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

摘要：在當(dāng)今世界上，環(huán)境污染已經(jīng)變得越來(lái)越嚴(yán)重。要從根本上解決這一問(wèn)題，首先就要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出環(huán)境的受污染情況，這一過(guò)程中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的一種技術(shù)就是生物監(jiān)測(cè)技術(shù)。其通過(guò)檢測(cè)環(huán)境中的生物對(duì)環(huán)境的反映來(lái)確定環(huán)境的受污染程度，有助于全面系統(tǒng)的分析環(huán)境狀況。本文通過(guò)分析生物監(jiān)測(cè)的原理及在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，對(duì)國(guó)家治理環(huán)境污染有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：生物檢測(cè)；生物監(jiān)測(cè)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X835 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）03-0185-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.110

Abstract： In todays world， environmental pollution has become more and more serious. To fundamentally solve this problem， we must first monitor the environmental pollution in real time. One technique that has been widely used in this process is the biological monitoring technology. By detecting the environments biological response to the environment to determine the extent of the pollution of the environment， contribute to a comprehensive and systematic analysis of the state of the environment. By analyzing the principle of biological monitoring and its application in environmental testing， this paper is of great significance to the government to control environmental pollution.

Key words：Biological detection；Biological monitoring；Application

最近幾年隨著科技的快速發(fā)展，生物監(jiān)測(cè)作為一種全新的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，通過(guò)分析生物個(gè)體、種群等對(duì)環(huán)境的反映，將生物學(xué)技術(shù)和環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，以確定環(huán)境的污染程度。由于生物監(jiān)測(cè)技術(shù)較為準(zhǔn)確和高效，因此在環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)中占有較為重要的地位。

1 生物監(jiān)測(cè)技術(shù)概述

由于生物與其生存的環(huán)境之間能夠進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)換，一旦環(huán)境受到污染，生物會(huì)因?yàn)榄h(huán)境的改變而改變其生存狀態(tài)和分布情況，因此，生物監(jiān)測(cè)是通過(guò)研究生物個(gè)體及種群和環(huán)境之間的相互作用來(lái)反映環(huán)境污染程度。

生物監(jiān)測(cè)主要通過(guò)分析和研究生物自身脫落的毛發(fā)、掉落的樹(shù)葉等物體來(lái)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)，因此這一項(xiàng)監(jiān)測(cè)技術(shù)并不會(huì)對(duì)生物及其生存的環(huán)境造成不良影響。同時(shí)由于環(huán)境中生物較多，因此生物監(jiān)測(cè)具有長(zhǎng)期性和持續(xù)性的特點(diǎn)[1]。此外，生物監(jiān)測(cè)還能夠運(yùn)用相應(yīng)的技術(shù)對(duì)積累和放大的生物個(gè)體或群落進(jìn)行分析和研究從而能夠準(zhǔn)確而又快速的確定污染物的具體位置，因此，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的靈敏度也較高。除此之外，生物監(jiān)測(cè)所應(yīng)用的機(jī)械設(shè)備和技術(shù)等較為簡(jiǎn)單，因此其本身的監(jiān)測(cè)成本較低。

2 生物監(jiān)測(cè)的類型

2.1 根據(jù)生物體的種類不同進(jìn)行分類

由于生物體可以劃分為不同的種族和群落等，因此生物監(jiān)測(cè)可以根據(jù)神物體的種類不同而被劃分為動(dòng)物監(jiān)測(cè)、植物監(jiān)測(cè)和微生物監(jiān)測(cè)等，對(duì)于動(dòng)植物來(lái)說(shuō)，生物監(jiān)測(cè)的指示物就是生存在環(huán)境中的生物體，而對(duì)于微生物來(lái)說(shuō)，生物監(jiān)測(cè)則是通過(guò)監(jiān)測(cè)微生物所處環(huán)境中的種群結(jié)構(gòu)來(lái)確定環(huán)境的受污染狀況。

2.2 根據(jù)生物的生存環(huán)境進(jìn)行分類

由于生物所賴以生存的環(huán)境不同，因此可以根據(jù)生物的生存環(huán)境進(jìn)行分類，把生物監(jiān)測(cè)分成兩種類型，即主動(dòng)生物監(jiān)測(cè)和被動(dòng)生物監(jiān)測(cè)[2]。前者是根據(jù)生物的不同參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)來(lái)反映出環(huán)境的受污染狀況，而后者則是通過(guò)監(jiān)測(cè)環(huán)境中原位生物種群的生存狀況來(lái)確定環(huán)境的受污染狀況，根據(jù)已有的工作經(jīng)驗(yàn)表明，前者的監(jiān)測(cè)效果更為明顯和有效。

2.3 根據(jù)生物學(xué)的層次不同進(jìn)行分類

由于生物學(xué)的可以分為多種研究層次，因此可以把生物監(jiān)測(cè)根據(jù)生物層次的不同而劃分為生物體內(nèi)的分子、污染物和生理生化指標(biāo)監(jiān)測(cè)、生物監(jiān)測(cè)以及生態(tài)監(jiān)測(cè)等幾種方法。

