水污染生物監(jiān)測技術(shù)和檢測方法研究

趙雨峰 劉婧祎

摘要：對于水資源越來越緊缺的生態(tài)環(huán)境下，水體污染仍然不斷受到不同程度的惡化。這樣一來，即客觀條件迫使水污染監(jiān)測技術(shù)不斷改進。水生生物監(jiān)測水體即能夠反應(yīng)水環(huán)境質(zhì)量狀況，對毒物監(jiān)測靈敏度高，同時需要的測試儀器也比較簡單。本文對生物監(jiān)測技術(shù)和檢測方法進行了探討。

關(guān)鍵詞：水污染;生物監(jiān)測技術(shù);檢測方法

生物監(jiān)測是指利用水生生物個體、種群或群落對水體污染或變化所產(chǎn)生的反應(yīng)來判斷水體污染狀況的一種水體污染監(jiān)測方法。生物與環(huán)境相互作用，相互影響，環(huán)境的改變能影響生物的生長和生活習(xí)性，直至改變生理功能;生物的存在也能影響和改變環(huán)境，如生物的攝取能量、新陳代謝等。生物與其環(huán)境的這種統(tǒng)一性和協(xié)同進化是環(huán)境質(zhì)量生物監(jiān)測的生物學(xué)基礎(chǔ)[2]。

一、水污染生物監(jiān)測技術(shù)

1.運用指示生物在水體里出現(xiàn)或者消失及其數(shù)量有多少的辦法監(jiān)測水質(zhì)

在許木啟的實驗里，運用了白洋淀水體里的浮游動物群種其變化來判斷其水體的污染程度和自凈能力。其實驗的最終結(jié)果是府河―白洋淀的水體從上游至下游中，其浮游動物的耐污種類逐步減少，而廣布型種類逐步增多，而其下游眾多正常水體卻出現(xiàn)了浮游動物種類均勻分布的現(xiàn)象。同一時間，原生動物在上游的鞭毛蟲一直到中游卻出現(xiàn)了纖毛蟲。然而，下游卻發(fā)現(xiàn)眾多平常分布在潔凈型水體的種類。這一來，表示府河―白洋淀的水體由上游一直到下游水體其污染程度在不斷減少，河流水體擁有顯著的而且比較穩(wěn)定的自凈功能[3]。

2.運用水生生物群落布局的變化來監(jiān)測水質(zhì)

在蔣昭鳳的實驗中，使用底棲動物的變化來評估湘江水質(zhì)污染情況，最后答案發(fā)現(xiàn)湘江的支流底棲動物有大型無脊椎動物種及多類性指數(shù)，其物種由上游至下游走向呈現(xiàn)減少情況，從這個實驗看來，毒死生物的有效毒物其作用對湘江的污染卻比較顯著。同時還可以依據(jù)湘江支流各斷面種類數(shù)及其減少程度來判斷出各斷面其污染地步。另外，還監(jiān)測到隨著時間的推移，在底棲大型無脊椎的動物種類數(shù)及多類特點指數(shù)方面，也呈現(xiàn)出消少的趨勢。從這種情況看來，有毒污染仍然存在發(fā)展的趨勢。

3.水污染的生物測試

水污染的生物測試，就是運用水生生物受到污染物資的毒害所產(chǎn)生的生理智能的變化來進行測試水質(zhì)污染狀況。Belding遵循魚的呼吸變化來作為指示有毒環(huán)境，在那些有污染物已經(jīng)存在這一些狀態(tài)下，魚腮呼吸加速且無法規(guī)則。德國從1977年內(nèi)開始鉆研運用魚的正趨流特點開展生物監(jiān)測，下游設(shè)強光區(qū)或者適度電擊，控制康健魚向下游的活動;或者間歇特點提升水流迅速，迫使魚做出反應(yīng)。假定魚不能維持在上游的地方，表示污染產(chǎn)生了危害。

二、水污染生物監(jiān)測和檢測方法

1.運用遺傳毒理學(xué)的方法監(jiān)測水體污染

環(huán)境的污染物是人類及其它生物最為嚴峻的危害，其難點就是對細胞遺傳物資組成的損害。近幾十年中環(huán)境生物的檢測技術(shù)，特別是細胞微核技術(shù)及四分體微核技術(shù)，已經(jīng)在動植物及人類染色體受到外界理化因子損害等方面得到應(yīng)用。同時，對環(huán)境監(jiān)測的技術(shù)的刻苦鉆研已經(jīng)取得巨大的進展。微核在于生物細胞內(nèi)的生成路徑和染色體畸變的相應(yīng)特點早就被人們所認識，用微核測定方法取代染色體畸變的方法來監(jiān)測環(huán)境污染物具有很多優(yōu)點，如對生物遺傳物質(zhì)的傷害較小、操作簡便和靈活度高等。最常用的蠶豆根尖細胞微核的試驗技術(shù)就是以染色體傷害和紡錘絲低毒的優(yōu)點等使其成為測試植物微核監(jiān)測新方法。這項技術(shù)自發(fā)現(xiàn)以來，在環(huán)境誘變及致癌因子檢測鉆研中，更是在水質(zhì)污染與及致突變劑的檢測研究領(lǐng)域取得廣泛運用。

