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時(shí)間：2023-03-07 15:17:38
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前言
在社會(huì)快速發(fā)展過程中，工業(yè)的發(fā)展及人口數(shù)量的急劇增加使環(huán)境問題十分突出，同時(shí)環(huán)境問題也成為當(dāng)前人們關(guān)注的焦點(diǎn)問題，對(duì)環(huán)境污染的治理和環(huán)境的保護(hù)成為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展過程中急需解決的重要的課題。針對(duì)于環(huán)境中的污染物質(zhì)，可以采用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)手段來對(duì)其對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的影響進(jìn)行全面反映，從而根據(jù)環(huán)境污染程度進(jìn)行分析，以便于采取切實(shí)可行的治污措施。
1 生物監(jiān)測(cè)的原理分析
在生物監(jiān)測(cè)技術(shù)中，主要依托于生物學(xué)理論和生態(tài)系統(tǒng)理念，由于生物與環(huán)境之間具有非常緊密的關(guān)系，二者相互制約、相互影響、相互依存，而且生物與環(huán)境之間發(fā)生了密切的能量交換和物質(zhì)交換，在環(huán)境受到污染時(shí)，則會(huì)迅速地進(jìn)入到生物體內(nèi)，發(fā)生蓄積和遷移等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響生物在生物系統(tǒng)中的生長、發(fā)育、分布、生理和生化等指標(biāo)。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)就是利用生物對(duì)污染反應(yīng)來量化和分體環(huán)境的污染程度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。
2 生物監(jiān)測(cè)所具有的優(yōu)點(diǎn)
2.1 連續(xù)性、持久性強(qiáng)
在對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)過程中，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段多為定期采樣，并通過對(duì)所采樣品進(jìn)行分析來量化環(huán)境污染的程度，但這種定期采樣的方法具有較強(qiáng)的即時(shí)性和片段性特點(diǎn)。而利用生物監(jiān)測(cè)手段來對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，能夠時(shí)刻監(jiān)測(cè)環(huán)境中的細(xì)節(jié)，而且對(duì)環(huán)境中的各種變化信息進(jìn)行隨時(shí)采集，能夠全方位反映自然環(huán)境中發(fā)生的污染。生物監(jiān)測(cè)不僅具有較強(qiáng)的連續(xù)性，而且持續(xù)性非常明顯。
2.2 破壞性弱
利用生物監(jiān)測(cè)技術(shù)來對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)過程中，其數(shù)據(jù)多來自于植物枝葉、樹皮、動(dòng)物的排泄物及毛發(fā)等，不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中的生物個(gè)體帶來破壞?？梢哉f利用生物監(jiān)測(cè)環(huán)境其信息來源、使用對(duì)象及最終目的都是生物本身。
2.3 反應(yīng)靈敏
利用傳統(tǒng)的理化監(jiān)測(cè)手段無法科學(xué)的發(fā)現(xiàn)和甄別長期污染物，但利用生物監(jiān)測(cè)來尋找污染物則更具便捷性。而且通過分析生物富集和生物積累等效應(yīng)，有利于更好的提高生物的靈敏性，對(duì)尋找污染物的速度和效率具有積極的作用。
3 生物監(jiān)測(cè)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的具體應(yīng)用
3.1 生物監(jiān)測(cè)在大氣監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
在生態(tài)系統(tǒng)中，由于植物根系固定，同時(shí)污染物具有較強(qiáng)的敏感性，二者在生態(tài)系統(tǒng)中相互作用，這也使植物受到污染物的污染程度較大，特別是來自于大氣的污染，更會(huì)對(duì)植物帶來較大的影響。將生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在大氣監(jiān)測(cè)中進(jìn)行靈活應(yīng)用，能夠更準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，并對(duì)大氣環(huán)境污染程度進(jìn)行確定。當(dāng)前生物監(jiān)測(cè)技術(shù)通常用于監(jiān)測(cè)大氣中的二氧化硫含量、二氧化碳含量和大氣中氟化物的含量，主要是針對(duì)不同植物的特性來對(duì)大氣中有害物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而獲得準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)結(jié)果。
3.2 生物監(jiān)測(cè)在土壤監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
