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（1.开县环境保护局,重庆开县 405400；2.开县民政局,重庆开县 405400）
摘 要：在环境监测过程中,生物监测发挥了重要的作用.相对于物理、化学监测方法而言,生物监测具有更好的灵敏性、时效性,并愈来愈受到关注.随着生物监测技术的不断发展,其应用范围也愈来愈大,已经成为了环境监测不可或缺的一部分.基于此,对生物监测在环境监测中的应用进行了探讨,并提出了相关观点,以供参考.
关键词：生物监测；环境监测；环保
1. 生物监测概述
以往环境监测多以化学分析手段为主,通过对污染物种类及浓度进行测定,以反映环境污染情况.部分常规化学检验已经能够实现连续监测,但还是需要对参数进行定期采样,无法将环境已经出现的变化反映出来.然而,生物监测却克服了这一缺陷,其利用生物富集特性,通过对生物体内污染物的浓度进行有效测定,便可获取环境变化状况.生物监测方法主要包括生态监测、生物测试、生物生理指标测定、生物生化指标测定、生物体内污染物残留测定[1].通过利用这些方法,可在不同场景或不同环境下,有效反映出环境污染状况.相对于物、化环境监测技术而言,生物监测技术还处于发展期,尚未形成标标准化、系统化的技术体系.但不可否认的是,生物监测将在未来环境监测体系中占据重要的地位,其应用范围也会愈来愈广泛.
2. 生物监测特点分析
生物监测具备以下特点：
1）灵敏性.灵敏性是生物监测最显著的特点.其利用生物富集、生物累积效应,可对生物体内有害物质积累进行准确测定,在长期作用的污染物测定过程中具有较好的适用性.例如,对虾类等水生生物采取生物监测,可清晰反映出水体中重金属元素含量变化情况,以确定重金属元素是否超标.
2）探知性.采取物理监测或化学监测方法无法对未知指标进行有效测定,若出现不明污染物,可能较难发现.然而,这些污染物进入生物体内后,会产生特异性生物反应,通过捕捉这些特异性反应,可提早监测到不明污染物的侵害,对于污染物防治具有积极的意义.
3）直观性.生物监测可更为直观地反映出环境污染物对生物的有害作用,利用常见的生物种群可对生态系统情况进行判别.
4）连续性.生物监测的主要目标为不同环境下的各类生物体,这些生物体可将周期内环境变化的相关信息富集起来,将环境污染情况全面反映出来.总体来看,生物监测较传统理、化监测在部分环节上更具优势,但生物监测会在一定程度上受到地域性限制[2].目前,生物监测还未形成统一化标准,在专一性方面与理、化监测还存在一定差距,还需要进一步完善.
3. 生物监测在环境监测中的具体应用
3.1 大气监测
生物监测在大气监测中主要通过植物生存情况来衡量实际环境污染情况.从整个生物体系来看,大气污染对植物造成的生存影响是最直接的.通常情况下,大多数植物都具备了在固定环境中生产的特征,使其无法避免大气中污染物质的侵害.部分植物对污染物质具有较强的敏感性,这些植物受到侵害后,其生长态势会与正常植物表现出差异性.将其作为监测样品,便可将大气污染程度较为全面地反映出来.例如,水杉、苔藓、杜仲等可用作指示二氧化硫；大蒜、郁金香、葡萄等受到氟化物侵蚀后,叶表面会出现明显红褐色伤斑；向日葵、烟草等则可用来指示二氧化碳.
3.2 土壤监测
生物监测用于土壤监测主要包括动物监测法、植物监测法及微生物监测法三种形式.例如,利用蚯蚓作为监测对象,可将土壤中的农药残留量、重金属物质含量等反映出来.植物受到土壤污染物影响后,会表现出一些相对明显的症状反应,并在新陈代谢方面表现异常如呼吸作用增强、生长滞缓、光合作用水平下降等[4].通过这些特征,可从一定程度上反映土壤受污染情况.又如,采取部分植物作为监测对象,可对土壤中的重金属元素进行测定.相关研究表明,土壤中铜过量时,婴粟植株会出现矮化；锰过量时,植物会叶片会畸形发育；铁或硫过量时,会造成石竹呈现深紫色.另外,可根据植物生态习性对土壤污染情况进行判断.有研究表明,部分植物具备积累重金属物质的能力,即便是土壤中重金属元素含量较大,依然可保持较好的生长态势.如萱麻能在汞含量较高的土壤中生长；裸柱菊可在铜污染较为严重的土壤中生存；蚊母草可在铬含量较高的土壤中保持较好的生长态势.
