生物監(jiān)測技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用分析

鄒莉

【摘要】隨著社會經(jīng)濟(jì)的突飛猛進(jìn)，人類對自然環(huán)境的過度開采和利用，由此造成環(huán)境破壞和突發(fā)事件日益增多。在此種情形下，如何利用科學(xué)的手段進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測成為相關(guān)部門和專家關(guān)注的焦點(diǎn)。生物監(jiān)測技術(shù)運(yùn)營而生。它是經(jīng)過對生物分子、細(xì)胞、器官等組織在特定污染物內(nèi)的生物表現(xiàn)來反應(yīng)環(huán)境污染程度和原因，從而歸納并分析出科學(xué)的環(huán)境監(jiān)測結(jié)果。

【關(guān)鍵詞】生物監(jiān)測；環(huán)境監(jiān)測；表現(xiàn)

引言

做好污染物結(jié)構(gòu)和含量分析是保證環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵所在，而由于環(huán)境特征的復(fù)雜性和地域差異性，也要選擇不同的檢測方式和技術(shù)手段。本文基于生物檢測在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用特征實(shí)施了細(xì)致的闡述。

1.生物監(jiān)測的原理和特征

特定的環(huán)境是生物賴以生存的基礎(chǔ)保障。生物和環(huán)境可以通過彼此的接觸，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換、交流和補(bǔ)充。因此兩者是一種相輔相成，相互促進(jìn)的關(guān)系。一旦生長環(huán)境發(fā)生了變化，生物的各種體征也會隨之做出適應(yīng)性的調(diào)整，包括狀態(tài)分布、習(xí)性和生理指標(biāo)等。舉例來講，水體中的藻類對周邊的水質(zhì)變化極其敏感，一旦其遭受破壞，它的生長密度和光合作用程度也將發(fā)生明顯程度的變化。生物監(jiān)測技術(shù)也就是利用上述變化來表達(dá)環(huán)境的污染和破壞程度。生物監(jiān)測相對于其他監(jiān)測方式來講，具有顯著的優(yōu)勢。主要表現(xiàn)以下三個(gè)方面。第一，非破壞性，生物監(jiān)測所采用的檢測樣本，多是一些生物遺物，例如枯萎的枝葉、動物的毛發(fā)等，因此它完全不會損害動物的生命安全。這樣不僅能夠達(dá)到保護(hù)其生存的目的，也能夠?qū)嵤┹^為準(zhǔn)確的環(huán)境監(jiān)測。第二，靈敏性。由于各種環(huán)境條件和介質(zhì)的差異性和復(fù)雜性，對環(huán)境監(jiān)測的難度極大，而利用生物積累的方式，便可以迅速準(zhǔn)確監(jiān)測被測環(huán)境的實(shí)際污染程度，這也是其他方式不可替代的。其三，綜合性。通常來講，環(huán)境污染造成的因素來自多方面，而通過生物監(jiān)測的方式能夠較為全面的呈現(xiàn)各種污染物的來源和影響程度，便于實(shí)施綜合的管控和預(yù)防。

2.生物監(jiān)測的分類

2.1以生物的成長環(huán)境為依據(jù) 根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境的不同，通?？蓪⑸锉O(jiān)測分為主動和被動兩種模式。主動監(jiān)測，即針對生物特征指標(biāo)進(jìn)行全面的歸納和分析，最終確定環(huán)境被破壞程度的高低。被動監(jiān)測，即針對在原始系統(tǒng)中生物群落的研究，來定性環(huán)境污染影響的大小。經(jīng)實(shí)踐證明，前者的檢測結(jié)果較為科學(xué)，效果明顯優(yōu)于后者。

2.2以生物層次為依據(jù) 根據(jù)生物層次的差異性，通常可將生物監(jiān)測進(jìn)行如下幾種分類，如生態(tài)監(jiān)測、分子、污染物、生理生化指標(biāo)監(jiān)測等。

2.3以物種為依據(jù) 根據(jù)物種的不同，生物監(jiān)測也可分為動物、植物以及微生物監(jiān)測三種。例如，微生物監(jiān)測原理，就是通多對其群落機(jī)構(gòu)、生物機(jī)能指標(biāo)的綜合監(jiān)測，最終獲得有效結(jié)果。

