上海市青浦区环境监测站 上海 201799
摘要：为了弥补水环境监测中理化监测技术的不足，生物监测技术逐渐兴起。生物监测通过系统地运用生物反应建立对水环境变化的评价，并将评价信息应用到环境质量的控制程序中。生物监测的主要目的是在有害物质还未达到水环境系统饱和前，在污染现场以最快的速度检测出来，避免了水环境系统的生态平衡的破坏，或者检测出水体中潜在的毒性，从而避免造成更大范围的危害。
关键词：生物监测；水环境；污染防治
1 生物监测概述
水环境生物监测的依据是一种互相依存和制约的，存在于各种水生生物之间和生物与其生存的水环境之间的稳定平衡关系。如果水体受到污染，水环境被改变，则以各种形式反映在各种生物中。通过对生物的外在表现、体内某些物质含量的变化进行观察，可弄清水体中污染物的种类及其对水体的危害形式。相对于理化监测，生物监测有以下特点：（1）反映长期的污染效果。污染物对环境的危害是一个长期累积的过程，理化监测只能代表取样期间的污染情况，而生活于一定区域内的生物，却可以将长期的污染状况反映出来。（2）效果更加直接敏感。某些生物能够对一些连精密仪器都无法检测出的微量污染物产生反应，并表现出相应的受危害的效应。（3）易于富集污染物。处于生态系统中的生物，通过食物链可以把环境中的微量有毒物质予以富集，当到达该食物链末梢时，可将污染物浓度提高达数万倍。（4）监测功能更加多样化。与理化监测相比，生物监测更具多功能性，因为一种生物可以对多种污染物产生反应而表现出不同症状。（5）便于综合评价。理化监测只能检测特定条件下水环境中污染的类别和含量等，而生物监测可以反映出多种污染物在自然条件下相互作用后对生物的综合影响，从而可以更加客观、全面地评价环境整体质量。
2 水环境污染监测中的生物监测方法
2.1 生物指数法
生物指数法是利用筛选指示生物或生物类群和水体质量的相关性，综合考虑指示生物和污染物之间的关系，达到区分不同污染程度的水体的目的。水生态系统中，水生物结构组成、生物类群种类、生物数量等相关因素都会随着水体污染程度变化而发生变化，通过研究此类变化数量化，同水体质量建立相关联系，就能有效评价水体质量、能监测水环境污染情况。生物指数法，主要包含相似性指数、多样性指数及生物指数三种生物学指数，通过对三种生物学指数的评价，监测水体情况。
2.2 种类多样性指数法
种类多样性指数法同生物指数法较为类似，通过利用数理统计法，采用数值来计算生物群落种类、表示生物个体数量，达到评价环境质量的目的。种类多样性指数法能够定量反映生物群落结构、水生物种类及数量、生物群落种类组成比例的变化信息，具有较为直观的比较作用。
2.3 微型生物群落监测法
微型生物群落监测法是利用泡沫塑料块来作为人工基质，实现收集水体中的微型生物群落的作用，通过测定收集的群落结构、相关参数来评价水环境质量。采用室内毒性试验方法，来预报工业废水以及化学品对受纳水体中的微型生物群落的毒性强度，采用原生动物和藻类对水环境质量进行监测。
2.4 利用指示生物在水中的存在或缺失、数量多少来监测水环境质量
指示生物是环境中对某些物质（包括进入环境中的污染物）能产生各种反应或信息而被用来监测和评价环境质量现状和变化的生物。根据对水环境中的污染物敏感的或有较高耐受性的生物种类的存在或缺失，以及指标生物数量的多少来指示水体或河段内有机物或某种特点污染物的多寡或分解程度，即指示生物法，是较为经典的生物学评价水质方法。一般水体中主要用底栖动物和浮游生物或着生生物，鱼类等也可作为指示生物。
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2.5 生物毒性试验
