錢(qián)振潔 趙陸萍

山東省日照生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 山東日照 276800

1 生物監(jiān)測(cè)的意義

在使用生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)一些小的外源物質(zhì)對(duì)水生生物有較大的影響，并且比傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)更容易從表面反映出來(lái)，人們也可以完成相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的收集。生存在這種水環(huán)境下的污染物，生物所接觸的環(huán)境污染不止一種。一旦生物接觸到多種污染物，就會(huì)有多種類(lèi)型的研究主體來(lái)分析污染物的綜合性，從而進(jìn)一步得知污染對(duì)生物帶來(lái)的危害。不僅如此，生物監(jiān)測(cè)還具有預(yù)測(cè)功能，能夠直接反映污染物對(duì)生物的影響，并在污染物到達(dá)生物鏈頂端時(shí)及時(shí)監(jiān)測(cè)這些癥狀，給人們時(shí)間研究解決方案。通過(guò)生物監(jiān)測(cè)可以方便地對(duì)毒性效應(yīng)進(jìn)行小范圍的分析和判斷，但對(duì)于危害較大的毒性效應(yīng)，只能通過(guò)生物反應(yīng)來(lái)判斷。生物監(jiān)測(cè)管理成本相對(duì)較低，且經(jīng)濟(jì)性高，能最大限度地節(jié)約研究成本[1]。

2 生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在水環(huán)境工程中的應(yīng)用

2.1 微生物群落監(jiān)測(cè)技術(shù)

微生物群落監(jiān)測(cè)技術(shù)用于監(jiān)測(cè)水環(huán)境中的細(xì)菌、水藻及原生物等微生物。水環(huán)境中的各類(lèi)微生物的數(shù)量、出現(xiàn)頻率能夠反映一個(gè)階段內(nèi)水環(huán)境的情況。微生物群落監(jiān)測(cè)技術(shù)主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)有微生物園中類(lèi)型、多樣性指數(shù)、異養(yǎng)指數(shù)、鞭毛百分率。采用聚氨酯塑料收集水樣，結(jié)合數(shù)據(jù)計(jì)算方法計(jì)算微生物的分布指數(shù)，評(píng)價(jià)水環(huán)境污染程度。理論上，水環(huán)境污染情況是個(gè)動(dòng)態(tài)化的過(guò)程。污染條件也在不斷地發(fā)生變化。微生物監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)微生物評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)根據(jù)污染條件的變化不斷擴(kuò)展和擴(kuò)充，以提高水環(huán)境污染評(píng)價(jià)的全面性。

2.2 生物行為反應(yīng)監(jiān)測(cè)技術(shù)

生物行為反應(yīng)監(jiān)測(cè)技術(shù)用于監(jiān)測(cè)微生物污染時(shí)發(fā)生的行為變化。部分微生物在受到敏感的污染條件時(shí)，會(huì)發(fā)生明顯的生物變化、行為變化或壓力性反應(yīng)。這些指標(biāo)能夠較為準(zhǔn)確地反映環(huán)境污染存在的問(wèn)題。例如斑馬魚(yú)、金魚(yú)等，對(duì)外部環(huán)境污染的變化感知極其敏感。斑馬魚(yú)、金魚(yú)的生理變化、行為變化等，可以作為指示淡水水質(zhì)的變化的指標(biāo)，來(lái)評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)區(qū)域水環(huán)境的污染問(wèn)題。斑馬魚(yú)與人體具有很多相似的行為反應(yīng)。監(jiān)測(cè)斑馬魚(yú)的反映在指示水環(huán)境污染對(duì)人體的危害方面具有極高的應(yīng)用價(jià)值。

2.3 發(fā)光細(xì)菌監(jiān)測(cè)技術(shù)

細(xì)菌廣泛存在與水環(huán)境中。監(jiān)測(cè)水環(huán)境中的細(xì)菌類(lèi)型、數(shù)量，在評(píng)價(jià)水環(huán)境的安全性方面有著重要的應(yīng)用價(jià)值。目前，我國(guó)的細(xì)菌監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。細(xì)菌監(jiān)測(cè)技術(shù)的成熟性確保了水環(huán)境安全性監(jiān)測(cè)的有效性。發(fā)光細(xì)菌技術(shù)利用一些細(xì)菌細(xì)胞的發(fā)光特性來(lái)監(jiān)測(cè)污染物及其徐俊遺傳毒性。該技術(shù)通過(guò)生物毒性探測(cè)器實(shí)現(xiàn)水環(huán)境細(xì)菌毒性的監(jiān)測(cè)。生物毒性探測(cè)器具有毒性監(jiān)測(cè)效率快、結(jié)果精準(zhǔn)、操作方便等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。采用生物毒性探測(cè)器，最快可在3小時(shí)內(nèi)獲得水環(huán)境細(xì)菌及毒性監(jiān)測(cè)結(jié)果。

