江河水環(huán)境污水監(jiān)測中生物監(jiān)測的應(yīng)用探討

清遠(yuǎn)市錦誠水質(zhì)檢測有限公司 胡騰一

水環(huán)境是由洼水、地下水及地表水等水資源組成，人為引起的工業(yè)污染或化學(xué)元素引起土壤變質(zhì)等，皆會對水資源產(chǎn)生一定的影響。水環(huán)境可能會因單個水資源污染而受到影響，同時也會因多個水資源綜合污染產(chǎn)生變異。在江河水環(huán)境污水檢測中，有必要綜合監(jiān)測水環(huán)境整體情況，切忌僅對部分水源展開監(jiān)測。通過綜合優(yōu)化水環(huán)境管理工作，逐步消除江河水環(huán)境污染情況，為人們提供健康的水源。

一、生物監(jiān)測概念

自然界中，環(huán)境與生物間的聯(lián)系相當(dāng)緊密，而生物監(jiān)測則是以環(huán)境與生物間的關(guān)系為根據(jù)對環(huán)境污染展開判斷的方法。一般情況下，該方法由兩大類組成，一是自然界中一旦出現(xiàn)環(huán)境污染的情況就會造成特定生物大面積繁殖或死亡，而技術(shù)人員以此類現(xiàn)象為根據(jù)，通過相關(guān)設(shè)備的運用全面、深入地檢測污染物種類，對其受污染程度展開分析[1]；二是環(huán)境中各生物間由于外在因素的影響而出現(xiàn)失衡的情況，造成部分生物大面積生長或死亡的情況，而技術(shù)人員以此類現(xiàn)象為根據(jù)，檢測水污染種類，對其受污染程度展開分析。

二、生物監(jiān)測技術(shù)機(jī)制

水環(huán)境中有著種類豐富的生物體，如微生物類、藻類及魚類等動植物，且部分水域還存在浮游生物。由于水域的不同，其內(nèi)生物種類也會有差別，然而立足于總體來看，水環(huán)境與水生物間有相互依存的關(guān)系存在，一旦水環(huán)境出現(xiàn)變化勢必會影響水生物的繁殖或遷移等。當(dāng)水環(huán)境出現(xiàn)污染，且此類污染物被水生物吸收后，通過食物鏈的形式會向人體傳輸，由此威脅人體健康。

為了化解水環(huán)境污染嚴(yán)重的問題、緩解不利影響，就必須做好水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，引入生物監(jiān)測技術(shù)快速監(jiān)測分析水生物變化，準(zhǔn)確檢測水生物體內(nèi)累積的污染物含量及種類。傳統(tǒng)水環(huán)境污染監(jiān)測中，不僅耗時長、投資高，且僅限于一種污染物的檢測[2]。而生物檢測技術(shù)能快速、準(zhǔn)確且完整地反映水環(huán)境中污染物情況，同時無需投入過多的成本。然而，應(yīng)用該技術(shù)時同樣有不足與缺陷存在，例如難以精確計算污染濃度數(shù)值、系統(tǒng)性監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)欠缺、無法實現(xiàn)環(huán)境因素及污染物因素具體影響的準(zhǔn)確區(qū)分。

三、生物監(jiān)測水污染方法

（一）生物毒性實驗

生物毒性試驗由流水式與靜水式等兩類試驗組成，主要是環(huán)境受污染后其內(nèi)生存的生物生理機(jī)能受毒害物質(zhì)的影響產(chǎn)生的變化為根據(jù)展開測試。生物毒性試驗中，能獲取污染物質(zhì)何種條件下達(dá)到最強(qiáng)毒害、污染物質(zhì)毒性主要是什么等信息[3]。通過該試驗的開展，能對水環(huán)境污染源展開準(zhǔn)確分析，同時可為污染毒害的改變提供有力的依據(jù)。此外，通過該試驗的開展，在制定污染物排放規(guī)范時亦可體現(xiàn)出豐厚的價值作用。

（二）生物群落檢測法

該方法在收集水體中微型生物群落的前提下，通過測評群落結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上展開水環(huán)境質(zhì)量的分析。通過該方法的應(yīng)用，能準(zhǔn)確完成微生物群落受化學(xué)物質(zhì)及工業(yè)廢水污染毒性程度的分析，并以此為根據(jù)準(zhǔn)確進(jìn)行水環(huán)境污染綜合指標(biāo)的判斷。

