摘要：生物监测技术能够弥补传统的物理、化学手段进行环境监测中存在的缺陷，更好地完善环境监测工作。采用先进的生物监测手段，结合已有的传统的监测方式，能够在当前不断变化的环境中做到更为全面的监测，确保环境问题得到更好的解决。本文探讨了生物监测技术在水环境监测中的应用。
关键词：生物监测技术；水环境；应用
生物监测技术现在还没有在我国全面的实行起来，但是生物监测技术对于自然环境的监测能力是有目共睹的，无论是利用微观的细小生物如原生生物还是宏观生物鱼类、两栖类等都可以读取大量的环境信息，随着生物监测技术的进一步发展与推广，在将来的环境监测中生物监测有望成为一种重要的技术手段，利用生物进行环境监测将越来越简单方便，对污染物毒性的监测也会越来越准确。对于我国走可持续发展有着十分积极的推动作用，对水环境污染状况的评价有着重要的意义。
1 生物监测技术概述
1.1 基本原理
生物体与其生存的环境关系十分密切，它们互相影响，相互制约，相互依存。当污染物进入到生物赖以生存的环境中，同养料一起被生物吸收并在生物体内发生一系列的迁移、聚集等过程。生物体受到污染，出现相应的症状。生物监测技术就是利用生物体对污染物或环境变化所产生的敏感性反应来判断污染程度的一种方法。例如，水环境受到污染时，生活在其中的鱼类反应十分敏感，其呼吸频率变化明显，当污染物达到一定浓度时，就会出现中毒现象，甚至死亡。可以利用鱼类受污染物影响前后呼吸频率的变化来判断污染物的毒性效应。
1.2 生物监测的优、缺点
生物监测能够反应出污染物产生的生物学效应，更加直观地表达出污染物对生物体的影响；并且有些生物的灵敏度甚至超过了精密仪器，能够对污染物产生的影响做出迅速的反应；环境污染一般是由多种污染物共同作用形成的复合型污染，而现有的水环境监测物理、化学方法只能测量单项污染物的浓度，生物监测恰能弥补这一不足，可以反映出多种污染物的综合影响；生物监测还具有操作简单、经济成本低的优点，能用较少的人力、物力完成监测任务。当然，现阶段的生物监测技术也存在一些缺陷，比如不能监测到水体中污染物的准确浓度；还没有完善的、统一的环境质量标准以及污染物排放标准；有些生物监测方法还不能很好地将环境因素产生的影响与污染物的影响有效区分；监测过程需要的时间较长。这些缺陷使生物监测技术在水环境监测过程中受到了限制。我们需要根据这些问题，对生物监测技术进行改进，从而使其能够在环境监测中发挥更好的作用。
2 生物监测技术在水环境监测中的应用
2.1制订监测标准
在水环境中生长的生物个体因食物链和生长需要，会将水环境中的污染物累积在体内。在生物测试应用中制订水质标准时，必须将污染物在生物体内的累积对生物生理机能和遗传效应产生的毒害纳入考虑范围内。目前，我们已经在饮用水中分离和鉴定了超过 2000 种有机化合物，但采用理化监测无法识别这些化合物对人体的危害。而通过应用生物监测技术合理选择受试生物和监测条件，制订出的水质标准会更加合理、严格。此外，还可结合不同的水体，制订相应的污染物排放标准。
2.2微生物群落监测技术
微生物群落监测法是发展应用较早的生物监测方法，主要是监测微型生物（含细菌、真菌、藻类、原生动物等）在水环境中出现的物种频率或者相对数量， 然后通过数学计算统计得出的分布指数，以此为指标评价水污染程度。研究人员通过利用聚氨酯塑料块为基质，采集水体中的微型生物，然后统计分析收集到的微生物群落各种参数，以评价水质的污染状况。我国研究人员通过对微生物群落监测法进行修正和改进，提出了与化学监测参数有显著相关性的四个生物学参数，即原生动物种数、植鞭毛虫百分比、多样性指数和异养性指数，发展和建立适用于我国生态环境的微生物群落监测方法，并成为我国第一个自行制订的生物监测标准。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，通过改进微生物监测装置，采用瓶装聚氨酯泡沫塑料块消除海洋潮汐流和环流的影响，能够有效监测海水环境中的微型生物。
