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

石華東

（河北省廊坊環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 河北廊坊 065000）

引言

生物監(jiān)測(cè)是從生物的角度，利用生物個(gè)體、種群與環(huán)境之間的關(guān)系，以及彼此之間的影響力來(lái)對(duì)環(huán)境污染狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的方法，是非常重要的環(huán)境監(jiān)測(cè)手段。如果環(huán)境被污染，那么生物會(huì)做出相應(yīng)反應(yīng)，對(duì)這些生物反應(yīng)進(jìn)行分析能夠了解環(huán)境污染的真實(shí)情況，從而有針對(duì)性的進(jìn)行治理。

1 生物監(jiān)測(cè)在大氣污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

大氣污染問(wèn)題一直以來(lái)都受到人們的極大關(guān)注。作為生物指示物，植物對(duì)大氣污染的反應(yīng)更為靈敏，人們對(duì)于植物指示物的研究也更為深入。植物生長(zhǎng)于固定的位置，若生長(zhǎng)環(huán)境出現(xiàn)大氣污染，植物完全沒(méi)有躲避空間，在大氣監(jiān)測(cè)當(dāng)中具有極高的樣本采集價(jià)值。

這類(lèi)監(jiān)測(cè)中,常見(jiàn)的有二氧化氮、二氧化硫和氟化物等植物指示物。比如常見(jiàn)的二氧化氮指示物，如煙草、秋海棠、番茄等植物易受到此類(lèi)污染傷害。被污染后，植物葉子上大多呈現(xiàn)葉脈間不規(guī)則傷斑，傷斑為白色、紅褐色或棕色，有時(shí)出現(xiàn)全葉點(diǎn)狀斑；常見(jiàn)的二氧化硫指示物有向日葵、萵苣以及水杉等，如果大氣中形成二氧化硫污染，那么此類(lèi)植物的葉子會(huì)呈現(xiàn)大小不等、無(wú)分布規(guī)律的土黃色或紅棕色傷斑，幼葉不易受害；葡萄、杏和郁金香等則是有代表性的氟化物指示物，其生長(zhǎng)在氟化物污染嚴(yán)重的環(huán)境中，葉子會(huì)出現(xiàn)紅褐色或淺褐色傷斑，傷斑多分布于葉尖和葉緣，幼葉易受害。根據(jù)這樣明顯的特性，生物監(jiān)測(cè)在大氣污染監(jiān)測(cè)中可以發(fā)揮顯著作用。

2 生物監(jiān)測(cè)在土壤污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

通常來(lái)說(shuō)，在對(duì)土壤污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，選取的指示物可以是生活在土壤中的動(dòng)物、扎根于土壤中的植物以及富含于土壤中的微生物。通過(guò)查看和分析土壤中的動(dòng)物、植物與微生物的生長(zhǎng)變化情況，來(lái)確定土壤受到的污染程度。

首先，可以通過(guò)研究動(dòng)物的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)。蚯蚓是比較常見(jiàn)的動(dòng)物，相對(duì)于其他物種，蚯蚓因?yàn)樽陨砩L(zhǎng)的特性對(duì)土壤中的污染物更加敏感，因而是土壤監(jiān)測(cè)的最佳樣本。比如，重金屬是土壤污染的元兇之一，而蚯蚓對(duì)鎘元素含量的變化十分敏感。當(dāng)土壤中鎘元素偏高時(shí)，蚯蚓會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)異常反應(yīng)，而蚯蚓的這一特性也是我們進(jìn)行土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要依據(jù)。同時(shí)，因蚯蚓體內(nèi)具有的鎘物質(zhì)與土壤中含有的鎘物質(zhì)兩者在含量上大致相當(dāng)[1]，完成樣本采集后，可以根據(jù)蚯蚓體內(nèi)的鎘含量來(lái)判斷土壤的受污染程度。

