余運(yùn)洲

摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)的快速發(fā)展，各類污染情況日益加劇，水污染問(wèn)題尤其嚴(yán)重，人們對(duì)污染問(wèn)題越來(lái)越重視。這就要求相關(guān)部門及時(shí)對(duì)水體環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)水體安全進(jìn)行預(yù)警。在水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)估和預(yù)警中，水生物環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)作為有效的手段，進(jìn)一步促進(jìn)了環(huán)境保護(hù)工作的順利開(kāi)展。本文主要圍繞生物監(jiān)測(cè)的原理及其優(yōu)越性，重點(diǎn)分析了水生生物環(huán)境監(jiān)測(cè)方法研究以及水生生物環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)存在的問(wèn)題及對(duì)策，以期能為有關(guān)方面的需要提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：生物監(jiān)測(cè)；水環(huán)境；對(duì)策研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.228

1 生物監(jiān)測(cè)的原理及其優(yōu)越性

（1）生物監(jiān)測(cè)的原理。所謂的生物監(jiān)測(cè)，主要是對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估時(shí)通過(guò)生物組分、種類或個(gè)體對(duì)環(huán)境變化產(chǎn)生的反應(yīng)來(lái)完成。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)包括兩種方法，一個(gè)是生態(tài)學(xué)方法，另一個(gè)是毒理學(xué)方法，它們作為理化監(jiān)測(cè)方法的重要補(bǔ)充，在環(huán)境監(jiān)測(cè)和評(píng)估中都發(fā)揮著極其重要的作用。環(huán)境中某一毒性物質(zhì)的強(qiáng)弱可以通過(guò)生物檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)定，而且能夠?qū)Χ喾N污染物的綜合毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)。生物監(jiān)測(cè)方法與理化分析相比，前者具有較高的安全性和較強(qiáng)的實(shí)用性，且監(jiān)測(cè)結(jié)果全面準(zhǔn)確，能夠?qū)h(huán)境的長(zhǎng)期污染狀況真實(shí)的反映出來(lái)，在環(huán)境綜合評(píng)價(jià)中應(yīng)用的較為廣泛，且預(yù)警功能也發(fā)揮著重要作用。進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)的主要目的是在生態(tài)系統(tǒng)尚未被污染物危害前第一時(shí)間將其檢測(cè)出來(lái)，避免破壞系統(tǒng)的生態(tài)平衡。

（2）生物監(jiān)測(cè)的優(yōu)越性。相比傳統(tǒng)理化監(jiān)測(cè)而言，生物監(jiān)測(cè)所具有的指示作用為綜合性和快速性。一是在水環(huán)境中生物受細(xì)微外源性物質(zhì)的影響和控制過(guò)程，該變化相對(duì)較慢，生物監(jiān)測(cè)在對(duì)其捕捉時(shí)更加容易；二是相比于傳統(tǒng)的理化監(jiān)測(cè)方法，生物監(jiān)測(cè)具有較好的預(yù)見(jiàn)性，部分水環(huán)境中前期進(jìn)入了少量的污染源，其污染效果并不會(huì)太明顯，通過(guò)長(zhǎng)期的積累，慢性污染逐漸顯現(xiàn)。通過(guò)生物監(jiān)測(cè)能夠提前預(yù)報(bào)出這些癥狀；三是對(duì)于范圍較小，劑量周期漫長(zhǎng)，但有較大危害的毒性效應(yīng)能夠通過(guò)生物監(jiān)測(cè)很容易觀察到；四是生物監(jiān)測(cè)具有較低的管理費(fèi)用，能夠大面積連續(xù)布點(diǎn)在邊緣地區(qū)，保養(yǎng)和維修時(shí)不需要儀器儀表。

2 水生生物環(huán)境監(jiān)測(cè)方法研究

2.1 常用生物監(jiān)測(cè)技術(shù)

