導(dǎo)語：生物監(jiān)測技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：水環(huán)境污染是困擾我國經(jīng)濟發(fā)展和民生建設(shè)的重要問題，水體中的污染物隨著生物鏈逐漸遷移并富集到人體內(nèi)，成為嚴重威脅人體健康的重要因素。環(huán)境監(jiān)測是人們了解環(huán)境中污染物變化的重要途徑，能夠使人及時應(yīng)對水體中污染物的總量、種類等變化，降低水環(huán)境污染的負面影響。傳統(tǒng)水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)多為物理、化學(xué)方面的技術(shù)，存在諸多缺陷。隨著水環(huán)境監(jiān)測要求越來越高，生物監(jiān)測技術(shù)逐漸成為環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的主流技術(shù)發(fā)展趨勢。本文從水環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用生物監(jiān)測的必要性入手，分析生物監(jiān)測技術(shù)中不同生物的特點和應(yīng)用，探討生物監(jiān)測技術(shù)的研究進展，以期更好地推廣和應(yīng)用生物監(jiān)測技術(shù)。

關(guān)鍵詞：水環(huán)境監(jiān)測；生物監(jiān)測技術(shù)；水污染

目前，我國水環(huán)境污染治理主要分為兩大方向，一是從源頭控制工農(nóng)業(yè)、生活污水排放，二是監(jiān)測并治理自然水體既有污染[1]。傳統(tǒng)的理化監(jiān)測技術(shù)更注重污染物本身，監(jiān)測對象主要是水體的濁度、色度、化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、總有機碳、pH、重金屬含量、電導(dǎo)率等，這些參數(shù)雖然能夠有效體現(xiàn)水體現(xiàn)狀，卻無法深刻反映污染物和水體環(huán)境對生物體的影響。多種污染物在水體中混合，相互作用，會對生物體產(chǎn)生潛在影響，但這并不在傳統(tǒng)水環(huán)境監(jiān)測范圍之內(nèi)，這是理化監(jiān)測技術(shù)的缺陷。生物監(jiān)測技術(shù)通過觀察生物種群的變化來探究污染物更深層次的影響，能夠填補傳統(tǒng)理化監(jiān)測技術(shù)的不足，使水環(huán)境監(jiān)測更加全面、科學(xué)[2-3]。

1水環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用生物監(jiān)測的必要性

在水環(huán)境監(jiān)測中，物理指標和化學(xué)指標能反映污染物的來源、濃度，能反映水環(huán)境的質(zhì)量變化，卻不能體現(xiàn)污染物對生物的影響，也不能解釋水生生物對污染物的作用機理。因此，應(yīng)用生物監(jiān)測技術(shù)，從水生生物對污染物的利用角度反映污染物對生物的影響，展現(xiàn)污染物的潛在風(fēng)險和威脅，是水環(huán)境監(jiān)測發(fā)展的必然趨勢。長期以來，我國生物監(jiān)測技術(shù)發(fā)展緩慢，對環(huán)境監(jiān)測的輔助有限，還需要更深入的研究。

2生物監(jiān)測技術(shù)中不同生物的特點和應(yīng)用

能夠用于生物監(jiān)測的生物種類有很多種，微生物、浮游植物、浮游動物、著生生物、底棲動物、高等水生植物、魚類等均是可參與生物監(jiān)測的對象，能夠從不同層面反映水體中污染物帶來的影響。

2.1微生物

用于生物監(jiān)測的微生物應(yīng)當是群落多樣性、群落均勻度、優(yōu)勢細菌豐度都十分優(yōu)秀的種類，如廣泛分布于水環(huán)境中的發(fā)光細菌、與各種魚類共生的費氏弧菌。發(fā)光細菌的發(fā)光主要依賴于發(fā)光酶系統(tǒng)，這種酶是一種異二聚體蛋白質(zhì)，在與有毒物質(zhì)接觸時，若它被有毒物質(zhì)抑制，則細菌的發(fā)光強度會迅速降低，這是一種指示性十分明確的微生物。生物監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域通常用發(fā)光細菌來量化污染物的毒性，量化對象可以是急性毒性（5～30min），也可以是慢性毒性（12～24h）。目前，發(fā)光細菌對毒性的量化已經(jīng)廣泛應(yīng)用于飲用水系統(tǒng)、海洋沉積物的水質(zhì)檢測中，發(fā)揮了巨大作用。費氏弧菌對水體的電導(dǎo)率、濁度、重金屬濃度、大腸菌群等參數(shù)變化有較大的反應(yīng)，其中，費氏弧菌的種群變化與前兩者成反比，與后三者成正比。

