探究现代生物技术在环境监测中的应用

宋玮

【摘 要】近几年，生物监测技术从环境监测技术中脱颖而出，在环境监测中应用越来越广泛，现代生物监测技术就是根据生物个体或者它们的种群给环境带来的变化，这些变化可以根据生物学原理来判断环境的污染程度。本文主要阐述生物监测技术在环境监测中主要有哪些方面的应用以及在环境监测中的发展前景。

【关键词】环境监测；生物监测技术；应用

一、引言

随着社会的进步，科技的发展，我国环境监测技术也得到较大改善，对各种环境污染因子形成了一定的监测能力，对强化环境管理起到了积极的作用。环境管理以监测数据为基础，离不开环境监测的技术支持和数据支撑。环境监测是掌握污染动向和预防污染危害的重要环节，是环保工作的"尖兵"，对加强环境管理、制订环保政策和法规、促进经济建设有着重要意义。 在环境监测中，生物监测是相对比较新的技术，它具有非破坏性，连续性，敏感性，经济性，综合长期性等优点，利用生物个体或者生物种群对环境进行监测，可以用于对环境的前期预测，对生态的监测，环境的风险评价等方面。生物监测技术在近几年发展迅速，很多专业人士对其很看重，生物监测技术在未来可能作为环境监测的主要技术之一。

二、环境监测中生物监测的应用分析

1、土壤污染中生物监测的应用

在土壤受到污染时大部分都是相对间接的影响。通过对地下水、土壤、人体以及农作物等方面的监测，分析土壤受到的污染，将生物监测具体应用在土壤污染的监测中，探究污染物对土壤微生物以及植物发育生长的具体情况等方面带来的影响。

（1）植物检测法。植物对于土壤的污染非常敏感，可以通过观察植物的生理状态，形态等判断土壤的污染程度。当土壤受到污染时表现最明显的是植物，植物的叶子变黄，叶子掉落严重，树干出现很深的疤痕等等。植物的反季节变化是土壤受到污染最明显的表现，在夏季绿叶变黄脱落，树干上存在明显的伤疤，通过这些植物的生理表现监测出环境受到污染。根据植物生理变化的强弱，判断环境污染的程度。

（2）动物监测法。动物监测即时选取在土壤中生存繁殖速度快，对土壤变化比较敏感的生物作为对象，来检测土壤中是不是存在污染物，污染物对于生物的生长发育存在什么影响。在生物监测的动物监测中，通常选取蚯蚓作为研究对象，蚯蚓在土壤中种群量巨大，尤其蚯蚓对土壤的变化非常敏感，对土壤污染的判断具有实质的作用。

（3）微生物监测法。主要是指利用繁殖速度快，对土壤污染敏感的微生物进行一些环境方面的检测。比如对一些有毒物质，一些抗生素等的监测分析。一般来说，选取的有毒物质样品对微生物的生长产生影响，可以通过微生物的生长反映，来检测毒理分析。微生物的监测样本很容易找到，例如在水体中存在着大量的群落，它们喜欢寄宿与水体植物或者水体表面。这种方法既简单又经济。

2、生物监测在大气污染中的应用

大气污染是通过对大气环境下的生物监测确定大气的环境质量水平。在生物体系中，植物更易遭受大气污染的伤害，植物固定生长的特点使其无法避开污染物。植物对大气污染的反应敏感性强，本身位置的固定，便于监测与管理，因此大气污染的生物监测主要是利用植物进行监测。对大气污染反应灵敏，用以指示和反映大气污染状况的植物，称为大气污染的指示植物，较常用的大气污染的指示植物有以下几种。

（1）二氧化硫指示植物。具体为水杉、杜仲、苔藓、落地松以及地衣等种类。相对明显的受到污染的症状为生长在叶子上的维管束出现伤斑并且呈现块状，同时也可以出现在叶子的边缘，症状主要表现为伤斑，颜色呈现土黄色或者红棕色。