（三）水生生物法

該方法是在檢測水生物殘毒的前提下判定水環(huán)境質(zhì)量。水環(huán)境一旦受污染，特別是帶有重金屬、農(nóng)藥或放射性物質(zhì)等，通過常規(guī)監(jiān)測方法很難取得可有效檢測結(jié)果。而水生物富集能力較強(qiáng)，根據(jù)這一能力來監(jiān)測水環(huán)境污染狀況，能獲取準(zhǔn)確性極高的結(jié)果。

（四）指示生物監(jiān)測方法

指示生物表示能夠指示特定環(huán)境特征的植物或生物，依托指示生物監(jiān)測水環(huán)境時，能將污染綜合效應(yīng)反映，是檢測水環(huán)境污染的一種主要手段。以水環(huán)境中敏感污染物的生物數(shù)量變化及缺失指標(biāo)為根據(jù)，對水環(huán)境污染物種類及分解程度展開準(zhǔn)確判斷。魚類、浮游生物等都屬于指示生物。

四、江河水環(huán)境污水監(jiān)測中生物監(jiān)測的應(yīng)用

（一）聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)（PGR技術(shù)）的應(yīng)用

該技術(shù)能夠打破傳統(tǒng)水環(huán)境微生物監(jiān)測技術(shù)的局限性，同時能消除以往培養(yǎng)監(jiān)測微生物方式受到的約束，能夠有效克隆重要微生物的DNA[4]，而該技術(shù)憑借這一系列特點及優(yōu)勢，目前已被廣泛應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測中。江河水環(huán)境污水中應(yīng)用此項技術(shù)時，在整合高溫條件下體外DNA的基礎(chǔ)上將其轉(zhuǎn)化為單鏈，一定溫度條件下引物與單鏈間會有堿基互補(bǔ)配對的情形出現(xiàn)。緊接著，調(diào)整溫度數(shù)值使其與DNA聚合酶反應(yīng)相適應(yīng)，此時DNA聚合酶會以磷酸至五碳糖的方向進(jìn)行互補(bǔ)，互補(bǔ)鏈由此形成。應(yīng)用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)建立在聚合酶制造的基礎(chǔ)上，其中溫度控制是至關(guān)重要的內(nèi)容，所以應(yīng)用中通過溫度變性與重復(fù)性控制等方式即可有效控制微生物DNA合成，并有效檢測各類微生物。表1呈現(xiàn)了此項技術(shù)應(yīng)用時的溫控情況。

表1 應(yīng)用PGR技術(shù)時的溫控情況

（二）生物傳感技術(shù)的應(yīng)用

此項技術(shù)是通過對生物物質(zhì)敏感性極高的檢測儀器的應(yīng)用，轉(zhuǎn)變水體中微生物濃度值為電信號。生物傳感器是此項技術(shù)實際應(yīng)用中的核心所在，其識別元件由信號放大裝置、理化換能器及微生物性能識別元件等組成，其功能主要體現(xiàn)在接收和轉(zhuǎn)換監(jiān)測的微生物信號。該傳感器可固定在生物體部分器官或功能中，能夠有效檢測微生物[5]。在應(yīng)用了該技術(shù)之后，能進(jìn)一步簡化以往水環(huán)境污染監(jiān)測的工作步驟，可為水環(huán)境污染處理中有序操作相關(guān)設(shè)備提供保障，可推薦江河水環(huán)境污水的妥善治理。

