土壤环境污染的生物监测方法探讨

高鲁红，秦 华

（山东省济南生态环境监测中心，山东 济南 250101）

生物监测具有高效率性、高质量性、低成本性、全面性、多样性及无污染性等特点，符合当前我国“可持续发展”战略。其监测方式主要可分为微生物监测、植物监测及动物监测等，通过将其合理用于土壤环境污染监测中，会尽可能促使土壤中污染元素被全面反应，有助于促使我国土壤环境改善力度显著增强。

1 影响土壤质量的相关污染物

1.1 农业污染物

土壤中含有藻类、细菌、真菌、放线类等4种微生物，此4种微生物在活动过程中通常会有大量胞外酶产生，当其死亡后，体内胞内酶也会随之释放出，无论胞外酶还是胞内酶，都对土壤生态系统的稳定性、土壤的功能性、生态系统中相关元素的循环性等会产生一定影响。在当今农业种植过程中，通常会使用大量农药，而农药的使用虽可在一定程度上缓解农作物的被侵害性，但同时对土壤环境也造成严重影响，致使土壤中出现各种污染物，促使生态环境、农作物的质量性等均遭受不同程度影响。除农药之外，人们在进行农业种植过程中，通常还使用到各种农业化肥，而农业化肥也会对土壤产生一定的质量影响。

1.2 工业污染物

近年来，我国工业发展较为迅速，而在工业发展过程中通常会产生含有Pb、Cd、Cr、Ni、As、Hg、Cu等各种废渣、废水，进而对土壤环境产生严重影响，致使土壤中各种微生物、有机物遭到严重被破坏。

1.3 生活污染物

除工业与农业污染外，人们在日常生活中通常还会产生各种生活垃圾，而各种生活垃圾也会对土壤生态系统产生影响，致使土壤生态系统中微生物的多样性、功能性及稳定性等均遭受不同程度影响。

2 生物监测的基本原理及优点

2.1 生物监测的基本原理

利用生物对土壤环境进行污染监测的主要原理为通过密切观察土壤中各种有机生物体经过污染物污染后的各种身体与生存反应进而评估土壤环境污染程度，并以此制定相应的改善措施等。针对生物体内分子成分，污染物会导致酶活性降低或丧失，对DNA、蛋白质等合成具有抑制作用；针对生物体细胞，可有效改变细胞结构与功能，会导致植物与微生物发育受阻等；针对种群性微生物易导致种群数量、种群多样性及种群优势性等均发生显著改变。

2.2 生物监测的优点

生物监测具有多样性的特点，主要有以下几点。（1）土壤环境污染不仅对生物多样性产生影响，同时对生物的生存方式、机体变化等均产生影响。通过利用生物监测，可促使相关人员尽可能地全面发现土壤环境污染的影响性，提高其监测效率与价值；（2）无论是土壤环境的农业污染、生活污染，还是土壤环境的工业污染，其具体污染物具有多样性的特点，多种污染元素通常会进行有效结合，进而促使污染程度加剧。通过对土壤环境进行生物 监测，可及时了解各种污染元素的综合反映，便于后续可进行深度研究，促使监测价值显著提升；（3）在土壤环境污染中，部分污染元素具有污染作用小但污染时间较长的特点，利用既往监测技术无法对其进行有效监测。而通过使用生物监测，可促使人们及时观察到此类污染物，促使监测效果显著提升；（4）通过相关研究表明，生物监测具有一定的灵敏性，针对部分污染程度较轻的环境，通过及时进行生物监测，有利于促使人们及时采取相应的预防措施，进而促使监测价值显著提升；（5）与既往监测技术相比，生物监测不受区域、环境等因素影响，同时也无需频繁进行取样等，促使监测普遍性与便捷性得到有效提升；（6）针对有有机物生存的地方都可进行生物监测，进而可实现大范围性的生物监测；（7）利用生物进行土壤污染环境监测，无需使用大量设备、仪器等，进而提高监测效率，降低监测成本。

