摘要：世界经济发展速度不断加快，而经济的快速增长同时给生态环境带来巨大压力，环境污染问题日益严重，尤其是各类化学排放物带来的水体污染，因此水环境污染监测成为当代经济发展中必不可少的环节。本文主要对水环境污染监测中环境生物技术的应用进行探讨，首先明确环境生物技术的内涵，然后将水环境监测对象细分为水生物、细菌、病毒三方面，从而研究生物传感器、PCR等当代生物技术在监测中的运用。
关键词：生物技术；水环境；污染检测
生物技术实质上属于工程性学科的研究范畴，因此又叫做生物工程，主要是根据生命科学原理，借助生物本身优势，结合现代科学技术研究新工艺手法的一门综合性工程技术。当水环境发生变化时，水生物是第一感知者，环境生物技术就是利用水生物对此产生的不同反应来进行水环境污染监测。
一、环境生物技术概述
环境生物技术(EBT)是一门新兴学科，不仅包括生物工程学的内容，同时涵盖了生态环境学，研究人员利用生物个体或生物器官，根据生命科学原理，创造出新的产品或某种新工艺，并据此进行环境污染监测，旨在降低高速经济带来的环境污染问题。环境生物技术又是一门综合性学科，从大的方面来看包括生态工程、基因工程和细胞工程，从小的方面来看还有发酵技术、酶工程等众多层次，涉猎学科非常广泛。
在水环境污染监测过程中，核心的环境生物技术有三种：一是利用水体细菌总量和大肠埃希氏菌等污染指示菌监测水质；二是对水体致癌性的监测，主要借助鼠伤寒沙门氏菌来完成；三是通过水中藻类植物的含量判断水体霉性。这三种技术目前已经在水质监测中得到广泛应用，弥补了我国过去水环境监测有效性不足的问题。
二、生物技术在水环境污染监测中的细分
（一）生物个体与群落的监测
1949 年帕里克（Patrick）将其所调查的水中生物分为七类，通过绘制各类生物占比百分图来评价所调查的水域污染状况，并将其所调查的河流分为清洁河流、半清洁河流、污染河流以及重污染河流四大类。在1960年，产生了污染指数的概念，这一指数由Goodnight等提出，首先对某一水域的底栖大型无脊椎动物个体数量进行测定，然后测量颤蚓类个体在这个数量中的占比从而得到污染指数，以60%为分界线，若指数低于60%则表明水质状况基本良好。美国教授凯恩斯（Cairns）在上世纪 70 年代提出PFU 法,后由我国沈韫芬院士对其进行修正和创新，并将其引入中国，利用水中原生动物和藻类对水体进行监测。
（二）水体细菌监测
在1954年帕里克等研究发现，细菌和其它异养生物对水污染耐性较强,但硅藻类生物以及水生周丛生物等对水体环境变化十分敏感，不同水质下的菌落生长类型不同。在有机物质丰富的水域中，细菌对葡萄糖的摄取动力不同于其他水生物，因此可以根据不同水域中的细菌对葡萄糖摄取进行水质监测。另外，氰基细菌会在富营养化的水域大量繁殖，由于其体内藻氰素的存在导致其生物荧光光谱区别于其它菌体，因此氰基细菌含量是水体富营养化的一项重要指标。
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（三）水体毒素监测
水体毒素检验的方式有很多，包括鱼类、藻类、菌类等，目前我鱼类检验方式的应用相对较广。首先将各种化学元素对鱼类的生长影响进行分析，如常见的汞、铜、硫等，然后观察调查水域的鱼类生长状况，包括淡水水域和海水水域。 事实上，很多浮游生物对水体毒性的敏感度高于鱼类，尤其是硅藻和一些无脊椎生物，因此，目前水体毒性实验方式正在不断综合化。
三、环境生物技术在水环境污染监测中的应用
（一）生物传感器
生物传感器技术是生物技术、物理技术以及化工技术的结合，该技术利用某种生物或其某一部分的特性作为敏感元件的传导部位，主要包括甲烷生物传感器、BOD生物传感器、氨测生物传感器以及各类浓度传感器。借助生物传感器技术呢能够更加精准高效地获悉水体质量变动，避免了传统模式的复杂操作，时效性较强，能够组成一个连续、动态的监测系统。
（二）聚合酶链式反应
聚合酶链式反应（PCR）是一种DNA合成技术，随着克隆技术、分子技术以及序列分析技术的发展，DNA体外合成复制已经成为快速获取目标DNA的常用方法。在水环境监测中，PCR 技术主要用于微生物监测和基因工程菌复制，打破了传统培养方式周期长、不易成活的局限，大大提高了检测效率。
（三）酶免疫监测技术
酶免疫监测(EIA)是以抗原抗体反应为依据，因为其具有较高的特异性，只需利用相关酶进行标记,使其与目标抗体相结合，在不影响抗体免疫特性的前提下对抗原进行鉴定。酶联免疫吸附检测技术(ELIAS)是目前水环境监测中最常见的方法,这是一种相对规定的免疫技术，由酶免疫检测原理发展而来，不仅包括内部测试也包括野外测试。在最新研究的酶免疫监测法中，流动注射法 (FIAL)成为水体质量检测的重要手段，它是将目标抗体固定在膜上，通过时间控制相关试剂进入监测膜的先后顺序，然后利用酶产物对膜内溶液进行检测，在每次测定工作完成以后自动更换检测膜。
（四）核酸探针技术
核酸探针技术隶属分子生物学范畴，是针对特定污染物的检验，通过培养特殊的DNA序列，利用核苷酸碱基互补的特性，借助核酸荧光探针识别碱基序列，进而检测水体污物性质，分析水体污染源和污染物构成，以此来预防水中藻类污染和细菌污染的爆发，如发光菌、氰菌以及降解菌等。
结语
综上所述，环境生物技术是进行水环境污染监测的有效手段，而且目前正在逐渐应用到水环境污染防治和水体污染修复方面，不断降低经济发展给环境带来的负面影响，提高社会经济效益。环境生物技术在发展之初以生物个体或生物器官为研究工具，而目前更多地是应用高分子生物学，借助分子生物技术对水环境进行监测，这不仅表明了生命科学工程的快速发展，也为未来环保领域生物技术的应用指明方向。
参考文献
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[3]倪富宝.生物监测在水环境污染监测中的应用浅探[J].科技展望,2016,26(26):47-47.
论文作者:王绪
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/13
标签：水体论文; 生物技术论文; 生物论文; 水环境论文; 环境论文; 技术论文; 水域论文; 《基层建设》2017年第24期论文;