青島市生物監測現狀與應用研究

王艷玲 張曉紅 王明麗

（山東省青島生態環境監測中心，山東 青島266003）

生物監測是利用生物對環境中污染的物質的敏感性反應來判斷環境污染的一種手段，用來補充物理、化學分析方法的不足。特別是在水體呈現富營養化，存在發生水華現象時，生物監測是非常重要的一項監測內容。目前水華現象時有發生。水華是指水域中一些浮游生物暴發性繁殖引起水色異常的現象，水華的發生與水體的富營養化有直接的關系。水華發生時，水一般呈藍色或綠色，出現腥臭味的浮沫。淡水中“水華”造成的最大危害是飲用水源受到威脅，藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍藻“水華”的次生代謝產物MCRST 能損害肝臟，具有促癌效應，直接威脅人類的健康和生存。

青島市地處山東半島南部，為海濱丘陵城市，全市共有大小河流200 多條，均為季風區雨源型。大中型水庫20 多個，水庫多為降水補給。青島市為資源缺水型城市，水資源的保護更顯重要。20 世紀90 年代山東省青島生態環境監測中心（原青島市環境監測中心站）開始對青島市主要飲用水源地開展生物監測，對水源地的保護起到了積極的作用。

本文根據2019 年的監測資料對生物監測狀況和結果進行了分析，并對生物監測進行了展望，以期對水環境的管理有所裨益。

1 監測概況和監測結果

1.1 監測概況

2019 年共對三個主要水庫嶗山水庫、棘洪灘水庫和產芝水庫開展生物監測，監測項目主要為浮游植物和浮游動物，監測頻次為每季度一次。監測點位主要布設在水庫的入口和出口，嶗山水庫在中心區段也布設了點位。

1.2 監測結果

嶗山水庫位于嶗山風景區內，修建于1958 年，四周環山，中成盆底，是青島市重要的飲用水源地。2019 年嶗山水庫共檢出浮游植物8 門132 種，其中硅藻、綠藻和藍藻占總藻類數的81.1%。各監測月份種類數均值在60 種左右，其中10 月監測到的種類數最高。浮游植物各月份密度范圍為1.58～7.80×106個/升，年均值為4.39×106個/升。在優勢種方面，3 月為尖針桿藻和顆粒直鏈藻，5 月為衣藻屬，8 月為嚙噬隱藻和小膠鞘藻，10月為小膠鞘藻、尖針桿藻和尖尾藍隱藻。

棘洪灘水庫是人造堤壩平原水庫，是引黃濟青工程的唯一調蓄水庫，總庫容1.46 億立方米。2019 年棘洪灘水庫共檢出浮游植物7 門76 種，其中硅藻、綠藻和藍藻種數較多，占藻類總數的85.5%。各監測月份種類數均值為36 種，其中8 月最多。浮游植物密度年均值為1.81×106個/升，5 月密度最低，10 月最高。從優勢種來看，3 月為分歧錐囊藻，5 月尖針桿藻和游絲藻，8 月為嚙噬隱藻，10 月為柱孢藻。

產芝水庫位于青島萊西市。地處大沽河干流的中上游，興建于1958 年，是一座集防洪、灌溉、供水、養魚、旅游于一體的綜合性的國家大型水庫，是膠東半島第一大水庫。產芝水庫共檢出浮游植物8 門125 種，除10 月份僅檢出39 種外，其余月份均檢出60 種以上。種類組成上均為綠藻- 硅藻種類為主。浮游植物密度年均值為9.66×106個/升，3 月密度最高2.34×107個/升；5 月密度最低，為1.31×106個/升。從優勢種來看，3 月、5 月和8 月優勢種均為小膠鞘藻，10 月的優勢種為平裂藻和小膠鞘藻。

