水環(huán)境污染生物監(jiān)測技術

　　隨著水污染監(jiān)測中生物監(jiān)測技術的大力應用，借助生物學相關知識，通過監(jiān)測生物與環(huán)境之間的關系，如果周圍水質(zhì)遭受到污染，借助一系列生物鏈會使得植物生長受到影響，動物發(fā)生遷徙等，通過種群數(shù)量的變化監(jiān)控水質(zhì)環(huán)境，對污染的分布、污染來源、污染種類、污染周期等進行風險評估，為河湖水生態(tài)修復和后期治理工作的開展提供一定的理論依據(jù)，提升水體自凈能力，恢復生態(tài)功能。

　　一、生物監(jiān)測技術的特點

　　生物監(jiān)測技術的特點表現(xiàn)如下：

　　(1)生物監(jiān)測靈敏度高，傳統(tǒng)的監(jiān)測技術需在污染濃度較高的環(huán)境下才能監(jiān)測出來，而生物監(jiān)測技術則不需要，即使是在污染濃度極低的狀態(tài)下，也能在短時間內(nèi)做出反應，提供實時監(jiān)測

　　(2)生物監(jiān)測能將生物放大，當某一區(qū)域發(fā)生水體污染，通過食物鏈會使得該區(qū)域的生物種群都受到不同程度的影響，通過長期的監(jiān)測即可找出污染物來源，適用面更廣泛

　　(3)生物監(jiān)測具有較高的經(jīng)濟效益，該技術的監(jiān)測流程非常簡單，可操作性強，在短時間內(nèi)即可獲取到較為有用的信息，實現(xiàn)對水體的全程監(jiān)測，大大增強了工作效率

　　(4)生物監(jiān)測技術的有效應用可同時監(jiān)測出在污染環(huán)境中不同生物的表現(xiàn)方式，以方便技術人員掌握水體污染程度，并進行綜合評定。生物監(jiān)測技術是借助生物學相關知識,監(jiān)測生物與環(huán)境之間的關系，評價水體污染狀況。不同的生物水平，其所監(jiān)測的內(nèi)容也是存在一定差異的。表1為細胞生長與生理等方面的變化所使用的生物監(jiān)測技術，以此來判斷水體污染狀況。

　　二、生物監(jiān)測的種類

　　2.1 按照生物反應分類

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

　　2.2 根據(jù)生物種族分類

　　按照生物種族，用于水環(huán)境監(jiān)測的生物可分為三種類型：一是植物;二是動物;三是微生物。不同的生物其在水環(huán)境中所呈現(xiàn)出的反應也是不盡相同的。通過不同生物所表現(xiàn)出來的反應，可對水質(zhì)環(huán)境情況有一定的了解，便于技術人員掌握水質(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

　　按照生物生存環(huán)境的不同，可將其分為如下三類：一是大氣環(huán)境，比如地衣對環(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，一些植物可對污染物產(chǎn)生各種反應，比如生長發(fā)育受阻，植物的營養(yǎng)成分發(fā)生變化等;三是水環(huán)境，利用指示生物可以對水體污染程度作出綜合判斷并進行定性分析。

　　三、生物監(jiān)測的實際應用

　　3.1 底棲動物的應用

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

　　3.2 原生生物的應用

　　原生生物分布廣泛，不管是種類方面還是數(shù)量上都比較多，原生生物受水中物質(zhì)比如藻類、菌類等影響的程度較大，使得群落結構發(fā)生大的變化。原生生物在進食時，也會加大藻類或者細菌等的繁殖力度，增強了水環(huán)境中物質(zhì)循環(huán)的速度，使得有機物的分解速度不斷加快，在水環(huán)境監(jiān)測中，原生生物的作用不容小覷。

　　3.3 藻類生物監(jiān)測

　　藻類生活在水中，也是水環(huán)境中最早的生產(chǎn)者，不同類型的藻類其對水中各營養(yǎng)物質(zhì)的需求也是存在一定差異的。由此可根據(jù)藻類的類型以及化學成分等，實現(xiàn)對水環(huán)境的監(jiān)測。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)測中如需使用藻類生物進行監(jiān)測，藻類生物種類的選擇很關鍵，特別是當水環(huán)境中重金屬含量超標時，藻類的生理功能會嚴重下降，其生物代謝也會受到不同程度的影響，導致體內(nèi)細胞色素含量下降，不能進行光合作用，長此下去會造成藻類細胞發(fā)生病變甚至死亡。

　　3.4 兩棲動物的應用

　　兩棲動物在生物監(jiān)測中的應用變得越來越普遍，由于兩棲動物的生活史周期的特殊性以及生理學特性，一方面可對水體污染起到實時監(jiān)測，另一方面也能對陸地污染情況起到一定的監(jiān)測。青蛙是水環(huán)境監(jiān)測中使用率較高的一種兩棲動物，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。此外，?鮮也是比較常用的一種動物，?鮮是以水中的腐殖質(zhì)為食，當其食用了污染程度較小的水體生物時，在水中的分布以及進食都會減小，如果食用了污染程度大的水體生物，則進食量會急劇下降，水中分布的數(shù)量也會減少，可更好的起到監(jiān)測水體的效果。但由于我國在該方面的研究還比較淺顯，在水環(huán)境監(jiān)測中兩棲動物的應用還比較少，后期仍需開展更深入的研究，以提高兩棲動物的應用率。

　　3.5 魚類生物的應用

　　水環(huán)境污染監(jiān)測中，卿魚是使用較為廣泛的一種魚類，這種魚對環(huán)境的適應能力較強而且在水中的分布面比較廣泛。當水中污染物比如二氯苯酚含量過高時，卿魚肝臟的抗氧化系統(tǒng)會受到嚴重的影響，通過這些現(xiàn)象可實現(xiàn)對水環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測，為工作人員提供一定的借鑒。

　　四、生物監(jiān)測技術進展剖析

　　4.1 構建完善的生物標準化體系

　　由于我國經(jīng)濟發(fā)展水平較發(fā)達國家之間還存在一定的差距,水環(huán)境污染監(jiān)測中生物監(jiān)測技術的應用還處于初級階段，不管是在監(jiān)測效率方面或是監(jiān)測水平都有上升的空間。再加之我國生物監(jiān)測技術管理標準仍沿用的是傳統(tǒng)的方式，給生物監(jiān)測技術的推廣帶來種種影響，因此構建完善的生物標準化體系則顯得尤為重要。

　　4.2 建立生物監(jiān)測數(shù)據(jù)庫

　　水環(huán)境污染監(jiān)測中借助生物監(jiān)測數(shù)據(jù)庫等技術，可實現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的動態(tài)化管理，大大增強了監(jiān)測的成效性。通過對生態(tài)變異性規(guī)律問題的深入分析，找出污染物的來源，從根本問題入手，尋求有效的解決對策，并將所監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息借助互聯(lián)網(wǎng)進行共享，構建系統(tǒng)、完善的水環(huán)境檔案，為水環(huán)境治理后續(xù)工作的開展提供一定的依據(jù)。(來源：河南省水文水資源局)