一旦土壤出現(xiàn)污染，則會(huì)對(duì)微生物、地下水及地表植物帶來較大的影響，因此在利用生物監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)土壤監(jiān)測(cè)過程中，所采用的生物監(jiān)測(cè)方式大致可分為以下幾種：
（1）植物監(jiān)測(cè)。對(duì)于污染區(qū)域內(nèi)的植物進(jìn)行觀察，針對(duì)被污染植物的習(xí)性和發(fā)育情況的變化、葉片表面情況、光合作用及新陳代謝等進(jìn)行觀察，從而來確保土壤污染的程度。
（2）動(dòng)物監(jiān)測(cè)。在對(duì)土壤采用生物監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)過程中，由于蚯蚓長期的生活在土壤中，因此對(duì)于選取區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測(cè)對(duì)象可以選擇土壤中生存的蚯蚓。土壤作為蚯蚓的生存環(huán)境，一旦土壤中各元素發(fā)生變化，蚯蚓能夠立刻察覺到，特別是對(duì)于土壤中的一些異常物質(zhì)及有害元素，蚯蚓更具敏感性。另外，蚯蚓體內(nèi)鎘的含量與土壤中的鎘的含量具有非常密切的關(guān)系，這也使土壤監(jiān)測(cè)中蚯蚓發(fā)揮著非常重要的作用。
（3）微生物監(jiān)測(cè)。這種監(jiān)測(cè)手段指的是通過對(duì)土壤中微生物群落的變化進(jìn)行觀察分析，進(jìn)而推斷出土壤中污染程度的強(qiáng)弱。土壤污染物中，人的排泄物和污水是最主要的兩類，通過對(duì)土壤中微生物結(jié)構(gòu)與數(shù)量的變化進(jìn)行分離統(tǒng)計(jì)，能夠?qū)ν寥牢廴境潭扔兄庇^和全面的認(rèn)識(shí)。
3.3 生物監(jiān)測(cè)在水體監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
（1）微型生物群落監(jiān)測(cè)。微型生物群落是水體中非常重要的部分之一，并且對(duì)水體的情況有著非常敏感的反應(yīng)。技術(shù)人員在實(shí)踐中多采用聚氨酯泡沫塑料塊進(jìn)行微型生物的群落監(jiān)測(cè)，這種方法在對(duì)水體污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過程中具有更加準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)和快捷的優(yōu)點(diǎn)。
（2）指示生物。指示生物的選取需要考慮生活習(xí)性是否規(guī)范、活動(dòng)地點(diǎn)是否固定、生物周期是否虺さ任侍猓如果這些要求均能滿足，這類生物即可作為良好的指示生物，并對(duì)水體的污染情況做出全面反映。常見的指示生物有魚類、底棲類、貝類等等。
4 生物監(jiān)測(cè)技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)
生物監(jiān)測(cè)技術(shù)作為一種重要的監(jiān)測(cè)方法和手段，依據(jù)生物過程及對(duì)生物理化功能的分析和闡述來完成監(jiān)測(cè)任務(wù)，其以現(xiàn)代生物工程技術(shù)作為生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的重要核心所在，將其在當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測(cè)中進(jìn)行有效應(yīng)用，充分的發(fā)揮出生物技術(shù)的重要優(yōu)勢(shì)，使人們充分的認(rèn)識(shí)到現(xiàn)代化科技的重要性。但在當(dāng)前生物監(jiān)測(cè)過程中，現(xiàn)代技術(shù)的水平還無法完全發(fā)揮出來，這就需要在生物監(jiān)測(cè)技術(shù)未來發(fā)展過程中要關(guān)注于以下幾方面的問題，從而更好的提高生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的水平。
其一，在生物監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用過程中，未來要重視指示生物的選擇，投入更多的精力來加大對(duì)指示生物的研究和分析，確保所選擇的指示生物具有較強(qiáng)的敏感性，能夠更全面、更充分地將環(huán)境污染情況反映出來，進(jìn)一步提高生物監(jiān)測(cè)結(jié)果的精確性。
其二，在生物監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展過程中需要以生命科學(xué)作為重要的理論基礎(chǔ)，因此未來要加大對(duì)生物科學(xué)的研究力度，以此來進(jìn)一步對(duì)生物的相關(guān)生理特征進(jìn)行了解，從而為選擇指示生物提供重要的理論支持，為生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
其三，通常情況下所選擇指示生物容易受到土壤、水資源、季節(jié)特征和病蟲害等因素的影響，因此在具體監(jiān)測(cè)過程中要提高其對(duì)比性，規(guī)范監(jiān)測(cè)方式和手段，提高其標(biāo)準(zhǔn)化程度，更好的發(fā)揮出生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。
5 結(jié)束語
近年來在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的推動(dòng)下我國生物監(jiān)測(cè)技術(shù)水平也有了大幅度的提升，并在環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用得越來越廣泛。由于生物監(jiān)測(cè)技術(shù)具有傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)所無法比擬的優(yōu)勢(shì)，這也使其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中具有非常好的應(yīng)用前景，在提升環(huán)境質(zhì)量方面發(fā)揮著越來越重要的作用。