（1）群落結(jié)構(gòu)法。群落結(jié)構(gòu)主要是指在一定地域特點(diǎn)或自然界的特定某塊范圍內(nèi)，有不同種類的微生物和動(dòng)植物出現(xiàn)在此范圍內(nèi)，水質(zhì)情況的推測(cè)可以通過(guò)對(duì)水中生物的群落結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行觀察來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2）殘毒測(cè)定法。在生活的環(huán)境中，污染物質(zhì)會(huì)被生物攝取，在消化以后，隨后再次進(jìn)行分配和遷移，不過(guò)在生物體內(nèi)會(huì)殘留大量毒素，而且殘留的毒素高出周圍環(huán)境中毒素的若干倍。對(duì)水污染狀況的判斷可以通過(guò)對(duì)一種或幾種生物體內(nèi)殘留的毒素進(jìn)行檢查得知。（3）指示生物法。在生態(tài)水環(huán)境下，生物會(huì)隨著水質(zhì)量的變化而發(fā)生變化，此時(shí)會(huì)危害到水里面的生物，嚴(yán)重情況下這些生物會(huì)消亡。通過(guò)對(duì)生物個(gè)體或物種的變化進(jìn)行觀測(cè)，能夠?qū)Νh(huán)境質(zhì)量的變化情況準(zhǔn)確進(jìn)行記錄。（4）生物傳感器測(cè)試法。近年來(lái)，我國(guó)快速提升的科學(xué)技術(shù)使交叉學(xué)科不斷融合。在現(xiàn)代生物技術(shù)領(lǐng)域中，DNA重組技術(shù)被不斷利用到實(shí)際生物監(jiān)測(cè)技術(shù)中。生物傳感監(jiān)測(cè)法主要是將生物反應(yīng)在水環(huán)境下轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。其原理是將被檢測(cè)的生物組分和待監(jiān)測(cè)對(duì)象的作用通過(guò)電子技術(shù)轉(zhuǎn)化為能夠檢測(cè)到的電子信號(hào)。（5）生物監(jiān)測(cè)法。當(dāng)病毒污染生物以后，會(huì)改變生物的生理機(jī)能，而生物監(jiān)測(cè)法則是通過(guò)對(duì)生理機(jī)能的變化對(duì)水的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試。

2.2 監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究應(yīng)用

（1）微生物群落檢測(cè)法。該生物檢測(cè)法發(fā)展應(yīng)用的相對(duì)較早，主要是對(duì)水環(huán)境中真菌、原生動(dòng)物、藻類以及微型生物出現(xiàn)的頻率或數(shù)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其分布指數(shù)通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算統(tǒng)計(jì)得出，水污染程度的評(píng)價(jià)以此為依據(jù)。隨著科技的不斷進(jìn)步，后期又修正和改進(jìn)了微生物群落監(jiān)測(cè)法，產(chǎn)生了與化學(xué)監(jiān)測(cè)參數(shù)有關(guān)聯(lián)的多樣性指數(shù)、原生動(dòng)物種類、異養(yǎng)性指數(shù)和植鞭毛蟲(chóng)百分比四個(gè)生物學(xué)參數(shù)，我國(guó)建立的生態(tài)環(huán)境微生物群落監(jiān)測(cè)法具有很好的適用性。李朝霞等通過(guò)微生物群落監(jiān)測(cè)法對(duì)化工廢水的靜態(tài)毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)，化工廢水效應(yīng)濃度變化中原生動(dòng)物群落相對(duì)比較敏感。不斷增加的效應(yīng)濃度和延長(zhǎng)的毒性時(shí)間使原生動(dòng)物群落群集的多樣性急劇下降，隨之減緩了群集的速度。近年來(lái)，在微生物群落監(jiān)測(cè)法中數(shù)學(xué)分析發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。生物群落參數(shù)的變化規(guī)律通過(guò)計(jì)算機(jī)應(yīng)用和數(shù)學(xué)分析能夠在更大范圍內(nèi)得到揭示，從而使微生物群落監(jiān)測(cè)法具有更加廣泛的使用范圍和更加精確的結(jié)果。