3.3 水环境监测
水环境监测是目前生物监测最为成熟的应用领域.当水体受到污染时,结合水生生物的反应,并借助实验方法便可全面反映出水体污染程度.例如,通过指示生物在水中的存在或缺失、数量等便可有效反映水环境的质量.具体如表1所示.
实际监测过程中,由于各大类中不同种生物对污染的敏感度及耐受性存在一定差异性,若要更为精确地反映出水质情况,需要将所用的指示生物鉴定到种.同时,在采取生物监测时,还需要考虑水生生物具有一定的适应范围,并且会受到地理条件、气候条件等影响.因此,可根据水生生物的群落结构变化对水环境变化进行监测[5].生物测试是一种较为常见的生物监测方法,其中水污染生物测试又被称作为毒性试验.利用急性毒性试验可衡量短时间内污染物的毒性大小及特点,所得到的实验结果可作为其他毒性试验的设计参考.
4. 生物监测新型技术概述
随着生物监测技术的不断发展,近年来,又出现了一些新型技术,让生物监测在水环境监测中发挥了更好的效用.
1）生物传感器技术.生物传感器技术是在沉积物或低浓度污染物监测中具有较好的适用性[6].生物传感器可将生物技术、物理技术及化学技术融为一体,通过对生物酶、亚细胞器反应进行测定,并将其转变为电信号.在此基础上,通过计算机设备处理,可实现连续自动化监测.当然,生物传感器技术还处于发展阶段.未来,它将朝着微型化、智能化方向发展,并将得到广泛的应用.
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2）分子生态毒理.分子生态毒理是一种较为新型的现代分子生物学分析方法.通过对污染物、代谢产物及细胞分子进行研究,可获取其作用机理,以对生物群落、个体对生态系统的影响进行预测.目前,分子生态毒理中腺三磷酶是应用最为（下转第68页）广泛的生物学标志,通过其活性强弱测定,可对监测多种污染物.内胆碱脂酶也是一种较为常见的生物学标志.部分有机农药的分子形状与乙酰胆碱相似,可对胆碱脂酶活性产生抑制作用,所以利用其活性测定,可对农药污染进行监测[7].
3）单细胞凝胶电泳技术.该技术可对生物DNA链损伤进行判定,以反映出环境中遗传毒物水平.通常情况下,环境遗传毒物浓度较低,但单细胞凝胶电泳技术却具备了高灵敏度,只需少量生物活体细胞,便可精确活捉到遗传毒素,并将其水平清晰反映出来,起到监测作用.
5. 生物监测发展瓶颈分析
从目前生物监测技术应用现状来看,很多技术都还属于常规性技术,存在着一定程度滞后.特别是标准化问题对生物监测应用带来了较大阻碍.生物监测技术实际应用过程中,监测对象多为活体生物.然而,同种生物在不同生长时期与污染物的反应存在一定差异,并且灵敏度也会表现出不同.同种生物之间的个体差异性也不能忽视.因此,如何选择合适的生物作为环境污染检测对象是摆在生物监测面前的重要课题.另外,生物监测目前还无法对反应因素进行定量分析,所以理、化监测会伴随生物监测同步进行,以对环境污染作出可靠的综合性评价.尽管以上因素给生物监测发展带来了一定的阻碍,但随着相关技术标准体系的不断成熟,生物监测的优势将进一步放大,其应用范围也将愈来愈广,为我国环境事业建设带来有力的支持.
6. 结语
随着生物监测技术的不断成熟,其在环境监测中的地位也愈来愈高.为了让生物监测技术发挥更大的作用,还需要进一步完善生物监测技术体系,构建出统一的技术标准,让生物监测技术得以规范化应用.
参考文献
[1] 王春香,李媛媛,徐顺清.生物监测及其在环境监测中的应用[J].生态毒理学报,2010,（5）：628-638.
[2] 张美平.生物监测技术在环境监测中的应用研究[J].低碳世界,2014,（17）：8-9.
[3] 戴舒雅,余俭,丁波.生物监测在水环境监测中的应用及发展趋势[J].污染防治技术,2013,（5）：62-65,71.
[4] 江川.生物监测及其在环境监测中的应用[J].资源节约与环保,2014,（4）：59.
[5] 卞金标.生物监测在环境监测中的应用[J].资源节约与环保,2014,（6）：95.
[6] 周仕林,刘冬.生物传感器在环境监测中的应用[J].理化检验（化学分册）,2011,（1）：120-124.
[7] 徐东炯,张咏,徐恒省.水环境生物监测的发展方向与核心技术[J].环境监控与预警,2013,（6）：9-11,19.
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