生物监测及其在环境监测中的应用

2019-01-20石华东

资源节约与环保 2019年3期

石华东

（河北省廊坊环境监测中心河北廊坊 065000）

引言

生物监测是从生物的角度，利用生物个体、种群与环境之间的关系，以及彼此之间的影响力来对环境污染状况进行监测和评价的方法，是非常重要的环境监测手段。如果环境被污染，那么生物会做出相应反应，对这些生物反应进行分析能够了解环境污染的真实情况，从而有针对性的进行治理。

1 生物监测在大气污染监测中的应用

大气污染问题一直以来都受到人们的极大关注。作为生物指示物，植物对大气污染的反应更为灵敏，人们对于植物指示物的研究也更为深入。植物生长于固定的位置，若生长环境出现大气污染，植物完全没有躲避空间，在大气监测当中具有极高的样本采集价值。

这类监测中,常见的有二氧化氮、二氧化硫和氟化物等植物指示物。比如常见的二氧化氮指示物，如烟草、秋海棠、番茄等植物易受到此类污染伤害。被污染后，植物叶子上大多呈现叶脉间不规则伤斑，伤斑为白色、红褐色或棕色，有时出现全叶点状斑；常见的二氧化硫指示物有向日葵、莴苣以及水杉等，如果大气中形成二氧化硫污染，那么此类植物的叶子会呈现大小不等、无分布规律的土黄色或红棕色伤斑，幼叶不易受害；葡萄、杏和郁金香等则是有代表性的氟化物指示物，其生长在氟化物污染严重的环境中，叶子会出现红褐色或浅褐色伤斑，伤斑多分布于叶尖和叶缘，幼叶易受害。根据这样明显的特性，生物监测在大气污染监测中可以发挥显著作用。

2 生物监测在土壤污染监测中的应用

通常来说，在对土壤污染进行监测时，选取的指示物可以是生活在土壤中的动物、扎根于土壤中的植物以及富含于土壤中的微生物。通过查看和分析土壤中的动物、植物与微生物的生长变化情况，来确定土壤受到的污染程度。

首先，可以通过研究动物的变化进行监测。蚯蚓是比较常见的动物，相对于其他物种，蚯蚓因为自身生长的特性对土壤中的污染物更加敏感，因而是土壤监测的最佳样本。比如，重金属是土壤污染的元凶之一，而蚯蚓对镉元素含量的变化十分敏感。当土壤中镉元素偏高时，蚯蚓会在较短的时间内出现异常反应，而蚯蚓的这一特性也是我们进行土壤环境监测的重要依据。同时，因蚯蚓体内具有的镉物质与土壤中含有的镉物质两者在含量上大致相当[1]，完成样本采集后，可以根据蚯蚓体内的镉含量来判断土壤的受污染程度。

此外，还可以利用观测植物的方法进行监测。植物扎根于土壤，一旦土壤受到污染，必然会对植物的生长造成不良影响。当土壤受到污染时，植株形态会发生异常。研究发现，当土壤中Cu过量时，罂粟植株矮化；Ni过量时，白头翁的花瓣变为无色；Mn过量时，植物叶片畸形、茎呈金黄色[2]。这些变化比较直观、明显。如果监测到样本土壤上生长的植物出现了明显的异常反应，那么可以判断土壤受到了污染。

土壤具有微生物生存所需要的一切营养物质，它可为微生物提供最适宜的生活环境。微生物数量的多少受土壤中有机营养物质状况的影响，而土壤自身的理化性能对微生物的代谢活动作用显著。微生物对土壤中的重金属、农药等污染物反应敏感。通过分析对比污染物进入土壤前后的微生物种类、数量、生长状况及生理变化等特征就可以监测土壤受污染的程度。

3 生物监测在水体污染监测中的应用

水是生命赖以生存的根本，水污染的监测和治理工作不容忽视。水生生物对水体污染的反应比较强烈，是水体污染监测常用的指示物。

微生物群落是水体中的重要组成部分，是常用的生物指示物。尤其是在工业废水污染监测中使用较多，是比较经济、准确的监测方法。监测时，将聚氨酯物质的泡沫塑料块投入到水中，对水体中微生物进行收集，从而了解水体的受污染情况。这是普及度比较高的利用水中微生物群落进行生物监测的方法，可以通过对采集数据的分析，确定水体当中是否存在污染、确定污染源以及水体受污染程度。另据谢文斐等对沙溪三明河段的细菌、真菌、大肠菌群以及降解污染物的主要微生物进行研究，结果表明：各种微生物的数量变化与主要的有机污染物之间存在着显著的相关性[3]。

鱼类是另一种常见的水污染生物指示物。水体从强污染、中污染、弱污染到无污染，鱼类的密度会随着水体污染程度不同而发生变化。生活在河库水体上层的鱼类会因为水污染而迁移，这种迁移造成的鱼类密度变化本身就可以作为水体污染程度的指标。又如鲫鱼，若水环境出现污染，比如水体中的氯化镉超标，则会使鲫鱼的淋巴细胞DNA造成损伤等。为此可通过对鲫鱼的生长状态和组织功能以及细胞的分析，掌握水体污染的具体情况。