生物監測在環境監測中的有效運用

葉映如

摘 要：隨著人類物質文明的高速發展，環境問題也越來越突出，在這種社會背景下，生物監測技術應運而生，并在環境監測中發揮著不可替代的重要作用。生物監測原理是利用生物分子、細胞、組織等對環境污染產生的不同反應來表明環境污染狀況，因此生物監測是基于生物學角度為環境監測提供評價依據的。

關鍵詞：生物監測；環境監測；應用

中圖分類號：X85 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）29-0057-01

工農業的迅速發展使越來越多的外源污染物直接轉移到環境中，加重了環境污染程度，環境監測可以為環境污染程度提供一種客觀的評價手段，在眾多環境監測技術中，生物監測是敏感度最高、成本最低的監測技術，已在世界范圍內得到廣泛應用。

1 生物監測技術概述

1.1 生物監測的基本原理

生物監測的基礎是生態系統的相關理論，即生物與其生活的周圍環境是相互依存、相互影響、相互制約的關系。生物與生態環境之間不斷進行著能量交換和物質交換，當生態環境受到污染后，生物體內部就會隨之出現大量有毒物質，隨著時間的遷移，這些有毒物質不斷積累，導致生物生長指標、分布狀況發生巨大變化。如當水資源被污染之后，水體中藻類細胞的光合作用就會出現異常。由此可見，通過合理運用生物對生態環境的各種反應就可以實現對環境污染狀況的監測，這個應用的過程就是生物監測。

1.2 生物監測的應用優勢

生物監測不僅是其他環境監測方法的補充，更能有效彌補其他監測方法的不足，這主要取決于以下應用優勢：

①連續性。連續性指生物監測能夠動態收集很長一段時間內的環境變化信息，從而提高環境狀況分析的系統性。

②靈敏性。生態環境中的一些細小變化無法被理化監測技術所察覺，但是可以通過生物監測的日積月累和和生物富集效應放大這種改變，從而大大提高環境污染監測的敏感性。

③保護性。各種理化監測方法或多或少都會對環境產生一定的影響，但是應用生物監測的過程本身就是一種保護手段。

④經濟性。生物監測無需投入技術、設備、資金等，而且操作起來更加簡單，有效節省了人力物力。

2 生物監測在環境監測中的應用范圍

2.1 水環境監測

水生生物與水環境之間的關系密不可分，水質受到污染，水生生物必然會受到影響，通過水生生物的一系列變化就可以直觀監測水質污染狀況。水環境監測中兩種最常用的生物監測技術就是微生物群落監測和指示物監測。水體中的微生物群落可以敏感的反映出水質變化，如將泡沫塑料放入水體中，通過分析泡沫塊收集到的微生物就可以得出監測結果。指示物監測法主要通過分析受污染水環境中缺失的敏感微生物來達到水質監測目的，由于指示物生存周期長、活動范圍小，因此監測結果比較可靠。

2.2 土壤環境監測

土壤環境監測方法很多，可使用的生物種類包括植物、動物、微生物等，其中，最常使用的生物種類是動物，一般以蚯蚓為監測對象。蚯蚓在土壤環境中的敏感性較高，其體內重金屬含量的變化可直觀反映出土壤中農藥、重金屬等有害物質的含量。

此外，植物監測法的應用范圍也比較廣，這是因為土壤受到污染后植物生長會受到直接的影響，進而出現生長代謝異常，從而反映出土壤受污染情況。

2.3 大氣環境監測

大氣環境監測的目的在于分析大氣質量及污染程度，在整個生態環境中，大氣污染是影響范圍最廣的重要因素，大氣環境監測主要是使用植物指示物作為監測對象，這是因為植物生長位置比較固定，因此管理起來更加方便，將植物作為監測對象可以更加直觀的反映出大氣環境狀況。針對不同的污染因素可以采用不同的植物作為指示物，如二氧化硫指示物包括落地松、杜仲、水杉、地衣等，這些植物受到二氧化硫污染后，葉子表面會出現斑塊狀物質，葉子邊緣也會逐漸變成土黃色。

