生物監(jiān)測(cè)及其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

曹 靜

三門(mén)峽市環(huán)境監(jiān)測(cè)站

生物監(jiān)測(cè)及其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

曹 靜

三門(mén)峽市環(huán)境監(jiān)測(cè)站

自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)逐年遞增，在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的同時(shí)，也面臨著環(huán)境污染日趨嚴(yán)重的問(wèn)題。為更好地保護(hù)我們賴以生存的家園，必須重視環(huán)保問(wèn)題。環(huán)境監(jiān)測(cè)的作用就是準(zhǔn)確、全面、及時(shí)地反映環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及未來(lái)走向，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是環(huán)境保護(hù)、污染治理強(qiáng)有力的依據(jù)。當(dāng)前，人類化學(xué)物使用的種類、數(shù)量增長(zhǎng)速度驚人，傳統(tǒng)理化監(jiān)測(cè)已無(wú)法滿足社會(huì)發(fā)展需求。為此，必須尋求更全面、更合理的監(jiān)測(cè)方法，為充分體現(xiàn)監(jiān)測(cè)對(duì)生物體的效應(yīng)，人們?cè)絹?lái)越多地開(kāi)始選用生物監(jiān)測(cè)法，以此彌補(bǔ)理化監(jiān)測(cè)的缺陷。生物監(jiān)測(cè)是由生物學(xué)角度出發(fā)，監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)環(huán)境污染現(xiàn)狀的一項(xiàng)技術(shù)，本文在充分了解生物監(jiān)測(cè)概況的同時(shí)，針對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中生物監(jiān)測(cè)的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討。

生物監(jiān)測(cè)；環(huán)境監(jiān)測(cè)；環(huán)境污染

一、生物監(jiān)測(cè)的概況

生態(tài)系統(tǒng)、生物學(xué)理論是生物監(jiān)測(cè)發(fā)展的理論基礎(chǔ)，生物監(jiān)測(cè)是指通過(guò)生物個(gè)體、種群或群落對(duì)環(huán)境污染、變化所產(chǎn)生的反應(yīng)，監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)環(huán)境污染狀況。生物與其生存環(huán)境間關(guān)系密切，相互作用、相互依賴、相互影響，且持續(xù)進(jìn)行物質(zhì)與能量的交換。如環(huán)境被污染，生物體內(nèi)將有污染物進(jìn)入，且污染物在其體內(nèi)逐步轉(zhuǎn)化，進(jìn)而改變生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各級(jí)生物指標(biāo)，如生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)、生理生化等。相比理化監(jiān)測(cè)，生物監(jiān)測(cè)具有長(zhǎng)期性、連續(xù)性、靈敏性、直觀性等特點(diǎn)，能夠全面反映環(huán)境污染狀況，能夠更為直觀地將污染物作用于生物體的效應(yīng)展現(xiàn)出來(lái)，能夠?qū)⑽廴疚锏木C合效應(yīng)真實(shí)地反映出來(lái)，為整體控制污染物提供可靠依據(jù)。

二、生物監(jiān)測(cè)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，生物監(jiān)測(cè)具有極為廣泛的使用范圍，整體來(lái)說(shuō)，主要用于環(huán)境污染狀況的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，能夠?qū)⑽廴疚飳?duì)生物或人體的綜合效應(yīng)真實(shí)、有效地反映出來(lái)，并揭示環(huán)境污染的危害性，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境持續(xù)、健康發(fā)展。為此，本文以不同環(huán)境介質(zhì)為劃分標(biāo)準(zhǔn)，由大氣、水及土壤三方面入手，對(duì)生物監(jiān)測(cè)的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。

1、生物監(jiān)測(cè)在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

植物、動(dòng)物及微生物是大氣污染生物監(jiān)測(cè)的主要構(gòu)成部分，其中植物監(jiān)測(cè)應(yīng)用最多，且技術(shù)較為成熟。本文以植物監(jiān)測(cè)為對(duì)象進(jìn)行探討。選取3種指示植物，具體如下：

(1)高等植物。當(dāng)前城市大氣監(jiān)測(cè)主要以高等植物為指示生物。于大氣污染來(lái)講，大多數(shù)植物的反應(yīng)都較為敏感，如植物葉尖因氟氣(Cl2)逐漸由綠變黃，或葉面因光化學(xué)煙霧產(chǎn)生橫穿整個(gè)葉面的一道壞死帶等。現(xiàn)階段，針對(duì)大氣污染物的不同，所選用的指示植物也不盡相同。如Patrick與Farmer通過(guò)樹(shù)皮對(duì)大氣環(huán)境內(nèi)鉛的同位素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，效果顯著。

