江河水環境污水監測中生物監測的應用探討

清遠市錦誠水質檢測有限公司 胡騰一

水環境是由洼水、地下水及地表水等水資源組成，人為引起的工業污染或化學元素引起土壤變質等，皆會對水資源產生一定的影響。水環境可能會因單個水資源污染而受到影響，同時也會因多個水資源綜合污染產生變異。在江河水環境污水檢測中，有必要綜合監測水環境整體情況，切忌僅對部分水源展開監測。通過綜合優化水環境管理工作，逐步消除江河水環境污染情況，為人們提供健康的水源。

一、生物監測概念

自然界中，環境與生物間的聯系相當緊密，而生物監測則是以環境與生物間的關系為根據對環境污染展開判斷的方法。一般情況下，該方法由兩大類組成，一是自然界中一旦出現環境污染的情況就會造成特定生物大面積繁殖或死亡，而技術人員以此類現象為根據，通過相關設備的運用全面、深入地檢測污染物種類，對其受污染程度展開分析[1]；二是環境中各生物間由于外在因素的影響而出現失衡的情況，造成部分生物大面積生長或死亡的情況，而技術人員以此類現象為根據，檢測水污染種類，對其受污染程度展開分析。

二、生物監測技術機制

水環境中有著種類豐富的生物體，如微生物類、藻類及魚類等動植物，且部分水域還存在浮游生物。由于水域的不同，其內生物種類也會有差別，然而立足于總體來看，水環境與水生物間有相互依存的關系存在，一旦水環境出現變化勢必會影響水生物的繁殖或遷移等。當水環境出現污染，且此類污染物被水生物吸收后，通過食物鏈的形式會向人體傳輸，由此威脅人體健康。

為了化解水環境污染嚴重的問題、緩解不利影響，就必須做好水環境質量監測，引入生物監測技術快速監測分析水生物變化，準確檢測水生物體內累積的污染物含量及種類。傳統水環境污染監測中，不僅耗時長、投資高，且僅限于一種污染物的檢測[2]。而生物檢測技術能快速、準確且完整地反映水環境中污染物情況，同時無需投入過多的成本。然而，應用該技術時同樣有不足與缺陷存在，例如難以精確計算污染濃度數值、系統性監測標準欠缺、無法實現環境因素及污染物因素具體影響的準確區分。

三、生物監測水污染方法

（一）生物毒性實驗

生物毒性試驗由流水式與靜水式等兩類試驗組成，主要是環境受污染后其內生存的生物生理機能受毒害物質的影響產生的變化為根據展開測試。生物毒性試驗中，能獲取污染物質何種條件下達到最強毒害、污染物質毒性主要是什么等信息[3]。通過該試驗的開展，能對水環境污染源展開準確分析，同時可為污染毒害的改變提供有力的依據。此外，通過該試驗的開展，在制定污染物排放規范時亦可體現出豐厚的價值作用。

（二）生物群落檢測法

該方法在收集水體中微型生物群落的前提下，通過測評群落結構及相關參數，并在此基礎上展開水環境質量的分析。通過該方法的應用，能準確完成微生物群落受化學物質及工業廢水污染毒性程度的分析，并以此為根據準確進行水環境污染綜合指標的判斷。

（三）水生生物法

該方法是在檢測水生物殘毒的前提下判定水環境質量。水環境一旦受污染，特別是帶有重金屬、農藥或放射性物質等，通過常規監測方法很難取得可有效檢測結果。而水生物富集能力較強，根據這一能力來監測水環境污染狀況，能獲取準確性極高的結果。

（四）指示生物監測方法

指示生物表示能夠指示特定環境特征的植物或生物，依托指示生物監測水環境時，能將污染綜合效應反映，是檢測水環境污染的一種主要手段。以水環境中敏感污染物的生物數量變化及缺失指標為根據，對水環境污染物種類及分解程度展開準確判斷。魚類、浮游生物等都屬于指示生物。

四、江河水環境污水監測中生物監測的應用

（一）聚合酶鏈式反應技術（PGR技術）的應用

該技術能夠打破傳統水環境微生物監測技術的局限性，同時能消除以往培養監測微生物方式受到的約束，能夠有效克隆重要微生物的DNA[4]，而該技術憑借這一系列特點及優勢，目前已被廣泛應用于水環境監測中。江河水環境污水中應用此項技術時，在整合高溫條件下體外DNA的基礎上將其轉化為單鏈，一定溫度條件下引物與單鏈間會有堿基互補配對的情形出現。緊接著，調整溫度數值使其與DNA聚合酶反應相適應，此時DNA聚合酶會以磷酸至五碳糖的方向進行互補，互補鏈由此形成。應用聚合酶鏈式反應技術建立在聚合酶制造的基礎上，其中溫度控制是至關重要的內容，所以應用中通過溫度變性與重復性控制等方式即可有效控制微生物DNA合成，并有效檢測各類微生物。表1呈現了此項技術應用時的溫控情況。

