水環(huán)境監(jiān)測中的生物監(jiān)測運(yùn)用

劉慧慧

摘? 要：作為人們賴以生存的根本，水資源短缺問題產(chǎn)生的根本原因在于水源的污染與破壞，為此要想從根本上實(shí)現(xiàn)國家可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，做好水環(huán)境監(jiān)測作業(yè)是極為必要的，而經(jīng)過科研工作者不斷地探索實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)將生物監(jiān)測方式實(shí)踐于水環(huán)境監(jiān)測中，從某方面而言不僅能有效地提高監(jiān)測質(zhì)量和監(jiān)測效率，與此同時(shí)在可持續(xù)性反映水環(huán)境污染變化中也發(fā)揮了顯著優(yōu)勢。鑒于此，本文主要基于生物監(jiān)測原理和特點(diǎn)，對其具體應(yīng)用方式進(jìn)行了全面探析。

關(guān)鍵詞：水環(huán)境監(jiān)測;生物監(jiān)測;監(jiān)測原理;監(jiān)測手段

一、生物監(jiān)測在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用原理和特征

簡單來講，所謂的“水環(huán)境監(jiān)測”是指在工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程不斷發(fā)展、水資源不斷被破壞的當(dāng)代社會(huì)，相關(guān)部門為實(shí)時(shí)掌握水環(huán)境質(zhì)量變化，而定期、連續(xù)對水資源進(jìn)行監(jiān)測、觀察的一種作業(yè)模式，是水環(huán)境污染防治的重要基礎(chǔ)依據(jù)，至于“生物監(jiān)測”則指的是通過利用活著的生物體來測定污染物對周遭環(huán)境的影響。

從某方面而言，生物與環(huán)境是相互作用和相互影響的，兩者的統(tǒng)一性和協(xié)同進(jìn)化是環(huán)境質(zhì)量生物監(jiān)測的生物學(xué)基礎(chǔ)。與瞬時(shí)性特征顯著的理化監(jiān)測相比，生物監(jiān)測是近年來為提高監(jiān)測科學(xué)性、精準(zhǔn)度以及有效性，相關(guān)部門而研發(fā)的一種現(xiàn)代化監(jiān)測手段，除了具有監(jiān)測速度快、監(jiān)測方法簡單以及時(shí)效性、綜合性、靈敏性及直觀性等特點(diǎn)外，這種現(xiàn)代化監(jiān)測方式還具有如下特征，即一定區(qū)域內(nèi)生物監(jiān)測可長期、持續(xù)反映出生物污染狀況，生物監(jiān)測可有效地監(jiān)測某些連精密儀器都無法監(jiān)測的微量污染物，生物監(jiān)測可有直觀、有效地反映出各種污染物對水環(huán)境的綜合性影響以及生物監(jiān)測可有效、客觀地反映出水體質(zhì)量。

二、生物監(jiān)測在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

（一）發(fā)光細(xì)菌監(jiān)測法應(yīng)用概述

在水環(huán)境監(jiān)測過程中，發(fā)光細(xì)菌是監(jiān)測方法中一種常見的生物監(jiān)測方式，與其它生物監(jiān)測方法相比，能廣泛地應(yīng)用于各種水環(huán)境監(jiān)測中，而就目前來看，這種監(jiān)測方式常用于生活用水水源監(jiān)測，在保障生活用水安全方面發(fā)揮了顯著優(yōu)勢。

發(fā)光細(xì)菌監(jiān)測其實(shí)簡單而言，就是利用不同污染物遺傳毒性、細(xì)胞發(fā)光特征不同為依據(jù)，而后借助相關(guān)的毒性檢測設(shè)備和監(jiān)測儀器，及時(shí)、快速地了解污染物種類，推算出污染物數(shù)量，具有簡單、快速且準(zhǔn)確的特征。隨著近年來科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，紫外線、熒光等技術(shù)與發(fā)光細(xì)菌監(jiān)測手段相結(jié)合，不僅能有效地監(jiān)測出水環(huán)境中大部分毒害物質(zhì)，此外還能從根本上提高監(jiān)測效率和監(jiān)測質(zhì)量，具體而言這種技術(shù)的監(jiān)測過程如下“發(fā)光菌的培育和保護(hù)（固定化的發(fā)光細(xì)菌處于休眠，要在-20℃儲(chǔ)存，在每進(jìn)行一次水樣檢測之后，需要再實(shí)施一次質(zhì)控樣品檢測，其相對發(fā)光度≤ 75%）——在線集成（設(shè)備融入到水源地水質(zhì)自動(dòng)檢測系統(tǒng)中，受到上位機(jī)的管理，可以達(dá)到全天 24 h 的全面監(jiān)察，通過組網(wǎng)可以達(dá)到遠(yuǎn)程操控、實(shí)時(shí)檢測設(shè)備操作情況以及問題判斷等目的）——監(jiān)測結(jié)果分析（監(jiān)測結(jié)果主要分為兩方面，一是毒物測試。在實(shí)際發(fā)展中，對不同濃度的毒物實(shí)施測試，明確其中蘊(yùn)含的相對發(fā)光度;二是生物毒性和常規(guī)檢測標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)性。在實(shí)際監(jiān)測過程中，對常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)中的生物毒性與電導(dǎo)率實(shí)施測量信息數(shù)據(jù)的整合研究）。”