2.2浮游植物

浮游植物是指水環(huán)境中以浮游狀態(tài)生存的植物，多指水體中的藻類植物。藻類在水體中過度繁殖，會出現(xiàn)水華現(xiàn)象，也就是水體富營養(yǎng)化。近年來，生活污水含磷量大幅度提升，促使以磷為營養(yǎng)物質(zhì)的藻類植物大量生長，遮蔽水面，搶奪水體中的溶解氧，影響陽光的射入，導(dǎo)致水體中的植物、動物生存環(huán)境惡化。因此，藻類植物成為生物監(jiān)測領(lǐng)域重要的指示生物。不同種類的藻類植物對不同污染物的反應(yīng)有較大的差異，監(jiān)測人員可以通過藻類的豐度、細胞密度、光合作用強度來進行判斷。例如，石莼是一種重金屬承受能力較高的藻類植物，能夠有效富集水體中的重金屬，被稱為重金屬污染的“哨兵”。小球藻是一種對苯并芘十分敏感的藻類植物，苯并芘在小球藻中聚集，人們可以通過熒光顯微鏡進行觀測和定位，這對于判定船舶漏油、工業(yè)廢水排放影響范圍有較高的指示作用。

2.3浮游動物

浮游動物主要包括無脊椎動物和脊椎動物的幼體，它們沒有主動游泳的能力，只能隨著水波漂動。在自然水體中，浮游動物的分布非常廣泛，對水體中污染物的影響也十分敏感，且作為魚類生物的捕食對象，也能夠間接反映魚類生物種群的一些變化，因此，浮游動物在生物監(jiān)測領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著重要作用。刺胞動物是一種接觸重金屬等污染物后會出現(xiàn)細胞體積變化的浮游動物，可以作為水體中重金屬等污染物的指示生物。橈足類湯氏紡錘水蚤卵是脊椎動物的幼體，常用于量化硫化物等污染物的生物毒性，這種水蚤的繁殖能力、種群數(shù)量、死亡率都能夠用于檢測急性、慢性有毒污染物的生物毒性，如農(nóng)藥污染。

2.4著生生物

著生生物是指附著在基面上的生物群落，包括藻類、細菌、真菌和一些原生動物，這些生物在基面上的均勻度、密度、總量都是十分常用的生物指標。生物監(jiān)測過程中，監(jiān)測人員可以通過刮取基面上生物的方式來采樣，在顯微鏡下進行單一生物群落的計數(shù)和總生物量的計數(shù)，其中，某些生物群落的擴大或縮小都標志著水體中物質(zhì)的成分變化。比如，在重金屬污染較為嚴重的河流中，著生生物的生物總量出現(xiàn)明顯擴大；富營養(yǎng)化的河流中，著生生物中的藻類部分比例擴大，其他生物則受限。

2.5底棲動物

底棲動物是指生活在水體底部巖石、泥沙上的動物，常見的有牡蠣、河蚌、貽貝、蝦蟹等無脊椎動物，它們更容易受到重金屬、營養(yǎng)物、沉積物的影響。目前，底棲動物已經(jīng)成為評價水體質(zhì)量的重要指示物。國際上已經(jīng)建立了比較成熟的以底棲動物作為標志的生物指數(shù)，底棲動物的種群完整性、多樣性、優(yōu)勢度、豐度都是指示水質(zhì)變化的重要指數(shù)。比如，貽貝的肝胰腺組織中SOD（超氧化物氣化酶）和碳氮同位素是監(jiān)測重金屬污染變化的重要標志物，其中尤以SOD為主。

