分析环境质量评价中的生物指示与生物监测

山东省济宁生态环境监测中心 贾瑞，郭滕，胡腾飞

生物环境的建设中，人为因素和自然因素都会干扰生物环境的正常建设，生物对环境变化产生的影响以环境信息为主，依托观测生物的过程统计环境变化趋势。

生物科学的发展阶段，经历了观测生物学阶段、环境科学兴起阶段和生态学融合阶段，把持续建设视作基本目标，重点强调生物技术的创新和应用。在环境质量的保障上，相关人员应充分地研究质量评价，引进生物指示与生物监测的模式，不断提高环境质量保障效率。

一、环境质量评价概述

我国人民经济水平日益发展，得到物质生活的满足之后，人们更多地关注生活品质提高，因此对环境质量进行评价是十分重要的。所谓的环境质量评价，就是按照对应的标准研究环境质量，整体上对区域环境质量进行评估。

环境质量评价的最终结果可以真切地凸显区域环境污染趋势，给环境的整体防治带来切合实际的参考依据。划分区域的环境质量评价能够具体地明确区域环境特征，重点研究工业区可能对附近居民生活环境带来的影响，科学地对工业区域布局进行优化与整合，全方位提高环境污染防治的效率[1]。除此之外，环境质量评价主要是给居民提供生存的良好环境，促进土地资源的有效规划，调整人们生存环境的质量。环境质量的评价是环保工作进行的基本条件，以环境质量评价为基准给环保工作决策带来参考，若环境污染的现象比较严重，相关人员应全方位研究环境污染的影响因素，明确切合实际的防治方案。

二、在环境质量评价中引进生物指示以及生物监测的价值

所谓生物指示，即对生物体系的繁琐过程进行整理，生物指示物的相关反应可以通过生物环境变化的机制加以响应[2]。所以生物指示和生物监测都是可以作用在生态系统长时间变化趋势预测上的，还可能对不同区域的环境效应差异加以统计。相关资料显示，生物指示以及生物监测，关键目标是对有害物质进行预测，起到避免生态平衡被破坏的作用，还需要对潜在的毒性进行判断，不要出现更为严重的后果。

生物指示以及生物监测，到目前为止，尚未在国际学术中被统一化定义。根据前阶段的理论研究，可以初步了解生物指示物和生物监测的基本范畴。生物指示物：涉及附近环境的诸多生物，尤其是生物群落，检测物即生物指示物，可生物指示物并不能全方位地达到生物监测标准。生物监测物：实验室之中对生物监测物进行培养，促使其按照稳定的生长形态存在，完全暴露在野外环境中，统计和记录附近外源物质的特征与性能。被动化监测物：作用在自然环境中记录自然条件的生物。

累积性监测物：在附近环境中积累相关元素的一类生物。效应监测物：生物在暴露了相关的化学物质的前提下，生成特殊化的响应，相关响应涉及形态结构、生物代谢流程和组织细胞结构等[3]。

与此同时，生物指示以及生物监测，能够从某种层面上对生态系统的具体退化程度进行记载，所以生物指示物分析要得到诸多信息。第一个信息是简单整体的情况、第二个信息是高度特殊的情况。在获取信息阶段，应保持持续化监测的操作，在某个监测定位点中对种群以及生态系统的质量进行统计，并且研究测试关键因子，组建专业化的委员会拟定行之有效的监测模式，尤其是开展科学的推理分析和裁决分析。换言之，生物给予污染物产生的敏感度无法充当指示物的关键条件，因为污染物的敏感度指数比较高可能降低生物种群的组成密度，这样物种之间很容易出现竞争关系，所以单一化生物指示物并不能对生态系统中某个污染物的综合生态效应起到全面监测的作用。

三、生物指示与生物监测和仪器研究技术的比较

仪器研究技术，即定性与定量研究，生物指示代表定性技术、生物监测代表定量技术，总体来讲，定性与定量研究以及定性定量技术之间表现出相似的地方，可也需要对不相同类型的技术加以具体比较。

（1）环境质量评价的技术应用。如图1所示，相关技术包含化学物质的仪器研究过程，尤其是光谱仪与光度仪，前者的运用理念是基于特殊化波长的视角通过光度仪原子吸收光谱对样品进行定量检验，研究过程引进标准物质充分开展质量监督项目，采样和处理作为误差生成的重点因素[4]。因为生物指示技术的运用应建立在仪器研究基础之上，实验室之中生物指示物在一定程度上受到仪器研究的性能影响，可以理解为生物指示与监测技术的相同问题便是采集样品是否具备代表性，也就是样品应在处理问题上具备典型性，如图1所示。

