郭自良

（玉溪市紅塔區(qū)環(huán)境監(jiān)測站云南玉溪653100）

生物監(jiān)測技術(shù)在水環(huán)境中的應用及研究

郭自良

（玉溪市紅塔區(qū)環(huán)境監(jiān)測站云南玉溪653100）

提高對水污染事件的監(jiān)測能力與預警能力是當前水環(huán)境治理工作中的重點。在眾多的監(jiān)測技術(shù)中，生物監(jiān)測是一項基于生物之間相依存、相互制約關(guān)系上實施的技術(shù)，具有明顯的優(yōu)越性，由此成為當前水環(huán)境監(jiān)測工作中的研究熱點。

生物監(jiān)測技術(shù)；水環(huán)境

水環(huán)境監(jiān)測是獲取水資源、水環(huán)境科學數(shù)據(jù)的主要方法，同時也是是一項利國利民的基礎(chǔ)性公益事業(yè)[1]。近年來，水污染情況日益嚴重給當前的水環(huán)境監(jiān)測工作帶來了嚴峻的考驗，而對于各種監(jiān)測技術(shù)的研究也日趨深入。其中，生物監(jiān)測技術(shù)是一項細致、科學性的監(jiān)測技術(shù)，在水環(huán)境監(jiān)測工作中具有良好的應用前景。

1　生物監(jiān)測技術(shù)在水環(huán)境中的應用

1.1微生物群落監(jiān)測技術(shù)

在水環(huán)境中，細菌、藻類及原生物等微型生物出現(xiàn)的頻率與數(shù)量可反應出該區(qū)域內(nèi)的水環(huán)境情況，由此而誕生了微生物群落監(jiān)測技術(shù)。該技術(shù)的應用相對較早，通過聚氨酯塑料采集水體樣本并結(jié)合數(shù)學計算方式統(tǒng)計出微生物的分布指數(shù)，根據(jù)微生物的分布指數(shù)判斷水環(huán)境污染的嚴重程度。隨著環(huán)境污染條件的變化，微生物檢測技術(shù)也在不斷地發(fā)展與變化。當前我國微生物群落監(jiān)測技術(shù)的評價指標也日益增多，目前主要的評價原物種類型、多樣性指數(shù)、植鞭毛蟲百分值以及異養(yǎng)性指數(shù)4項指標作[2]，提高了我國水環(huán)境監(jiān)測的科學性。

1.2生物行為反應監(jiān)測技術(shù)

水環(huán)境中的微生物在收到外界污染的影響后會出現(xiàn)一些應激性的生理變化或者行為變化，而生物行為反應技術(shù)就是基于生物對污染的應激性變化而誕生的監(jiān)測技術(shù)。在水生物的監(jiān)測中，較為常用指示生物的是斑馬魚、鰻魚、金魚等魚類，該技術(shù)通常應用于淡水環(huán)境的監(jiān)測中。斑馬魚對于其生活的水質(zhì)具有較高的敏感度，當周圍水質(zhì)發(fā)生改變，斑馬魚可在幾分鐘之內(nèi)做出反應。此外，由于斑馬魚與人體基因具有較高的相似度，因此以斑馬魚作為指示物種其監(jiān)測結(jié)果對于人類而言具有較高的應用價值。隨著計算機、自動化的發(fā)展，該技術(shù)可實現(xiàn)水環(huán)境的在線監(jiān)測，能夠?qū)λh(huán)境的污染做出及時的預警。

1.3發(fā)光細菌監(jiān)測技術(shù)

在眾多的生物監(jiān)測技術(shù)中，發(fā)光細菌監(jiān)測技術(shù)是一項發(fā)展相對成熟的技術(shù)。該技術(shù)主要應用于自來水廠等生活用水水源的監(jiān)測中，提高國民生活、生產(chǎn)用水的安全性。目前該技術(shù)主要以細胞發(fā)光特征、污染物遺傳毒性作為參考并結(jié)合如水質(zhì)毒性監(jiān)測儀、Mirotox生物毒性檢測儀等相應的檢測儀器進行檢驗[3]。該技術(shù)最快可在3h內(nèi)獲取檢驗結(jié)果，與其它技術(shù)相比具有操作便捷、靈敏度高，檢驗結(jié)果快等顯著優(yōu)勢。在電子技術(shù)的推動下，發(fā)光細菌監(jiān)測技術(shù)在結(jié)合紫外線分光及熒光等分度法進行技術(shù)創(chuàng)新之后獲取了較大的發(fā)展，具有廣泛的應用前景。

