浅谈生物技术在水环境监测中的应用

齐鑫

(山东省临沂生态环境监测中心，山东 临沂 276000)

0 引言

在社会的不断发展中，生物监测主要是用于评价水环境中生物或者群落的改变对环境污染或环境产生的变化，从生物学的角度对其进行分析和监测。这种检测结果所得出来的结论都是完善性的，并且能够具有预测性，可以对生态系统中的平衡问题进行多元化的改善。

1 生物监测的原理以及优越性

1.1 生物监测的原理

存在于天然水域生态环境中的各种微生物之间都有一种制约和平衡的关系，一旦环境遭受到了破坏，生物就会对此产生相应的反应，而水中生物的变化就可以利用来判定污染的种类以及污染的程度，从而可以以不同的方式去判断相关的环境污染问题。据不完全统计，我们会发现在实际的运用中，污染物对于生物的物质最早应该是从分子形式来对生态系统进行逐级的影响。这种影响直接从生物链的底端一直传递到生物链的最高端，且生物之间会相互的作用。目前我国的生物监测的主要方法一般为理化监测，这种监测可以直接采集相关的数据信息，并将其作为环境污染和评价的依据。但是这种监测技术一般是短期的，不可持续的，往往只是为了监测水质的某些时刻的发展状况，其全面性和预测性方面远远比不上其他的监测方法。而生物监测技术可以从生物的细胞分子到整个生物的变化情况进行简要分析，能够利用生物对环境的变化的过程，所采集到的信息进行多元化的测量，从而可以得到一种新型的检测结果。

1.2 生物监测的意义

在生物监测技术的运用中，会发现某些细微的外源性物质对水环境中生物的影响，比传统的监测技术更加容易从表面上反映出来，人们也更加能够采集到相关的数据。这种水环境下的污染物，生物接触的环境污染可能不只是一种。如果生物接触了多种污染物，我们会有多样性的研究主体来对污染物的综合性反应进行分析，也能够进一步的了解到污染对于生物的危害。不仅如此，生物监测还具有其预见性作用，它能够以立竿见影的方式来表现污染物对生物的影响在其传播能达到生物链顶端时，就及时的播报这些症状，从而给予人们一定的时间研究相关的解决方案。生物监测能够很容易地对那些小范围的毒性效果进行分析和测定，但是对于那些危害性较大的毒性效应只能通过生物的反应来对其进行判断。其中生物监测的管理成本较低，其经济性较高，且不需要相关的仪器仪表的维修和保养，能够进一步的节省相关的科研技术成本。

2 生物监测技术的方法

2.1 指示生物监测技术

当水体的质量发生变化时，生物在生态环境下的生活状态也会发生变化，这时候水里面的生活就会表现出一定的受害性，严重的情况下可能会出现某种生物的消亡，通过观察这些生物个体或者种类的变化，就可以以比较明显的数据来记录环境质量监测的变化情况，也能够进一步的分析水体质量。

2.2 群落生物测试分析

在一定的区域和自然界的特定范围中，必然会有不同种类的动植物和其他微小生物，这些微小生物的变化可能通过肉眼无法检测，但是利用相应的仪器和数据可以完善现有的技术指标，从而进一步的从标准中推测水体的质量。当生物的集体受到病毒的损害时，其相应的生理功能会受到改变，同样也可以进一步推断出现有的水体质量。就如在马鞍山的废水监测研究中所使用的水花生根尖微核技术，其通过相对应的水花生的部分材料作为基本的检测水体的新型材料，根据相对应的细胞核的根部的材料将区域内部的水体样本检测反映，根据实际情况将不同的植物的污染物受害情况进行检测，从而减少水体突变情况所造成的伤害。

2.3 生物残毒测定法

在相应的生物技术检测中，如果在生物生活的环境中检测到了相应的污染物质，那么经过消化之后，虽然会通过排便等方式进行毒素的初步转移，但是仍然会有部分的毒素残留在体内，这样可以通过捕捉生物体来检测其水体质量。在实际的生物检测中，现有的现代DNA技术已经不断的被利用到生物科技领域中，通过检测技术将生物的反应转换成电子生物信号，以生物技术中的化酶技术和固定化细胞核技术作为基础的项目识别技术，采用多功能的元件作为基础的生物学元件，按照一定的发展情况来将其进行分析和判定，从而将其转化成能够检查的电子信号。

2.4 微核测定法

随着我国水中环境生物监测技术的不断发展，现有的专业性的细胞微核技术和四分体技术已经开始受到社会的广泛关注，其中微生物和人类外界染色体的破环会直接造成生物的损害。通过这些水体的研究，我们会发现，现有的专业性技术应用于水环境检测中能够核定微生物核和染色体畸变的相关性，能够快速了解环境和生物遗传物质损伤，这种技术在20世纪80年代中的豆根尖细胞微核试验得到证明，对于水体环境质量的改善具有重要的作用。

2.5 细胞凝胶电泳技术测定

在环境监测中，现有的专业性的技术主要是通过相对应的DNA链损伤来判断检测遗传的毒性。这种技术具有较小的危害，对于低浓度的污染物有着高度的感知作用，且其预见性也受到该行业的广泛认可。作为一种新型的技术可以通过不同的技术研究来将其进行细胞体的研究判定，对于无脊椎的动植物海洋性生物来说，其研究的内容具有很重要的意义。目前，国家主要是采用一种20世纪80年代所提出来的新型遗传病毒检测技术，即SOS法。这种技术通过DNA分子受到变化时将生物的特性进行复制，修复相对应的生物复制链，使得其在大肠杆菌的反应中做出应答。这种技术快速简单且耗费的时间少，得出来的数据也十分的可靠，能够直接检测相对应的细胞原发的直接反应，对于数据的分析具有很高的准确度。相对于粪类大肠菌群中的多管发酵法和滤膜法方法而言，这种技术操作简单，周期短且工作量小，能够对大量的水生物做出反应。

3 生物监测技术的应用

3.1 浮游动物群落判断

现有的技术已经不断的应用在技术的分析和判定中，我们会发现，通过生物的群体变化可以判断出水质的污染情况以及其自我修复能力。现阶段的上下游之间的水体生物种类多种多样，其中浮游动物耐污种类不断减少。因此可以从其结果发现不同的生物在不同的水体环境中的生物种类的变化，水体自净能力的高低情况。通过相对应的技术检测可以将江中的浮游生物种类和群落迁移位置进行判断，了解不同地区的生物污染程度，如果生物的种类出现减少，说明污染仍然在蔓延。

3.2 鱼类正趋流性判断

从20世纪70年代起，外国就有科学家对鱼类的正趋流性进行研究。其主要是采用中下游的区域强光设置或者电击区设置来将其进行鱼类种类的分析和判定，采用这种方法来控制相应的鱼群的活动范围，如果不能够返回上游那么表明水体出现了相对应的污染情况，基本的水体情况出现偏差。

4 结语

与传统的水环境的监测技术相比较，生物监测是未来水环境监测技术的一种必然趋势。它将在微观和宏观上提供大量的水环境信息。有着传统水环境监测不可代替的灵敏和综合性优势。因而，我们需要不断地探测新的水环境下的生物监测技术。