劉慧慧
摘? 要:作為人們賴以生存的根本,水資源短缺問題產(chǎn)生的根本原因在于水源的污染與破壞,為此要想從根本上實(shí)現(xiàn)國家可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo),做好水環(huán)境監(jiān)測作業(yè)是極為必要的,而經(jīng)過科研工作者不斷地探索實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)將生物監(jiān)測方式實(shí)踐于水環(huán)境監(jiān)測中,從某方面而言不僅能有效地提高監(jiān)測質(zhì)量和監(jiān)測效率,與此同時(shí)在可持續(xù)性反映水環(huán)境污染變化中也發(fā)揮了顯著優(yōu)勢。鑒于此,本文主要基于生物監(jiān)測原理和特點(diǎn),對其具體應(yīng)用方式進(jìn)行了全面探析。
關(guān)鍵詞:水環(huán)境監(jiān)測;生物監(jiān)測;監(jiān)測原理;監(jiān)測手段
一、生物監(jiān)測在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用原理和特征
簡單來講,所謂的“水環(huán)境監(jiān)測”是指在工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程不斷發(fā)展、水資源不斷被破壞的當(dāng)代社會,相關(guān)部門為實(shí)時(shí)掌握水環(huán)境質(zhì)量變化,而定期、連續(xù)對水資源進(jìn)行監(jiān)測、觀察的一種作業(yè)模式,是水環(huán)境污染防治的重要基礎(chǔ)依據(jù),至于“生物監(jiān)測”則指的是通過利用活著的生物體來測定污染物對周遭環(huán)境的影響。
從某方面而言,生物與環(huán)境是相互作用和相互影響的,兩者的統(tǒng)一性和協(xié)同進(jìn)化是環(huán)境質(zhì)量生物監(jiān)測的生物學(xué)基礎(chǔ)。與瞬時(shí)性特征顯著的理化監(jiān)測相比,生物監(jiān)測是近年來為提高監(jiān)測科學(xué)性、精準(zhǔn)度以及有效性,相關(guān)部門而研發(fā)的一種現(xiàn)代化監(jiān)測手段,除了具有監(jiān)測速度快、監(jiān)測方法簡單以及時(shí)效性、綜合性、靈敏性及直觀性等特點(diǎn)外,這種現(xiàn)代化監(jiān)測方式還具有如下特征,即一定區(qū)域內(nèi)生物監(jiān)測可長期、持續(xù)反映出生物污染狀況,生物監(jiān)測可有效地監(jiān)測某些連精密儀器都無法監(jiān)測的微量污染物,生物監(jiān)測可有直觀、有效地反映出各種污染物對水環(huán)境的綜合性影響以及生物監(jiān)測可有效、客觀地反映出水體質(zhì)量。
二、生物監(jiān)測在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用
(一)發(fā)光細(xì)菌監(jiān)測法應(yīng)用概述
在水環(huán)境監(jiān)測過程中,發(fā)光細(xì)菌是監(jiān)測方法中一種常見的生物監(jiān)測方式,與其它生物監(jiān)測方法相比,能廣泛地應(yīng)用于各種水環(huán)境監(jiān)測中,而就目前來看,這種監(jiān)測方式常用于生活用水水源監(jiān)測,在保障生活用水安全方面發(fā)揮了顯著優(yōu)勢。
發(fā)光細(xì)菌監(jiān)測其實(shí)簡單而言,就是利用不同污染物遺傳毒性、細(xì)胞發(fā)光特征不同為依據(jù),而后借助相關(guān)的毒性檢測設(shè)備和監(jiān)測儀器,及時(shí)、快速地了解污染物種類,推算出污染物數(shù)量,具有簡單、快速且準(zhǔn)確的特征。隨著近年來科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用,紫外線、熒光等技術(shù)與發(fā)光細(xì)菌監(jiān)測手段相結(jié)合,不僅能有效地監(jiān)測出水環(huán)境中大部分毒害物質(zhì),此外還能從根本上提高監(jiān)測效率和監(jiān)測質(zhì)量,具體而言這種技術(shù)的監(jiān)測過程如下“發(fā)光菌的培育和保護(hù)(固定化的發(fā)光細(xì)菌處于休眠,要在-20℃儲存,在每進(jìn)行一次水樣檢測之后,需要再實(shí)施一次質(zhì)控樣品檢測,其相對發(fā)光度≤ 75%)——在線集成(設(shè)備融入到水源地水質(zhì)自動檢測系統(tǒng)中,受到上位機(jī)的管理,可以達(dá)到全天 24 h 的全面監(jiān)察,通過組網(wǎng)可以達(dá)到遠(yuǎn)程操控、實(shí)時(shí)檢測設(shè)備操作情況以及問題判斷等目的)——監(jiān)測結(jié)果分析(監(jiān)測結(jié)果主要分為兩方面,一是毒物測試。在實(shí)際發(fā)展中,對不同濃度的毒物實(shí)施測試,明確其中蘊(yùn)含的相對發(fā)光度;二是生物毒性和常規(guī)檢測標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)性。在實(shí)際監(jiān)測過程中,對常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)中的生物毒性與電導(dǎo)率實(shí)施測量信息數(shù)據(jù)的整合研究)?!?/p>
