试论环境监测中生物监测技术的应用

王玉民

摘要：分析了生物監测技术的主要优点，阐述了生物监测技术在环境监测中的实际应用，提出了未来我国环境监测发展的主要方向与趋势，旨在通过科学化、自动化监测技术的应用，促进我国环境保护事业的快速发展。

关键词：环境监测； 生物监测技术； 应用

中图分类号：X835

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）20011602

1引言

随着现代科学技术的发展，生物监测技术的应用范围不断拓展，作为一种创新型的科学技术手段，生物监测技术在环境监测中发挥着重要的作用。生物监测技术具有无污染、无破坏性及长期性等特征，其在现代环境检测中发挥着重要的作用。

2生物监测技术概述

生物监测从生物学的角度出发，通过分析生物个体、组分、种群及群落对环境污染或环境变化的反应，进行环境质量的监测及评价。现代社会经济的快速发展及人口的加剧，造成了严重的环境问题，由于环境污染形式具有多样化的特征，相关工作人员应采用科学的监测技术，将生物监测技术应用于环境污染的分析，其具有以下的优点。

2.1长期性

生物监测技术中的理化检测属于典型的定期采样，其检测结果只局限于采样期间的实际情况，生物体生活于环境之中，其可准确的反应一定时期内环境的变化情况，因此，其也可以反应区域内环境污染的实际情况。

2.2综合性

由于造成环境污染的原因是多方面的，各种污染源间相互作用，不断的加剧着现代环境问题的恶化，在传统的理化监测方式下，其主要通过分析不同成分的类别及含量实现环境的监测，但随着环境问题的恶化，多种污染源、多种暴露途径方式下的环境监测需要检测人员进行评价监测。生物监测技术可有效的反应环境中的多种污染物、多种因子成分的综合作用，通过累积风险评价，有效的实现污染物环境总量的控制。

2.3富集性

生物监测技术应用于负极污染物的检测中，由于处于特定生态系统中的生物，其食物链集中反映了微量污染物产生的富集效应，技术人员在食物链终端进行监测，可有效的检测到污染物的浓度。

2.4灵敏性

现代生物监测技术具有一定的灵敏度，部分精密仪器检测过程中无法发现的污染物，可通过生物对其的反应得以检测出来，生物所受到的危害效应集中反映了区域内的早期污染问题，这提高了环境监测的灵敏度，便于人们早期预警。

3环境检测中生物监测技术的应用及未来环境监测的发展趋势

3.1环境检测中生物监测技术的应用

3.1.1土壤污染监测中生物技术的应用

土壤动物在土壤养分循环、有机质分解及改善土壤结构等方面发挥着重要的作用，其中，土壤中的无脊椎动物，其具有较强的繁殖能力，分布范围广泛，直接暴露于土壤中，其与土壤直接接触的面积较大，此类动物的生命活动及代谢集中反映了土壤状况，可作为土壤污染的重要指示生物。研究表明，土壤受到一定的污染后，生长在其上的各种植物会发生一定的变化，部分植物随着土壤变化，其叶片上会出现伤斑，同时，植物的蒸腾率降低，呼吸作用加剧，使其生长发育将受到一定的限制，部分植物吸收污染物质，其中的部分成分与正常情况下相比较会发生一定的改变。因此土壤植物检测可有效的反应土壤污染的实际情况。在土壤微生物监测中，作为土壤中最关键的功能要素，土壤受到污染后，生长在其上的微生物群落会发生一定的变化，其在评估土壤质量方面具有显著的效果。例如，在石油污染后土壤微生物群落分布特性及结构变化的研究中，研究人员主要探究了典型油田区石油污染后微生物群落的结构特征，分析微生物分布群落及污染水平间的关系，得出结论，土壤中石油污染的差异是造成微生物群落结构及相似度发生差异的关键因素。结果显示，土壤污染的程度越重，微生物群落均匀度指数降低的深度更加明显，当菌属分布不均匀时，土壤微生物群落结构及种属污染胁迫间存在分异现象。

