淺談生物技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

齊鑫

淺談生物技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

齊鑫

（山東省臨沂生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東 臨沂 276000）

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家越來越重視生物技術(shù)的研究和應(yīng)用。生物技術(shù)在水環(huán)境應(yīng)用監(jiān)測中具有獨特的優(yōu)越性和發(fā)展性，能夠快速合理地在環(huán)境監(jiān)測中有效地對水環(huán)境進行評價和分析，從而得出正確的結(jié)果。主要針對近階段的生物技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用進行簡要分析并提出合理化建議。

生物技術(shù)；水環(huán)境監(jiān)測；生物監(jiān)測；應(yīng)用分析

在社會的不斷發(fā)展中，生物監(jiān)測主要是用于評價水環(huán)境中生物或者群落的改變，對環(huán)境污染或環(huán)境產(chǎn)生的變化，從生物學(xué)的角度對其進行分析和監(jiān)測。這種監(jiān)測結(jié)果所得出來的結(jié)論都是完善性的，并且能夠具有預(yù)測性，可以對生態(tài)系統(tǒng)中的平衡問題進行多元化的改善。

1 生物監(jiān)測的原理以及優(yōu)越性

1.1 生物監(jiān)測的原理

在生物監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展中，存在于天然水域生態(tài)環(huán)境中的各種微生物之間都有一種制約和平衡的關(guān)系，一旦環(huán)境遭受到了破壞，生物就會對此產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)，而水中生物的變化就可以利用來判定污染的種類以及污染的程度，從而可以以不同的方式去判斷相關(guān)的環(huán)境污染問題。據(jù)不完全統(tǒng)計，我們會發(fā)現(xiàn)在實際的運用中，污染物對于生物的物質(zhì)最早應(yīng)該是從分子形式來對生態(tài)系統(tǒng)進行逐級的影響。這種影響直接從生物鏈的底端一直傳遞到生物鏈的最高端，且生物之間會相互作用。目前中國的生物監(jiān)測的主要方法一般為落實監(jiān)督制度、完善監(jiān)督制度，這種監(jiān)測可以直接作用于所采集的相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并將其作為環(huán)境污染和評價的依據(jù)進行監(jiān)督。但是這種監(jiān)測技術(shù)一般是短期的，不可持續(xù)的，往往只是為了監(jiān)測水質(zhì)的某些時刻的發(fā)展?fàn)顩r，其全面性和預(yù)測性方面遠遠比不上其他的檢測方法。而生物監(jiān)測技術(shù)可以從生物的細胞分子到整個生物的變化情況進行簡要分析，能夠利用生物對環(huán)境的變化過程來進行分析，并將所采集到的信息進行多元化的測量，從而可以得到一種新型的監(jiān)測結(jié)果。

1.2 生物監(jiān)測的意義

在生物監(jiān)測技術(shù)的運用中，會發(fā)現(xiàn)某些細微的外源性物質(zhì)對水環(huán)境中生物的影響，比傳統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)更加容易從表面上反映出來，人們也更加能夠采集到相關(guān)的數(shù)據(jù)。這種水環(huán)境下的污染物，生物接觸的可能不只是一種。如果生物接觸了多種污染物，我們會有多樣性的研究主體來對污染物的綜合性反應(yīng)進行分析，也能夠進一步地了解到污染對于生物的危害。不僅如此，生物監(jiān)測還具有預(yù)見性，它能夠以立竿見影的方式來表現(xiàn)污染物對生物的影響，在其傳播能達到生物鏈頂端時，就及時地播報這些癥狀，從而給予人們一定的時間研究相關(guān)的解決方案。生物監(jiān)測能夠很容易地對那些小范圍的毒性效果進行分析和測定，但是對于那些危害性較大的毒性效應(yīng)只能通過生物的反應(yīng)來對其進行判斷。生物監(jiān)測的管理成本較低，其經(jīng)濟性較高，且不需要相關(guān)的儀器儀表，也不需要對其進行維修和保養(yǎng)，能夠進一步節(jié)省相關(guān)的科研技術(shù)成本。

2 生物監(jiān)測技術(shù)的體現(xiàn)

2.1 指示生物監(jiān)測技術(shù)

當(dāng)水體的質(zhì)量發(fā)生變化時，生物在生態(tài)環(huán)境下的生活狀態(tài)也會發(fā)生變化，這時候生物在水里面的生活就會表現(xiàn)出一定的受害性，嚴重的情況下可能會出現(xiàn)某種生物的消亡，通過觀察這些生物個體或者種類的變化，就可以以比較明顯的數(shù)據(jù)來記錄環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的變化情況，也能夠進一步分析水體質(zhì)量。

2.2 群落生物測試分析

在一定的區(qū)域和自然界的特定范圍中，必須要有不同種類的動植物和其他微小生物，這些微小生物的變化可能通過肉眼無法監(jiān)測，但是利用相應(yīng)的儀器和數(shù)據(jù)可以完善現(xiàn)有的技術(shù)指標(biāo)，從而進一步從標(biāo)準(zhǔn)中推測出水體的質(zhì)量。當(dāng)生物的集體受到病毒的損害時，其相應(yīng)的生理功能會受到改變，同樣也可以進一步推斷出現(xiàn)有的水體質(zhì)量。比如在馬鞍山的廢水監(jiān)測研究中所使用的水花生根尖微核技術(shù)，其通過相對應(yīng)的水生花的部分材料作為基本的監(jiān)測水體的新型材料，根據(jù)相對應(yīng)的細胞核的根部材料將區(qū)域內(nèi)部的水體樣本監(jiān)測反映，根據(jù)實際情況將不同的植物的污染物受害情況進行監(jiān)測，從而減少水體突變情況所造成的傷害。