3 土壤环境污染的生物监测方法

3.1 土壤环境污染的植物监测

利用植物对土壤环境污染进行监测时，可从植物形态、生态习性及植物内部污染物含量等3方面评估土壤环境污染程度。首先，利用植物形态对土壤环境污染进行监测时可发现：当土壤中铜（Cu）的含量较高时，罂粟植株的生长无法达到预定高度；当镍（Ni）的含量较高时，白头翁的花瓣颜色通常会由紫色变为无色；当锰（Mn）、硫（S）、铁（Fe）的含量超过一定标准时，石竹会由红色变为深紫色、紫菀由玫瑰色变为无色、八仙花由玫瑰色变为天蓝色。其次，利用植物生态习性对土壤环境污染进行监测时可发现：当土壤中的（汞）元素含量较高时，萱麻通常会生长异常茂盛；当土壤中的钆（Gd）元素含量较高时，早熟禾、蚊母草、北美车前及裸柱菊的生长存活率会显著提升；当土壤中的铜（Cu）含量较高时，北美独行菜及裸柱菊、早熟禾的存活率同样会显著提升。最后，利用植物体内污染物含量对土壤环境污染进行监测时可发现：苔藓中铅（Pb）元素的含量与土壤中污染程度呈正相关；萝卜中镉（Cd）的含量可有效反映土壤中镉元素的污染程度。

3.2 土壤环境污染的动物监测

土壤中的动物对改善土壤结构、促进植物演替、促进有机物质分解及养分循环等均具有显著作用，其对土壤生态环境具有一定反应与促进作用，进而可将其用于土壤环境污染的生态指标反映。常见的动物监测现象主要有：利用蚂蚱可进行土壤中铅（Pb）、镉（Cd）等元素的污染反应；利用螨类、弹尾目及蚯蚓等可进行健康土壤指标监测；利用螨种群数量、孳生密度等可有效反映土壤中铬（Cr）元素的污染程度等。

3.3 土壤环境污染的微生物监测

利用微生物对土壤污染环境进行监测时，可主要通过微生物种群的结构变化与功能变化2种方式反应土壤环境的污染状况。首先，利用微生物种群结构变化对土壤环境污染状况进行监测时可发现：土壤中的金属污染物质对真菌、细菌及放线菌的数量起显著影响的作用；土壤中的甲胺磷物质对固氮菌群、细菌群、放线菌群等常规生长具有显著抑制作用，同时对真菌具有一定的刺激性反应；草甘膦可显著降低土壤中各微生物种群的数量，且其含量越高，作用性越强；常见的农用物品及化学物品不仅会严重降低土壤中微生物种群的多样性水平，同时还对相关微生物种群的DNA序列产生一定干扰作用，促使其发展异常；土壤中甲基对硫磷物质不仅对微生物种群及微生物数量等产生显著的影响，同时还可有效影响各微生物的培养时间等。其次，利用微生物功能变化对土壤环境污染状况进行监测时可发现：甲胺磷物质可有效降低土壤微生物中磷酸酶与脱氢酶活性，且其作用时间、作用强度等均较为显著；甲基对硫磷可有效降低土壤中微生物呼吸功能，进而促使土壤营养价值显著降低[1]。

4 土壤环境污染生物监测的未来展望

生物监测具有综合性强、经济性显著、长期性、敏感性高及连续性强等特点，通过将其运用至土壤环境污染监测中，可促使监测效率、监测质量大幅度有效提升。对此，我国相关部门应建立健全的生物监测体系、制定切实可行的监测方法，并加大对生物监测的投入力度，进而促使我国生物监测水平显著提升。

5 结语

利用生物反应对土壤环境污染状况进行有效监测，不仅可有效实现土壤监测的全面性、高效性，同时还可降低监测成本，提高监测效率与监测质量等。但由于我国生物监测发展起步较晚，在当前进行生物监测过程中仍还存在监测技术不标准、监测参数选择难度较大、无法对监测对象进行准确定量等问题。因此，我国相关部门还应加强对生物监测的重视度与投资力度，促使我国生物监测技术不断向成熟化发展，便于相关部门及组织等及时根据监测结果制定相应的改善措施，促使我国的土壤污染状况可得到有效改善。