环境监测中的生物监测技术应用对策研究

周 卉

（山东省聊城市茌平区环境监控中心，山东 聊城 252100）

引言

在当前环境监测工作中，生物监测的应用取得了一定的成效。该技术具有经济实用、反应及时、准确度高等应用优势。与传统技术相比，可以达到良好的监测效果，获取更加准确的数据信息。因此在土壤、大气、水环境监测中得到了广泛应用。根据环境实际情况，合理应用生物监测技术，掌握环境动态变化，能够为环境影响评价、环境治理等工程提供一定的参考。而在具体应用中还需要做好前期调查工作，选择高素质的团队并加强技术研发，合理应用生物监测技术，发挥技术优势，获取更加准确的数据信息。

1 生物监测技术概述

1.1 概念及类型

生物监测技术指的是通过生物个体种群或群落去实时监测环境污染状况的一种技术。它的应用原理是由于生物和周围环境存在相互依存相互影响的关系，彼此之间有一定的平衡性，一旦环境遭到破坏，生物的生长发育也会发生改变，根据生物变化规律，从而掌握环境破坏的情况。生物监测技术类型根据生物种类进行划分，可以分为动物监测，植物监测和微生物监测技术。根据生存环境，可以分为主动生物监测和被动生物监测。按生物学的不同层次，可以分为生物体内的生理生化指标监测与分子污染物监测、生物监测、生态监测。

从分子性能角度看，污染物会影响酶活性，进而改变蛋白质的合成；从细胞角度来看，污染物会改变细胞膜使线粒体等遭到破坏；从动物角度来看，污染物可能使动物的行为异常，或出现死亡的情况；从植物角度来看，污染物会影响植物的生长，使植物出现早熟、枯萎等情况；从种群水平来看，污染物可能使种群数量密度发生变化，竞争关系和遗传基因也会发生改变。

1.2 应用优势

生物监测技术在环境监测中的应用具有一定优势，为环节监测提供技术支持，获取全面的数据信息。一是经济实用，与其他技术相比，生物监测技术以生态系统理论为指导，记录生物对环境变化或污染产生的反应情况。用于监测的动植物种类比较常见，数量多，繁殖快，经济实用，不需要花费太多成本，因此得到了广泛的应用；二是准确度高。生物监测技术的应用，可以获得更高准确度的数据信息。在实际应用中，人们对达到一定数量的某种生物的整个群体进行观察和监测，而不是对个别个体，监测的群体基数大，使得数据信息更加丰富，从而提高监测结果的准确性；三是反应及时。一些生物对所处环境十分敏感，只要出现细微的变化，都有可能出现对应的反应。人们通过观察生物和环境变化之间的关系进行记录总结，掌握相关规律和特征。通过生物的细微变化可以判断环境的变化情况。

2 环境监测中应用生物监测技术的意义

我国经济的发展和人类活动的不断拓展，对生态环境造成了严重的污染和破坏，为了实现可持续发展，就需要重视环境保护和污染治理等工作，而环境监测是环境工作的基础，在当今环境问题十分突出的情况下，需要重视环境监测工作的开展，加强对环境监测点的布控，掌握环境的动态情况，及时发现异常情况，采取恰当的治理措施，还能通过对治理效果的监测及时调整方案，实现预期的目标。而生物监测技术在环境监测工作中发挥着十分重要的作用。首先是因为生物是环境的重要组成成分，当环境发生变化，生物也会做出适当的反应。其次，生物监测技术的取材十分方便，不会增加额外的成本投入，而且还能开展长时间的监测工作，掌握环境变化规律，为环境监测提供一定的支持和保障。因此应用生物环境监测技术可以促进环保技术的革新，及时更新换代，摒弃传统技术中的一些不足之处，使得监测技术更加优良，快速找出环境中的一些影响因素。生物监测技术的应用还能促进绿色经济的发展，将生物监测技术与传统技术结合，当发现环境问题时能够及时整改和治理，促进环境事业的发展和绿色经济的发展。

3 环境监测中生物监测技术的应用对策

3.1 在土壤监测中的应用

人类的一些活动对土壤造成污染，会限制植物和农作物的生长，也会使一些有毒物质进入到食物链循环中，威胁到人们的身体健康，为此，可以应用生物监测技术开展土壤监测工作，及时发现存在的污染问题。常应用到的方法有动物监测法，植物兼算法和微生物监测法。

3.1.1 动物监测法

一般选择蚯蚓作为监测的主要对象。蚯蚓比较敏感，可以察觉出土壤中是否含有农药、铅等有害物质。蚯蚓中镉物质含量与土壤中的镉物质含量有一定的关联性，可以根据这一数据进行判断。在实际应用中，可根据被测区域的实际情况，分析周围存在的污染源，合理应用动物监测法。

