生物監測及其在環境監測中的應用

石華東

（河北省廊坊環境監測中心 河北廊坊 065000）

引言

生物監測是從生物的角度，利用生物個體、種群與環境之間的關系，以及彼此之間的影響力來對環境污染狀況進行監測和評價的方法，是非常重要的環境監測手段。如果環境被污染，那么生物會做出相應反應，對這些生物反應進行分析能夠了解環境污染的真實情況，從而有針對性的進行治理。

1 生物監測在大氣污染監測中的應用

大氣污染問題一直以來都受到人們的極大關注。作為生物指示物，植物對大氣污染的反應更為靈敏，人們對于植物指示物的研究也更為深入。植物生長于固定的位置，若生長環境出現大氣污染，植物完全沒有躲避空間，在大氣監測當中具有極高的樣本采集價值。

這類監測中,常見的有二氧化氮、二氧化硫和氟化物等植物指示物。比如常見的二氧化氮指示物，如煙草、秋海棠、番茄等植物易受到此類污染傷害。被污染后，植物葉子上大多呈現葉脈間不規則傷斑，傷斑為白色、紅褐色或棕色，有時出現全葉點狀斑；常見的二氧化硫指示物有向日葵、萵苣以及水杉等，如果大氣中形成二氧化硫污染，那么此類植物的葉子會呈現大小不等、無分布規律的土黃色或紅棕色傷斑，幼葉不易受害；葡萄、杏和郁金香等則是有代表性的氟化物指示物，其生長在氟化物污染嚴重的環境中，葉子會出現紅褐色或淺褐色傷斑，傷斑多分布于葉尖和葉緣，幼葉易受害。根據這樣明顯的特性，生物監測在大氣污染監測中可以發揮顯著作用。

2 生物監測在土壤污染監測中的應用

通常來說，在對土壤污染進行監測時，選取的指示物可以是生活在土壤中的動物、扎根于土壤中的植物以及富含于土壤中的微生物。通過查看和分析土壤中的動物、植物與微生物的生長變化情況，來確定土壤受到的污染程度。

首先，可以通過研究動物的變化進行監測。蚯蚓是比較常見的動物，相對于其他物種，蚯蚓因為自身生長的特性對土壤中的污染物更加敏感，因而是土壤監測的最佳樣本。比如，重金屬是土壤污染的元兇之一，而蚯蚓對鎘元素含量的變化十分敏感。當土壤中鎘元素偏高時，蚯蚓會在較短的時間內出現異常反應，而蚯蚓的這一特性也是我們進行土壤環境監測的重要依據。同時，因蚯蚓體內具有的鎘物質與土壤中含有的鎘物質兩者在含量上大致相當[1]，完成樣本采集后，可以根據蚯蚓體內的鎘含量來判斷土壤的受污染程度。

此外，還可以利用觀測植物的方法進行監測。植物扎根于土壤，一旦土壤受到污染，必然會對植物的生長造成不良影響。當土壤受到污染時，植株形態會發生異常。研究發現，當土壤中Cu過量時，罌粟植株矮化；Ni過量時，白頭翁的花瓣變為無色；Mn過量時，植物葉片畸形、莖呈金黃色[2]。這些變化比較直觀、明顯。如果監測到樣本土壤上生長的植物出現了明顯的異常反應，那么可以判斷土壤受到了污染。

土壤具有微生物生存所需要的一切營養物質，它可為微生物提供最適宜的生活環境。微生物數量的多少受土壤中有機營養物質狀況的影響，而土壤自身的理化性能對微生物的代謝活動作用顯著。微生物對土壤中的重金屬、農藥等污染物反應敏感。通過分析對比污染物進入土壤前后的微生物種類、數量、生長狀況及生理變化等特征就可以監測土壤受污染的程度。

3 生物監測在水體污染監測中的應用

水是生命賴以生存的根本，水污染的監測和治理工作不容忽視。水生生物對水體污染的反應比較強烈，是水體污染監測常用的指示物。

微生物群落是水體中的重要組成部分，是常用的生物指示物。尤其是在工業廢水污染監測中使用較多，是比較經濟、準確的監測方法。監測時，將聚氨酯物質的泡沫塑料塊投入到水中，對水體中微生物進行收集，從而了解水體的受污染情況。這是普及度比較高的利用水中微生物群落進行生物監測的方法，可以通過對采集數據的分析，確定水體當中是否存在污染、確定污染源以及水體受污染程度。另據謝文斐等對沙溪三明河段的細菌、真菌、大腸菌群以及降解污染物的主要微生物進行研究，結果表明：各種微生物的數量變化與主要的有機污染物之間存在著顯著的相關性[3]。

魚類是另一種常見的水污染生物指示物。水體從強污染、中污染、弱污染到無污染，魚類的密度會隨著水體污染程度不同而發生變化。生活在河庫水體上層的魚類會因為水污染而遷移，這種遷移造成的魚類密度變化本身就可以作為水體污染程度的指標。又如鯽魚，若水環境出現污染，比如水體中的氯化鎘超標，則會使鯽魚的淋巴細胞DNA造成損傷等。為此可通過對鯽魚的生長狀態和組織功能以及細胞的分析，掌握水體污染的具體情況。

結語

綜上所述，利用生物監測對環境污染進行監測評價，與傳統方法相比另辟蹊徑，在環境監測當中發揮的作用日漸突出。生物監測具有長期性、經濟性、綜合性和非破壞性等優勢，可以滿足多變的環境監測需求，生物監測的發展必將促進環境監測水平的進一步提升。