氟化物指示物包括郁金香、杏、梅等植物，這些植物受到氟化物污染后，葉子形狀會發生改變，葉面上也會出現淺褐色或紅褐色傷斑。二氧化碳指示物包括煙草、番茄、秋海棠、向日葵等，這些植物受到過高濃度的二氧化碳污染后，葉脈上會出現不規則的傷斑，葉片顏色也開始發生改變，變為黃褐色、棕色等。

3 生物監測在環境監測中的具體應用分析

為進一步分析生物監測技術的具體應用特點，本文將舉例說明幾種比較常見的生物監測模型。

3.1 果蠅生物監測模型裝修監測

果蠅是一種多細胞真核生物，具有生存期短、繁殖迅速、反應靈敏的特點，雖然果蠅生物結構簡單，但是其生理功能與其他哺乳動物類似，因此經常作為環境污染綜合性監測的首選生物材料。果蠅生物模型主要用于室內裝修環境監測，通過分析果蠅在室內環境中的生存狀態就可以評價室內污染情況。新裝修的室內空氣中一般包含甲醛、甲苯、二甲苯等有害物質，這些揮發性物質主要來自于裝修材料和家具，國內外普遍將耗氧量作為還原性有機物污染的評價指標，但是缺乏一種簡捷有效的檢測手段，因此，需要建立果蠅生存模型。

果蠅生存模型需要設置對照試驗，生活在正常環境下的果蠅壽命在36～54 d之間，平均壽命為43 d±3 d，而生活在剛裝修完畢環境下的果蠅壽命在23～35 d之間，平均壽命為29 d±2 d，通過統計學檢驗可以看出，實驗組和對照組組間比較差異顯著。經測定發現，實驗組檢測空間裝修后空氣中的甲醛、苯等有機物含量均超過國家標準，由此可以看出，果蠅生存模型的監測效果比較好。

3.2 鹵蟲生物監測模型毒性監測

鹵蟲是水產品養殖中的一種常見飼料，來源穩定，其在環境監測中的優勢主要取決于不同生長發育階段的形態特征明顯，易于觀察，鹵蟲幼體對毒性異常敏感，因此美國國家環保總局將其列為毒性試驗生物。國內也有應用鹵蟲進行廢水毒性監測的報道，但相對而言較少。鹵蟲幼體對油田生產水樣品的敏感度較高，由于鹵蟲生長發育的身長值與毒物濃度呈負相關，因此，通過分析鹵蟲發育齡期可準確區分出樣品毒性差異。

4 結 語

生物監測可用于不同生態系統的環境監測，與其他環境監測方法相比，具有連續性、保護性、靈敏性、經濟性等幾大優勢，其主要用于水環境、土壤環境、大氣環境監測，單項技術應用范圍較廣。在環境污染日益嚴重的今天，加大環境監測可以及時發現存在的環境問題，從而提出解決對策，因此，加大環境監測對于強化環境整改力度具有重要意義。由于生物監測發展時間較短，仍然存在一些問題，但隨著多學科領域的相互滲透和交融，生物監測技術的靈敏性和可靠性比較得到顯著提升，其在環境監測中的地位也將更加突出。

參考文獻：

[1] 戴舒雅，余儉，丁波，等.生物監測在水環境監測中的應用及發展趨勢 [J].污染防治技術，2013，（5）.

[2]張平，利用生物監測技術監測水平環境污染的研究進展[J].北方環境，2011，（8）

[3] 許凡.發光菌法測定生物綜合毒性與其在環境監測中的運用[J].環 境，2011，（S2）.

[4] 鄭雪松.生物監測技術在水環境監測中的運用探索[J].中國高新技 術企業，2015，（11）.

[5] 白琦鋒，王文華，袁濤.同步輻射技術在環境污染監測及生態毒理研 究中的應用[J].生態學雜志，2012，（7）.

[6] 劉紅，張清海，林紹霞，等.遙感技術在水環境和大氣環境監測中的應 用研究進展[J].貴州農業科學，2013，（1）.