生物监测技术在环境监测中的应用研究

吕占华

摘要：随着社会经济以及科技的发展和进步，环境监测领域中出现越来越多新型的技术，由于生物监测技术具有经济性、综合长期性、敏感性、连续性以及非破坏性等优点，因此在环境监测中有着十分重要的地位。在环境监测的宏观范围以及微观领域中，生物监测技术能够为其提高较为连续以及综合全面的信息，能有效提高环境的质量，保护环境，实现社会的可持续发展，建设资源节约型、环境友好型社会，促进人与自然和谐相处，构建和谐稳定的社会。本文论述了生物监测及其在环境监测中的实际应用，以期可以为环境监测提供参考。

关键词：生物监测 环境监测 应用

前言

近些年，生物监测技术在环境监测中的应用越来越广泛。生物监测技术属于比较新颖的技术，其主要指的是通过采取单独的生物体、群落以及种群等方面给环境带来的变化或者污染后出现的反应，根据生物学的原理分别评价以及监测对环境受到污染的情况。生物监测技术在环境检测中占据非常重要的地位，其在应用过程具有非破坏性、连续性、敏感性、综合性长期性以及经济性等优点，其广泛的使用在早期预防环境污染、制定环境标准、评价环境风险、监测生态环境、监测突发事件以及控制总量等方面，并取得相应的成就。

一、生物监测技术概述

生物监测是指利用生物与生物之间的相互制约影响、生物与环境之间的相互制约与影响，了解生物与周围环境之间的具体联系，通过监测环境与生物之间的关系对当前生物生存的自然环境中存在的问题进行分析。现阶段生物监测的方法主要包括四种，即生理学方法、生态学方法、物理学方法及生物化学成分分析等。虽然现在生物监测技术很大程度上还只能作为其他环境监测方法的补充，但是其可以有效弥补其他方法的不足，提高环境质量水平的评定、监测质量，与其他环境监测技术相比，生物监测方法的优势体现在以下几个方面：

1、连续性：连续性的生物监测可以收集长期范围内环境变化相关的各种信息，提高环境污染分析的全面性。

2、灵敏性：一些自然环境中无法利用理化监测找出某些长期污染物，但是生物监测通过生物积累、生物放大及生物富集等效应，大大提高了生物的灵敏度，从而快速找出环境中的污染物。

3、直观性：生物监测可以把污染物对生物体的生物学效应直观的反映出来，人们可以直接观察、分析，故大大提高了监测结果的可信度。

4、保护性：生物监测技术在环境监测中的应用本身就是一种生态环境的保护，应用过程中不会对生物体、生态环境及生态系统造成任何破坏。

5、经济性：生物监测技术无需在技术、设备等方面投入过多的资金，且监测过程更简单。

二、生物监测及其在环境监测中的实际应用

1、生物监测在大气污染中的应用

大气污染具体是指依据生物监测大气环境来对大气质量以及环境被污染的程度进行确定。在整个生物系中，大气污染最容易给植物的生存带来一定的威胁， 植物由于自身具有在固定环境中生产的特点， 使其没有办法避免受到有害物质的污染。其对于有害物质有着相对强的敏感性，因为生长位置比较固定，相对来说比较容易管理以及监测，生物监测在大气污染中的应用具体是通过采取植物作为监测样品。植物能够将大气对环境的污染程度全面的反应出来， 比较常用在大气污染监测中的植物具体有以下几种：

（1）二氧化硫指示植物

二氧化硫指示植物具体是指利用水杉、杜仲、苔藓、落地松以及地衣等进行指示。一般情况下，受到污染的相对明顯的症状是生长在叶子上的维管束出现伤斑并且呈现块状， 同时也可以出现在叶子的边缘，症状主要表现为伤斑，颜色呈现土黄色或者红棕色。

（2）氟化物指示对象

氟化物指示对象具体是指利用梅、大蒜、唐昌蒲、郁金香、杏、金线草以及葡萄苔藓等植物进行指示。一般情况下，受到污染的相对比较明显的症状是叶子形状为尖形且叶面上存在伤斑，在叶脉上出现症状的比较少。通常情况下，伤斑属于红褐色或者浅褐。

（3） 二氧化碳指示植物

二氧化碳指示植物具体是指利用烟草、番茄、柑橘、向日葵以及秋海棠等进行指示。一般情况下，受到污染的相对比较明显的症状是植物的叶脉上出现伤斑且呈现不规则的形式，颜色为黄褐色、棕色以及白色，同时也有可能在植物的叶子上出现伤斑并且呈现点状。

2、水体污染的生物监测

（1）微型生物群落监测法

微型生物群是水体系统的重要部分，对水体污染有敏感的反应。最常用的方法是聚氨酯泡沫塑料块法，特点是将这种泡沫塑料块投入水体，收集其中的微型生物。基质的使用不受时间和空间的限制，相对于其它的生物群落法，具有快速、经济和准确等优点，也适用于工业废水的监测。

（2）指示生物法

指示生物法是最经典的水体污染的生物监测方法之一。利用对水环境中污染物敏感的生物种类的存在或缺失，来指示其所依赖的水体内污染物的存在状况。指示生物应具有生命周期长，活动范围固定等特点，便于持久地反映污染物对水体的综合影响。主要包括浮游动物、底栖动物、鱼类和着生生物。从分类地位看，无脊椎动物地应用最广泛。指示水体严重污染的生物包括颤蚓类、细长摇静裸藻、蚊幼虫、小颤藻等。指示水体中等污染的生物包括四角盘星藻、居栉水蚤、脆弱刚毛藻等。指示水体清洁的生物包括扁蜉、蜻蜓、田螺等。

三、生物监测技术的发展前景以及方向

生物监测技术具体是采取生物对污染物体的直接反应来体现大气环境受到污染的程度以及环境的质量。从本质出发，环境污染带来的效应主要是重点体现在以人为主体。所以在环境监测中生物监测技术有着指示的意义。倘若生物监测的实际对象相对来说较为复杂，那么生物监测技术在进行环境监测过程中将会出现一些问题。比如在精确性、快速性以及灵敏性等特性都需要不断进步，生命科学的实践以及理论能够指导着生物监测技术的发展。生物的群落结构、数量、行为、种群以及形态等方面会受到污染物的影响，并且会导致遗传物质以及细胞结构遭到损坏，造成机体变异、致癌以及畸变等情况。生物系统相对复杂的情况下会使分析监测结果时遭遇一定的难度。另外，在自然的环境中采取的指示生物，不仅会受到污染物质带来的影响，还在一定程度上受到土壤、地域、季节、病虫害以及气候等原因的影响，所以在监测方式的构建上要确保能够标准化，促进最终结构有较强的可比性，只有这样，生物监测技术才能够发挥自身的价值。

结束语

总之，生物技术在环境监测领域中日趋重要的地位和作用， 充分说明拓宽学科的研究领域， 加强学科间的交流、渗透和合作， 对于科学的整体发展和进步是至关重要的。

参考文献

[1] 尹畅，刘健平，范静华. 生物传感器在环境分析中的研究现状与前景[J]. 生物技术通报. 2000（06）

[2] 任成均. 生物传感器在水环境监测中的运用[J]. 广东水利水电. 2004（01）

[3] 韩梅梅，董国君，孙哲，刘涛，唐季安. 生物传感器在环境监测中的应用[J]. 环境污染治理技术与设备. 2004（08）

[4] 李宗义，邵强，郭伟云，李文强，姚朝阳. 用于环境监测的生物传感器[J]. 生物技术. 2005（04）