1.4底棲動物和兩棲動物監(jiān)測技術(shù)

底棲動物與兩棲動物監(jiān)測技術(shù)以底棲、兩棲動物作為主要的指示物種，通過指示物種在水環(huán)境中的數(shù)量情況評價水質(zhì)。目前國外對于底棲動物水環(huán)境評價參數(shù)通常采用Saprobic指數(shù)與BI指數(shù)兩項，而中國主要通過對指示生物在水環(huán)境中的完整性指示進行評價。此外，該技術(shù)還將兩棲類動物的生理變化與行為變化作為水質(zhì)評價的參考指標。如在農(nóng)藥污染的水環(huán)境中兩棲類動物會出現(xiàn)相應的生理、行為變化，監(jiān)測人員可根據(jù)動物的變化判斷水質(zhì)。

1.5生物傳感器監(jiān)測技術(shù)

在受到污染的水環(huán)境中將生物產(chǎn)生的應激反應轉(zhuǎn)化為電信號，在利用儀器對電信號進行機械識別是生物傳感器監(jiān)測技術(shù)的應用原理。隨著對DNA重組技術(shù)研究的不斷深入，該技術(shù)也被應用于水環(huán)境監(jiān)測工作中。生物傳感器以固定細胞核、固定酶技術(shù)作為識別基礎(chǔ)，利用識別元件構(gòu)成的差異根據(jù)一定的規(guī)律將生物的反應轉(zhuǎn)化為可識別的電子信號。目前較為常見的生物傳感器主要有胞傳感器、DNA傳感器以及免疫傳感器等3種儀器，發(fā)展前景相對較好。

2　生物監(jiān)測技術(shù)的研究方向

當前，我國生物監(jiān)測技術(shù)得到了一定的發(fā)展，但是仍然也存在一些需要進行完善的方面。如排污收費、環(huán)境質(zhì)量定量考核方法、環(huán)境評價標準等方面仍需要深入研究，造成了生物監(jiān)測指標體系的不完整。因此，當前水環(huán)境監(jiān)測工作應將完善生物監(jiān)測指標體系作為研究的方向。我國生物環(huán)境監(jiān)測標準也尚未出臺，無規(guī)范性文件的約束難以保障生物監(jiān)測技術(shù)應用的合法性與科學性。此外，針對于低濃度的水生物污染，生物監(jiān)測技術(shù)的生物效應在短時間內(nèi)反應不明顯，在一定程度上制約了生物監(jiān)測技術(shù)的應用價值。但是低濃度水生物污染又是確實存在的，因此今后生物監(jiān)測技術(shù)的研究方向應以提高對不同分級的水污染反應能力為主[4]?？蓮姆肿拥轿锓N群落建立不同層級的監(jiān)測標準，提高對慢性水環(huán)境污染的評價能力；同時在結(jié)合理化監(jiān)測，提高生物監(jiān)測技術(shù)對于水污染的預警能力。

3　結(jié)語

水環(huán)境監(jiān)測是一項需要長期堅持的基礎(chǔ)性工作。針對于當前的水污染問題，相關(guān)人員應加強生物監(jiān)測技術(shù)的應用，不斷學習新的監(jiān)測技術(shù)并對現(xiàn)有的技術(shù)進行創(chuàng)新，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，保障水資源的安全。

[1]顧華,樓春華,陳英碩,等.水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應用與發(fā)展[J].北京水務,2013(z2):47-50.

[2]朱耀祖.生物監(jiān)測技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應用[J].科技與創(chuàng)新, 2014(21):153.

[3]鐘文義.淺談水環(huán)境監(jiān)測中生物監(jiān)測技術(shù)的應用[J].低碳世界, 2014(12):1-2.

[4]張述偉，孔祥峰,姜源慶，等.生物監(jiān)測技術(shù)在水環(huán)境中的應用及研究[J].環(huán)境保護科學,2015(05):103-107.