3.1.2 植物监测法

植物对土壤污染非常敏感，可以观察植物的生长情况和生理状态，来判断土壤的污染程度。例如，若受到污染，植物的叶片会出现伤斑，有的植物叶片会发黄、枯萎直至掉落，而有的植物则会早熟。如果土壤中含有过量的铜、镍等金属元素，会抑制植物根部的生长，导致根部出现絮凝物，无法正常吸收水分和肥料，植物会变矮甚至死亡，可以根据这一植物特征来判断土壤的污染情况。如果土壤中含有过量的残留农药，会对农作物的幼嫩部位产生严重烧伤，限制农作物的生长。因此出现类似情况，需要判断农田是否受到农药污染。因此在实际的应用中，需要选择恰当的植物进行监测，判断监测区域的具体情况。

3.1.3 微生物监测法

微生物监测法是通过监测土壤中微生物的变化来判断土壤的污染程度，可选择一些对土壤污染敏感的微生物进行监测。可以根据计数以及分离土壤中的霉菌、细菌等污染物，充分了解土壤中群系微生物的数量和结构，根据变化情况判断污染程度。例如在农田监测工作中，为了判断农药污染情况，可以将土壤微生物的种群数量和群落结构的状态变化作为主要的观察指标，选择细菌、真菌、放线菌应用于具体的研究中，根据微生物的变化情况鉴定土壤中农药的类型和污染程度。

3.2 在大气环境监测中的应用

在大气环境监测工作中，可以充分应用生物监测技术来确认大气环境质量水平。大气环境污染很容易伤害植物，可应用植物监测法。选择恰当的植物进行监测，以反映大气污染的具体情况。

3.2.1 二氧化硫指示植物

通常使用水杉、苔藓、落地松、地衣等，用于反映大气环境中的二氧化硫。如果二氧化硫含量过高，植物的叶脉间可能出现块状伤疤，也可能出现在叶子的边缘处，颜色为红棕色、土黄色。

3.2.2 氟化物指示对象

一般选择大蒜、郁金香、金线草、梅、杏。当大气环境受到污染，这些植物的叶子形状为尖形，叶面上有伤斑，颜色呈现为红褐色或浅褐色，可以明显地看出坏死和健康部分有界限分割。

3.2.3 二氧化碳指示对象

一般会选择番茄、向日葵、秋海棠、烟草、柑橘等植物。如果空气中二氧化碳含量超标，就会对这些植物产生影响，在叶脉中间出现白色、棕色、黄褐色等不规则形状的伤痕或斑点，也有可能在植物的叶子上出现伤痕斑点[1]。

通过应用这些敏感性比较强的植物，可以对大气质量进行监测，不过需要注意的是，若植物所在地的土壤被污染，植物叶片上也会出现伤疤，因此需要根据植物情况进行判断选择，分析是大气污染还是土壤污染。

如果对室内环境开展监测工作，可以使用果蝇。新装修的室内有甲醛、苯及放射性物质等多种危害物质。可以使用果蝇开展监测。相关研究表明，果蝇在刚装修完的室内生存，其寿命会缩短。因此根据这一参照指标，可开展室内空气监测工作。

3.3 在水环境监测中的应用

在水环境中，水生生物与水体环境之间的关系十分密切，相互制约，相互依存。水环境发生变化，水生生物也会随之发生变化。为此可以借助微型生物群落监测法和指示生物法开展监测工作。了解这些生物的生命和生长状态，判断水域的质量问题。

3.3.1 微型生物群落监测法

微型生物群落是水生生态系统中的重要组成部分，对水体污染环境有着较强的敏感性。可以在水体中投入聚氨酯泡沫塑料块，收集水中的微型生物，观察微型生物的变化情况。该方法成本低廉，操作便利，可应用于自然水体和工业废水的监测工作中。在选择藻类时，要考虑藻类的耐受性和特异性。例如，为了监测水环境中的金属等污染物质，可以选择来丝藻、微囊藻等，它会吸收水中的金属物质，与此同时，这些污染物又会影响到藻类的生长代谢和正常生理功能，减少其体内的细胞色素，抑制藻类的光合作用，使得藻类出现畸变或者组织坏死的情况[2]。

3.3.2 指示生物法

该方法是常见的一种水质生物监测方法。指示生物本身有固定的活动力和相对长的生命周期。通过长期观测，容易全面反映出水中污染物的具体影响情况。常应用到的生物有鱼类、浮游动物和底栖动物。鱼类主要选择鲫鱼和斑马鱼，它们的分布比较广泛，而且对环境的适应性比较强，在水环境监测工作中，如果二氯苯酚含量比较高，会影响到鲫鱼的肝脏抗氧化系统。如果水中氯化铬浓度增加，可能会损伤鲫鱼的淋巴细胞DNA。因此可通过鱼类的这一表现开展水环境监测工作。底栖动物一般选择河蚬。河蚬分布比较广泛，可以通过观测其体内汞含量来分析水污染的情况。也可选择两栖动物进行监测工作。两栖动物的成体生活在接近水的陆地，可以监测水体污染情况和陆地污染情况。在监测中选择青蛙和蝌蚪。蝌蚪处于污染环境中，会减少进食和在水环境中的分布量，有着明显的监测效果。在水环境监测工作中，应用最为广泛的是无脊椎动物。若水体环境污染十分严重，可使用蚊幼虫等开展生物监测工作。若水体呈现中度污染，会出现脆弱刚毛藻等，田螺和蜻蜓可以用来反映水体清洁度[3]。

