生物在線監測技術在環境監測中的發展前景

胡社祝

摘要：隨著生態環境的日益惡化，環境問題不斷突出，對于如何更好的凈化空氣，保護環境，成為人們關注的焦點。在這樣的大背景下，環境在線監測技術應運而生。環境監測是環境保護的核心，而在線監測技術又以其區別于傳統檢測技術的獨特優勢，成為將來環境監測的重要手段。本文將從生物在線監測技術為切入點，以在線監測技術的概念、發展現狀以及將來的發展前景進行分析，以便于更好的了解和認識在線監測技術，更好地發揮其在環境檢測中的作用。

關鍵字：生物在線監測技術；環境監測；發展前景

一.我國環境生物在線監測技術的原理及發展現狀

（一）生物在線監測技術的原理

近年來，生物在線監測技術逐漸成為環境監測領域的比較新穎的技術。其主要工作原理就是通過分析單獨的生物題、群落以及種群等方面的環境帶來的變化或者污染出現的反應，再依據生物學的標準原理，依次評價以及監測對環境造成污染的情況。而環境在線監測系統的核心是在線自動分析儀，在核心儀器的基礎上配合使用各種自動化技術，在對數據的分析上采用相關的專用分析軟件通過使用GPRS無線數據傳輸方式，將在線自動環保檢測與環境預警結合成為一個整體的綜合性在線監測系統，為人們提供全面的環境監測信息。作為一個綜合性的信息平臺，將生物監測與在線監測技術相結合，在環境監測中已經是得到了廣泛的應用，如土壤、大氣和水體污染中的應用等等。

生物在線監測技術采用污染物對生物體造成的傷害進行實時在線監測，對總體情況進行管理與控制，對總體環境中的污染源頭能夠充分實時的監測與監控，通過網絡傳輸技術的同步傳輸，能夠使有關負責部門及時了解到環境污染信息的第一手資料，并通過對污染情況的監測與監控采取及時有效的解決手段，并在治理過后能夠做到監控與監測，保證了環境保護工作的進行。

（二）在線監測技術的發展現狀

1.生物在線監測技術的范圍日趨廣泛，自動監測系統日益完善

近年來，隨著環境在線監測技術的迅速發展，生物在線監測技術的覆蓋范圍也是越來越廣。自上世紀八十年代以來，我國開始實行環境在線自動監測技術，并且帶動了其他許多監測技術的發展。環境在線自動監測技術的產生和發展，一方面改善了城市的空氣質量，另一方面也改變了傳統監測技術的運作模式，節約人力、物力、財力。與此同時，生物在線自動監測系統也在這一發展過程中，不斷提高技術水平，自動監測系統日益完善。生物在線監測技術作為一種新穎的監測技術，在應用過程匯中的非破壞性、敏感性、連續性、敏感性、綜合長期性、以及經濟性是其與其他監測技術相比，所具有的獨特優勢。

2.自動監測系統日益規范化的問題日益突出

雖然目前我國的生物在線監測技術已經逐漸普及，但是其系統的規范性問題依然突出。根據我國環保部門所編制的空氣自動監測、煥然預案在線監測以及水質在線自動監測的技術規范等文件分析來看，我國的環境在線監測技術還是遠遠落后與本應用的發展要求的，監測方法的不同導致其對同一監測指標所得到的數據有所差異。并且一些技術員工錯操作中也經常會因儀器監測數據的精密性而反應不及時。例如生物在線監測技術方面，就需要一批專業的技術工作人員來操作完成，才能對實時監測做到真實、準確、科學。

3.生物在線監測技術系統方案不夠嚴密，存在一定盲目性

由于環境在線監測系統是一項規模較大的建設性項目，雖然是目前較為新穎的一種監測方式，但在我國在并沒有成熟的技術支持和過多的經驗積累，故而我國的生物在線監測技術方面的許多系統方案都是不嚴密的，沒有進行嚴密的設計，只是系統不夠完善，漏洞百出，給將來的系統的擴充和改造都帶來了需索不必要的阻礙。

（三）生物在線監測技術的優勢

進行生物檢測可以準確得到環境質量狀況，而且更加直接地反映出環境質量變化對生物正常生存產生的不良影響，相比傳統在線監測更高效。以飲用水生產為例，使用生物不同水平變化實現水質預警將由于監測時間過長受限。采用生物傳感器技術可以實現水環境質量的連續監測。因為生物對環境污染的反應靈敏度更高，敏感生物的行為以及生理生化指標能夠及時監測出污染，實現環境污染的早期預警。在線生物監測技術相比傳統在線監測技術不僅靈敏度極高，而且經濟性良好，是環境質量評價的重要依據。

