生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究

張東成

摘要：生物監(jiān)測(cè)技術(shù)是通過(guò)研究污染物對(duì)環(huán)境中的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響的技術(shù)，本文通過(guò)對(duì)其在大氣污染、土壤污染、水污染的監(jiān)測(cè)應(yīng)用進(jìn)行闡述，分析其優(yōu)點(diǎn)。與理化監(jiān)測(cè)相比，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)具備對(duì)環(huán)境污染毒害性更客觀、科學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè) 生物監(jiān)測(cè) 應(yīng)用研究

1引言

環(huán)境監(jiān)測(cè)通過(guò)對(duì)人類和環(huán)境有影響的各種物質(zhì)的含量、排放量的檢測(cè)，跟蹤環(huán)境質(zhì)量的變化，通過(guò)對(duì)影響環(huán)境質(zhì)量因素的代表值的測(cè)定，確定環(huán)境質(zhì)量及其變化趨勢(shì)。環(huán)境監(jiān)測(cè)包括：化學(xué)監(jiān)測(cè)，物理監(jiān)測(cè)，生物監(jiān)測(cè)，生態(tài)監(jiān)測(cè)。其中，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)從生物學(xué)角度監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量，利用生物的群落、種群、個(gè)體和組分對(duì)環(huán)境變化和環(huán)境污染產(chǎn)生的反應(yīng)[1]。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)涉及生態(tài)系統(tǒng)，生物的群落、種群、個(gè)體、系統(tǒng)、器官、組織細(xì)胞和生物分子。例如：水環(huán)境污染中，當(dāng)污染物進(jìn)入水環(huán)境后，對(duì)水環(huán)境中的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，通過(guò)生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，科學(xué)地分析、評(píng)價(jià)水資源，預(yù)測(cè)和治理水污染[2]。

2生物監(jiān)測(cè)技術(shù)概述

生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的理論基礎(chǔ)來(lái)自生態(tài)監(jiān)測(cè)理論，當(dāng)污染物進(jìn)入環(huán)境系統(tǒng)后，會(huì)影響環(huán)境中的生態(tài)系統(tǒng)，改變生物原有結(jié)構(gòu)和功能。對(duì)生物體影響表現(xiàn)為生物死亡、抑制其生長(zhǎng)發(fā)育與繁殖等；對(duì)植物體影響表現(xiàn)為生長(zhǎng)速度變化，發(fā)育受阻，黃化及早熟等。對(duì)于生物菌種群影響表現(xiàn)為種群數(shù)量或密度的改變，物種比例的變化，競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系和遺傳基礎(chǔ)的改變，引起群落中優(yōu)勢(shì)種群、數(shù)量、以及種群多樣性的改變。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)不僅用于環(huán)境監(jiān)測(cè)，還用于勞動(dòng)衛(wèi)生人體生物監(jiān)測(cè)、口岸及醫(yī)學(xué)病媒生物監(jiān)測(cè)等。生物監(jiān)測(cè)的應(yīng)用方法主要有：基因工程技術(shù)、電泳分離純化技術(shù)、DNA探針技術(shù)和PCR技術(shù)等[3]。

生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)：（1）連續(xù)性，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)可連續(xù)收集一定范圍內(nèi)環(huán)境污染物變化的相關(guān)信息，提高環(huán)境污染分析的全面性和連續(xù)性。（2）靈敏性，生物監(jiān)測(cè)可發(fā)現(xiàn)環(huán)境中的長(zhǎng)期污染物，通過(guò)對(duì)生物積累、生物放大及生物富集等效應(yīng)的分析，確定環(huán)境中的長(zhǎng)期污染物，快速定位污染物[4]。（3）直觀性，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)將環(huán)境中污染物對(duì)生物的生物學(xué)效應(yīng)直觀的反映出來(lái)，通過(guò)直接觀察、分析生物體的生物特征，可以判斷污染物對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)中生物的影響。（4）保護(hù)性，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中不會(huì)對(duì)生物體、生態(tài)環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，對(duì)生態(tài)環(huán)境具有保護(hù)性[5]。

3生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

3.1大氣污染監(jiān)測(cè)

大氣污染指大氣中污染物質(zhì)濃度達(dá)到有害程度，破壞了生態(tài)系統(tǒng)和人類正常發(fā)展生存的條件，對(duì)人或物造成危害的現(xiàn)象。我國(guó)大氣污染較為嚴(yán)重，大部分城市中懸浮顆粒物濃度超標(biāo)；二氧化硫污染處于較高水平；機(jī)動(dòng)車尾氣污染物排放量增加；氮氧化物污染加重[6]。