（2）氟化物指示对象。具体为梅、大蒜、唐昌蒲、郁金香、杏、金线草以及葡萄苔藓等种类。相对明显的受到污染的症状为叶子形状为尖形且叶面上存在伤斑，在叶脉上出现症状的比较少。通常情况下，伤斑属于红褐色或者浅褐。

（3）二氧化碳指示植物。具体为烟草、番茄、柑橘、向日葵以及秋海棠等种类。相对明显的受到污染的症状是植物的叶脉上出现伤斑且呈现不规则的形式，颜色为黄褐色、棕色以及白色，同时也有可能在植物的叶子上出现伤斑并且呈现点状。

3、生物监测在水体污染中的应用

在天然水域中的各种水生生物之间，以及和赖以生存的水环境之间，相互依存、相互制约，一旦水体被污染，水环境改变，各种水生物会产生不同的反应，从而构成水体污染监测的生物学根据。水体污染的生物监测的方法主要有以下几种。

（1）指示生物法。该监测方法在生物监测中水体污染监测的所有方法中属于相对经典的方法。其利用水环境中对污染物敏感生物种类的存在或缺失，来指示其所依赖的水体内污染物的存在状况。指示生物應具有生命周期长，活动范围固定等特点，便于持久地反映污染物对水体的综合影响。主要包括浮游动物、底栖动物、鱼类和着生生物。从分类地位看，无脊椎动物的应用最广泛。指示水体严重污染的生物包括颤蚓类、细长摇静裸藻、蚊幼虫、小颤藻等。指示水体中等污染的生物包括四角盘星藻、居栉水蚤、脆弱刚毛藻等。指示水体清洁的生物包括扁蜉、蜻蜓、田螺等。

（2）微型生物群落监测法。整个水体系统中微型生物群属于比较重要的组成部分，对于水体中存在污染时能够有较强的敏感性。普遍用到的监测方法是聚氨酯泡沫塑料块法，该方法的主要特征是在水体中投入具有聚氨酯物质的泡沫塑料块，将水体中的微型生物进行收集。与别的生物群落监测方法对比，该方法具有准确、经济以及迅速等优势，同时在监测工业废水方面也同样适合使用。

三、生物监测技术的发展前景以及方向

生物监测主要是利用有机体对污染物的反应来直接表征环境质量的好坏及污染的程度。环境污染的效应从根本上是对以人为主体核心的生物系统造成影响。因此生物监测对环境素质的优劣具有指示作用。但是生物监测对象的复杂性，反过来又使生物监测的操作面临许多问题。如其灵敏性、快速性和精确性等都需进一步提高，其对生物学知识和技术的依赖性决定需要以生命科学的理论和实践作为基础和指导。污染不仅会对生物的行为、形态、数量、种群或群落结构产生影响，而且可能造成细胞结构和遗传物质的破坏，导致机体畸变、致癌和变异。这些复杂的生物系统会给分析工作带来更多的困难。此外，选择的指标生物在自然环境中，除受污染物影响外，还受到季节、气候、地域、病虫害、土壤等因素的影响，所以在监测方式的构建上要确保能够标准化，促进最终结构有较强的可比性。只有这样，生物监测技术才能够发挥自身的价值。

四、结束语

随着科学技术的进步，越来越多的新技术被应用到环境监测中，生物监测技术凭借着准确性、经济性、快速性等优点在环境监测中站住了"脚步"。如今，生物监测技术正作为一种新颖的技术应用在环境监测中，并且随着科学技术的不断进步，生物监测技术也越来越成熟，生物监测技术的应用对于人们研究环境污染，改善环境质量具有深远的意义。

参考文献

【1】刘伟成，单乐州，谢起浪，林少珍.生物监测在水环境污染监测中的应用[J].环境与健康杂志，2008，12（5）：122-123

【2】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年03期.

【3】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，2010，18（5）：147-148.