二.我國生物在線監測技術在環境監測中的發展前景

（一）生物在線監測技術在土壤污染中的應用前景

生物監測技術通過對地下水、土壤、以及農作物等方面所收集的數據進行分析可以有效的直接監測到各種污染情況對土壤的污染程度。具體我們可以采用以下三種監測方法：第一，動物監測法的應用。采取動物監測的方法對土壤受到的污染進行監測，例如利用蚯蚓相對較高的敏感性，敏感的察覺出土壤中是否含有鉛以及農藥等有害物質。第二，植物檢測法的應用。當植物受到污染時，不同程度的污染會使植物出現各方面的不同的反應。利用土壤指示植物監測土壤中受到的污染。通過植物出現的一些相對明顯的癥狀，例如植物的生理代謝方面的某些異常情況來判定受污染情況。第三，微生物監測法的應用，微生物是生態系統的分解者，根據微生物出現在土壤中的群落變化可以很好的、較為全面的反映出土壤的污染程度。灌溉污水、人類的尿以及糞是土壤污染源的主要物質，這些都會造成土壤生物受到一定的污染。處于分離土壤中存在的微生物，根據監測的情況對土壤受到微生物群系污染的程度以及狀況進行全面評價。

（二）生物監測技術在在大氣污染中的應用前景

大氣污染是整個生態系統中最容易給植物生存造成威脅的的一種污染方式。而生物監測技術在大氣污染的監測就是指根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。根據植物對有害物質有相對較強的敏感性，而且生長位置固定，所以比較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就是指將監測樣品的對象鎖定為植物。通過對不同植物監測樣本進行分類可以較為較為全面的將大氣對環境的污染程度全面的反應出來。例如，水杉、杜仲、苔蘚、落地松以及地衣等二氧化硫指示植物，葉子上的維管束出現傷斑或者是葉子的邊緣出現傷斑時，會呈現出土黃色或者紅棕色，這就是受到污染的及哦啊為明顯的癥狀；再如梅、大蒜、郁金香、金線草以及葡萄苔蘚等氟化物指示對象，這類植物受到污染后多變為尖形且帶有傷斑的葉子；最后還有一類煙草、番茄、柑橘、向日葵以及秋海棠等二氧化碳指示植物，受到污染后植物的葉脈上出現傷斑且呈現不規則的形式。這些不同的分類情況對于將來生物監測技術都會起到拓展和延伸的作用。

（三）生物監測技術在水體污染中的應用

前兩方面，我們講述了生物監測技術在土壤污染和大氣污染中的應用，接下來我們來分析一下生物監測在水體污中的應用。首先來分析一下指示生物法，該監測方法主要是通過對水體中是否存在的敏感污染物的種類，來判斷當前的水體資源存在污染物的情況進行分析，這是一種較為通用和經典的監測方法。因為生物自身具有固定的活動地點、相對長的生命周期等基本特征，所水體中污染物帶來的影響可以通過這些方面的變化較為全面的反應出來。當然雖然分類已有很多，但在生物監測中脊椎的動物是不在應用之列的。

再者就是微型生物群落監測法。剛才我們提到了微生物群體對土壤污染的分析作用，對于水體污染的監測，微型生物群同樣是比較重要的組成部分。通過聚氨酯泡沫塑料塊法，利用微生物群體對水體中存在污染時表現出的較強的敏感性，將水體中的微型生物進行收集。與別的生物群落監測方法對比，該方法具有準確、經濟以及迅速等優勢，同時在監測工業廢水方面也同樣合適使用。

多物種在線生物監測儀（MFB）是一種在線生物早期預警系統，是一種成熟的在線監測儀，在水質監控中應用十分廣泛。圖1和圖2分別是使用MFB對源水和出廠水進行MFB在線監測的示意圖。

圖1 源水MFB在線監測示意圖

圖2 出廠水MFB在線監測示意圖

結語：

生物在線監測技術在環境檢測中發揮了重要的作用，我國在在線監測技術上已經有了廣泛的應用，也通過這些實時監測系統的應用使得我國的環境保護建設有了長足的進展。本文通過對生物在線監測技術的淵源、現狀以及發展前景的分析，對生物在線監測技術對環境監測中的作用有了更清晰的認識，生物在線監測技術將會有更為廣泛的發展前景。

參考文獻：

[1]金順平，李建權，韓海燕等等.PTR-MS在線監測大氣揮發性有機物研究進展[J].環境科學與技術，2007（06）

[2]期賀國，劉燕燕，陳國鈞.不依賴空氣動力裝置（AIP）排出氣體中C02濃度在線檢測裝置研制[J].內燃機工程，2002（04）