3.生物監(jiān)測方法在環(huán)境監(jiān)測中的實(shí)施

3.1生物群落監(jiān)測法 基于生物的生理特征和行為習(xí)慣，它們的群落生存狀況特別容易受到所處環(huán)境的影響。例如一旦水體發(fā)生污染，一類生理機(jī)能較為脆弱的生物群體，就會出現(xiàn)群落式死亡或消失的現(xiàn)象。反之，那些抗性生物則會呈現(xiàn)出異常迅猛的增長趨勢。因此這種方法通常被用來檢測類似于水體、大氣或土壤介質(zhì)的污染。一般采用的指示生物種類有底棲動物、著生動物和浮游生物等。3.2微生物監(jiān)測法 它通常是指通過對生長在被測環(huán)境體系內(nèi)的生物成長狀態(tài)，來反應(yīng)所處環(huán)境介質(zhì)的污染程度。這種方法的指示微生物通常采用如下幾類：菌根真菌、真菌、假單胞菌總數(shù)、放線菌等。而首次獲得試驗(yàn)成功的就是在2004年，以Berno為主的一干學(xué)者，利用重組大腸桿菌為指示生物實(shí)現(xiàn)了對空氣內(nèi)苯等多種污染物的檢測結(jié)果。進(jìn)入新世紀(jì)以來，該技術(shù)再次得到升級和突破，最為先進(jìn)的代表是發(fā)光菌法，因?yàn)槠涑浞掷昧松戆l(fā)光的性能，檢測效果十分準(zhǔn)確和有效，得到業(yè)內(nèi)人士的親睞。3.3生物殘毒測定法 顧名思義，該法的實(shí)施原理就是通過對所處環(huán)境內(nèi)生物體內(nèi)的各種物質(zhì)含量進(jìn)行檢測，來反應(yīng)被側(cè)環(huán)境的污染程度。例如一些環(huán)境內(nèi)，可能存在較多的放射性物質(zhì)、毒素等，而對于某類生物群種來講，其體內(nèi)可能出現(xiàn)富集的現(xiàn)象。在2009年，著名生物學(xué)家Fialkowski，通過實(shí)驗(yàn)的方法，成功的實(shí)現(xiàn)了對沙蚤體內(nèi)微量元素的含測定，最終有效評估了其所處水域的污染程度及其來源。3.4生物測試法 它通常是指通過對受到污染作用的物種進(jìn)行生物學(xué)變化狀態(tài)的研究，側(cè)面體現(xiàn)污染程度的一種過程。該法通常被運(yùn)用在污染物排放、監(jiān)測廢水處理等工藝上。例如，通過實(shí)驗(yàn)證明，熱休克蛋白在生物體內(nèi)的指標(biāo)高低能夠有效體現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量水平。在此理論支持上，著名學(xué)者M(jìn)onferrán組織了多位專家進(jìn)行專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，利用檢測眼子菜的谷胱甘肽芳基轉(zhuǎn)移酶等其他元素的變化，最終找到了導(dǎo)致水污染的來源。3.5生物傳感器技術(shù) 在初始的HPLC或LC-MS分離分析技術(shù)運(yùn)用條件上，現(xiàn)代又發(fā)明了更為先進(jìn)的生物傳感器技術(shù)。與前兩者相比，它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)全面連續(xù)檢測多元化生態(tài)體系的效果，并且依靠其極地的造價(jià)和極高的靈敏度，迅速占領(lǐng)了當(dāng)今的環(huán)境監(jiān)測市場。尤其對于陰離子表面活性劑、pH值、BOD等參數(shù)的檢測十分便捷，結(jié)果也較為理想。據(jù)最新研究報(bào)告，在光纖生物傳感器的技術(shù)支持下，首次對地下水炸藥成分RDX和TNT檢測試驗(yàn)獲得成功。

4.生物監(jiān)測的前景展望

生物監(jiān)測是一門全新的學(xué)科和應(yīng)用技術(shù)，通過今幾年的實(shí)踐應(yīng)用，它所取得的成績也是有目共睹的。然而，我們也應(yīng)當(dāng)明白任何一種生態(tài)環(huán)境的組成非常復(fù)雜，生物監(jiān)測的實(shí)施必將還要面臨更多的挑戰(zhàn)和技術(shù)阻礙。在不斷技術(shù)改進(jìn)的過程中，它仍然需要自然、物理、化學(xué)等學(xué)科的共同支持和配合，才能保證其檢測的準(zhǔn)確性和靈敏度。除此之外，我們也應(yīng)該認(rèn)識到，生態(tài)環(huán)境的破壞不是一蹴而就的，也不可能是某種單一元素污染直接造成的。它的成因和來源及其復(fù)雜，因此相關(guān)部門也應(yīng)當(dāng)對生物監(jiān)測的結(jié)果持科學(xué)的認(rèn)識態(tài)度。

5.結(jié)語

隨著生物監(jiān)測技術(shù)的日益成熟，它已經(jīng)逐漸成為當(dāng)今環(huán)境污染的重要手段，隨著時(shí)代和科技的發(fā)展，其未來前景也將不可估量。由于生物監(jiān)測能夠通過在宏觀和微觀層面將其所處環(huán)境的各種信息通過連續(xù)檢測的方式呈現(xiàn)出來，它對于自然物種的良性循環(huán)也有著積極的影響作用。所以，對于生態(tài)領(lǐng)域的專家和學(xué)者，應(yīng)致力于生物監(jiān)測的充分利用和優(yōu)勢發(fā)揮，通過強(qiáng)化管理、技術(shù)改進(jìn)等方式使其真正成為造福人類的一種科學(xué)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]周卉，胡鵬洋.生物監(jiān)測技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的運(yùn)用[J].科技與企業(yè)，2013，03：146.