2.4 底棲和兩棲監(jiān)測(cè)技術(shù)

底棲、兩棲動(dòng)物數(shù)量是生物監(jiān)測(cè)水質(zhì)的重要指標(biāo)。底棲、兩棲動(dòng)物對(duì)生存的水環(huán)境要求極高。底棲和兩棲監(jiān)測(cè)技術(shù)是通過(guò)監(jiān)測(cè)底棲、兩棲生物的生理、行為等指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)及水環(huán)境污染問(wèn)題的。主要指標(biāo)有Saprobic指標(biāo)和BI指標(biāo)兩類(lèi)。底棲和兩棲動(dòng)物的監(jiān)測(cè)指標(biāo)是完整評(píng)價(jià)水環(huán)境變化的重要指標(biāo)。

2.5 生物傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)

生物傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)借助傳感器自動(dòng)捕捉和識(shí)別信號(hào)的功能，用以監(jiān)測(cè)部分生物有機(jī)體做出的應(yīng)急響應(yīng)。生物有機(jī)體的應(yīng)急響應(yīng)能夠反映水環(huán)境污染變化情況，可作為指示水環(huán)境污染的應(yīng)急電信號(hào)。電信號(hào)是間接測(cè)量和評(píng)價(jià)水環(huán)境中污染物濃度的重要依據(jù)。監(jiān)測(cè)到的電信號(hào)結(jié)合有機(jī)體DNA重組技術(shù)對(duì)生物做更加深入的研究，來(lái)幫助我們了解生物體攜帶的中毒素及其含量，獲得更加全面、復(fù)雜的水環(huán)境污染指標(biāo)[2]。

3 應(yīng)用前景分析

生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在水環(huán)境工程中的應(yīng)用有監(jiān)測(cè)水環(huán)境污染動(dòng)態(tài)、預(yù)測(cè)污染發(fā)展情況、降低水環(huán)境監(jiān)測(cè)成本、提高水環(huán)境監(jiān)測(cè)效率和質(zhì)量的作用。它的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及其作用決定了其在未來(lái)有廣闊的市場(chǎng)前景。未來(lái)，水環(huán)境監(jiān)測(cè)將廣泛面向水環(huán)境展開(kāi)，來(lái)提高水環(huán)境污染的監(jiān)測(cè)和保護(hù)。微生物監(jiān)測(cè)技術(shù)成本低、易操作、毒性小、適用范圍廣，又能提供實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)未來(lái)污染情況。對(duì)水環(huán)境的監(jiān)測(cè)是水環(huán)境污染治理的必然條件。未來(lái)，隨著生物監(jiān)測(cè)技術(shù)水平的提升，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)將應(yīng)用到解決更加復(fù)雜的水環(huán)境系統(tǒng)工程問(wèn)題。它能為環(huán)境治理提供客觀、精準(zhǔn)的治理依據(jù)，在復(fù)合污染嚴(yán)重的水環(huán)境綜合治理中發(fā)揮更加重要的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

水資源作為所有生物賴(lài)以生存的生命源泉，對(duì)于人類(lèi)社會(huì)及其文明的可持續(xù)發(fā)展意義重大。為了人類(lèi)文明的可持續(xù)發(fā)展，人類(lèi)必須加強(qiáng)水環(huán)境保護(hù)及污染控制，構(gòu)建和維護(hù)長(zhǎng)期的水生態(tài)平衡狀態(tài)。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)是監(jiān)測(cè)水環(huán)境生物安全性必不可少的技術(shù)。微生物群落監(jiān)測(cè)技術(shù)、生物行為反應(yīng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、發(fā)光細(xì)菌監(jiān)測(cè)技術(shù)、底棲和兩棲監(jiān)測(cè)技術(shù)、生物傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠?yàn)樗h(huán)境工程中水體的微生物、生物行為、細(xì)菌、兩棲生物、底棲生物的生物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供技術(shù)支撐，同時(shí)監(jiān)測(cè)水體中的非金屬無(wú)機(jī)物及其他污染物，了解生物生存狀態(tài)及其安全性，為水環(huán)境生物保護(hù)及污染治理提供依據(jù)。鑒于其在水環(huán)境工程監(jiān)測(cè)中的重要性，建議加大對(duì)生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在水環(huán)境工程中應(yīng)用的研究和推廣[3]。