生物毒性试验又称之为生物测试，主要是利用生物受到水环境中的污染物质的毒害，发生的生理机能变化，达到测试污染状况的方法。生物测试主要分为流水式生物测试和静水式生物测试。采用生物毒性试验可以反映较多重要信息，主要被应用于对污染源的监测中。采用此种方法能够监测有害物质进入周围环境时发生的改变及监测毒性分布情况，对有害物质的制度性、何种条件下毒性最强、致毒性如何、接受生态系统的影响程度、对生物产生的影响等都可实现监测。利用生物毒性试验，可以侦察和寻找污染源，便于评价水环境污染程度，有利于确定污染物排放标准等具有使用价值的项目。
2.6 生物残毒测定
生物残毒测定又称水生生物法，该方法主要是利用生物含污量对水体进行监测和评价。当水环境中放射性物质、有机农药、重金属含量较低时，采用常规监测方法较为困难，同时水环境中许多水生物都具有较强的富集能力，采用生物残毒测定，根据生物体内含有污染物的残留量来推断水体污染情况，评价水环境质量。
3 生物监测在水环境污染监测中的具体应用
3.1 应用原生生物的生物监测
原生生物具有种类复杂、数量较多、生活范围较广等特点。原生生物群落出现的变化与食物网的构成有一定联系，原生生物对细菌、有机颗粒和藻类等的吸收和摄取，并在体内进行能量转换，从而间接或直接的对其他生物群落的丰度和分布造成影响。原生生物对食物的摄取还对细菌、藻类等的正常生长具有刺激作用，对水环境中的能量转换和物质循环具有加速作用，对有机物组织的正常分解具有促进作用。
3.2 应用藻类的生物监测
藻类是水环境中的最初生产者。由于不同藻类对重金属、营养盐的反应和需求程度不同，因此，可以通过水环境中藻类的化学成分、种类和丰度等对水环境的综合水质进行判断。藻类的选择应当按照不同藻类的特异性及耐受性合理选择，例如来丝藻、微囊藻等富营养化藻类，羽文藻、短缝藻等耐酸性藻类。水环境中的藻类一旦吸收了污染物质，例如重金属等，会对藻类正常的生理功能和生长代谢造成影响，导致生理功能下降，生长代谢紊乱等，使藻类体内的细胞色素减少，对藻类的光合作用具有抑制作用，从而引起藻类体内组织出现坏死、细胞发生畸变等，污染物质吸收过量或污染浓度较高时还会导致藻类中毒，甚至出现死亡等严重后果。
3.3 应用两栖动物的生物监测
蛙类、蝌蚪是常见的两栖动物。两栖动物的皮肤渗透能力较强，能够依靠皮肤呼吸。由于两栖动物能够在水环境和陆地环境中生存，因此在对水环境及陆地环境的污染进行生物监测时可以选择两栖动物进行监测。美国等国家对两栖动物生物监测研究较早，我国开展较晚。国内有关学者研究表明，两栖动物可以用于重金属严重污染的水环境生物监测中，也可以用于农药、杀虫剂污染严重的水环境生物监测中。
3.4 应用鱼类的生物监测
剑尾鱼、鲫鱼、斑马鱼是生物监测中应用较多的鱼类。鲫鱼适应性较强，分布范围较广。国内有关学者研究表明，长期生活在二氯苯酚浓度较低水环境中的鲫鱼，鲫鱼体内肝脏的抗氧化系统会受到一定影响，另外，水环境中的氯化镉浓度也与鲫鱼的淋巴细胞DNA损伤程度有关。剑尾鱼的应用是在近几年兴起的。
4 结语
生物监测技术作为当前经济社会中一项最为有效的环境污染治理措施，开始受到相关工作人员越来越多的关注。本文对水环境监测中生物监测技术的应用模式进行了简要阐述并结合水环境监测实例，对这一新型生物技术进行了深层次的阐述，据此总结出了国内外有关生物监测技术的新一代应用技术与发展方向，旨在证明生物监测技术是水环境监测中最有效、最关键的一种应用技术，希望为今后相关的研究工作提供参考。
参考文献：
[1]汪庆华，姚琼.解析水环境污染监测中的生物监测的应用[J].大科技，2017，（35）：180-181.
[2]张高明，王珊.生物监测在水环境污染监测中的应用[J].房地产导刊，2018，（23）：229-230.
论文作者:胡俊
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/28
标签：生物论文; 水环境论文; 藻类论文; 水体论文; 污染物论文; 群落论文; 毒性论文; 《防护工程》2019年第6期论文;