生物监测及其在环境监测中的应用效果研究

曾思明

摘 要：生物监测是环境监测的重要方式之一。运用某些对环境污染物敏感的植物可以方便快捷、实时低廉的得到环境的污染情况，具有很高的实用价值。文章通过阅读生物监测相关文献，列举了几种生物监测技术在环境监测中的应用。

关键词：生物监测；应用；环境监测；效果

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）08-0049-02

1 生物检测技术

从生物学角度出发，观测生物在环境污染与环境变化的情况下生物群落或者个体所产生的反映，并应用在环境检测之中，为评价环境质量提供检测的方法，将其称之为生态系统理论。20世纪初，由Schalie和Cairns最早提出生物监测理论，生物检测技术开始发展起来。20世纪90年代，信息技术迅速发展，与此同时，分子生物学技术与细胞生物学技术也得到了突飞猛进的进展，推动生物检测技术发展到了一个新的阶段。生物监测技术能够直接反映出生态环境的质量，并且能够对环境进行连续监测，基于这些技术和优点，生物检测技术受到了人们的重视与广泛应用。

20世纪初生物检测技术在某些发达国家开始被应用，70年代起，生物检测技术开始应用在水污染的检测中，并成为一个十分热门的研究领域。1977年《水和废水质量的生物监测会议论文集》被发表出版，这本书主要研究了利用生物检测技术通过各类水生生物来对水质进行检测，并对这种技术进行了全面的概括和总结。同年，非洲尼日利亚大学研究院通过远距离电报对甲壳虫的活动情况进行检测，来评价室内污染物以及油类的情况，取得了一定的研究结果。还有人通过鱼的呼吸活动来对厂内以及河流中的水质环境进行检测。在国外，相关专家选出一些对环境污染较敏感的以及抗污染的植物，对大气污染程度进行生物监测，通过调查研究取得了一定的成果。测试方法分为静水式生物测试和流水式生物测试。对土壤污染进行生物监测也是一种可行的途径，但国内外做的工作还不多。环境系统十分复杂，生物监测只有与物理、化学监测结合起来，才能取得更好的效果。

在农业环境学上，生物监测是指利用生物对环境中污染物质的反应，即在各种污染环境下所发出的各种信息，来判断环境污染状况的一种手段，对污染物敏感的生物种类，都可以作为监测生物。这里说用的生物主要包括：海藻、水蚤、斑马鱼、豆芽等等，操作起来比较繁琐，实验周期较长，无法现场快速检测和在线长期监测，目前另外一种生物：发光细菌倍受用户的青睐，所用设备分别有实验室用、便携式、在线式，其中进口设备居多如美国、以色列、德国、荷兰，价格昂贵，尤其是菌种的后期采购时间周期长，且菌种易失活；国产设备有中科院南京土壤所、上海上立、北京滨松光子，价格低廉，售后服务快捷，其中北京滨松公司设备灵敏度可以与美国设备相媲美。

2 生物监测在环境大气监测中的应用

长期以来，我国都是通过化学分析来对环境的毒理性进行评价，但从结果来看这一方法效果并不是很好。从理论观点来看，环境的生物学工程是由物理化学过程决定的，反之，物理化学过程也可以通过生物学工程反映出来。所以，通过生物监测来评价大气质量具有可行性。从一定意义上来说，通过生物学变化来反映生态环境质量的变化，更具有综合性和直接性，相比通过物理化学监测的数据更加有说服力。Giordani利用生物检测技术，通过生物多样性来监测大气污染程度，取得了与物理化学监测相同的数据结果。Pacheco通过研究发现，树皮可以用来代替地衣苔藓等低等植物来对大气污染进行检查，从而很好地改善了低等植物量不足的现状。