參考文獻(xiàn)
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，如何有效的解決環(huán)境污染問題已經(jīng)成為了當(dāng)今社會(huì)主要討論的話題，環(huán)境監(jiān)測(cè)是解決環(huán)境污染問題的第一步，環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要目的是準(zhǔn)確反映出環(huán)境的污染程度，而傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)方法一般使用化學(xué)或者物理方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這種方式不僅比較浪費(fèi)而且還會(huì)帶來環(huán)境污染等問題的產(chǎn)生，因此，生物監(jiān)測(cè)將會(huì)成為環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要方式。
1生物監(jiān)測(cè)的概念以及分類
生物監(jiān)測(cè)是指通過生物對(duì)環(huán)境污染所做出的反應(yīng)進(jìn)而來確定環(huán)境的污染程度。這種方式與傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)方式存在著很大的不同，生物監(jiān)測(cè)不僅可以減少監(jiān)測(cè)成本，同時(shí)也避免了在監(jiān)測(cè)過程中所產(chǎn)生的環(huán)境污染問題。生物監(jiān)測(cè)根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)有不同的分類，如果生物監(jiān)測(cè)根據(jù)生物生長環(huán)境的不同，可以分為兩種類型，第一種生物監(jiān)測(cè)類型為被動(dòng)式生物監(jiān)測(cè)，被動(dòng)式生物監(jiān)測(cè)主要是指根據(jù)生物所在的生活點(diǎn)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)[1]。第二種生物監(jiān)測(cè)是主動(dòng)式生物監(jiān)測(cè)，主動(dòng)式生物監(jiān)測(cè)是指將生物放在指定點(diǎn)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)。如果生物監(jiān)測(cè)根據(jù)生物所在的生活環(huán)境進(jìn)行分類，可以分為大氣生物監(jiān)測(cè)、水體生物監(jiān)測(cè)以及土壤生物監(jiān)測(cè)[2]。
2生物監(jiān)測(cè)的主要方法
生物監(jiān)測(cè)作為環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要方式，存在著不同的監(jiān)測(cè)方法。2.1生物群落監(jiān)測(cè)方法生物群落監(jiān)測(cè)方法是指通過生物群落的變化情況來確定環(huán)境污染狀況，生物群落監(jiān)測(cè)方法主要通過生物結(jié)構(gòu)等的變化情況進(jìn)行環(huán)境分析，例如，對(duì)水體進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)，當(dāng)水體里的相關(guān)生物呈減少甚至滅亡的趨勢(shì)，而另外一些生物呈增長的趨勢(shì)，這個(gè)時(shí)候可以通過相關(guān)生物群落的變化情況對(duì)水體進(jìn)行相關(guān)的分析[3]。2.2污水生物系統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法污水生物系統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法是指水體被污染之后，污染將會(huì)隨著水的流動(dòng)在不同地方出現(xiàn)污染程度不同的情況，這個(gè)時(shí)候就可以通過不同地方污染程度的不同來確定環(huán)境污染狀況。2.3微生物監(jiān)測(cè)方法微生物檢測(cè)方法是通過微生物的生長狀況來反映環(huán)境污染程度，使用這個(gè)方法一般選用的微生物為可以發(fā)光的微生物，使用這種微生物可以很快的了解到環(huán)境污染狀況。2.4生物監(jiān)測(cè)方法每個(gè)污染點(diǎn)基本上都生長著一些生物，因此，對(duì)于各個(gè)地點(diǎn)的生物監(jiān)測(cè)可以利用生物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這種方法主要利用的原理是通過研究生物的相關(guān)生物學(xué)變化，進(jìn)而來確定研究點(diǎn)的環(huán)境污染程度。
3生物監(jiān)測(cè)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的相關(guān)應(yīng)用