图1 生物指示与生物监测和仪器研究技术的运用原理

（2）生物指示技术以及生物监测技术的准确度判断。运用生物指示技术，不只是应和仪器研究同样选取具备典型性的样品，仪器研究的较多规程也存在于生物指示以及生物监测上。仪器分析强调了准确度，主要是排除研究的误差，特别是检测仪器操作性能不够稳定的情况，针对普通模式的分析操作，大约3%的准确度能够适应较多仪器研究的条件。可是由于单一具备某个信号信息，是无法判断研究程度准确度的，就算是准确度比较高的信息数据，也可能呈现和样品偏离的情况[5]。所以数据研究应保持严格的操作条件，提高研究结果的准确度，在此阶段管理好使用标准物质，还应该对比实验室之间互相独立性研究的数据信息。

（3）生物指示以及生物监测的定量检验。和仪器研究互相比较，生物指示以及生物监测显著的不足便是无法保障定量检验的有效性，生物反应在较多情况下不能真正对污染物暴露现象进行定量评估。在生物指示以及生物监测技术的应用之下，较多的环境生物指示物被人们发现，可适应质量检验标准的生物少之又少。也就是说，生物指示物的标准定量研究，作为生物指示以及生物监测技术发展的显著挑战，同时相同的生物指示物由不相同使用人员规范研究的方法，是后续标准化利用生物指示物的关键点。

（4）规范化研究生物指示以及生物监测先进技术。思考到化学研究的过程，实验室之内对比相同具体样品的检验结果是需要经历统计检验方法使用过程的，所以具体的生物指示以及生物监测技术的校正，不相同实验室也应拟定对应的指示物，基于相同实验操作环境开展检验项目。因为生物检验存在显著的标准化与重复化特点，广泛地和生物指示分析多个领域存在关系，所以实验室的操作阶段，基本上不存在操作流程规范项目[6]。相关的分析队伍应针对性选取检测指标和感应器型号，思考时间尺度的变化与空间尺度的变化，真正提高生物指示以及生物监测技术使用的准确度。在此阶段使用遥感技术，更为全面地研究观测信息结果。

四、环境质量评价中优化生物指示与生物监测的有效思考

生物指示与生物监测的技术使用，应该给环境质量评价提供生态系统污染的参考信息或者生态系统的退化信息，并不是围绕具体环境加以环境监测设置，本质上是对不相同的生物指示与监测体系提供的联合优化技术，研究环境污染程度，为人类的身体健康生长奠定基础。

（1）运用在人类身体健康评估上。运用生物指示与生物监测技术，对人类的身体健康情况起到预测作用，具体的运作机理如下：污染物对人类的影响，引进人体毒理学结构，建设基础信息体系、预测样本库的信息变化趋势，选取工具箱研究保护人类身体健康的有效方法，最终为人体的生命健康做好支持；污染物对生态系统的影响，引进生态毒理学，建设基础信息体系、预测样本库的信息变化趋势，选取工具箱研究保障生态系统稳定建设的有效方法，最终也是服务于人体健康[7]。其中基础信息体系的构建应准备好被调查的所有信息，设计纯仪器监测数据与气象球监测数据，还包含日常饮用水和空气最大容许浓度。工具箱主要是药品体系，即对慢行疾病与慢性毒理学疾病进行检验，充分评价特定群体内固定小组人员的健康指数，以构建网络的形式对最高风险指数进行评估。因为无法进行人类的毒理学检验，所以要按照工作者的实践经验进行整理，排除个体案例的健康报告信息，还要关联流行病学的模式对治病效应进行研究。由此系统结合监测目标重新设置检验参数，以充分优化监督环境为目的，特别是调查人体与环境，派生出对应的人体毒理学结构与生态毒理学结构。

（2）运用在土壤重金属污染评估中。针对土壤微生物来讲，可依托胞外酶的分泌使得含氮化合物有效转化，所以土壤酶活性代表着物质循环内代谢动态趋势，可充当生物指示物对土壤环境受到的胁迫进行监测，重金属可以控制酶促土壤微生物活性转变，土壤组分特别是有机碳与总氮含量不出现变动的模式，对应土壤酶活性会在很大程度上造成重金属出现污染，脲酶促进土壤植物与微生物生长，此种酶可以在一定的细胞水平上监测重金属污染所致的微生物代谢变化[8]。微生物生长中，铜元素和锌元素是必须的两种元素，所以相对适宜的范围结构内，两种元素的含量增加势必提高微生物活性，可是因为铅元属于有毒元素的范畴，所以其浓度的增加会阻碍微生物活性的激发，土壤铅浓度和脲酶活性表现出负相关的变化关系，所以此种环境中的区域不可把脲酶活性视作铅元素的生物指示物，主要是此浓度仅具备小范围的代表性。