2.3 生物殘毒測定法

在相應(yīng)的生物技術(shù)監(jiān)測中，如果生物在生活的環(huán)境中監(jiān)測到了相應(yīng)的污染物質(zhì)，那么經(jīng)過消化之后，雖然會通過排便等方式進行毒素的初步轉(zhuǎn)移，但是仍然會有部分的毒素殘留在體內(nèi)，這樣可以通過捕捉生物體來監(jiān)測水體質(zhì)量。在實際的生物監(jiān)測中，現(xiàn)有的現(xiàn)代DNA技術(shù)已經(jīng)不斷地被利用到生物科技領(lǐng)域中，通過監(jiān)測技術(shù)將生物的反應(yīng)轉(zhuǎn)換成電子生物信號，以生物技術(shù)中的化酶技術(shù)和固定化細胞核技術(shù)作為基礎(chǔ)的項目識別技術(shù)，采用多功能的元件作為基礎(chǔ)的生物學(xué)元件，按照一定的發(fā)展情況來將其進行分析和判定，從而將其轉(zhuǎn)化成能夠檢查的電子信號。

2.4 微核測定法

隨著中國水中環(huán)境生物監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)有的專業(yè)性的細胞微核技術(shù)和四分體技術(shù)已經(jīng)開始受到社會的廣泛關(guān)注，其中微生物和人類外界染色體的破環(huán)會直接造成生物的損害。通過這些水體的研究，我們會發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的專業(yè)性技術(shù)應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測中能夠核定微生物核和染色體畸變的相關(guān)性，能夠快速了解環(huán)境和生物遺傳物質(zhì)損傷，這種技術(shù)在20世紀(jì)80年代中的豆根尖細胞微核試驗得到證明，對于水體環(huán)境質(zhì)量的改善具有重要的作用。

2.5 細胞凝膠電泳技術(shù)測定

在環(huán)境監(jiān)測中，現(xiàn)有的專業(yè)性的技術(shù)主要是通過相對應(yīng)的DNA鏈損傷來監(jiān)測遺傳的毒性。這種技術(shù)具有較小的危害，對于低濃度的污染物有著高度的感知作用，且其預(yù)見性也受到該行業(yè)的廣泛認可。作為一種新型的技術(shù)可以通過不同的技術(shù)研究來將其進行細胞體的研究判定，對于無脊椎的動植物海洋性生物來說，其研究的內(nèi)容具有很重要的意義。

目前，國家主要是采用一種20世紀(jì)80年代所提出來的新型遺傳病毒監(jiān)測技術(shù)，即SOS法。這種技術(shù)通過DNA分子受到變化時將生物的特性進行復(fù)制的特性，修復(fù)相對應(yīng)的生物復(fù)制鏈，使得其在大腸桿菌的反應(yīng)中做出應(yīng)答。這種技術(shù)快速簡單且耗費的時間少，得出來的數(shù)據(jù)也十分可靠，能夠直接監(jiān)測相對應(yīng)的細胞原發(fā)的直接反應(yīng)，對于數(shù)據(jù)的分析具有很高的準(zhǔn)確度。相對于糞類大腸菌群中的多管發(fā)酵法和濾膜法方法而言，這種技術(shù)操作簡單，周期短且工作量小，能夠?qū)Υ罅康乃镒龀龇磻?yīng)。

3 生物監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

3.1 浮游動物群落判斷

現(xiàn)有的技術(shù)已經(jīng)不斷地應(yīng)用在技術(shù)的分析和判定中，我們會發(fā)現(xiàn)，通過生物的群體變化可以判斷出水質(zhì)的污染情況以及其自我修復(fù)能力?，F(xiàn)階段的上下游之間的水體生物種類多種多樣，其中浮游生物耐污種類不斷減少，因此可以從其結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同的生物在不同的水體環(huán)境中的生物種類的變化，水體自凈能力的高低情況。通過相對應(yīng)的監(jiān)測技術(shù)，可以對江中的浮游生物種類和群落遷移位置進行判斷，了解不同地區(qū)的生物污染程度，如果生物的種類出現(xiàn)減少，說明了毒污染仍然在蔓延。

3.2 魚類正趨流性判斷

從20世紀(jì)70年代起，國外就有科學(xué)家對魚類的正趨流性進行研究。其主要是采用中下游的區(qū)域強光設(shè)置或者電擊區(qū)設(shè)置來將其進行魚類種類的分析和判定，采用這種方法來控制相應(yīng)的魚群的活動范圍，如果不能夠返回上游那么表明水體出現(xiàn)了相對應(yīng)的污染情況，基本的水體情況出現(xiàn)偏差。

4 結(jié)束語

與傳統(tǒng)的水環(huán)境的監(jiān)測技術(shù)相比較，生物監(jiān)測是未來水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的一種必然趨勢。它將在微觀和宏觀上提供大量的水環(huán)境信息，有著傳統(tǒng)水環(huán)境監(jiān)測不可代替的靈敏和綜合性優(yōu)勢。因而,我們需要不斷地探索新的水環(huán)境下的生物監(jiān)測技術(shù)。

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X832

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.24.071

2095－6835（2019）24－0158－02

齊鑫（1984—），女，大學(xué)學(xué)歷，工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測。

〔編輯：張雅麗〕