2.微型生物監(jiān)測

過去生物監(jiān)測的鉆研重點大多數(shù)放在分類方面。生物系統(tǒng)的布局變化并不是總和生物系統(tǒng)其它變化相有關(guān)聯(lián)，僅以它的種些種類、某些種群形成的生物效應(yīng)系統(tǒng)其變化評估水生生態(tài)系統(tǒng)，其偏差非常大。所以，為把握水生生態(tài)系統(tǒng)對于環(huán)境污染的整個反應(yīng)，還需求我們對生物系統(tǒng)：細胞、組織、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)，選取超出單一種類即是群落或者生態(tài)系統(tǒng)來做為生物監(jiān)測其生物反應(yīng)系統(tǒng)，并且對這個系統(tǒng)的布局及其功能的變化均勻作研究。美國的Cains創(chuàng)建，能夠用聚氨酯泡沫塑料塊來測定微型生物，測定其群落的布局和功能參數(shù)，并且施行監(jiān)測預(yù)告的新方法。在中科院水生所沈韞芬鉆研員把PFU運用到生物監(jiān)測中，并且又使PFU法成為了我們國家生物監(jiān)測的標準方法之一。這種PFU法適合作為原生動物和藻類對水質(zhì)的檢測。這種方法能夠辨別水體是否存在機污染仍就是毒污染的特點。

然而，在尹福祥和楊立輝運用PFU法進行某印染廠印染廢水處理了監(jiān)測。最后結(jié)果表示，微型生物群落其布局參數(shù)及功能參數(shù)，都比較均勻地反應(yīng)污染廢水的凈化效應(yīng)。這種方法和以上介紹的生物監(jiān)測方法對比，這種PFU法由單一監(jiān)測布局的參數(shù)轉(zhuǎn)變成布局參數(shù)，又和功能參數(shù)同一時間候監(jiān)測，提升了生物監(jiān)測的結(jié)果捕獲能力，并使監(jiān)測結(jié)果更完整、精確、精密地評估環(huán)境狀況。如此表明，這種PFU法訊速及其精確監(jiān)測水質(zhì)的突變，經(jīng)過試驗。最終結(jié)果能夠預(yù)報受納系統(tǒng)環(huán)境質(zhì)量的形態(tài)和其變化過程。某些群集曲線突然大幅降落，表明了該點的水質(zhì)已經(jīng)發(fā)生了變化，應(yīng)該調(diào)查是否發(fā)生排放事故。因為潮汐流及環(huán)流的影響，這種PFU法運用于海水水質(zhì)監(jiān)測，不如在淡水監(jiān)測有效。BPFU法就是將兩塊聚氨酯泡沫的塑料塊裝到一個圓柱形塑料瓶去，塑料瓶要有四個裂縫。其作為保證聚氨酯的泡沫塑料塊沒有受到粗糙等條件的影響。同一時間，為了便于微生物群落注入聚氨酯泡沫塑料塊得到均勻衡狀態(tài)。這種BPFU法勝過PFU法監(jiān)測。海水生物的特點主要表現(xiàn)在：首先，取樣穩(wěn)定;其次，海水生物評估布局和功能精確;最后，即時，其定量性能夠保持水體積的穩(wěn)定特點。試驗最終結(jié)果表示，用BPFU法對海水生物進行監(jiān)測比PFU法更佳。

三、結(jié)語

當(dāng)前，國內(nèi)的水污染生物監(jiān)測方法和監(jiān)測物還在不斷更新，監(jiān)測的靈活度越來越高。用某些方法同樣能夠?qū)μ囟ǖ哪承┗蛘叨喾N污染物作出不同程度的監(jiān)測，污染程度高低同樣能夠明顯反映出來。但是，要完成傳統(tǒng)生物監(jiān)測方法沒法來完成的水體中種某些污染物質(zhì)的檢測，還需要共同努力。現(xiàn)在有一些水生生物監(jiān)測技術(shù)仍然難以確定水體中污染物的種類和含量，所以，應(yīng)該采納多種監(jiān)測方法進行綜合監(jiān)測，以保證監(jiān)測最終結(jié)果的精確性和完整等特點。

參考文獻

[1]許木啟.從浮游動物群落結(jié)構(gòu)與功能的變化看府河―白洋淀水體的自凈效果[J].水生生物學(xué)報，1996，20，（3）：212-220.

[2]張海波.淺談水污染的生物監(jiān)測[J].丹東師專學(xué)報，1998，20，（2）：67-68.

[3]羅岳平，李寧，湯光明.生物早期警報系統(tǒng)在水和廢水水質(zhì)評價中的應(yīng)用[J].重慶環(huán)境科學(xué)，2002，24，（1）：49-54.