（二）生物行為反應(yīng)監(jiān)測法應(yīng)用概述

眾所周知，當(dāng)生物受到外界的某些刺激時(shí)，會(huì)做出應(yīng)激反應(yīng)，而此時(shí)相關(guān)部門工作人員可根據(jù)生物行為，了解水體的污染程度以及污染物安全濃度，從而對后期水源防治做出科學(xué)依據(jù)。相比于其它生物監(jiān)測方式，生物行為反應(yīng)監(jiān)測法的應(yīng)用，可有效地了解水體中的污染物濃度和污染源種類，最終為后期各項(xiàng)防護(hù)作業(yè)的順利實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。

在生物行為反應(yīng)監(jiān)測法應(yīng)用過程中，不同的生物類型對于外界刺激所做出的趨利避害行為以及生理機(jī)能變化不盡相同，而為從根本上確保監(jiān)測的科學(xué)性、合理性和規(guī)范性，相關(guān)部門工作人員需明確了解不同生物應(yīng)激反應(yīng)，從而為后期生物防治提供有效數(shù)據(jù)。就目前來看，在進(jìn)行水環(huán)境監(jiān)測中，常用的生物也具有多樣性，即藻類（藻類生長代謝過程中對營養(yǎng)鹽的需求和反應(yīng)是不同的，因而可以通過監(jiān)測水體中藻類的種類、豐度或化學(xué)組成判斷水體的綜合水質(zhì)狀況）、原生生物（原生動(dòng)物通過對有機(jī)顆粒物、細(xì)菌和藻類的攝食和吸收，直接將能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化;也可通過攝食作用，刺激藻類和細(xì)菌的生長、促進(jìn)有機(jī)物的分解、加速水體中物質(zhì)循環(huán)與能量轉(zhuǎn)換）、底棲生物、兩棲生物（兩棲動(dòng)物具有特殊的生理學(xué)特性皮膚呼吸，故皮膚的滲透性很強(qiáng)，因此，對水污染的反應(yīng)極為敏感，是監(jiān)測環(huán)境因子變化極好的指示物種）以及魚類都是常用的生物種類，譬如在淡水環(huán)境監(jiān)測過程中，由于斑馬魚與人類基因有著較高的相似性，故而為反映水體污染對人體的危害，相關(guān)部門可利用斑馬魚作為監(jiān)測對象，對水體內(nèi)污染程度以及水源安全度做出合理化、科學(xué)化監(jiān)測，充分且全面了解水環(huán)境中的污染狀況。

（三）生物測試法應(yīng)用概述

就目前來看，在生物監(jiān)測實(shí)踐過程中，生物測試是一種常見且應(yīng)用十分普遍的測試方式，具體而言它主要就是利用生物反應(yīng)來測定一種或多種污染物存在時(shí)所產(chǎn)生的環(huán)境危害，與生物行為監(jiān)測法相比，這種監(jiān)測方式主要是在明確了解水體污染物和污染程度的基礎(chǔ)上，獲得污染物的毒性大小，以及對于人體所產(chǎn)生的危害，主要用于對污染源的監(jiān)測，生物監(jiān)測中的生物測試方案包含兩點(diǎn)內(nèi)容，一是監(jiān)測水中多樣化植物營養(yǎng)素和生長素對實(shí)際環(huán)境變化產(chǎn)生的影響，二是明確被不同程度的污染源影響后的水質(zhì)對各種生物產(chǎn)生的毒害反應(yīng)。生物測試分為兩部分，即靜水式生物測試和流水式生物測試，具體而言就是有關(guān)部門工作人員可將檢測生物暴露在不同濃度的受試物當(dāng)中，根據(jù)它們的應(yīng)急行為構(gòu)建“濃度-效應(yīng)”曲線圖，以此來反映出污染物的毒性。

三、結(jié)語

概而言之，隨著近年來人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，如何改善當(dāng)前生態(tài)環(huán)境成為了現(xiàn)階段國家有關(guān)部門的核心發(fā)展方向，而在環(huán)境監(jiān)測全過程質(zhì)量管理中，水環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量和效率更受到了各界的高度關(guān)注，而為從根本上彌補(bǔ)傳統(tǒng)理論監(jiān)測的不足，將生物監(jiān)測實(shí)踐于水環(huán)境監(jiān)測中是極為必要的，是物化監(jiān)測的良好補(bǔ)充，但縱觀在當(dāng)前實(shí)踐過程中，雖然這種現(xiàn)代化監(jiān)測方式取得了一定的顯著成效，但仍存在生物監(jiān)測數(shù)據(jù)可比性差、專業(yè)性生物監(jiān)測機(jī)構(gòu)少、重要而又敏感功能指標(biāo)缺乏等問題，為此國家有關(guān)機(jī)構(gòu)和相關(guān)部門需將生物監(jiān)測方法與理化檢測方法進(jìn)行有機(jī)集合，以此為水環(huán)境治理提供可靠依據(jù)。