环境监测中生物监测技术的应用

环境监测中生物监测技术的应用

安海江

青海省德令哈市环境保护局青海省海西州德令哈市817000

摘要：面对我国环境污染日益严重的情况，环境监测成为治理环境、保持生态平衡、消除环境污染隐患、巩固环境治理成果的重要工作。随着科技进步，在环境监测工作中，生物监测技术的应用越来越突出，增强了环境污染监测预警、环境标准制定及突发环境污染监测的效率性和准确性，是目前大力提倡、广泛很应用的一门高新技术。本文根据生物监测技术的特点及在环境监测中的应用范畴，具体阐述该技术在环境监测中的应用方法和所起到的重要作用。

关键词：生物监测；环境监测；环境污染；应用

引言：

随着社会改革的深化，自然环境却在经济利益取得巨大成果中严重透支，我国的环境污染问题日益严重，提高环境监测的成效，有效治理和预防环境污染，积极协调环境治理中经济效益和生态效益的有机统一，成为我们关注的工作重点，也是国民经济转型升级的重要一环。传统的环境监测技术可分为物理监测和化学监测两种，但随着环境问题日趋复杂化，环境污染种类越来越多、越来越复杂，传统的环境监测体系已无法适应当代的环境治理需求，生物监测应用于环境监测成为我国环保事业发展的必经途径。生物监测技术通过对生物群体、个体以及组织细胞的分析，将其与环境污染的表现和污染程度结合起来，有效提高了环境监测的准确性。

一、生物监测技术概述

生物监测涉及到动物学、植物学、微生物学、生态学等多个学科，具有长期性、复杂性、综合性和分散性的特点，在生态系统中，生物与环境之间是相互影响、彼此制约和相互依存的关系，生物需要与环境进行物质和能量交换，而当环境受到污染时，污染物质会堆积在生物的体内，生物的生长状况、群落分布以及生理指标都会产生一定的变化，生物对客观环境的反应就是生物监测的主要原理。由于生物监测的对象在不同的生命阶段反应差异较大，因而见效相对较慢，这也是制约生物监测应用的主要原因。

二、生物监测技术的分类

目前常用的生物监测分类依据包括生物学层次分类、生物分类和生物生长环境分类三种。根据生物学层次的不同可以将生物监测分为生物体污染物理化指标分析和行为监测、生态监测以及生物测试和分子监测等。根据监测生物种类的不同可以将其划分为动物监测、微生物监测和植物监测三种。根据生物监测方式和生物生长环境的不同可以将生物监测划分为主动生物监测和被动生物监测两种，二者最大的区别是监测的生物种类是否是环境中的原生生物以及是否有采取参数监测，一般来说主动监测的准确度更高。

三、环境监测中的生物监测技术

1、常规监测技术中微生物的应用

在环境监测中，通常选用粪便中大肠杆菌群的指标为参考，同时，还有发光细菌法，污染物致突变的微生物监测，藻类与水质污染监测方式。

2、生物传感器技术

（1）BOD微生物传感器检测仪（BODs）

生物化学需氧量（BOD）可以显示出水中污染物的综合污染程度，是环境监测工作中的一项重要指标。

（2）DNA生物传感器

这是一项基于生物催化和免疫原理的生物传感器在环境领域中的广泛应用。

（3）可监测化学制剂和生物制剂的生物传感器

这种被称为生物发光型生物指示器的器件技术可在众多的应用中巧妙地监测出氨、锌等各类化学物质。

（4）光纤化学/生物传感技术

光纤技术与光谱分析技术的有机结合就构成了光纤传感技术，该技术适用于环境污染物、生物药物，以及生产过程的原位、在线监测和对样品的无损测定。优势在于由光纤直接导入样品，而样品不必放入光谱仪中就能进行测定。

