水環(huán)境污染生物監(jiān)測(cè)技術(shù)

　　隨著水污染監(jiān)測(cè)中生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的大力應(yīng)用，借助生物學(xué)相關(guān)知識(shí)，通過(guò)監(jiān)測(cè)生物與環(huán)境之間的關(guān)系，如果周?chē)|(zhì)遭受到污染，借助一系列生物鏈會(huì)使得植物生長(zhǎng)受到影響，動(dòng)物發(fā)生遷徙等，通過(guò)種群數(shù)量的變化監(jiān)控水質(zhì)環(huán)境，對(duì)污染的分布、污染來(lái)源、污染種類(lèi)、污染周期等進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，為河湖水生態(tài)修復(fù)和后期治理工作的開(kāi)展提供一定的理論依據(jù)，提升水體自凈能力，恢復(fù)生態(tài)功能。

　　一、生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)

　　生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)表現(xiàn)如下：

　　(1)生物監(jiān)測(cè)靈敏度高，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)需在污染濃度較高的環(huán)境下才能監(jiān)測(cè)出來(lái)，而生物監(jiān)測(cè)技術(shù)則不需要，即使是在污染濃度極低的狀態(tài)下，也能在短時(shí)間內(nèi)做出反應(yīng)，提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

　　(2)生物監(jiān)測(cè)能將生物放大，當(dāng)某一區(qū)域發(fā)生水體污染，通過(guò)食物鏈會(huì)使得該區(qū)域的生物種群都受到不同程度的影響，通過(guò)長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)即可找出污染物來(lái)源，適用面更廣泛

　　(3)生物監(jiān)測(cè)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，該技術(shù)的監(jiān)測(cè)流程非常簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，在短時(shí)間內(nèi)即可獲取到較為有用的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體的全程監(jiān)測(cè)，大大增強(qiáng)了工作效率

　　(4)生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的有效應(yīng)用可同時(shí)監(jiān)測(cè)出在污染環(huán)境中不同生物的表現(xiàn)方式，以方便技術(shù)人員掌握水體污染程度，并進(jìn)行綜合評(píng)定。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)是借助生物學(xué)相關(guān)知識(shí),監(jiān)測(cè)生物與環(huán)境之間的關(guān)系，評(píng)價(jià)水體污染狀況。不同的生物水平，其所監(jiān)測(cè)的內(nèi)容也是存在一定差異的。表1為細(xì)胞生長(zhǎng)與生理等方面的變化所使用的生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，以此來(lái)判斷水體污染狀況。

　　二、生物監(jiān)測(cè)的種類(lèi)

　　2.1 按照生物反應(yīng)分類(lèi)

　　眾所周知，即便是相同的環(huán)境，不同的生物所表現(xiàn)出來(lái)的反應(yīng)也是有差異的，因此可所生物監(jiān)測(cè)分為兩個(gè)方面:一是主動(dòng)監(jiān)測(cè)，比如可選擇一些生物將其放入到待監(jiān)測(cè)的水環(huán)境中，通過(guò)長(zhǎng)期觀察所放進(jìn)去的這些生物所產(chǎn)生的變化，來(lái)判斷水體污染程度，如果生物的數(shù)量發(fā)生驟減則說(shuō)明水體受到了一定的污染;二是被動(dòng)監(jiān)測(cè)，將一些生物放入到一定的水環(huán)境中進(jìn)行觀察，在長(zhǎng)期的這種環(huán)境下有的生物可能自身會(huì)產(chǎn)生一定的抗體，會(huì)逐漸適應(yīng)這種水環(huán)境，但與其剛放入水體時(shí)的性狀可能會(huì)不同，部分生物的機(jī)能會(huì)產(chǎn)生變異，甚至演變成另一種生物，這也說(shuō)明了水體發(fā)生了變化。

　　2.2 根據(jù)生物種族分類(lèi)

　　按照生物種族，用于水環(huán)境監(jiān)測(cè)的生物可分為三種類(lèi)型：一是植物;二是動(dòng)物;三是微生物。不同的生物其在水環(huán)境中所呈現(xiàn)出的反應(yīng)也是不盡相同的。通過(guò)不同生物所表現(xiàn)出來(lái)的反應(yīng)，可對(duì)水質(zhì)環(huán)境情況有一定的了解，便于技術(shù)人員掌握水質(zhì)狀況，以便采取有效的措施加以治理，提高水質(zhì)質(zhì)量。

　　2.3 按照生物生存環(huán)境分類(lèi)

　　按照生物生存環(huán)境的不同，可將其分為如下三類(lèi)：一是大氣環(huán)境，比如地衣對(duì)環(huán)境的敏感度特別高，一旦大氣中某一物質(zhì)發(fā)生變化，地衣的性狀也會(huì)隨之發(fā)生變化，為工作人員提供一定的參考;二是土壤環(huán)境，在一定土壤條件下生存，一些植物可對(duì)污染物產(chǎn)生各種反應(yīng)，比如生長(zhǎng)發(fā)育受阻，植物的營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)生變化等;三是水環(huán)境，利用指示生物可以對(duì)水體污染程度作出綜合判斷并進(jìn)行定性分析。