目前，主要利用植物對(duì)大氣污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)，由于大氣中的污染物通過(guò)氣孔進(jìn)入植物的葉片溶解在葉肉組織中，通過(guò)一系列的生物化學(xué)反應(yīng)對(duì)植物生理代謝活動(dòng)產(chǎn)生影響，所以植物受害癥狀一般都是出現(xiàn)在葉片。污染物不同，植物受害的癥狀也有差別。大氣污染中的生物監(jiān)測(cè)主要包括對(duì)SO2、氟化物、CO2的檢測(cè)。（1）對(duì)SO2進(jìn)行監(jiān)測(cè)，SO2指示物主要有地衣、落地松、苔鮮等，當(dāng)受到SO2污染后，植物的葉片邊緣及維管束會(huì)出現(xiàn)傷斑并呈現(xiàn)塊狀，顏色呈紅棕色或黃色；（2）對(duì)氟化物的監(jiān)測(cè)，選擇葡萄苔鮮、金線草、杏、等，當(dāng)受到污染后，葉片呈現(xiàn)尖形，并且葉片分布一些傷斑，葉脈上出現(xiàn)的癥狀較少，顏色多為淺褐色或紅褐色；（3）對(duì)CO2的監(jiān)測(cè)，主要指示物包括秋海棠、向日葵、柑橘等，當(dāng)植物葉脈呈現(xiàn)白色、棕色或黃褐色的傷斑，葉子上出現(xiàn)傷斑并呈現(xiàn)點(diǎn)狀，表明空氣中CO2含量較大[7]。

3.2土壤污染監(jiān)測(cè)

土壤污染是指當(dāng)土壤中有害污染物較多，超過(guò)土壤自凈能力，引起土壤的組成、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，微生物活動(dòng)受到抑制，有害物質(zhì)或其分解產(chǎn)物在土壤積累，間接被人體吸收，危害人體健康。土壤污染物大致可分為無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩類。無(wú)機(jī)污染物主要包括酸、堿、重金屬、放射性元素銫、鍶的化合物等。有機(jī)污染物主要包括有機(jī)農(nóng)藥、酚類以及由城市污水、污泥及廄肥帶來(lái)的有害微生物等[8]。

監(jiān)測(cè)方法有：（1）植物監(jiān)測(cè)法，當(dāng)區(qū)域內(nèi)土壤污染較為嚴(yán)重時(shí)，該區(qū)域內(nèi)植物代謝發(fā)生異常，表現(xiàn)為葉片出現(xiàn)傷斑、葉片枯萎等；（2）動(dòng)物監(jiān)測(cè)法，常采用蚯蚓作為土壤污染的生物標(biāo)志物，蚯蚓對(duì)土壤有較強(qiáng)的敏感性，能敏銳的察覺(jué)出土壤中農(nóng)藥、重金屬等污染物。（3）微生物監(jiān)測(cè)法，土壤中的污染物對(duì)土壤中微生物的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響，通過(guò)分析微生物數(shù)量、菌類等情況，判斷土壤受污染程度。

3.3水污染監(jiān)測(cè)

水污染是指水受有害化學(xué)物質(zhì)造成使用價(jià)值降低或喪失，污染環(huán)境。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)用于水污染監(jiān)測(cè)，主要有指示生物法和微型生物群落監(jiān)測(cè)法。

指示生物法利用對(duì)水體污染敏感的生物種類的存在或缺失，對(duì)目前的水體資源存在污染物的情況進(jìn)行分析。指示生物具有相對(duì)長(zhǎng)的生命周期、活動(dòng)范圍固定等特征，便于持久反映污染物對(duì)水體的綜合影響。常見的指示生物主要包括：底棲動(dòng)物、浮游動(dòng)物和魚類等。[9]。

微型生物群落監(jiān)測(cè)法是指利用對(duì)水體中污染物反應(yīng)敏感的微小生物，主要是細(xì)菌、真菌、藻類和原生動(dòng)物等對(duì)水體進(jìn)行分析。利用微型生物群落進(jìn)行監(jiān)測(cè)，普遍使用的聚氨酯泡沫塑料法（PFU）。

4 結(jié)論

隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，對(duì)環(huán)境污染監(jiān)測(cè)及治理有了更高的要求，對(duì)環(huán)境中污染物的評(píng)價(jià)也更科學(xué)、客觀。環(huán)境污染往往非單一污染物所致，是多種污染物協(xié)同、長(zhǎng)期積累的結(jié)果。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)與理化監(jiān)測(cè)相比，對(duì)環(huán)境污染毒害性評(píng)價(jià)更客觀、科學(xué)，隨著生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的準(zhǔn)確度和靈敏度得到提高，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中擁有良好的發(fā)展前景。

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