利用生物特别是利用植物指示大气污染的优点是：指示植物种类多，取材容易，监测方法简单，费用低廉并能美化环境；它可以在一个较大的范围内，长期地观察污染的积累性影响。但是也存在一定的缺点，随着周围环境的变化和植物自身的生长，这些因素都会对生物监测的过程产生一定影响，检测结果也就会产生一定的偏差。在污染十分严重的环境中，生物监测不仅不能够正常进行，而且会对植物本身造成破坏，甚至危害植物至死亡。通过动物进行大气污染检测时，动物的活动性较大，遇到恶劣环境时，会由于自身应激性而回避，不能得到很好地检测效果。但是某些动物对环境的反应力比人类和植物要敏感很多，例如，在对一氧化碳进行检测时，鼷鼠、鸽子、麻雀、金丝雀、狗等都可以作为一氧化碳的指示性动物。尤其是狗的嗅觉十分灵敏，进过特殊的训练之后，就能够对煤气管道的泄漏源进行很好的判断。还有一些生物学家利用动物的多样性来对大气污染进行检测。用灯光诱捕昆虫，并对一定时期内昆虫的数量进行统计，得出动物的多样性指数，就可以表示出大气污染的程度。

3 生物监测在城市污染物监测中的应用

某生物监测专家总结了城市环境污染检测植物的基本种类，认为当Cu过量时，罂粟植物矮化，蔷薇花会从玫瑰色变为天蓝色；当Mo过量时，会造成植物叶片畸形、茎变为金黄色；当Ni过量时，白头翁花瓣会变为无色；当土壤中Fe、Mn、S过量时，石竹会变为深紫色，八仙花会从无色变为玫瑰色、天蓝色变为玫瑰色。有些植物能够积累超量重金属，过量的重金属会分布土壤中，这种生态习性能够判断土壤的污染程度。如萱麻能分布在含有Hg的土壤中，裸柱菊、早熟禾、北美荇菜能生存在被Cu污染的土壤中，蚊母草、北美车前、裸柱菊、早熟禾能存活在被Cd污染的土壤中。

4 生物监测在水体污染监测中的应用

当前外来的化学制剂尤其是农药（杀虫剂和除草剂）等合成燃料的广泛使用，这些污染物中含有致癌与致畸性突变的特性，并在环境中可以长时间存在，这些污染物在生物体内不断地集聚，通过食物链危害人体健康，这种危害性通过化学检测的方法并不能很好地检测出来。由于水生生物对污染物具有富集和积累作用。所以经常利用物理化学方法监测水生生物体内的重金属污染物的含量，以得到水体的污染情况。

20世纪初有德国学者对指示性生物进行了一定的解释与分类。它把能够对检测河流污染情况的生物称为水污染指示性生物。之后，许多专家又对这个概念进行了补充与发展。能够作为水污染指示性生物的有：颤蚓、硅藻、栅藻、摇蚊幼虫、小球藻、浮游生物、水生维管束植物等。在水污染比较严重的环境中，一些植物可以生存在低溶解氧的条件之下，例如：毛蠓、绿色裸藻、静裸藻、小颤藻、颤蚓、细长摇蚊幼虫等。水污染指示性生物不仅能够检测水污染的程度，某些生物的生理指标与行为的变化还能够对水污染的程度进行定性的分析。例如牡蛎颜色的变化能够反映出海水中被铜离子污染的程度，白鲢、鲤鱼、团头鲂的脑胆碱酯酶活力的变化可以反映有机磷农药的污染。

5 结 语

运用生物的富集作用，也可以提高理化检测的准确性，使得污染物监测更加快捷、方便、高效、经济。从目前的情况来看，生物监测技术的广泛使用与发展，是必然趋势也是经济发展社会进步的必然要求，随着政府对环境污染问题的不断重视，科学技术的不断提高，人们环境意识的不断增强，生物监测技术必将迎来更加广阔的前景。

参考文献：

[1] 吴邦龙，费灿.现代环境监测技术[M].北京：中国环境科学出版社，2012.

[2] 刘梅，申和双，姚敏.生物监测方法在大气污染监测中的应用[J].气象教 育与科技，2013，（3）.

[3] 张梅友.土壤污染队蚯蚓的影响[J].湖南师范大学自然科学学报.2013，

（3）.

[4] 郝丽卓，黄晓华，张生光，等.城市污染的植物监测[J].城市环境与城市生 态，2014，（3）.

[5] 王贤敬.建立湖北省生物监测系统的必要性与可行性分析[J].环境科 学与技术，2012，（增刊）.