生物監測技術在環境監測中的應用研究

呂占華

摘要：隨著社會經濟以及科技的發展和進步，環境監測領域中出現越來越多新型的技術，由于生物監測技術具有經濟性、綜合長期性、敏感性、連續性以及非破壞性等優點，因此在環境監測中有著十分重要的地位。在環境監測的宏觀范圍以及微觀領域中，生物監測技術能夠為其提高較為連續以及綜合全面的信息，能有效提高環境的質量，保護環境，實現社會的可持續發展，建設資源節約型、環境友好型社會，促進人與自然和諧相處，構建和諧穩定的社會。本文論述了生物監測及其在環境監測中的實際應用，以期可以為環境監測提供參考。

關鍵詞：生物監測 環境監測 應用

前言

近些年，生物監測技術在環境監測中的應用越來越廣泛。生物監測技術屬于比較新穎的技術，其主要指的是通過采取單獨的生物體、群落以及種群等方面給環境帶來的變化或者污染后出現的反應，根據生物學的原理分別評價以及監測對環境受到污染的情況。生物監測技術在環境檢測中占據非常重要的地位，其在應用過程具有非破壞性、連續性、敏感性、綜合性長期性以及經濟性等優點，其廣泛的使用在早期預防環境污染、制定環境標準、評價環境風險、監測生態環境、監測突發事件以及控制總量等方面，并取得相應的成就。

一、生物監測技術概述

生物監測是指利用生物與生物之間的相互制約影響、生物與環境之間的相互制約與影響，了解生物與周圍環境之間的具體聯系，通過監測環境與生物之間的關系對當前生物生存的自然環境中存在的問題進行分析。現階段生物監測的方法主要包括四種，即生理學方法、生態學方法、物理學方法及生物化學成分分析等。雖然現在生物監測技術很大程度上還只能作為其他環境監測方法的補充，但是其可以有效彌補其他方法的不足，提高環境質量水平的評定、監測質量，與其他環境監測技術相比，生物監測方法的優勢體現在以下幾個方面：

1、連續性：連續性的生物監測可以收集長期范圍內環境變化相關的各種信息，提高環境污染分析的全面性。

2、靈敏性：一些自然環境中無法利用理化監測找出某些長期污染物，但是生物監測通過生物積累、生物放大及生物富集等效應，大大提高了生物的靈敏度，從而快速找出環境中的污染物。

3、直觀性：生物監測可以把污染物對生物體的生物學效應直觀的反映出來，人們可以直接觀察、分析，故大大提高了監測結果的可信度。

4、保護性：生物監測技術在環境監測中的應用本身就是一種生態環境的保護，應用過程中不會對生物體、生態環境及生態系統造成任何破壞。

5、經濟性：生物監測技術無需在技術、設備等方面投入過多的資金，且監測過程更簡單。

二、生物監測及其在環境監測中的實際應用

1、生物監測在大氣污染中的應用

大氣污染具體是指依據生物監測大氣環境來對大氣質量以及環境被污染的程度進行確定。在整個生物系中，大氣污染最容易給植物的生存帶來一定的威脅， 植物由于自身具有在固定環境中生產的特點， 使其沒有辦法避免受到有害物質的污染。其對于有害物質有著相對強的敏感性，因為生長位置比較固定，相對來說比較容易管理以及監測，生物監測在大氣污染中的應用具體是通過采取植物作為監測樣品。植物能夠將大氣對環境的污染程度全面的反應出來， 比較常用在大氣污染監測中的植物具體有以下幾種：

（1）二氧化硫指示植物

二氧化硫指示植物具體是指利用水杉、杜仲、苔蘚、落地松以及地衣等進行指示。一般情況下，受到污染的相對明顯的癥狀是生長在葉子上的維管束出現傷斑并且呈現塊狀， 同時也可以出現在葉子的邊緣，癥狀主要表現為傷斑，顏色呈現土黃色或者紅棕色。