（三）動物監(jiān)測方法的應(yīng)用

兩棲動物及底棲動物等動物，在江河水環(huán)境污染監(jiān)測中可作為生物監(jiān)測指示生物，以水體中動物數(shù)量變化、消失等生存現(xiàn)狀為根據(jù)，對環(huán)境污水情況展開監(jiān)測和判斷。底棲動物水質(zhì)評價中，可供選擇的參數(shù)有很多，如群落多樣性指數(shù)、Saprobic指數(shù)及BI指數(shù)等，其中歐美國家已實現(xiàn)了Saprobic指數(shù)及BI指數(shù)的成熟應(yīng)用，且發(fā)展為水質(zhì)生物重要評價方法。實際檢測中，以兩棲類動物生理及行為指標(biāo)為根據(jù)對水體情況進(jìn)行檢測，尤其是兩棲動物發(fā)育中較為敏感環(huán)境因子的變化，此時能完成水體污染情況的準(zhǔn)確反映。例如，鯽魚具有較強(qiáng)適應(yīng)性，且廣泛分布于我國多個地區(qū)范圍，江河水環(huán)境中二氯苯酚濃度下降后，會影響鯽魚肝臟中抗氧化系統(tǒng)，同時水環(huán)境中氯化鉻濃度與鯽魚淋巴細(xì)胞DNA損失程度間有直接關(guān)系存在。底棲動物生活史較長、體形大，廣泛分布于江河水環(huán)境中，主要由軟體動物、水生昆蟲、甲殼動物及淡水寡毛等四類組成。目前有關(guān)江河水環(huán)境污水監(jiān)測工作中，引入河蜆作為指示生物時，水環(huán)境中汞含量與其體內(nèi)汞含量間的關(guān)系密切，能將江河水環(huán)境污水實際情況準(zhǔn)確反映。

（四）發(fā)光細(xì)菌監(jiān)測技術(shù)

江河水環(huán)境污水監(jiān)測中應(yīng)用發(fā)光監(jiān)測技術(shù)時，通常由兩部分組成：一是測定水質(zhì)狀況。我國江河水環(huán)境普遍有污染存在，依托簡單污染監(jiān)測指標(biāo)及技術(shù)很難獲取理想的監(jiān)測成果。所以，為了實現(xiàn)江河水環(huán)境污水實際狀態(tài)的有效監(jiān)測，并綜合評價其毒性，同時正確呈現(xiàn)水環(huán)境污染負(fù)荷及其生物學(xué)效應(yīng)關(guān)系，有必要在生物毒性檢測中引入此技術(shù)；二是測定江河水環(huán)境內(nèi)排入的工業(yè)廢水毒性[6]。當(dāng)江河水環(huán)境內(nèi)含有工業(yè)廢水且達(dá)到一定程度的污染后，必然會導(dǎo)致水生物中毒，引起代謝紊亂、行為異常甚至死亡等現(xiàn)象。而在檢測此類水體污染狀況時，通過該技術(shù)的運用，能夠逐一明確水體中有毒污染物種類、具體毒性及各物質(zhì)間的相互作用，夯實后續(xù)水環(huán)境治理工作的基礎(chǔ)。

（五）藻類生物監(jiān)測應(yīng)用

江河水環(huán)境中，基本都存在著藻類，且該生物屬于分布最廣泛地一種，引起攜帶的微生物相當(dāng)豐富，因此可作為生物檢測的載體。營養(yǎng)鹽和重金屬是藻類吸收的主要物質(zhì)來源，而這兩類物質(zhì)會受水資源的大幅影響，以該影響為根據(jù)即可完成水環(huán)境污染情況的準(zhǔn)確判斷。同時，營養(yǎng)鹽會對水資源鹽堿度構(gòu)成一定影響，且此類物質(zhì)密切關(guān)聯(lián)著地表及土質(zhì)等因素，殘留于水面的有毒物質(zhì)會引起重金屬。通過監(jiān)測藻類吸收程度，根據(jù)藻類實際吸收程度能夠準(zhǔn)確判斷兩種物質(zhì)數(shù)量的變化情況，進(jìn)而完成水環(huán)境污染狀況的檢測。藻類生物監(jiān)測方法的應(yīng)用相當(dāng)簡單且快捷，能夠廣泛應(yīng)用于各類江河水環(huán)境污水監(jiān)測中，在有效監(jiān)測水環(huán)境中藻類數(shù)量的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法處理獲取的信息得到分布指數(shù)后，根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)有效分析水體污染程度，精確性極高。

五、結(jié)語

綜上所述，江河水環(huán)境污染監(jiān)測中，通過生物監(jiān)測的應(yīng)用，能發(fā)揮顯著的作用及價值，能夠及時發(fā)現(xiàn)江河水環(huán)境污染情況，準(zhǔn)確判定污染物組成及程度，為后續(xù)治理工作的開展提供真實有效的數(shù)據(jù)。在實踐應(yīng)用生物監(jiān)測的過程中，通過原生生物、藻類生物、魚類生物及兩棲動物等對目標(biāo)展開監(jiān)測，不僅監(jiān)測效率及質(zhì)量高，且能獲取極高的靈敏性，能保障江河水環(huán)境的健康可持續(xù)發(fā)展。