3.1.2大气污染中生物监测技术的应用

通常所述的大气污染物主要是指SO2、氮氧化物、HF、H2S等，生物监测技术应用于大气污染监测中，应用较为成熟与广泛的是植物监测，通常显著的指示植物主要有苔藓、地衣及高等植物。多数植物对大气污染具有一定的敏感度，当植物暴露在污染的大气中时，植物自身会发生显著的变化，植物的性状、繁殖能力及生长代谢等会发生显著的变化。高等植物蒸腾速率、细胞膜渗透力、净光合速率、气孔导电、电子传递速率及植物细胞液中的质体及线粒体等均会发生显著的变化，植物生长于污染后的环境中，在长期的微光相应积累下，其变化将通过一定的宏观响应表现出来。随着生物监测技术的发展，技术人员已经筛选出了多种敏感植物，来指示不同的大气污染物，指示植物检测法及植物群落监测法可有效的进行大气污染的监测。苔藓植物及地衣植物具有显著的敏感性，其生理特征及形态较为独特，对空气污染的反应较为敏感，其在城市监测及区域环境质量变化中发挥着重要的作用。在偏远地区大气持久性有机污染物状态的变化监测中，苔藓及地衣等发挥着重要的作用。在大气重金属污染的监测中，苔藓植物体内的重金属含量可有效的反应空气质量变化及空气中重金属污染的实际程度。

3.1.3水体污染中生物监测技术的应用

在水体污染监测中，生物监测技术发挥了重要的作用。在区域水环境内，水环境与生物群落间相互作用，维持着一种动态平衡的关系。部分外来物质进入水环境后，生态系统中的生物种群的数量、结构及生理指标等均会发生显著的变化，依据生物监测指示物及检测对象的不同，水体污染监测中的生物检测主要有3种，其中，微生物群落监测法为应用较早的生物监测方法，其常采用的方法为聚氨酯泡沫塑料块法（PFU），常利用的微型生物主要有原生动物、藻类、线虫、甲壳虫及轮虫等。利用PFU法可有效的得到原生动物群集的过程，一般微生物的群集速度随着生物种类的增加而减少，将生物集群速度与种类数交叉点视为种树的平衡点。水体污染会影响生物集群的速度及平衡点，污染的程度不同，生物集群的种类及速度也不同，因此，该方法可有效的监测区域水环境质量的变化情况。微生物群落监测法中，数学分析具有重要的作用，计算机应用的发展及数学分析的应用，有效的揭示了生物群落的变化规律，提高了生物群落监测法的准确率。随着现代生物学技术的发展，生物毒性试验方法在水体污染监测中逐步的兴起，DNA、RNA、组织器官、酶、海藻、细菌、浮游生物、底栖软体动物及鱼等为主要的生物毒性试验方法，在水体环境污染中，急性毒性实验为确定浓度-效应曲线的常用方法。主要包括藻类急性毒性试验、鱼类毒性试验、发光细菌的急性毒性试验、水蚤类急性毒性试验、种子发芽及根生长的毒性试验，采用细菌进行的毒性试验主要集中在细菌发光、呼吸抑制及生长、酶活性变化等方面。在生物技术的发展过沉中，部分新的分子工具介入生物监测技术中，PCR技术、基因工程技术、DNA探针技术、酶蛋白标志、生物传感器及免疫检测技术等逐渐的应用于水体污染的监测中，有效的提高了环境监测的灵敏度，具有良好的警示作用。endprint

3.2未来环境监测技术的发展趋势

随着技术的进步，环境监测技术由早期的被动监测发展为目前的主动监测及自动检测阶段，有效的提高了环境监测的准确度。早期的环境监测主要是在环境污染事故发生后，通过分析污染成分、污染含量等进行环境的被动监测，随着技术的发展，人们逐渐的认识到影响环境变化的因素不仅包括化学因素，还包括生物及物理因素，各种因素间相互作用、相互影响共同作用于环境。随着遥感、遥测技术的发展，生态监测、在线监测及立体监测等在预测环境质量、观察污染程度及污染指标等方面发挥着重要的作用。随着现代技术的进步，许多新的技术在环境监测中被广泛的应用，遥感、遥测技术，电感耦合等离子体原子发射光谱法应用于无机污染物监测，GC-MS、IC技术应用于有机污染物监测等，提高了现代环境监测的准确度。

随着技术的进步，未来环境监测将发展为连续化、大型化的自动监测系统，研究人员将不断地研究小型便携、简易快速的检测设备，积极地应对突发性污染事故，通过建立环境监测体系，建立完善的检测工作标准，促进我国环保事业的科学发展。

4结语

环境监测是我国环保事业科学发展的基础与关键环节，生物监测技术应用于现代环境监测，通过观察环境变化引起的生物种群及结构变化，同时加强环境监测技术水平，不断的创新监督体系及管理体系，才能实现我国环境保护工作的科学化发展。

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