表1 應用PGR技術時的溫控情況

（二）生物傳感技術的應用

此項技術是通過對生物物質敏感性極高的檢測儀器的應用，轉變水體中微生物濃度值為電信號。生物傳感器是此項技術實際應用中的核心所在，其識別元件由信號放大裝置、理化換能器及微生物性能識別元件等組成，其功能主要體現在接收和轉換監測的微生物信號。該傳感器可固定在生物體部分器官或功能中，能夠有效檢測微生物[5]。在應用了該技術之后，能進一步簡化以往水環境污染監測的工作步驟，可為水環境污染處理中有序操作相關設備提供保障，可推薦江河水環境污水的妥善治理。

（三）動物監測方法的應用

兩棲動物及底棲動物等動物，在江河水環境污染監測中可作為生物監測指示生物，以水體中動物數量變化、消失等生存現狀為根據，對環境污水情況展開監測和判斷。底棲動物水質評價中，可供選擇的參數有很多，如群落多樣性指數、Saprobic指數及BI指數等，其中歐美國家已實現了Saprobic指數及BI指數的成熟應用，且發展為水質生物重要評價方法。實際檢測中，以兩棲類動物生理及行為指標為根據對水體情況進行檢測，尤其是兩棲動物發育中較為敏感環境因子的變化，此時能完成水體污染情況的準確反映。例如，鯽魚具有較強適應性，且廣泛分布于我國多個地區范圍，江河水環境中二氯苯酚濃度下降后，會影響鯽魚肝臟中抗氧化系統，同時水環境中氯化鉻濃度與鯽魚淋巴細胞DNA損失程度間有直接關系存在。底棲動物生活史較長、體形大，廣泛分布于江河水環境中，主要由軟體動物、水生昆蟲、甲殼動物及淡水寡毛等四類組成。目前有關江河水環境污水監測工作中，引入河蜆作為指示生物時，水環境中汞含量與其體內汞含量間的關系密切，能將江河水環境污水實際情況準確反映。

（四）發光細菌監測技術

江河水環境污水監測中應用發光監測技術時，通常由兩部分組成：一是測定水質狀況。我國江河水環境普遍有污染存在，依托簡單污染監測指標及技術很難獲取理想的監測成果。所以，為了實現江河水環境污水實際狀態的有效監測，并綜合評價其毒性，同時正確呈現水環境污染負荷及其生物學效應關系，有必要在生物毒性檢測中引入此技術；二是測定江河水環境內排入的工業廢水毒性[6]。當江河水環境內含有工業廢水且達到一定程度的污染后，必然會導致水生物中毒，引起代謝紊亂、行為異常甚至死亡等現象。而在檢測此類水體污染狀況時，通過該技術的運用，能夠逐一明確水體中有毒污染物種類、具體毒性及各物質間的相互作用，夯實后續水環境治理工作的基礎。

（五）藻類生物監測應用

江河水環境中，基本都存在著藻類，且該生物屬于分布最廣泛地一種，引起攜帶的微生物相當豐富，因此可作為生物檢測的載體。營養鹽和重金屬是藻類吸收的主要物質來源，而這兩類物質會受水資源的大幅影響，以該影響為根據即可完成水環境污染情況的準確判斷。同時，營養鹽會對水資源鹽堿度構成一定影響，且此類物質密切關聯著地表及土質等因素，殘留于水面的有毒物質會引起重金屬。通過監測藻類吸收程度，根據藻類實際吸收程度能夠準確判斷兩種物質數量的變化情況，進而完成水環境污染狀況的檢測。藻類生物監測方法的應用相當簡單且快捷，能夠廣泛應用于各類江河水環境污水監測中，在有效監測水環境中藻類數量的基礎上，結合數學統計方法處理獲取的信息得到分布指數后，根據獲取的數據有效分析水體污染程度，精確性極高。

五、結語

綜上所述，江河水環境污染監測中，通過生物監測的應用，能發揮顯著的作用及價值，能夠及時發現江河水環境污染情況，準確判定污染物組成及程度，為后續治理工作的開展提供真實有效的數據。在實踐應用生物監測的過程中，通過原生生物、藻類生物、魚類生物及兩棲動物等對目標展開監測，不僅監測效率及質量高，且能獲取極高的靈敏性，能保障江河水環境的健康可持續發展。