4 优化生物监测技术在环境监测中应用效果的具体措施

4.1 加强前期调查

在环境监测工作中，为了充分发挥生物监测技术优势，达到良好的应用效果，就需要做好前期调查工作。可以到现场勘察了解现场的实际情况，尤其是监测区域的周围环境是否存在污染源。通过整合相关的数据信息以及以往的环境污染数据对监测区域有基本的了解，然后选择恰当的生物监测技术，制定监测方案，为后续的应用奠定良好的基础。

4.2 选择高素质团队

生物监测技术的合理应用离不开人才的支持，为此相关部门可以选择一些优质的第三方，加强资质审核，建立良好的合作关系。通过高素质团队的支持，发挥人才优势，合理应用生物监测技术，获取全面的数据信息，从而掌握环境的动态情况，制定针对性的环境污染治理方案。

4.3 加大技术研发力度

随着科学技术水平的不断提升，相关监测技术也在不断更新。在应用生物监测技术时，可以与其他技术相结合，确保获取更加精确的数据信息。同时分析现有生物技术应用现状，发现其中存在的问题，加大技术研发力度，升级现有的技术，使得生物监测技术能更好地应用于各种环境监测工作中，并取得显著成效。例如传感器是现阶段应用比较多的现代化技术，其工作原理是以相应的生物元件为判断依据，获取到生物信号，再通过相关技术转化为计算机可以判断的信号，然后输入到系统中，工作人员结合这些数据信息对环境进行研究评估，分析现存的环境问题。目前已经研发出了多种识别元件，构成了多样化的生物传感器，为生物监测技术提供了一定的帮助。

4.4 开展在线监测

在信息技术的支持下，可以开展在线监测工作。将各类先进技术与生物监测技术结合，搭建在线平台。在这一平台中可以获取实时的环境信息，也能与原始数据进行对比分析，及时发现环境中存在的异常情况。在线监测也是生物监测技术未来发展的一个趋势，可以减少人力资源的使用，为工作人员提供先进的技术支持，使获得的数据更加精确。

4.5 完善管理机制

相关部门需要针对环境监测工作，制定完善的规章制度和组织体系，确保生物监测技术的有效落实，推进环境保护和污染治理工作的进程，达到良好的成效。首先要针对生物监测技术的应用特点和环境治理需求，进一步细化规章制度，为推进环境保护工作提供一定的保障。要规范工作人员的行为，要求相关单位认真履行职责，落实岗位内容，加强配合，有效推进各项措施。其次，搭建信息管理平台。各部门可通过信息管理平台加强沟通联系，实现数据的共享，在应用生物监测技术时可利用这一平台发布相关方案，确保各部门认真履行自己的职责，加强协作，合理布控监测点位，定期收集相关数据信息，进行汇总，出具完善的报告。

5 环境监测中生物监测技术的发展趋势

在环境监测中应用生物监测技术，对土壤、大气和水环境进行监测，可以通过生物的群落结构、数量、行为形态等来判断环境的污染情况。而在实际的应用中若环境十分复杂，可能会增加生物监测技术的应用难度，例如，除了受到被监测物质的影响外，还会受到土壤病虫害、季节气候等因素影响，使指示生物出现一系列的变化，这些都会影响到监测结果的有效性。为此在未来发展中，相关部门需要加大对生物监测技术的研究力度，着重建设监测方法的标准化，确保监测结果更加准确可靠。目前，我国虽然建立了生态研究观测站、监测站等工作站，但是生态监测工作并不集中，还需要进一步优化和改进。在未来发展中还需要从技术和监测两个方面入手，考虑生物监测中存在的各类影响因素，建立完善的生态监督网络和风险评估机制，为环境保护和治理工作提供一定的依据。

6 结语

综上所述，生物监测技术在环境监测中起到了十分重要的作用，它具有经济实用、准确度高、反应迅速的应用优势，可以为环境保护和治理提供一定的技术支持，在环境保护工作中有着不可替代的地位。相关工作人员可根据监测区域的情况，选择恰当的生物监测技术，通过应用动物监测、植物监测和微生物监测，获取相关数据，掌握环境受污染的情况，为环境保护和污染治理提供重要依据。而在未来发展中，要加大对该项技术的研发力度，实现标准化建设，为环境工程提供重要的技术支持。