生物监测技术在环境监测中的应用研究

吴珏缪真建杨金

摘要：近几年，生物监测技术从环境监测技术中脱颖而出，在环境监测中应用越来越广泛，生物监测技术就是根据生物个体或者它们的种群给环境带来的变化，这些变化可以根据生物学原理来判断环境的污染程度。本文主要阐述生物监测技术在环境监测中的主要有哪些方面的应用以及在环境监测中的发展前景。

关键词：环境监测；指示生物；生物监测

利用生物的基因、结构、种群或群落对环境污染或环境变化所产生的反应进行分析,从生物学的角度提供依据,称为生物监测。生物监测技术诞生于20世纪初,经历了一个从宏观生物水平到微观的细胞水平、基因水平等地逐步深化的过程。20世纪90年代,分子生物学和细胞生物学研究的迅速进步,以及信息科学技术的突飞猛进,生物监测技术进入了一个全新的发展时期。

1生物监测的内涵

生物监测的理论基础来自生态监测理论。污染物进入环境后,将对生态系统产生影响,引起系统原有结构和功能改变。在分子性能上,会激活或抑制酶活性,改变蛋白质的合成。在细胞结构上,会引起细胞膜的改变,破坏内质网、线粒体等。在表象上,会导致动物死亡,行为改变,或者抑制其生长发育与繁殖等。在植物表象上表现为生长速度变化,发育受阻,黄化及早熟等。在种群水平上的表象是引起种群数量或密度的改变,物种比例的变化,竞争关系和遗传基础的改变,引起群落中优势种群、数量、以及种群多样性的改变。

早期的微核试验,是以细胞中的微核数量为指标,监测污染物对染色体的损伤。环境中存在的污染物越多,诱发生物染色体的损害也越严重,其微核率也就越高。小白鼠血红细胞微核试验、蚕豆根尖细胞微核试验等都表明,污染因子引发染色体异常和微核率之间有较好的相关性。BC5试验(“鼠伤寒沙门氏菌”肝微粒体试验法)是目前最著名的一种常规监测方法,用于快速检测和筛选环境中致突变物和与致癌物。当环境诱变剂或经肝微粒体酶转化的诱变剂作用于鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺陷型系列菌株,使其发生突变,就能在不加生物素和组氨酸的培养基上生长,计数回复突变的菌落数来评价污染物的诱变力。20年来,用这一方法对数百种化学品进行了试验。结果表明,回复率与化学品的遗传毒性之间有较高的相关性。BC5试验成功地运用于多重金属、环芳烃、农药和各类污水或废水等多种污染物的遗传毒性检测。

2生物监测及其在环境监测中的实际应用

大气污染具体是指依据生物监测大气环境来对大气质量以及环境被污染的程度进行确定。在整个生物系中，大气污染最容易给植物的生存带来一定的威胁，植物由于自身具有在固定环境中生产的特点，使其没有办法避免受到有害物质的污染。其对于有害物质有着相对强的敏感性，因为生长位置比较固定，相对来说比较容易管理以及监测，生物监测在大气污染中的应用具体是通过采取植物作为监测样品。植物能够将大气对环境的污染程度全面的反应出来，比较常用在大气污染监测中的植物具体有以下几种：

（1）二氧化硫指示植物

二氧化硫指示植物具体是指利用水杉、杜仲、苔藓、落地松以及地衣等进行指示。一般情况下，受到污染的相对明显的症状是生长在叶子上的维管束出现伤斑并且呈现块状，同时也可以出现在叶子的边缘，症状主要表现为伤斑，颜色呈现土黄色或者红棕色。

（2）氟化物指示对象

氟化物指示对象具体是指利用梅、大蒜、唐昌蒲、郁金香、杏、金线草以及葡萄苔藓等植物进行指示。一般情况下，受到污染的相对比较明显的症状是叶子形状为尖形且叶面上存在伤斑，在叶脉上出现症状的比较少。通常情况下，伤斑属于红褐色或者浅褐。

（3）二氧化碳指示植物

二氧化碳指示植物具体是指利用烟草、番茄、柑橘、向日葵以及秋海棠等进行指示。一般情况下，受到污染的相对比较明显的症状是植物的叶脉上出现伤斑且呈现不规则的形式，颜色为黄褐色、棕色以及白色，同时也有可能在植物的叶子上出现伤斑并且呈现点状。

3水体污染的生物监测

（1）微型生物群落监测法

微型生物群是水体系统的重要部分，对水体污染有敏感的反应。最常用的方法是聚氨酯泡沫塑料块法，特点是将这种泡沫塑料块投入水体，收集其中的微型生物。基质的使用不受时间和空间的限制，相对于其它的生物群落法，具有快速、经济和准确等优点，也适用于工业废水的监测。

（2）指示生物法

指示生物法是最经典的水体污染的生物监测方法之一。利用对水环境中污染物敏感的生物种类的存在或缺失，来指示其所依赖的水体内污染物的存在状况。指示生物应具有生命周期长，活动范围固定等特点，便于持久地反映污染物对水体的综合影响。主要包括浮游动物、底栖动物、鱼类和着生生物。从分类地位看，无脊椎动物地应用最广泛。指示水体严重污染的生物包括颤蚓类、细长摇静裸藻、蚊幼虫、小颤藻等。指示水体中等污染的生物包括四角盘星藻、居栉水蚤、脆弱刚毛藻等。指示水体清洁的生物包括扁蜉、蜻蜓、田螺等。

4生物监测技术在环境监测中的发展前景

生物监测主要是利用是植物或者微生物等对环境监测，根据植物或者微生物的生理变化来判断环境污染程度，用来分析污染物的毒性对生物的影响。选取的指示生物具有对污染的敏感强，分布广泛等特点。现在的环境污染研究都是以人为基础对象，倘若找到的指示生物比较复杂，那么在研究过程中，指示生物的生理可能受到地域变化，环境变化等的影响，在监测过程中就会受到一定的影响。所以在生物监测的准确性快速性还需要进一步的研究，在科学技术的支持下，研究这些指示生物更全面。在生物监测技术上选取的指示生物不但受到污染物的影响，还会受到环境变化，地域的变化的影响，污染物对生物的群落结构数量都有影响，一旦进入污染物，指示生物的细胞会发生变化，造成畸形变化，所以应该在监测中选取标准性，应用科学来指导生物监测技术在环境监测中的发展。科学评价污染物的危害：污染物的毒性是不同的，有的对生物的反映快且毒性强，有的则反应很慢，有的需要很多生物联系在一起监测污染物的毒性，运用原来的监测方法很难准确的监测出污染物的毒理。在污染物的毒性上应该合理的进行科学评价。环境监测技术就是以人为本的研究技术，监测的环境生态系统具有很复杂，对生物多方面产生影响的特性，应用现在的技术很难解决难题，随着技术的发展，生物技术应该朝着绿色化，速度化，经济化方向发展。

5结论

随着技术的进步，越来越多的技术应用到环境的监测，生物监测技术却凭借着准确性经济性快速性等优点在环境监测中站住了“脚步”。现在在环境监测中，生物监测技术正作为一种新颖的技术应用在环境监测中，随着技术的进步，生物监测技术也越来越成熟，生物监测技术的应用对于人们研究环境污染，提高环境质量有着深远的意义。

参考文献:

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[2]本报记者.杨亚非.特约通讯员.刘辉.生物监测：现代水质监测的“利器”[N].人民长江报，2009年.

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