生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用探討

徐麗敏 賈濤 秦翠翠 馮巧 宋超(東營(yíng)市勝豐職業(yè)衛(wèi)生檢測(cè)評(píng)價(jià)有限責(zé)任公司，山東 東營(yíng) 257000)

0 引言

隨著環(huán)境污染的不斷加劇，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注環(huán)保工作，因?yàn)槲廴締?wèn)題不僅會(huì)危害生物群、自然環(huán)境，還會(huì)影響人類(lèi)的健康。在傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)中，僅僅采用理化監(jiān)測(cè)技術(shù)，這種監(jiān)測(cè)方式并不能完全反應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)的變化情況，對(duì)污染物造成的綜合效應(yīng)掌控不足。所以，要加強(qiáng)技術(shù)的穿那個(gè)心和完善，監(jiān)測(cè)污染物應(yīng)該從多個(gè)層面入手，全面分析污染物的危害情況。所以，可以采用生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，利用即生物基因、結(jié)構(gòu)、群落等信息對(duì)環(huán)境污染、變化情況進(jìn)行分析，從生物學(xué)的角度分析環(huán)境的污染情況。

1 生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的概述

在自然生態(tài)監(jiān)測(cè)理論的基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步研究出了生物監(jiān)測(cè)理論。在污染物進(jìn)入自然環(huán)境之后，一定會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成一些負(fù)面影響，進(jìn)而改變系統(tǒng)原本的功能、結(jié)構(gòu)。從分子性能的角度來(lái)看，污染物會(huì)對(duì)酶活性產(chǎn)生影響，可能激活，也可能抑制，進(jìn)而改變蛋白質(zhì)合成；從細(xì)胞角度來(lái)看，污染物可能會(huì)改變細(xì)胞膜，造成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、顆粒體等遭到破壞；從動(dòng)物表象的角度看，污染物可能會(huì)使動(dòng)物死亡、行為異常、抑制生長(zhǎng)等；從植物表象的角度看，污染物可能會(huì)影響植物生長(zhǎng)，導(dǎo)致植物出現(xiàn)黃化、早熟等情況[1]；從種群水平的表象來(lái)看，可能會(huì)造成種群數(shù)量、密度等參數(shù)發(fā)生變化，物種比例也會(huì)隨之變化，競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系、遺傳基因等也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，從而影響群落中優(yōu)勢(shì)種群的比例、群落數(shù)量、生物多樣性等。

2 生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的具體應(yīng)用

2.1 大氣污染

利用生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，確認(rèn)大氣環(huán)境的質(zhì)量水平。從生物體系的角度來(lái)看，大氣污染很容易傷害植物，因?yàn)橹参锏纳L(zhǎng)是固定的，無(wú)法躲避大氣污染。大氣污染具有反應(yīng)敏感的特點(diǎn)，污染位置相對(duì)固定，監(jiān)測(cè)和管理的難度較低，在利用生物監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)，主要進(jìn)行植物監(jiān)測(cè)。大氣污染的反應(yīng)比較靈敏，有些植物可以用來(lái)指示和反應(yīng)大氣的污染情況，這些植物就是大氣污染的指示植物，該植物的種類(lèi)較多，主要包括以下幾種：

第一種，二氧化硫指示植物。包括地衣、苔蘚、水杉、落葉松等。如果空氣中的二氧化硫含量較高，這些植物的葉脈間可能會(huì)出現(xiàn)塊狀傷斑，也可能出現(xiàn)在葉緣位置，傷斑顏色有紅棕色，也有土黃色。

第二種，氟化物指示植物。包括金線(xiàn)草、大蒜、葡萄胎先、郁金香等植物。如果氟化物含量過(guò)多，這些植物的葉尖會(huì)出現(xiàn)傷斑，有一部分植物也可能在葉脈中出現(xiàn)，葉脈出現(xiàn)傷斑的情況相對(duì)較少。傷斑的顏色可能是淺褐色，也可能是紅褐色，可以明顯的看出壞死和健康的部分有界線(xiàn)分割。

2.2 水體污染

在天然水域之中，各類(lèi)水生生物、水體環(huán)境之間的關(guān)系十分密切，其相互依存和制約，如果受到污染，水環(huán)境會(huì)發(fā)生變化，水中的生物也會(huì)隨之發(fā)生變化，可以據(jù)此進(jìn)行水體污染監(jiān)測(cè)，具體的監(jiān)測(cè)方法包括以下幾種：

第一種，微型生物群落監(jiān)測(cè)法。在水體系統(tǒng)中，微型生物群是不可或缺的組成部分，一旦水體出現(xiàn)污染問(wèn)題，微型生物群會(huì)快速做出反應(yīng)。可以采用聚氨酯跑模塑料塊法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將此類(lèi)塑料塊放到需要監(jiān)測(cè)的水體之中，收集水體中的微生物。時(shí)間或空間不會(huì)影響基質(zhì)的使用情況，與其他方法相比，這種方法更加快速有效，且使用成本角度，不僅可以用于自然水體的監(jiān)測(cè)，也可以在工業(yè)廢水的監(jiān)測(cè)中使用。

第二種，指示生物法。該方法是最常用，也是最傳統(tǒng)的一種監(jiān)測(cè)方法。對(duì)水環(huán)境中的生物種類(lèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有些生物種類(lèi)對(duì)污染十分敏感，根據(jù)此類(lèi)生物的存在與否，判斷水體內(nèi)的污染情況。在使用這種方法時(shí)，應(yīng)該選擇生命周期較長(zhǎng)、活動(dòng)范圍比較固定的指示生物，這樣可以長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)水體的變化情況。常用的指示生物包括底棲動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)、浮游動(dòng)物等等。根據(jù)應(yīng)用和分類(lèi)情況，無(wú)脊椎動(dòng)物是最常用也是應(yīng)用最廣泛的指示生物。在水體污染嚴(yán)重性監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，普遍采用顫蚓類(lèi)、蚊幼蟲(chóng)等生物[3]?？梢泽w現(xiàn)水體中等污染的生物有脆弱剛毛藻、四角盤(pán)星藻等?？梢泽w現(xiàn)水體清潔度的指標(biāo)生物包括田螺、蜻蜓等。