（3）运用在水环境监测中。要想在水环境监测中运用生物指示与生物监测技术，相关人员应细致研究地表水和地下水，对自然水环境与污水进行采样处理，掌握水环境的变动影响因素，最终获取结论，对内在的污染源进行判断，为水环境的调整提供合理依据。水环境的具体监测，涉及采样监督、样品保存和项目研究。和生物指示与生物监测技术进行比较，理化监测对于水环境污染的监测项目具有速度快的优势，可是水环境的监测仅是对采样时间区域中水质污染现象加以评估，凸显无持续化的特征。在生物指示与生物监测的使用上，存在着持续化优势，可全方位对理化监测的缺陷进行补充，对于水环境监测产生重要影响。

水污染检测指数，包含水温和流速以及电导率，监测结果引进传感器准确预测水环境的污染物。以长江流域的运用为例，长江流域中包含多种多样的生物种群，分析工作者应具体化研究生物群落的生长趋势，构建生物群落生长以及水质两者的关系模型，确切研究生物群落水质的变化[9]。以此为基础明确具体的水环境处理计划，从根源上处理水环境污染的相关问题，充分代表着生物指示与生物监测在水环境使用中的效益，全方位实现水环境的监控，确切了解水源情况。

五、应用生物指示与生物监测技术的问题和处理方案

（1）应用问题。其一，不能有效地通过先进技术评价环境质量。最近几年国家大力支持环境质量评价工作，合适环境质量的评价工作开展面临一些挑战，即便形成了生物指示与生物监测技术的应用意识，然而由于环境监测的时间间隔比较长，获取的监测结果缺少代表性的作用，无法动态对环境变化的趋势进行预测。并且因为相关人员的思想观念不够先进，进行具体的环境质量评价时不能保障数据信息的全面性，很容易淡化微量物质的监测，影响着环境污染处理工作的质量。其二，工作人员的素质能力不强，运用生物指示与生物监测技术阶段，相关人员存在着素质和能力有待提高的问题。工作人员在一定程度上缺乏环境质量评价工作的意识，相关单位没有及时宣传和推广环境质量评价工作，部分工作人员不能了解环境质量评价具体的含义和价值，也没有意识到环境质量评价专业的发展优势，所以选择参与环境质量评价工作的人员少之又少。再者，相关单位进行人员聘用时，不能全面地对人员专业知识和技能进行评估，一些上岗的工作人员素质能力不佳，影响着环境质量评价的有效性。

（2）处理方案。其一，提高工作人员思想认知。要想有效地进行环境质量评价工作，全方位发挥生物指示与生物监测技术的作用，国家应该加大力度宣传和推广环境质量评价工作，通过电视媒体和网络平台，重点明确环境质量评价工作的现实意义，使相关的思想和观念深入人心，提高工作人员对环境质量评价工作的重视程度。运用生物指示与生物监测技术进行环境质量评价工作期间，相关人员要坚守职责，以标准规定落实自身本职工作[10]。其二，提高操作人员的技术能力。在运用生物指示与生物监测技术的过程中，环境质量评价工作单位要重视操作人员的技术能力培训，组织相关人员进行技术运用的要点培训，定期对环境质量评价的工作人员进行绩效考核，全方位结合考核结果以及薪资水平，起到约束工作人员思想行为的作用，全方位挖掘其工作潜能，推动环境质量评价工作的创新与发展。

六、结束语

综上所述，环境质量评价中，需要及时运用生物指示与生物监测技术，可以说，相关技术的运用对生态环境平衡建设是起到重要作用的。可是要想真正地整合技术运用流程，还需要建设跨学科的整体规划体系、组建专业化的研究团队，切合实际的调整环境质量评价工作，落实学科之间的信息沟通与交流。新时期下，采取有效的方式，如树立工作者思想认知、提高操作人员的技术能力等，深层次地在环境质量评价中，发挥生物指示与生物监测技术的效用，让环保工作可以更加顺利地进行。