（2）氟化物指示對象

氟化物指示對象具體是指利用梅、大蒜、唐昌蒲、郁金香、杏、金線草以及葡萄苔蘚等植物進行指示。一般情況下，受到污染的相對比較明顯的癥狀是葉子形狀為尖形且葉面上存在傷斑，在葉脈上出現癥狀的比較少。通常情況下，傷斑屬于紅褐色或者淺褐。

（3） 二氧化碳指示植物

二氧化碳指示植物具體是指利用煙草、番茄、柑橘、向日葵以及秋海棠等進行指示。一般情況下，受到污染的相對比較明顯的癥狀是植物的葉脈上出現傷斑且呈現不規則的形式，顏色為黃褐色、棕色以及白色，同時也有可能在植物的葉子上出現傷斑并且呈現點狀。

2、水體污染的生物監測

（1）微型生物群落監測法

微型生物群是水體系統的重要部分，對水體污染有敏感的反應。最常用的方法是聚氨酯泡沫塑料塊法，特點是將這種泡沫塑料塊投入水體，收集其中的微型生物?；|的使用不受時間和空間的限制，相對于其它的生物群落法，具有快速、經濟和準確等優點，也適用于工業廢水的監測。

（2）指示生物法

指示生物法是最經典的水體污染的生物監測方法之一。利用對水環境中污染物敏感的生物種類的存在或缺失，來指示其所依賴的水體內污染物的存在狀況。指示生物應具有生命周期長，活動范圍固定等特點，便于持久地反映污染物對水體的綜合影響。主要包括浮游動物、底棲動物、魚類和著生生物。從分類地位看，無脊椎動物地應用最廣泛。指示水體嚴重污染的生物包括顫蚓類、細長搖靜裸藻、蚊幼蟲、小顫藻等。指示水體中等污染的生物包括四角盤星藻、居櫛水蚤、脆弱剛毛藻等。指示水體清潔的生物包括扁蜉、蜻蜓、田螺等。

三、生物監測技術的發展前景以及方向

生物監測技術具體是采取生物對污染物體的直接反應來體現大氣環境受到污染的程度以及環境的質量。從本質出發，環境污染帶來的效應主要是重點體現在以人為主體。所以在環境監測中生物監測技術有著指示的意義。倘若生物監測的實際對象相對來說較為復雜，那么生物監測技術在進行環境監測過程中將會出現一些問題。比如在精確性、快速性以及靈敏性等特性都需要不斷進步，生命科學的實踐以及理論能夠指導著生物監測技術的發展。生物的群落結構、數量、行為、種群以及形態等方面會受到污染物的影響，并且會導致遺傳物質以及細胞結構遭到損壞，造成機體變異、致癌以及畸變等情況。生物系統相對復雜的情況下會使分析監測結果時遭遇一定的難度。另外，在自然的環境中采取的指示生物，不僅會受到污染物質帶來的影響，還在一定程度上受到土壤、地域、季節、病蟲害以及氣候等原因的影響，所以在監測方式的構建上要確保能夠標準化，促進最終結構有較強的可比性，只有這樣，生物監測技術才能夠發揮自身的價值。

結束語

總之，生物技術在環境監測領域中日趨重要的地位和作用， 充分說明拓寬學科的研究領域， 加強學科間的交流、滲透和合作， 對于科學的整體發展和進步是至關重要的。

參考文獻

[1] 尹暢，劉健平，范靜華. 生物傳感器在環境分析中的研究現狀與前景[J]. 生物技術通報. 2000（06）

[2] 任成均. 生物傳感器在水環境監測中的運用[J]. 廣東水利水電. 2004（01）

[3] 韓梅梅，董國君，孫哲，劉濤，唐季安. 生物傳感器在環境監測中的應用[J]. 環境污染治理技術與設備. 2004（08）

[4] 李宗義，邵強，郭偉云，李文強，姚朝陽. 用于環境監測的生物傳感器[J]. 生物技術. 2005（04）