(2)地衣及蘚苔。在大氣環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中，最佳監(jiān)測(cè)器的代表是地衣與蘚苔，當(dāng)大氣內(nèi)存有一定量毒物，就會(huì)對(duì)其地衣、蘚苔生長(zhǎng)造成嚴(yán)重危害。如導(dǎo)致地衣滅光僅需年均0.015～0.105μg.L-1二氧化硫即可。在城市工業(yè)化高速發(fā)展的今天，與市區(qū)中心距離越近，地衣的類型也會(huì)逐步減少。通常情況下污染程度較重的區(qū)域，僅生存的地衣只有殼狀類型。而污染程度較輕的區(qū)域，則會(huì)出現(xiàn)枝狀地衣，隨著污染減弱，地衣種類也逐步由枝狀轉(zhuǎn)變?yōu)槿~狀。

2、生物監(jiān)測(cè)在土壤監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

(1)土壤動(dòng)物監(jiān)測(cè)。Reinecke等研究發(fā)現(xiàn)，蚯蚓體內(nèi)進(jìn)入土壤重金屬鉛含量后，利用食物鏈關(guān)系，被鼩鼱吃掉進(jìn)入其體內(nèi)，則成為土壤重金屬鉛污染監(jiān)測(cè)的指示生物。經(jīng)大量實(shí)踐證明，在煤礦等地方取樣監(jiān)測(cè)，對(duì)土壤動(dòng)物生存來(lái)講，重金屬污染影響較為顯著，隨著污染程度的不斷加深，土壤動(dòng)物群落的數(shù)量、類型將逐步減少。

(2)指示植物監(jiān)測(cè)。作為植物成長(zhǎng)的載體，土壤被污染后，其指示植物也會(huì)隨之產(chǎn)生一定變化。針對(duì)鹽土沼澤汞污染，海馬齒莧根莖葉都可起到良好監(jiān)測(cè)效果。

(3)土壤微生物監(jiān)測(cè)。在土壤生物體系內(nèi)，土壤微生物起著關(guān)鍵性的作用。通過(guò)評(píng)價(jià)土壤微生物，能夠充分了解土壤的質(zhì)量情況。目前用于土壤生物監(jiān)測(cè)的微生物指標(biāo)較多，主要為微生物量、土壤呼吸、微生物群落結(jié)構(gòu)等。

3、生物監(jiān)測(cè)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

水生態(tài)系統(tǒng)涵蓋量大水生動(dòng)植物，其系統(tǒng)的任何改變都會(huì)對(duì)水生生物的數(shù)量、種群造成嚴(yán)重影響。目前，在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中常見(jiàn)的生物監(jiān)測(cè)主要包含3類，具體如下：

(1)生物群落監(jiān)測(cè)法。指示生物法、污水生物系統(tǒng)法等都是最為重要的水環(huán)境生物群落監(jiān)測(cè)方法，該方法在選擇指示物種時(shí)范圍較廣，也可選擇具有較大運(yùn)動(dòng)范圍的指示物種，進(jìn)行水環(huán)境現(xiàn)狀的監(jiān)測(cè)。如Kingsford等通過(guò)航空監(jiān)測(cè)方式，利用河流附近水鳥(niǎo)的分布情況及數(shù)量變化等因素，對(duì)濕地、河流周邊環(huán)境情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)。

(2)葉綠素a測(cè)定法。作為水體有機(jī)物的重要成分，葉綠素對(duì)浮游生物的生存意義重大。利用葉綠素a測(cè)定法，能夠?qū)Ω∮紊锏臄?shù)量、產(chǎn)量等信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)與掌握。為此，在水體富營(yíng)養(yǎng)化監(jiān)測(cè)時(shí)通過(guò)該測(cè)定法更為直接、明了。

(3)微生物監(jiān)測(cè)法。水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)與土壤污染監(jiān)測(cè)都可選取微生物監(jiān)測(cè)法，通過(guò)微生物群落改變情況，來(lái)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染程度，一般用于監(jiān)測(cè)水體細(xì)菌或大腸桿菌等。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在環(huán)境科學(xué)日益完善的今天，在實(shí)用性、代表性及綜合性等方面生物監(jiān)測(cè)都取得了不錯(cuò)的成績(jī)，更進(jìn)一步擴(kuò)展其應(yīng)用范圍，越來(lái)越適應(yīng)環(huán)境問(wèn)題的多變性，更為環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了真實(shí)、精確、有效的數(shù)據(jù)。這對(duì)我國(guó)生物監(jiān)測(cè)，乃至世界生物監(jiān)測(cè)事業(yè)的發(fā)展具有重大意義。但伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，更多新問(wèn)題還需我們不斷研究、不斷處理。必須緊跟時(shí)代的步伐，進(jìn)一步發(fā)展及完善生物監(jiān)測(cè)體系，才能在環(huán)境保護(hù)、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮更大的作用，才有利于人與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。

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