（2）底棲動(dòng)物判斷。近年來(lái)，我國(guó)還利用湘江底棲動(dòng)物來(lái)完成對(duì)水質(zhì)污染問(wèn)題的判斷以及變化趨勢(shì)的分析。從上游到下游，湘江干流底部棲息動(dòng)物的種類呈現(xiàn)出逐漸減少的趨勢(shì)。這說(shuō)明湘江內(nèi)有著非常嚴(yán)重的污染，而在判斷不同區(qū)域的污染程度時(shí)可以根據(jù)物種減少的程度進(jìn)行確定，另外通過(guò)分析還可以看出，底棲生物種類隨著時(shí)間的推移也在逐漸減少，這也說(shuō)明毒污染并沒(méi)有消散。

（3）魚(yú)類正趨流性判斷。上世紀(jì)七十年代，德國(guó)人開(kāi)始深入研究魚(yú)類的正趨流性，具有研究方法是將不能使魚(yú)群輕易接近的強(qiáng)光區(qū)或者適度的電擊區(qū)設(shè)置在水中下游區(qū)，通過(guò)該方法使魚(yú)群的活動(dòng)范圍得到有效控制，如果上游沒(méi)有發(fā)現(xiàn)魚(yú)群，這說(shuō)明水質(zhì)污染情況已經(jīng)在下游區(qū)產(chǎn)生。

（4）SOS顯色法。SOS法是我國(guó)在上世紀(jì)八十年代提出的新型遺傳毒性監(jiān)測(cè)方法。其主要原理是極大的破壞DNA分子的情況下，進(jìn)一步限制生物復(fù)制，錯(cuò)誤修復(fù)的情況很容易發(fā)生，在大腸桿菌的一系列反應(yīng)后，所有這些修復(fù)統(tǒng)稱為SOS應(yīng)答。該方法具有自身的優(yōu)點(diǎn)，一是簡(jiǎn)單快速，數(shù)小時(shí)就能夠完成監(jiān)測(cè)；二是監(jiān)測(cè)相當(dāng)靈敏；三是監(jiān)測(cè)結(jié)果比較準(zhǔn)確。遺傳毒物對(duì)細(xì)胞原發(fā)的直接反應(yīng)是SOS顯色法測(cè)定的結(jié)果，其陽(yáng)性結(jié)果可信度較高。

3 水生生物環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)存在的問(wèn)題及對(duì)策

（1）生物的生長(zhǎng)及分布其個(gè)性差異較大，同種生物對(duì)污染物有著不一樣的反應(yīng)。所以生物監(jiān)測(cè)過(guò)程中，測(cè)試周期的設(shè)定需要根據(jù)指示生物生長(zhǎng)狀態(tài)、水體特征等進(jìn)行。另外還要使樣本數(shù)量適當(dāng)增加，從而使監(jiān)測(cè)結(jié)果的可信度得到提高。在生物監(jiān)測(cè)時(shí)，要通過(guò)前期實(shí)驗(yàn)對(duì)不同季節(jié)或地區(qū)的生物反應(yīng)程度及頻率進(jìn)行確定，根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況制定出適合的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。及時(shí)建立大范圍數(shù)據(jù)生物監(jiān)測(cè)網(wǎng)，認(rèn)真分析處理各地的監(jiān)測(cè)結(jié)果，更有利于將地域差別進(jìn)行消除。

（2）在水生生態(tài)系統(tǒng)中，較低濃度的水體污染物具有潛在的危害，短時(shí)間內(nèi)具有不明顯的生物學(xué)效應(yīng)。這時(shí)需要把從生物分析到生物群落不同層級(jí)的有效監(jiān)測(cè)建立起來(lái)，理化監(jiān)測(cè)可以在異常情況下進(jìn)行，從而確保能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警污染物的污染程度。

參考文獻(xiàn)：

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