3、生物大分子标记物

生物大分子标记物是指生物体内的一些对外界环境变化敏感并能产生一些可监测变化的大分子物质，这些大分子物质能够反映环境变化对生物体的影响。

（1）核酸分子标记物检测

核酸分子标记物检测方法有核酸分子损伤检测技术、报告基因标记技术及DNA芯片技术。

（2）蛋白分子标记物检测

蛋白分子标记物监测方法有酶分子标记物监测、金属硫蛋白的监测、热休克蛋白的监测及抗氧化剂防御系统的监测。

4、微核技术

微核技术可用于监测大气污染，监测土壤污染，监测水污染，监测有机物污染，监测重金属污染，监测物理辐射污染。

5、生物芯片技术

生物芯片技术可用于控制水质、瞬时监测病原细菌、菌种基因表达水平及进行细菌监测和菌种鉴定。由于生物芯片具快速、准确、无污染等优点，在水体微生物监测中越来越受到重视。

四、生物监测在环境监测中的应用

1、水环境监测中的应用

生物监测技术在水环境的监测应用中比较成熟，不同程度的水体污染所对应的生物数量和种类也不同，环境监测人员根据水生生物在不同的水体环境之下会呈现出不同的反应的特点，根据水生生物的不同反应做科学测试，可以对该地水污染状况作出相对准确的判断。在实地监测时，工作人员除了具备对指示生物的种类进行科学、准确的鉴别能力意外，还应对受监测地区的自然气候和地理条件做客观分析，将这部分因素对生物表现的影响考虑进去，以确保环境监测的准确性。同时，可采取毒性试验即水污染生物测试的方式，通过对生物群落结构变化的分析，判断水体污染物的毒性大小。

2、土壤环境监测中的应用

土壤环境的污染会使地下水、农作物、当地居民健康都受到不同程度的影响，因此，土壤环境的污染不同忽视。通过对在该区域内动物的各项生理指标的分析，还有对土壤上生长的植物的各项原色的分析，可分析出土壤中诸如重金属含量等数值，从而判断土壤污染情况。

一般来说，土壤中重金属超标时植物会有直接的生理反应，比如，叶片畸形一般是锰过量，铜元素超标时植株矮化，石竹在铁硫过量的土壤中叶片呈现深紫色。但也存在一些具备重金属积累能力的植物，如铬含量较高的土壤中蚊母草的生长也不会受到影响，萱麻可以在汞超标的土壤中正常生长等等。动物监测法主要是通过对蚯蚓的监测来实现的，蚯蚓对于土壤环境的变化较为敏感，当土壤中的农药残留或重金属含量超标时蚯蚓会表现出异常。除此之外，还可以通过对土壤中的细菌、霉菌等微生物群落的分析，判断土壤的污染程度。

3、大气环境监测中的应用

任何生物的生存都离不开阳光、空气和水，对大气的监测是环境监测中不可缺少的一环，当大气中的有害物质达到一定程度，超出部分生物的承受范围后，生物所表现出的反常的生理反应，尤其是一些特定的植物品种对于大气环境中元素的变化反应更为强烈，根据这些表现，环境监测人员可及时对大气环境质量进行监测。

其中水杉、苔藓以及落地松常被作为二氧化硫的指示植物，当大气中的二氧化硫超标时这些植物叶子上将会出现红棕色或土黄色的块状伤斑。烟草、柑橘以及番茄等则常被作为二氧化碳指示植物，当大气质量较差二氧化碳过量时这些植物叶片上会出现点状的斑点，叶脉上也会有白色或者棕褐色的伤斑。金线草、郁金香以及大蒜等对于氟较为敏感，因而常被作为氟化物的指示植物。除此之外地衣、苔藓等植物对于大气中的毒物较为敏感，当空气中的二氧化硫浓度较高时地衣无法生存，一般来说叶状地衣对环境的要求最高，壳状地衣则可以生长在大气质量较差的区域。

由此可见，生物监测技术在环境监测中的应用可以说是为环境质量又添了一层保障，不但能够实现污染后的治理，更能合理的规避污染风险，对环境污染做出合理的预判，极大的推动了我国生态环境和经济社会的全面协调可持续发展。

参考文献：

[1]殷爽.环境监测与生物监测在静脉药物配置中心抗肿瘤药物暴露评估中的应用研究[J].中国医学前沿杂志（电子版）2016.06

[2]林军明.基于荧光强度原理的一种微生物监测仪对室内空气中微生物监测的相关性研究[J].中国消毒学杂志2016.09