(二)生物行為反應(yīng)監(jiān)測法應(yīng)用概述
眾所周知,當(dāng)生物受到外界的某些刺激時(shí),會做出應(yīng)激反應(yīng),而此時(shí)相關(guān)部門工作人員可根據(jù)生物行為,了解水體的污染程度以及污染物安全濃度,從而對后期水源防治做出科學(xué)依據(jù)。相比于其它生物監(jiān)測方式,生物行為反應(yīng)監(jiān)測法的應(yīng)用,可有效地了解水體中的污染物濃度和污染源種類,最終為后期各項(xiàng)防護(hù)作業(yè)的順利實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。
在生物行為反應(yīng)監(jiān)測法應(yīng)用過程中,不同的生物類型對于外界刺激所做出的趨利避害行為以及生理機(jī)能變化不盡相同,而為從根本上確保監(jiān)測的科學(xué)性、合理性和規(guī)范性,相關(guān)部門工作人員需明確了解不同生物應(yīng)激反應(yīng),從而為后期生物防治提供有效數(shù)據(jù)。就目前來看,在進(jìn)行水環(huán)境監(jiān)測中,常用的生物也具有多樣性,即藻類(藻類生長代謝過程中對營養(yǎng)鹽的需求和反應(yīng)是不同的,因而可以通過監(jiān)測水體中藻類的種類、豐度或化學(xué)組成判斷水體的綜合水質(zhì)狀況)、原生生物(原生動物通過對有機(jī)顆粒物、細(xì)菌和藻類的攝食和吸收,直接將能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化;也可通過攝食作用,刺激藻類和細(xì)菌的生長、促進(jìn)有機(jī)物的分解、加速水體中物質(zhì)循環(huán)與能量轉(zhuǎn)換)、底棲生物、兩棲生物(兩棲動物具有特殊的生理學(xué)特性皮膚呼吸,故皮膚的滲透性很強(qiáng),因此,對水污染的反應(yīng)極為敏感,是監(jiān)測環(huán)境因子變化極好的指示物種)以及魚類都是常用的生物種類,譬如在淡水環(huán)境監(jiān)測過程中,由于斑馬魚與人類基因有著較高的相似性,故而為反映水體污染對人體的危害,相關(guān)部門可利用斑馬魚作為監(jiān)測對象,對水體內(nèi)污染程度以及水源安全度做出合理化、科學(xué)化監(jiān)測,充分且全面了解水環(huán)境中的污染狀況。
(三)生物測試法應(yīng)用概述
就目前來看,在生物監(jiān)測實(shí)踐過程中,生物測試是一種常見且應(yīng)用十分普遍的測試方式,具體而言它主要就是利用生物反應(yīng)來測定一種或多種污染物存在時(shí)所產(chǎn)生的環(huán)境危害,與生物行為監(jiān)測法相比,這種監(jiān)測方式主要是在明確了解水體污染物和污染程度的基礎(chǔ)上,獲得污染物的毒性大小,以及對于人體所產(chǎn)生的危害,主要用于對污染源的監(jiān)測,生物監(jiān)測中的生物測試方案包含兩點(diǎn)內(nèi)容,一是監(jiān)測水中多樣化植物營養(yǎng)素和生長素對實(shí)際環(huán)境變化產(chǎn)生的影響,二是明確被不同程度的污染源影響后的水質(zhì)對各種生物產(chǎn)生的毒害反應(yīng)。生物測試分為兩部分,即靜水式生物測試和流水式生物測試,具體而言就是有關(guān)部門工作人員可將檢測生物暴露在不同濃度的受試物當(dāng)中,根據(jù)它們的應(yīng)急行為構(gòu)建“濃度-效應(yīng)”曲線圖,以此來反映出污染物的毒性。
三、結(jié)語
概而言之,隨著近年來人們環(huán)保意識的不斷增強(qiáng),如何改善當(dāng)前生態(tài)環(huán)境成為了現(xiàn)階段國家有關(guān)部門的核心發(fā)展方向,而在環(huán)境監(jiān)測全過程質(zhì)量管理中,水環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量和效率更受到了各界的高度關(guān)注,而為從根本上彌補(bǔ)傳統(tǒng)理論監(jiān)測的不足,將生物監(jiān)測實(shí)踐于水環(huán)境監(jiān)測中是極為必要的,是物化監(jiān)測的良好補(bǔ)充,但縱觀在當(dāng)前實(shí)踐過程中,雖然這種現(xiàn)代化監(jiān)測方式取得了一定的顯著成效,但仍存在生物監(jiān)測數(shù)據(jù)可比性差、專業(yè)性生物監(jiān)測機(jī)構(gòu)少、重要而又敏感功能指標(biāo)缺乏等問題,為此國家有關(guān)機(jī)構(gòu)和相關(guān)部門需將生物監(jiān)測方法與理化檢測方法進(jìn)行有機(jī)集合,以此為水環(huán)境治理提供可靠依據(jù)。