随着微生物群落监测法的发展，数学分析在微生物群落监测法发挥的作用也越来越明显。数学分析以及计算机应用的发展有利于在更大范围内揭示生物群落参数的变化规律，使微生物群落监测法的使用范围更加广泛，而且还能够保证监测结果的精确性。
2.3 生物行为反应监测技术
水环境中的微生物在收到外界污染的影响后会出现一些应激性的生理变化或者行为变化，而生物行为反应技术就是基于生物对污染的应激性变化而诞生的监测技术。在水生物的监测中，较为常用指示生物的是斑马鱼、鳗鱼、金鱼等鱼类，该技术通常应用于淡水环境的监测中。斑马鱼对于其生活的水质具有较高的敏感度，当周围水质发生改变，斑马鱼可在几分钟之内做出反应。此外，由于斑马鱼与人体基因具有较高的相似度，因此以斑马鱼作为指示物种其监测结果对于人类而言具有较高的应用价值。随着计算机、自动化的发展，该技术可实现水环境的在线监测，能够对水环境的污染做出及时的预警。
2.4 发光细菌监测技术
在众多的生物监测技术中，发光细菌监测技术是一项发展相对成熟的技术。该技术主要应用于自来水厂等生活用水水源的监测中，提高国民生活、生产用水的安全性。目前该技术主要以细胞发光特征、污染物遗传毒性作为参考并结合如水质毒性监测仪、Mirotox 生物毒性检测仪等相应的检测仪器进行检验。该技术最快可在3h 内获取检验结果，与其它技术相比具有操作便捷、灵敏度高，检验结果快等显著优势。在电子技术的推动下，发光细菌监测技术在结合紫外线分光及荧光等分度法进行技术创新之后获取了较大的发展，具有广泛的应用前景。
2.5 底栖动物和两栖动物监测技术
底栖动物与两栖动物监测技术以底栖、两栖动物作为主要的指示物种，通过指示物种在水环境中的数量情况评价水质。目前国外对于底栖动物水环境评价参数通常采用Saprobic指数与BI指数两项， 而中国主要通过对指示生物在水环境中的完整性指示进行评价。此外，该技术还将两栖类动物的生理变化与行为变化作为水质评价的参考指标。如在农药污染的水环境中两栖类动物会出现相应的生理、行为变化，监测人员可根据动物的变化判断水质。
2.6 生物传感器监测技术
在受到污染的水环境中将生物产生的应激反应转化为电信号，再利用仪器对电信号进行机械识别是生物传感器监测技术的应用原理。随着对DNA 重组技术研究的不断深入，该技术也被应用于水环境监测工作中。生物传感器以固定细胞核、固定酶技术作为识别基础，利用识别元件构成的差异根据一定的规律将生物的反应转化为可识别的电子信号。目前较为常见的生物传感器主要有胞传感器、DNA 传感器以及免疫传感器等3 种仪器，发展前景相对较好。
综上所述，随着工业、生活、农业等方面用水不科学和排放污染等问题的逐渐加重，水污染问题受到了广泛的重视，水体监测和管理工作已经成为现阶段环境保护工作的重要内容。现阶段，实际应用的生物检测技术可以弥补以往物理、化学等形式环境监测工作中存在的问题，不断优化环境监测工作，提升实际监测工作的质量和效率。因此，结合实际水环境污染情况，科学地选择生物监测技术，保障技术应用的正确性和科学性，这样可以更正确判断水体污染问题，并提出更优质的解决方案。
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论文作者:谢燕,朱光贤
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/27
标签：生物论文; 技术论文; 污染物论文; 水环境论文; 环境监测论文; 群落论文; 微生物论文; 《基层建设》2018年第35期论文;