遭到污染，藻類細胞密度與光合作用發(fā)生改變，生物監(jiān)測就是通過觀察這些變化，將環(huán)境污染程度與狀態(tài)反映出來[1]。

（二）生物監(jiān)測種類

1、按照生物生長環(huán)境。按照生物生長環(huán)境，生物監(jiān)測可以分為被動與主動監(jiān)測兩種，PBM與ABM分別是兩種監(jiān)測方法的簡稱，前者是使用生態(tài)系統(tǒng)中的原位生物群落或者個體反映出環(huán)境污染情況，并對環(huán)境做出評價，比如，利用幼蟲原位監(jiān)測河流金屬物含量，反映出水體污染狀況；而后者則將生物體移到其他監(jiān)測點開展參數(shù)測試，監(jiān)測由被動變得主動，因為本土生物已經(jīng)適應(yīng)了污染狀態(tài)，由此，ABM監(jiān)測結(jié)果優(yōu)于PBM。

2、按照生物分類法。因為生物所處的環(huán)境介質(zhì)不同可以將生物監(jiān)測分為動物、植物以及微生物監(jiān)測。不同環(huán)境介質(zhì)能反映出環(huán)境狀態(tài)，被稱為生物監(jiān)測的“指示劑”，比如，魚類、昆蟲可以指示植物。微生物監(jiān)測可以利用環(huán)境中的微生物群落功能變化將環(huán)境污染狀況反映出來[2]。

二、環(huán)境監(jiān)測主要方法

（一）生物群落監(jiān)測法

生物群落監(jiān)測法主要用在水體污染物的監(jiān)測中，水體一旦受污染，水體中生物個體與群落結(jié)構(gòu)將發(fā)生改變，一些敏感生物將死亡，抗性生物則生長旺盛，具有單一結(jié)構(gòu)的群落，使用監(jiān)測法能反映污染情況，主要包括浮游生物、魚類等。此外，還有污水生物系統(tǒng)法，受污染的河流在自凈作用下使上下游形成一個污染連續(xù)區(qū)域，不同污染帶水體中有生物種群、理化以及生物特性，在流速緩慢的水體中適合使用這種污染檢測法。

（二）生物殘毒測定法

生物殘毒測定法能夠?qū)ι镂廴玖窟M行評價與監(jiān)測，比如，環(huán)境中重金屬、農(nóng)藥或者放射性物質(zhì)等，很多生物都有著非常強的富集能力。由此，使用生物殘毒測定法能夠根據(jù)污染物在生物體內(nèi)殘留量將環(huán)境污染程度反映出來。比如，通過監(jiān)測沙蚤體內(nèi)微量元素含量能夠進一步了解某水域微量元素含量。

（三）生物傳感器技術(shù)

生物傳感器是一種新型監(jiān)測技術(shù)，有很多傳統(tǒng)化學(xué)傳感器不具備的優(yōu)勢與功能，靈敏度高、成本低能夠監(jiān)測復(fù)雜的體系，快速、及時、連續(xù)的監(jiān)測。當前，在水質(zhì)監(jiān)測中，可以使用生物傳感器對BOD、PH值、陰離子表面活性劑、水體富氧情況進行綜合分析。各項實踐顯示，使用光纖生物傳感器能夠?qū)Φ叵滤袣埩舻奈廴境煞诌M行監(jiān)測。還可以利用分子生態(tài)毒理學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)進行監(jiān)測，PCR、分子雜交、基因芯片技術(shù)等，能夠?qū)ξ廴疚锱c代謝產(chǎn)物相互作用進行研究，將生物作用機理揭示出來，針對生物體影響作出預(yù)警。比如，對體內(nèi)含有重金屬污染物的鼠體內(nèi)硫蛋白表達情況進行分析，利用雜交技術(shù)對受污染的比目魚組織差異表達基因進行分析，還可以使用基因芯片技術(shù)指出指示生物，比如，藻類、種子植物以及無脊椎動物等[4]。

三、生物監(jiān)測在水環(huán)境中的應(yīng)用

（一）群落監(jiān)測中的應(yīng)用

水環(huán)境評價就是對水體做出的總體評價，通過生物群落與種類變化能夠?qū)⑺w質(zhì)量長、短期變化情況顯示出來，如果某水庫中以硅藻類為主，各種營養(yǎng)型的藻類混雜其中，而貧營養(yǎng)型的則主要以假藻、卵囊藻為主，水體屬于貧營養(yǎng)型；因為水庫容納了大量營養(yǎng)物質(zhì)，使藍、綠藻大量繁殖，兩門藻類占大部分比重，但硅藻類比重卻大大降低，水體中以營養(yǎng)型種類為主，逐漸消失的為貧營養(yǎng)型的藻類。通過對水庫中不同生物種類以及污染變化情況的分析，說明水庫中水體已經(jīng)出現(xiàn)嚴重的污染素污染，極大影響到了水庫的進化，影響到水庫功能的應(yīng)用。比如，歐洲很多國家境內(nèi)都有萊茵河流經(jīng)，河水受到污染以后河內(nèi)幾乎沒有了生物，在各國努力下對河水周圍環(huán)境進行保護與凈化，使原有的生物又相繼出現(xiàn)了。

（二）生物測試中的應(yīng)用

生物傳感器被廣泛應(yīng)用在生物測試中，并且DNA重組技術(shù)表示現(xiàn)代生物技術(shù)正廣泛應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測中，生物傳感器將固化細胞核、固定化酶技術(shù)為基礎(chǔ)，將生物學(xué)元件作為識別元件，按照一定規(guī)律識別信號的裝置，原理是：生物組分與被測對象相互作用，使用電子組將待測對象檢測出再將其轉(zhuǎn)換為可測量的電子信號。水環(huán)境監(jiān)測中，生物傳感器能夠用于水源農(nóng)藥、殺蟲劑痕量檢測的酶傳感器，將活性細胞作為探測單元的微生物傳感器，被用于污水BOD的測量，能夠?qū)I(yè)廢水做出準確評估，檢測污染物對污染物進行分類。

結(jié)語：

本文主要對生物監(jiān)測法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用進行了分析，可見，隨著各項污染的加劇，使用生物監(jiān)測法能夠獲得連續(xù)、綜合的信息，保護生物多樣性，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]杜占彩，李鴻雁.消毒供應(yīng)中心壓力蒸汽滅菌器生物監(jiān)測失敗原因及干預(yù)措施[J].護士進修雜志，2015，30（10）：904-905.

[2]桑松，王培丹，曹宇科等.山坑螺和田螺作為指示生物監(jiān)測茶園環(huán)境農(nóng)藥殘留的研究[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2014（3）：58-62.

[3]代艷然，王珂，邊冬梅等.硬質(zhì)滅菌盒行脈動真空壓力蒸汽滅菌的生物監(jiān)測研究[J].護士進修雜志，2011，26（16）：1452-1453.

[4]王旭濤.河流水質(zhì)生物監(jiān)測與評價技術(shù)的創(chuàng)新及發(fā)展前景[J].中國水利，2015（21）：65-67.