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

3.1 生物監(jiān)測(cè)在水體監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

在監(jiān)測(cè)水體環(huán)境污染程度時(shí)，應(yīng)用最為普遍的一種方法就是指示生物監(jiān)測(cè)法。指示生物監(jiān)測(cè)法，顧名思義，就是將水體中穿在較多的藻類和蚊蟲(chóng)類等生物體看作是環(huán)境污染的指示生物，其在監(jiān)測(cè)水體污染中是應(yīng)用較為廣泛的一種方法，此種方法可以明確有無(wú)敏感的污染物處于水體環(huán)境中，若能確定水體環(huán)境中存在較為敏感的污染物，此種方法還能夠分析研究出污染物的具體狀態(tài)[3]。除了藻類和蚊蟲(chóng)類，也可以將水體中的微生物作為水體污染的指示物，然而由于微生物相對(duì)于前者來(lái)說(shuō)較難收集，因此應(yīng)用的沒(méi)有前者廣泛。在監(jiān)測(cè)微生物的狀態(tài)時(shí)，首先要對(duì)微生物進(jìn)行收集，可以通過(guò)向水體中拋擲具有吸附作用的泡沫塑料板來(lái)收集微生物，之后對(duì)收集來(lái)的微生物進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)，確定水體的污染狀況。在這種監(jiān)測(cè)方法多用于藻類和蚊蟲(chóng)類較少的工業(yè)廢水水體監(jiān)測(cè)中。而隨著科技的發(fā)展，生物傳感技術(shù)應(yīng)用的也越來(lái)越廣泛，利用此項(xiàng)技術(shù)收集微生物來(lái)監(jiān)測(cè)水體污染也成為一種更為方便快捷的方法。

3.2 生物監(jiān)測(cè)在土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

由于環(huán)境污染在土壤中是間接形成的，所以在監(jiān)測(cè)中不會(huì)進(jìn)行直接監(jiān)測(cè)，而是通過(guò)檢測(cè)土壤周圍的地下水和農(nóng)作物等，以此來(lái)確定土壤的受污染狀況。在進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)時(shí)，首先對(duì)生存在土壤中的微生物和植物根部等生物的生長(zhǎng)狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)來(lái)確定生物受到土壤污染的影響。其次，也可以監(jiān)測(cè)生存在土壤中的動(dòng)物例如蚯蚓等生物，根據(jù)蚯蚓的生存狀況來(lái)確定土壤是否含有農(nóng)藥等污染物質(zhì)，再通過(guò)對(duì)蚯蚓體內(nèi)的有害物質(zhì)含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，利用此種有害物質(zhì)與土壤之間的聯(lián)系確定土壤中有害物質(zhì)的含量[4]。此外，還可以通過(guò)監(jiān)測(cè)植物的生存狀況確定土壤的污染程度。因?yàn)橐坏┩寥涝獾轿廴荆嬖谕寥乐械闹参飼?huì)發(fā)生代謝水平的變化例如呼吸作用較之前相比變強(qiáng)而光合作用卻變?nèi)?，有的植物還會(huì)在植物表面出現(xiàn)斑點(diǎn)等明顯癥狀。生物監(jiān)測(cè)可以針對(duì)這些變化而對(duì)土壤污染進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)得出監(jiān)測(cè)結(jié)果。除此之外，對(duì)微生物的生物監(jiān)測(cè)也是一種應(yīng)用較為廣泛的監(jiān)測(cè)方法。這一方法主要通過(guò)監(jiān)測(cè)細(xì)菌、真菌等生存在土壤中的微生物群落，與土壤的受污染狀況建立起一定的聯(lián)系，根據(jù)最終的監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)確定土壤的受污染狀況。

3.3 生物監(jiān)測(cè)在大氣環(huán)境污染中的應(yīng)用

在利用生物監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境污染時(shí)，應(yīng)用的原理是監(jiān)測(cè)大氣的空氣質(zhì)量。由于植物的生長(zhǎng)離不開(kāi)空氣，而且由于植物在固定的環(huán)境中長(zhǎng)期生長(zhǎng)，不可避免地會(huì)受到空氣中有害物質(zhì)的侵襲，因此其也很容易遭受到大氣污染的影響。根據(jù)這一原理就可以理解，在進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)時(shí)，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)植物的生存狀態(tài)來(lái)確定大氣環(huán)境的污染狀況。在此種監(jiān)測(cè)中，可以作為環(huán)境監(jiān)測(cè)指示生物的有二氧化碳、二氧化硫和氟化物等指示物。其中，二氧化碳指示生物有煙草、柑橘以及向日葵等生物，一旦以上生物受到大氣污染就會(huì)在生物體的葉子上出現(xiàn)白色或黃褐色的斑點(diǎn)。二氧化硫指示生物涉及到落地松和苔蘚等生物，如果這些生物受到大氣污染就會(huì)在生物的葉脈上出現(xiàn)不規(guī)則形狀的傷斑，而氟化物的指示生物一般由大蒜、梅花以及郁金香等生物，這些生物一旦受到大氣污染就會(huì)造成葉面上呈現(xiàn)紅褐色斑點(diǎn)，并且葉子會(huì)變形成為尖形。因此，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)以上生物表面的斑點(diǎn)和葉面的形狀，來(lái)反映環(huán)境的受污染程度，以此完成環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

眾所周知，環(huán)境的污染最終會(huì)給人類的生活和生存帶來(lái)影響，從這一點(diǎn)上來(lái)說(shuō)看，生物監(jiān)測(cè)對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)說(shuō)起到了指示作用。但是由于我們所生存的環(huán)境中生物種類繁多，因此生物監(jiān)測(cè)目前來(lái)看還需要追求更加完美的精準(zhǔn)性、靈敏性和快速性。不過(guò)隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，眾多新興的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)都已經(jīng)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而相對(duì)于傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)將環(huán)境和生活在其中的生物結(jié)合在一起，充分發(fā)揮了現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的作用，對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)有著重要的意義。為我國(guó)的環(huán)保事業(yè)貢獻(xiàn)一份力量。

參考文獻(xiàn)

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[4]屈春花.現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用研究[J].自然科學(xué)：全文版， 2015，（10）：00195.

收稿日期：2018-01-05

作者簡(jiǎn)介：王環(huán)宇（1981-），男，博士研究生，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。