2 生物監測的意義

浮游植物監測在青島市水源地監測中發揮了重要作用[1]。浮游植物是水生生物資源的重要組成部分。水環境的變化會導致浮游植物的數量和群落結構發生相應的變化，因此利用浮游植物對外界環境的靈敏反應來檢查水體變化。2007 年秋季青島市嶗山水庫出水口曾發生過小范圍的水華，2008 年對水庫開展了每月一次的跟蹤監測。2008 年夏季青島市委黨校內的寧德湖水體呈現棕紅色，監測結果發現水體中藍藻數量達到16560493 個/L，且以藍藻占絕對優勢。通過對浮游植物的監測，為飲用水源地的水質保護和“水華”災害預警提供了有價值的基礎資料。

3 生物監測發展建議

青島市淡水生物監測工作已經發展了20 幾年，積累了一定的工作經驗，培養了監測技術人員，為當地的水資源保護起到了積極的作用。但是生物監測工作并沒有全面展開，在為環境管理服務方面還需要進一步的拓展。

3.1 生物監測的應用

青島市水源地的生物監測具備了一定的基礎，海水和淡水中微生物群落的監測已經開展。利用多管發酵法開展了水中總大腸菌群和糞大腸菌群的監測分析。水生生物的“生物群落法”項目適用于河流、湖泊、水庫水體環境的監測，監測頻次每年不少于兩次。青島市利用水生生物群落監測法對飲用水源地開展了監測。指示生物法是最為經典的方法，通過這種方法分析水體中有沒有敏感污染物，科學分析水體資源中污染物的具體情況。

指示生物的活動地點是不變的，有著很長的生命周期，因此能夠將水體中的污染情況全面的反映出來。

底棲動物在水環境監測中有著非常重要的作用。底棲動物是指棲息生活在水體底部淤泥內或石塊、礫石的表面或其間隙中，以及附著在水生生物之間的、肉眼可見的水生無脊椎動物。底棲動物包括水生昆蟲、軟體動物、水棲寡毛類、線蟲、水蛭和鉤蝦等大類。水體受污染后，生物的種類和數量發生變化，底棲動物可以穩定的反映這種變化，因此可以用其群落結構的變化來偵察和評價污染。一般正常情況下，比較清潔的水體中分布的底棲動物種類多、個體數量相對少，污水水體（嚴重污染除外）中分布的底棲動物種類少、個體數量相對多。

3.2 生物監測領域

生物監測在水環境監測方面已經得到了廣泛的應用[2]。土壤中和空氣中生物監測的應用尚需要進一步拓展。空氣污染生物監測，主要是基于生物對空氣污染的不同反應，并從反應中識別有害氣體的成分或是含量，并以此來獲得空氣質量狀況。一般來講，空氣污染的生物監測主要是通過動物與植物監測來來進行。利用指示植物監測大氣污染，主要是根據各種植物在大氣污染的環境中葉片上出現的傷害癥狀，對大氣污染作出定性和定量的判斷。測定植物體內污染物的含量，估測大氣污染狀況。空氣污染一直是人們保護環境所重點研究的對象，利用生物監測可以有效的對空氣污染進行有效的評估。但是就目前而言，利用生物來對空氣污染進行監測還處于開拓階段。

土壤是地球表面的一層疏松的物質，由各種顆粒狀礦物質、有機物質、水分、空氣、微生物等組成，能生長植物。土壤監測的指示生物是在一定土壤條件下生存，對土壤環境質量的變化反應敏感而被用來監測和評價土壤污染狀況的生物。植物可對污染物產生各種反應，主要有：產生可見癥狀,如葉片上出現傷斑；生理代謝異常,由于吸收污染物質,使植物體中的某些成分相對于正常情況發生變化等。也利用生活在土壤表層的小型節肢動物甲螨,在各類環境中個體數量、種群結構的變化，來檢測土壤污染的性質及程度，對土壤環境質量進行監測和評價。也可以利用微生物群落的變化來了解土壤受到微生物的污染程度。