探讨生物监测技术在环境监测中的应用

王春浩

【摘要】环境问题已经成为影响人类健康的首要因素，所以在经济发展的同时关注生态环境问题。从生物监测技术的发展情况入手，分析其在环境监测中的应用。

【关键词】生物监测；环境监测

在人类社会不断发展的过程中，环境污染问题也变得越来越严重，不仅对人们的正常生活造成了影响，也对人类社会的可持续发展形成了限制。因此，为了能够有效解决环境污染和生态破坏问题，人们一直在不断加大环境监测力度。而在当前的环境监测工作中，生物监测技术应用较为广泛，生物酶技术、生物芯片技术、PCR技术和生物传感器技术等都取得了较为良好的应用效果，接下来，本文就将对这些生物监测技术在环境监测中的应用进行详细探讨。

一、生物酶技术

生物酶技术是当前环境监测中应用最为广泛的一种生物监测技术，其主要作用是对环境污染物中的农药和重金属等有害污染物进行检测。当前，在环境监测中，生物酶技术的应用主要分为两种形式，一种是生物酶抑制技术，另一种是酶免疫测定技术。

（一）生物酶抑制技术

该技术的主要应用原理是农药和重金属等有害污染物能够对特定的酶产生抑制作用，而当产生抑制作用之后再加入合适的显色剂，通过是否显色和显色程度就能够对环境中重金属和农药成分进行检测。在此过程中，通过对酶是否发生抑制反应以及加入显色剂后的显色程度进行分析，能够对所要检测的环境污染物的存在与否和含量大小进行有效判断，进而达到环境检测的目的。当前，针对生物酶抑制技术的监测特性，相关研究人员已经研究出了能够在环境监测中进行快速使用的酶片和酶标签等速测产品，并且成为当前最受欢迎的一种监测技术。

（二）酶免疫测定技术

酶免疫测定技术是一种综合了生物酶技术和免疫技术的新型监测技术，其主要应用原理是通过对抗原和抗体之间的特异性反应进行参考，对环境监测中监测污染物是否存在和存在量进行判断。通常情况下，在应用酶免疫测定技术对环境进行监测的过程中，通常会将所要监测的环境污染物作为抗原，然后通过免疫动物获得特异性抗体。抗体与抗原的特异性反应通常在动物体外进行，并以特定的酶作为示踪物，进而对所要监测的污染物的存在情况进行判断。相对于生物酶抑制监测技术，该技术虽然具有更为良好的监测效果，但其成本却相对较高，当前并未得到广泛应用。

二、生物芯片技术

虽然生物芯片技术上世纪末就已经诞生，但其在近几年方得到突破性发展和实质性提升，严格来说，其属于一种新型生物技术。在环境监测中，该技术具有非常高的表达水平，能够在短时间内对大量基因变化情况进行详细检测，并将其有效表达出来，为监测人员提供科学有效的参考依据。当前，针对生物芯片上所使用探针的不同，可以将常用生物芯片技术分为组织芯片、基因芯片、蛋白质芯片以及细胞芯片等集中芯片技术。

在生物芯片技術应用初期，所应用技术主要为基因芯片和蛋白质芯片，在监测过程中，监测人员可以通过对基因芯片上的DNA的变化情况或者是蛋白质芯片上蛋白质的变化情况，对所监测污染物的存在情况和对生物所造成的影响进行判断。虽然蛋白质芯片和基因芯片是基于DNA基础上而诞生的一种监测技术，但是在应用性和信息反应高效性上却具有一定缺陷。为此，美国生物学家进一步研发出了新型的组织芯片和细胞芯片，相对于以往的蛋白质芯片和基本芯片，其能够更加高效而全面的反映出所监测污染物的整体变化情况，为监测人员提供更加复杂和庞大的应答信息，帮助监测人员对污染物的存在情况和可能引起的生物变化进行更加精确的判断。当前，在基因监测方面，组织芯片和细胞芯片的应用率要远比基因芯片和蛋白质芯片的应用率要高，在环境监测中的应用效果也更好。

三、PCR技术

PCR技术，指的是聚合酶链式反应技术，其主要应用原理是在生物体外对特殊DNA进行复制，对指定的DNA片段进行放大处理。通常情况下，在环境检测中应用该技术，需要先对特定DNA片段进行选定，并使其在95°高温条件下，在生物体外进行变性，生成DNA单链。然后，在60°C条件下，使引物与DNA单链按照碱基互补配对原则进行有效结合，结合之后，再将温度调至72°，该温度下DNA聚合酶活性最高，使DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖的方向合成互补链。

PCR技术的灵敏性和统一性都比较高，因此，在环境监测中，其多应用于对特异种群和特殊菌株进行跟踪检测，进而对环境中的污染物信息进行扑捉和判断。

四、生物传感器技术

在当前的环境监测中，生物传感技术应用的也较为广泛。与传统化学传感器以及分离分析技术相比，生物传感器不仅灵敏度更高和成本更低的特点，还能够在复杂的体系中对污染物进行快速、连续监测，精确性更高。当前，生物传感技术已经被广泛的应用在水质监测中，并且能够对水质中的BOD、阴离子表面活性剂、pH值以及水体富营养化等相关监测目标进行有效监测。

结束语：

环境污染已经成为当前人类发展中最主要的问题，因此，我国一定要重视起对环境的监测，并不断对环境监测技术进行提升。当前，在环境监测中，生物监测技术应用较为广泛，并且取得了较为良好的应用效果。同时，在现有基础上，各国研究人员依旧未放弃对生物监测技术的研究，我们有必要相信，在不就的将来，在环境检测中生物监测技术一定能够得到更为广泛的应用。

参考文献

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[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，2014，05.

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