此外，還可以利用觀測(cè)植物的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。植物扎根于土壤，一旦土壤受到污染，必然會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)造成不良影響。當(dāng)土壤受到污染時(shí)，植株形態(tài)會(huì)發(fā)生異常。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤中Cu過(guò)量時(shí)，罌粟植株矮化；Ni過(guò)量時(shí)，白頭翁的花瓣變?yōu)闊o(wú)色；Mn過(guò)量時(shí)，植物葉片畸形、莖呈金黃色[2]。這些變化比較直觀、明顯。如果監(jiān)測(cè)到樣本土壤上生長(zhǎng)的植物出現(xiàn)了明顯的異常反應(yīng)，那么可以判斷土壤受到了污染。

土壤具有微生物生存所需要的一切營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，它可為微生物提供最適宜的生活環(huán)境。微生物數(shù)量的多少受土壤中有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)狀況的影響，而土壤自身的理化性能對(duì)微生物的代謝活動(dòng)作用顯著。微生物對(duì)土壤中的重金屬、農(nóng)藥等污染物反應(yīng)敏感。通過(guò)分析對(duì)比污染物進(jìn)入土壤前后的微生物種類(lèi)、數(shù)量、生長(zhǎng)狀況及生理變化等特征就可以監(jiān)測(cè)土壤受污染的程度。

3 生物監(jiān)測(cè)在水體污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

水是生命賴(lài)以生存的根本，水污染的監(jiān)測(cè)和治理工作不容忽視。水生生物對(duì)水體污染的反應(yīng)比較強(qiáng)烈，是水體污染監(jiān)測(cè)常用的指示物。

微生物群落是水體中的重要組成部分，是常用的生物指示物。尤其是在工業(yè)廢水污染監(jiān)測(cè)中使用較多，是比較經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)方法。監(jiān)測(cè)時(shí)，將聚氨酯物質(zhì)的泡沫塑料塊投入到水中，對(duì)水體中微生物進(jìn)行收集，從而了解水體的受污染情況。這是普及度比較高的利用水中微生物群落進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)的方法，可以通過(guò)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析，確定水體當(dāng)中是否存在污染、確定污染源以及水體受污染程度。另?yè)?jù)謝文斐等對(duì)沙溪三明河段的細(xì)菌、真菌、大腸菌群以及降解污染物的主要微生物進(jìn)行研究，結(jié)果表明：各種微生物的數(shù)量變化與主要的有機(jī)污染物之間存在著顯著的相關(guān)性[3]。

魚(yú)類(lèi)是另一種常見(jiàn)的水污染生物指示物。水體從強(qiáng)污染、中污染、弱污染到無(wú)污染，魚(yú)類(lèi)的密度會(huì)隨著水體污染程度不同而發(fā)生變化。生活在河庫(kù)水體上層的魚(yú)類(lèi)會(huì)因?yàn)樗廴径w移，這種遷移造成的魚(yú)類(lèi)密度變化本身就可以作為水體污染程度的指標(biāo)。又如鯽魚(yú)，若水環(huán)境出現(xiàn)污染，比如水體中的氯化鎘超標(biāo)，則會(huì)使鯽魚(yú)的淋巴細(xì)胞DNA造成損傷等。為此可通過(guò)對(duì)鯽魚(yú)的生長(zhǎng)狀態(tài)和組織功能以及細(xì)胞的分析，掌握水體污染的具體情況。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，利用生物監(jiān)測(cè)對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)，與傳統(tǒng)方法相比另辟蹊徑，在環(huán)境監(jiān)測(cè)當(dāng)中發(fā)揮的作用日漸突出。生物監(jiān)測(cè)具有長(zhǎng)期性、經(jīng)濟(jì)性、綜合性和非破壞性等優(yōu)勢(shì)，可以滿(mǎn)足多變的環(huán)境監(jiān)測(cè)需求，生物監(jiān)測(cè)的發(fā)展必將促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測(cè)水平的進(jìn)一步提升。