生物监测方法在环境监测中的应用

摘要：生物监测是通过对生物群落、种群及个体对环境变化或者污染出现的反应进行监测，立足于生物学角度监测和评价环境污染状况。生物监测属于环境监测的重要组成部分，具有综合性、非破坏性、经济性、连续性、长期性、敏感性的特征，在环境标准制定、突发事件监测、环境污染早期预警、环境风险评价等各种领域得到广泛应用。

关键词：生物监测；环境监测；环境污染；生物群落监测法；微生物监测法；生物残毒测定法 文献标识码：A

中图分类号：X835 文章编号：1009-2374（2015）30-0089-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.30.046

在社会生产水平不断发展的今天，世界的环境问题也变得越来越严重，因此世界各国都开始积极地研究环境保护问题。作为环境保护工作的基础，环境监测工作的主要目的就是将环境问题的发展趋势以及质量现状及时、准确、全面地反映出来，从而将科学的依据提供给环境规划、污染控制以及环境管理。物理和化学监测是传统的、主要的环境监测的方法，由于现在人们使用的化学物品的数量和品种正在不断增长，因此不管是在效率上还是基本上，传统的物理和化学检测方法已经不能够使监测的需要得到充分的满足。在这种情况下，生物检测作为一种新的环境监测方法，开始受到人们的普遍重视。

1 生物监测的分类和原理概述

1.1 生物监测的分类

1.1.1 以生物的生长环境为根据进行监测：以生物的生长环境为根据可以将生物检测方法划分为主动生物检测以及被动生物检测，所谓的主动生物监测主要是将生物体在控制条件下转移到监测点，从而开展各种参数测试。所谓的被动生物监测主要是通过对污染环境中天然存在的生物个体和群落的反映对环境状况进行评价。

1.1.2 以生物的分类为根据进行监测：通常可以将生物分类监测划分为微生物检测、植物监测以及动物监测，生物监测良好的指示剂就是各种环境介质中的生物，比如指示植物、蚯蚓以及鱼类。微生物监测主要是通过对微生物群落在环境中的功能和变化进行监测，从而将环境污染状况反映出来。

1.1.3 以生物所处的主要环境介质为根据进行监测：以生物所处的主要环境介质为根据可以将生物监测划分为土壤污染、水体污染以及大气污染的生物监测，植物是监测大气污染的主要生物；叶绿素a测定法以及生物群落法是对水体生物监测的主要方法；酶活性的测定、土壤微生物、指示植物和动物监测是主要的土壤监测方法。

1.1.4 以生物学层次为根据进行监测：生物学层次为根据可以将生物监测划分为行为测试、生物测试以及生态监测等方法。

1.2 生物监测的主要原理

生物学理论以及生态系统理论是生物监测的主要理论基础，由于生物与其生存环境之间具有相互依存、相互制约、相互影响的关系，同时两者之间还不间断地进行能量以及物质的交换，一旦环境受到污染，生物体内就会有污染物的迁移和蓄积现象，最终引起环境中各级生物出现生理生化、生长发育情况以及分布情况的变化，比如藻类的光合作用强度和细胞密度会带水环境受到污染的情况下发生变化。监测主要是通过生物对环境污染的反应为根据对环境污染的程度和状况进行度量和反映。

2 生物监测方法在环境监测中的应用

2.1 生物群落监测法的应用

生物群落监测法主要是监测水体污染，同时也可以在大气污染以及土壤污染监测中进行应用，比如水生生物的群落结构和个体在水体出现污染情况之后就会出现明显变化，一些敏感生物会消亡，而一些抗性生物则会生长得越来越旺盛，因此就会产生非常单一的群落结构。利用对生物群落变化的监测能够将污染状况很好地反映出来，其中最为主要的指示生物就是鱼类、底栖动物、着生动物以及浮游生物等。

2.1.1 生物指数法：该方法主要是通过对数学公式形式的利用从而能够将生物种群以及群落结构变化充分地反映出来，对水质质量进行评价，其中主要包括污染生物指数、津田生物指数、生物种类多样性指数以及贝克生物指数。

2.1.2 污水生物系统法：由于自净作用的存在，受到污染的河流会从上游到下游出现污染程度由高到低的连续带，其中包括寡污带、β中污带、α中污带以及多污带等。该方法在较长的以及硫酸缓慢的河流水体监测中比较适用。

2.2 微生物监测法的应用

微生物监测法主要是通过对环境中微生物生长状况的检测从而将环境污染情况反映出来，其生物指示指标一般是菌根真菌、维素分解细菌和真菌、假单胞菌总数以及放线菌等微生物指标。比如在2004年Berno等人通过对重组的大肠杆菌的利用对空气中苯及其衍生物进行监测。现在发展较快的方法是硝化菌法和发光菌法，其中发光细菌因为其具备较为独特的生理发光特征，因此在生物监测中得到了广泛的应用，其具有敏度、渐变、快速的特点。

2.3 生物残毒测定法的应用

生物残毒测定的方法主要是通过对生物含污量的利用开展监测和评价环境的工作，比如环境中常常具有较低的放射性物质、农药以及贵金属含量，然而一些生物的富集能力比较强，所以以生物体内污染物的残留量为根据就能够将环境污染的程度推断出来。比如在2009年Fialkowski等人通过对沙蚤体内微量元素的含污量的检测对欧洲某水域的微量元素污染程度进行了分析。

2.4 生物测试法的应用

生物测试的方法主要是通过对在污染物侵害下生物出现的生物学变化进行利用，从而对污染状况进行测试，其在确定污染物排放标准、监测废水处理效果、评价污染程度以及追溯污染物等方面具有十分重要的作用。大量的研究表明，对环境质量进行监测的时候可以将热休克蛋白在生物体内的变化作为非常重要的一个指标，比如在2009年Monferrán等人通过对眼子菜的谷胱甘肽芳基转移酶、导电率以及叶绿素等多种生理生化参数的监测最终将水环境中的污染状况监测了出来。

2.5 生物传感器技术的应用

相对于传统的HPLC或LC-MS分离分析技术和化学传感器而言，生物传感器有较多的优势，比如其可以快速地在复杂体系中实施在线连续监测，具有较低的成本以及非常高的灵敏度等。现在生物传感器已经被广泛地运用在水质检测中的水体富营养化、阴离子表面活性剂、pH值以及BOD等分析中。相关的报道显示，对光纤生物传感器的利用可以对残留在地下水中的炸药成分RDX以及TNT等进行有效的检测。

3 结语

在环境监测领域，生物监测技术已经得到了非常广泛的应用，也具有越来越重要的地位。生物监测在未来的环境监测领域中具有非常广阔的发展前景，其能够将微观领域以及宏观领域中的各种综合以及连续的环境信息提供出来，并且对生态环境的可持续发展起到有效的推动作用。现在我们必须要思考的一个问题就是如何能够将生物监测的优点充分地发挥出来，在环境检测中更好地应用生物监测技术，因此必须要立足于生物监测的管理、技术和方法等层面对其进行进一步的研究和分析。

参考文献

[1] 周卉，胡鹏洋.生物监测技术在环境监测中的运用

[J].科技与企业，2013，（3）.

[2] 于春来，卢振兰，王洪平，李明明，寇世伟.生物监测及其在线监测在水环境污染中的应用[J].北方环境，2011，（Z1）.

作者简介：单礼堂（1977-），男，山东人，黔西南民族职业技术学院讲师，硕士，研究方向：环境科学。

（责任编辑：黄银芳）endprint