　　三、生物監(jiān)測(cè)的實(shí)際應(yīng)用

　　3.1 底棲動(dòng)物的應(yīng)用

　　在水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中底棲動(dòng)物的作用非常大。與其他生物相比較而言，底棲動(dòng)物的生活史比較長(zhǎng)而且體型大，行動(dòng)能力差,對(duì)水體污染物的辨別能力比較強(qiáng)。比如,河蛻這種生物，通過(guò)監(jiān)測(cè)河蛻體內(nèi)的汞含量就可知道水體是否收到污染，通過(guò)河蛻體內(nèi)汞含量的差異表現(xiàn)，即可知道河蛻與污染源的距離遠(yuǎn)近，為研究者提供一定的參考借鑒。

　　3.2 原生生物的應(yīng)用

　　原生生物分布廣泛，不管是種類(lèi)方面還是數(shù)量上都比較多，原生生物受水中物質(zhì)比如藻類(lèi)、菌類(lèi)等影響的程度較大，使得群落結(jié)構(gòu)發(fā)生大的變化。原生生物在進(jìn)食時(shí)，也會(huì)加大藻類(lèi)或者細(xì)菌等的繁殖力度，增強(qiáng)了水環(huán)境中物質(zhì)循環(huán)的速度，使得有機(jī)物的分解速度不斷加快，在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中，原生生物的作用不容小覷。

　　3.3 藻類(lèi)生物監(jiān)測(cè)

　　藻類(lèi)生活在水中，也是水環(huán)境中最早的生產(chǎn)者，不同類(lèi)型的藻類(lèi)其對(duì)水中各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求也是存在一定差異的。由此可根據(jù)藻類(lèi)的類(lèi)型以及化學(xué)成分等，實(shí)現(xiàn)對(duì)水環(huán)境的監(jiān)測(cè)。比如赤潮這種現(xiàn)象形成的原因就是水中污染物增多，水中的有害物質(zhì)會(huì)隨著水流最終流入到海洋中，在海邊極易發(fā)生赤潮現(xiàn)象。值得注意的是，在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中如需使用藻類(lèi)生物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，藻類(lèi)生物種類(lèi)的選擇很關(guān)鍵，特別是當(dāng)水環(huán)境中重金屬含量超標(biāo)時(shí)，藻類(lèi)的生理功能會(huì)嚴(yán)重下降，其生物代謝也會(huì)受到不同程度的影響，導(dǎo)致體內(nèi)細(xì)胞色素含量下降，不能進(jìn)行光合作用，長(zhǎng)此下去會(huì)造成藻類(lèi)細(xì)胞發(fā)生病變甚至死亡。

　　3.4 兩棲動(dòng)物的應(yīng)用

　　兩棲動(dòng)物在生物監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用變得越來(lái)越普遍，由于兩棲動(dòng)物的生活史周期的特殊性以及生理學(xué)特性，一方面可對(duì)水體污染起到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，另一方面也能對(duì)陸地污染情況起到一定的監(jiān)測(cè)。青蛙是水環(huán)境監(jiān)測(cè)中使用率較高的一種兩棲動(dòng)物，青蛙的皮膚具有良好的滲透性，一旦水體受到污染，可宜接從青蛙的皮膚表面顯現(xiàn)出來(lái)。此外，?鮮也是比較常用的一種動(dòng)物，?鮮是以水中的腐殖質(zhì)為食，當(dāng)其食用了污染程度較小的水體生物時(shí)，在水中的分布以及進(jìn)食都會(huì)減小，如果食用了污染程度大的水體生物，則進(jìn)食量會(huì)急劇下降，水中分布的數(shù)量也會(huì)減少，可更好的起到監(jiān)測(cè)水體的效果。但由于我國(guó)在該方面的研究還比較淺顯，在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中兩棲動(dòng)物的應(yīng)用還比較少，后期仍需開(kāi)展更深入的研究，以提高兩棲動(dòng)物的應(yīng)用率。

　　3.5 魚(yú)類(lèi)生物的應(yīng)用

　　水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中，卿魚(yú)是使用較為廣泛的一種魚(yú)類(lèi)，這種魚(yú)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)而且在水中的分布面比較廣泛。當(dāng)水中污染物比如二氯苯酚含量過(guò)高時(shí)，卿魚(yú)肝臟的抗氧化系統(tǒng)會(huì)受到嚴(yán)重的影響，通過(guò)這些現(xiàn)象可實(shí)現(xiàn)對(duì)水環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為工作人員提供一定的借鑒。

　　四、生物監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)展剖析

　　4.1 構(gòu)建完善的生物標(biāo)準(zhǔn)化體系

　　由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較發(fā)達(dá)國(guó)家之間還存在一定的差距,水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，不管是在監(jiān)測(cè)效率方面或是監(jiān)測(cè)水平都有上升的空間。再加之我國(guó)生物監(jiān)測(cè)技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)仍沿用的是傳統(tǒng)的方式，給生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的推廣帶來(lái)種種影響，因此構(gòu)建完善的生物標(biāo)準(zhǔn)化體系則顯得尤為重要。

　　4.2 建立生物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)

　　水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中借助生物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)化管理，大大增強(qiáng)了監(jiān)測(cè)的成效性。通過(guò)對(duì)生態(tài)變異性規(guī)律問(wèn)題的深入分析，找出污染物的來(lái)源，從根本問(wèn)題入手，尋求有效的解決對(duì)策，并將所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)信息借助互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行共享，構(gòu)建系統(tǒng)、完善的水環(huán)境檔案，為水環(huán)境治理后續(xù)工作的開(kāi)展提供一定的依據(jù)。(來(lái)源：河南省水文水資源局)