2.6高等水生植物

高等水生植物是指在多水環(huán)境中生長、繁衍的植物，包括常見的荷花等挺水植物，王蓮、芡實等浮葉植物，水葫蘆等漂浮植物，金魚藻等沉水植物。高等水生植物是水體中生物鏈的重要一環(huán)，不僅能夠凈化水體，還能夠為魚類、浮游生物、浮游植物、微生物提供生長棲息環(huán)境和豐富的食物來源。但高等水生植物的過度生長也會對水體形成遮蔽，過度消耗水體中的含氧量和營養(yǎng)物質(zhì)，對浮游生物等水體中的其他生物生長、繁衍造成影響。黃花水龍是一種對親脂性有機物有較高積累能力的水生植物，常作為有機農(nóng)藥的污染指示生物來檢測淺水域的水質(zhì)情況。

2.7魚類

魚類是水環(huán)境中處于生物鏈頂端的生物，魚類的生長受到水體中各個方面因素的影響，很多水體污染物最終都會富集到魚類的體內(nèi)，對魚類動物造成生長、繁殖等方面的負面影響。因此，魚類是監(jiān)測水體中污染物變化不可缺少的指示生物。水體中的持久性污染物（如DDT等）都會在魚類體內(nèi)富集，并對魚類生物造成持續(xù)性影響，只有當含量達到一定程度時，才會對魚類表現(xiàn)出影響，且這種影響會隨著更高的生物鏈對人體健康構(gòu)成威脅。生物監(jiān)測領(lǐng)域內(nèi)，對魚類的生物指標測定不僅限于種群的測定，還具體到了魚類生物的血液、心跳、呼吸、運動、逃逸行為、幼魚死亡率等具體個體參數(shù)。近年來，對魚類的生物監(jiān)測技術(shù)有了很大的進步，包括遙測技術(shù)、聲學(xué)監(jiān)測技術(shù)等，能夠有效記錄魚類在生長、遷徙、繁衍過程中的大量數(shù)據(jù)，用于判斷、衡量有毒有害污染物對魚類的影響。目前，很多技術(shù)設(shè)備還不能被大范圍應(yīng)用到一線的環(huán)境監(jiān)測中，但已經(jīng)表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。針對不同生物種群的生物監(jiān)測技術(shù)各有優(yōu)劣，各有適用范圍，在具體應(yīng)用過程中，技術(shù)人員需要根據(jù)實際情況進行選擇。比如，浮游動物對化學(xué)污染物比較敏感，但可靠性、準確性受限；底棲動物對農(nóng)藥、重金屬的敏感度更高，但采樣準確度較低，這種方法需要大量的時間和人力投入；高等水生植物對重金屬污染同樣很敏感，但本身對污染物有一定的清除作用，這就需要配合富集情況來衡量。

3結(jié)語

相較于理化監(jiān)測技術(shù)，生物監(jiān)測技術(shù)的對象更加復(fù)雜且龐大，需要監(jiān)測的時間更長，不同生物對同一污染物的敏感度不同，在綜合判定上有較大的偏差。因此，生物監(jiān)測目前還很難形成統(tǒng)一的評價標準，很難在短時間內(nèi)如理化檢測技術(shù)一般大面積推廣和應(yīng)用。生物監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用要以一批優(yōu)秀的生物監(jiān)測技術(shù)人才和設(shè)備作為基礎(chǔ)，逐步將多個指標科學(xué)地整合成單一指數(shù)，使污染物對生物種群的影響更加一目了然。生物監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)體現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景，未來可期。

參考文獻

1楊艷紅.水環(huán)境監(jiān)測中生物監(jiān)測的應(yīng)用及進展[J].化工管理，2019（32）：63-64.

2王穎，廖訚彧，歐陽莎莉，等.發(fā)光細菌在線監(jiān)測水體污染研究進展[J].凈水技術(shù)，2020（9）：10-16.

3計葉，吳雨蒙，許秋瑾.水環(huán)境的生物監(jiān)測方法及其應(yīng)用[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報，2019（5）：616-622.

作者：祝淑芳 單位：聊城市茌平區(qū)環(huán)境監(jiān)控中心