生物监测技术在水环境工程中的应用及研究

钱振洁 赵陆萍

山东省日照生态环境监测中心 山东日照 276800

1 生物监测的意义

在使用生物监测技术的过程中，可以发现一些小的外源物质对水生生物有较大的影响，并且比传统的监测技术更容易从表面反映出来，人们也可以完成相关数据和信息的收集。生存在这种水环境下的污染物，生物所接触的环境污染不止一种。一旦生物接触到多种污染物，就会有多种类型的研究主体来分析污染物的综合性，从而进一步得知污染对生物带来的危害。不仅如此，生物监测还具有预测功能，能够直接反映污染物对生物的影响，并在污染物到达生物链顶端时及时监测这些症状，给人们时间研究解决方案。通过生物监测可以方便地对毒性效应进行小范围的分析和判断，但对于危害较大的毒性效应，只能通过生物反应来判断。生物监测管理成本相对较低，且经济性高，能最大限度地节约研究成本[1]。

2 生物监测技术在水环境工程中的应用

2.1 微生物群落监测技术

微生物群落监测技术用于监测水环境中的细菌、水藻及原生物等微生物。水环境中的各类微生物的数量、出现频率能够反映一个阶段内水环境的情况。微生物群落监测技术主要监测指标有微生物园中类型、多样性指数、异养指数、鞭毛百分率。采用聚氨酯塑料收集水样，结合数据计算方法计算微生物的分布指数，评价水环境污染程度。理论上，水环境污染情况是个动态化的过程。污染条件也在不断地发生变化。微生物监测技术对微生物评价指标应根据污染条件的变化不断扩展和扩充，以提高水环境污染评价的全面性。

2.2 生物行为反应监测技术

生物行为反应监测技术用于监测微生物污染时发生的行为变化。部分微生物在受到敏感的污染条件时，会发生明显的生物变化、行为变化或压力性反应。这些指标能够较为准确地反映环境污染存在的问题。例如斑马鱼、金鱼等，对外部环境污染的变化感知极其敏感。斑马鱼、金鱼的生理变化、行为变化等，可以作为指示淡水水质的变化的指标，来评价监测区域水环境的污染问题。斑马鱼与人体具有很多相似的行为反应。监测斑马鱼的反映在指示水环境污染对人体的危害方面具有极高的应用价值。

2.3 发光细菌监测技术

细菌广泛存在与水环境中。监测水环境中的细菌类型、数量，在评价水环境的安全性方面有着重要的应用价值。目前，我国的细菌监测技术已经相当成熟。细菌监测技术的成熟性确保了水环境安全性监测的有效性。发光细菌技术利用一些细菌细胞的发光特性来监测污染物及其徐俊遗传毒性。该技术通过生物毒性探测器实现水环境细菌毒性的监测。生物毒性探测器具有毒性监测效率快、结果精准、操作方便等应用优势。采用生物毒性探测器，最快可在3小时内获得水环境细菌及毒性监测结果。

2.4 底栖和两栖监测技术

底栖、两栖动物数量是生物监测水质的重要指标。底栖、两栖动物对生存的水环境要求极高。底栖和两栖监测技术是通过监测底栖、两栖生物的生理、行为等指标来评价水质及水环境污染问题的。主要指标有Saprobic指标和BI指标两类。底栖和两栖动物的监测指标是完整评价水环境变化的重要指标。

2.5 生物传感器监测技术

生物传感器监测技术借助传感器自动捕捉和识别信号的功能，用以监测部分生物有机体做出的应急响应。生物有机体的应急响应能够反映水环境污染变化情况，可作为指示水环境污染的应急电信号。电信号是间接测量和评价水环境中污染物浓度的重要依据。监测到的电信号结合有机体DNA重组技术对生物做更加深入的研究，来帮助我们了解生物体携带的中毒素及其含量，获得更加全面、复杂的水环境污染指标[2]。

3 应用前景分析

生物监测技术在水环境工程中的应用有监测水环境污染动态、预测污染发展情况、降低水环境监测成本、提高水环境监测效率和质量的作用。它的应用优势及其作用决定了其在未来有广阔的市场前景。未来，水环境监测将广泛面向水环境展开，来提高水环境污染的监测和保护。微生物监测技术成本低、易操作、毒性小、适用范围广，又能提供实时的监测，根据监测预测未来污染情况。对水环境的监测是水环境污染治理的必然条件。未来，随着生物监测技术水平的提升，生物监测技术将应用到解决更加复杂的水环境系统工程问题。它能为环境治理提供客观、精准的治理依据，在复合污染严重的水环境综合治理中发挥更加重要的作用。

4 结语

水资源作为所有生物赖以生存的生命源泉，对于人类社会及其文明的可持续发展意义重大。为了人类文明的可持续发展，人类必须加强水环境保护及污染控制，构建和维护长期的水生态平衡状态。生物监测技术是监测水环境生物安全性必不可少的技术。微生物群落监测技术、生物行为反应监测技术、发光细菌监测技术、底栖和两栖监测技术、生物传感器监测技术能够为水环境工程中水体的微生物、生物行为、细菌、两栖生物、底栖生物的生物动态监测提供技术支撑，同时监测水体中的非金属无机物及其他污染物，了解生物生存状态及其安全性，为水环境生物保护及污染治理提供依据。鉴于其在水环境工程监测中的重要性，建议加大对生物监测技术在水环境工程中应用的研究和推广[3]。