2.3 土壤污染

土壤污染也是比較常見(jiàn)的污染問(wèn)題，此類(lèi)污染問(wèn)題會(huì)帶來(lái)許多間接性的影響。通常對(duì)人體及土壤、農(nóng)作物、地表水等產(chǎn)生影響，主要會(huì)對(duì)人體造成傷害。在使用生物監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)土壤污染問(wèn)題監(jiān)測(cè)時(shí)，可以觀(guān)察微生物的變化，以此了解土壤的污染情況：

第一，植物監(jiān)測(cè)法。利用指標(biāo)植物監(jiān)測(cè)土壤的污染情況，如果土壤被污染物污染，植物同時(shí)也會(huì)受到污染物的影響，進(jìn)而出現(xiàn)各種癥狀變化，主要會(huì)出現(xiàn)生理代謝異常反應(yīng)。例如，植物的葉片上會(huì)有傷斑出現(xiàn)、蒸騰率會(huì)逐漸下降、生長(zhǎng)速度、發(fā)育水平會(huì)受到限制等等。

第二，動(dòng)物監(jiān)測(cè)法。利用指標(biāo)動(dòng)物監(jiān)測(cè)土壤的污染情況，普遍利用蚯蚓進(jìn)行檢測(cè)。如果土壤中含有過(guò)多的農(nóng)藥或鉛等污染物，蚯蚓會(huì)做出明顯的反應(yīng)。不僅如此，蚯蚓體內(nèi)的鎘濃度與土壤中的鎘濃度相關(guān)，所以利用蚯蚓進(jìn)行監(jiān)測(cè)有很好的監(jiān)測(cè)效果。

第三，微生物監(jiān)測(cè)法。利用微生物群落的變化情況來(lái)監(jiān)測(cè)土壤的污染情況。人類(lèi)的糞便、排泄物是造成土壤污染的主要原因。此外，污水灌溉也會(huì)污染土壤?？梢苑蛛x和計(jì)數(shù)土壤中的細(xì)菌、霉菌等異生菌，根據(jù)土壤微生物群系結(jié)構(gòu)、數(shù)量的變化對(duì)土壤的污染情況進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。

3 生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展前景

生物監(jiān)測(cè)技術(shù)是一種很有效的環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)，其利用有機(jī)體的反應(yīng)變化來(lái)了解環(huán)境的質(zhì)量水平和污染程度。從本質(zhì)上來(lái)看，所謂環(huán)境污染效應(yīng)，就是影響以人類(lèi)為核心的生物系統(tǒng)。所以，可以采用生物監(jiān)測(cè)的方式來(lái)分析環(huán)境的質(zhì)量、污染情況，其具有指標(biāo)作用。通常，可以根據(jù)生物對(duì)污染物反應(yīng)的靈敏性、精確性等進(jìn)行分析，通過(guò)采取相關(guān)的技術(shù)和操作方式，可以提升監(jiān)測(cè)水平。在實(shí)踐的過(guò)程中，要依據(jù)具體的生物學(xué)知識(shí)、監(jiān)測(cè)技術(shù)、生命科學(xué)理論等進(jìn)行操作。污染問(wèn)題會(huì)對(duì)生物造成很大的影響，不僅體現(xiàn)在行為、數(shù)量、種群結(jié)構(gòu)、群落結(jié)構(gòu)等外在表現(xiàn)上，還會(huì)體現(xiàn)在細(xì)胞結(jié)構(gòu)、遺傳物質(zhì)等內(nèi)在表現(xiàn)上，嚴(yán)重的污染問(wèn)題可能會(huì)造成機(jī)體畸形、癌癥、物種變異等問(wèn)題。由于生物系統(tǒng)比較復(fù)雜，所以監(jiān)測(cè)分析的難度也相對(duì)較大。在實(shí)際監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，要選擇恰當(dāng)合理的指標(biāo)生物，有一點(diǎn)要明確的是，指標(biāo)生物不僅會(huì)受到污染物的影響，季節(jié)、氣候、病蟲(chóng)害等因素也會(huì)對(duì)指標(biāo)生物造成一定的影響。所以，在生物監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的過(guò)程中，應(yīng)該著重進(jìn)行監(jiān)測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)化的建立，確保監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

目前來(lái)看，我國(guó)并沒(méi)有完善的生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，雖然建立了生態(tài)研究觀(guān)測(cè)站、監(jiān)測(cè)站等工作站，但生態(tài)監(jiān)測(cè)工作并不集中、也不規(guī)范，還需要進(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn)。由于該工作比較復(fù)雜，所以要從技術(shù)和監(jiān)測(cè)兩個(gè)方面出發(fā)，做到微觀(guān)與宏觀(guān)的有效結(jié)合，從而全面提升監(jiān)測(cè)的質(zhì)量、效率和準(zhǔn)確性，將現(xiàn)狀評(píng)價(jià)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，為環(huán)境治理工作提供更多依據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著環(huán)境問(wèn)題的不斷加劇，我國(guó)環(huán)境檢測(cè)技術(shù)也在不斷的完善和更新。在各類(lèi)技術(shù)中，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)具有準(zhǔn)確可靠、方便、成本低等特點(diǎn)，可以進(jìn)一步發(fā)展和進(jìn)行廣泛的推廣。