生物監(jiān)測(cè)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的相關(guān)應(yīng)用主要包含三種環(huán)境，第一種環(huán)境是在大氣中，大氣中的生物監(jiān)測(cè)以植物監(jiān)測(cè)為主，一般植物對(duì)于環(huán)境污染的感應(yīng)比較強(qiáng)烈，植物針對(duì)不同的環(huán)境污染程度，將會(huì)作出不同的敏感反映，生物監(jiān)測(cè)過程中，可以根據(jù)植物的感應(yīng)情況來確定環(huán)境的污染程度。第二種環(huán)境是在水體中，水體中生長著大量的微生物，可以根據(jù)生物群落的變化情況來確定環(huán)境污染狀況，當(dāng)水體里的相關(guān)生物呈減少甚至滅亡的趨勢(shì)，而另外一些生物呈增長的趨勢(shì)，這個(gè)時(shí)候可以通過相關(guān)生物群落的變化情況對(duì)水體進(jìn)行相關(guān)的分析。同時(shí)在水體中進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)工作，也可以利用測(cè)定水體生物葉綠素的含量來確定環(huán)境的污染程度，葉綠素是組成水體中生物的主要組成部分，通過對(duì)葉綠素含量的測(cè)定，可以了解到污染程度的大小，因此，可以利用這種方法進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)[4]。第三種環(huán)境是在土壤中，土壤中生長著大量的生物和植物，由于食物鏈的作用使一些造成環(huán)境污染的物質(zhì)從一種生物傳到另外一種生物，生物監(jiān)測(cè)過程中可以利用這個(gè)原理，在不同的地方選取相同的生物進(jìn)行研究，通過分析生物體內(nèi)相關(guān)物質(zhì)的含量問題，來確定不同地點(diǎn)的環(huán)境污染狀況。
4結(jié)語
環(huán)境問題成為當(dāng)今主要要解決的問題，環(huán)境問題處理不當(dāng)將會(huì)給人們的生活帶來很大的影響，因此，生物監(jiān)測(cè)也成為了主要任務(wù)，生物監(jiān)測(cè)拋棄了傳統(tǒng)的使用化學(xué)或者物理方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方式，生物監(jiān)測(cè)與傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)方式存在著很大的不同，生物監(jiān)測(cè)不僅可以減少監(jiān)測(cè)成本，同時(shí)也避免了在監(jiān)測(cè)過程中所產(chǎn)生的環(huán)境污染問題。本文以深入認(rèn)識(shí)生物監(jiān)測(cè)為主要目的，介紹了生物監(jiān)測(cè)的概念以及分類、生物監(jiān)測(cè)的主要方法以及生物監(jiān)測(cè)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的相關(guān)應(yīng)用，以期為同行提供一定的借鑒。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)：X85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）29-0057-01
工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展使越來越多的外源污染物直接轉(zhuǎn)移到環(huán)境中，加重了環(huán)境污染程度，環(huán)境監(jiān)測(cè)可以為環(huán)境污染程度提供一種客觀的評(píng)價(jià)手段，在眾多環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)中，生物監(jiān)測(cè)是敏感度最高、成本最低的監(jiān)測(cè)技術(shù)，已在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。
1 生物監(jiān)測(cè)技術(shù)概述
1.1 生物監(jiān)測(cè)的基本原理
生物監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)是生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)理論，即生物與其生活的周圍環(huán)境是相互依存、相互影響、相互制約的關(guān)系。生物與生態(tài)環(huán)境之間不斷進(jìn)行著能量交換和物質(zhì)交換，當(dāng)生態(tài)環(huán)境受到污染后，生物體內(nèi)部就會(huì)隨之出現(xiàn)大量有毒物質(zhì)，隨著時(shí)間的遷移，這些有毒物質(zhì)不斷積累，導(dǎo)致生物生長指標(biāo)、分布狀況發(fā)生巨大變化。如當(dāng)水資源被污染之后，水體中藻類細(xì)胞的光合作用就會(huì)出現(xiàn)異常。由此可見，通過合理運(yùn)用生物對(duì)生態(tài)環(huán)境的各種反應(yīng)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境污染狀況的監(jiān)測(cè)，這個(gè)應(yīng)用的過程就是生物監(jiān)測(cè)。
1.2 生物監(jiān)測(cè)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
生物監(jiān)測(cè)不僅是其他環(huán)境監(jiān)測(cè)方法的補(bǔ)充，更能有效彌補(bǔ)其他監(jiān)測(cè)方法的不足，這主要取決于以下應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：
①連續(xù)性。連續(xù)性指生物監(jiān)測(cè)能夠動(dòng)態(tài)收集很長一段時(shí)間內(nèi)的環(huán)境變化信息，從而提高環(huán)境狀況分析的系統(tǒng)性。
②靈敏性。生態(tài)環(huán)境中的一些細(xì)小變化無法被理化監(jiān)測(cè)技術(shù)所察覺，但是可以通過生物監(jiān)測(cè)的日積月累和和生物富集效應(yīng)放大這種改變，從而大大提高環(huán)境污染監(jiān)測(cè)的敏感性。
③保護(hù)性。各種理化監(jiān)測(cè)方法或多或少都會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，但是應(yīng)用生物監(jiān)測(cè)的過程本身就是一種保護(hù)手段。
④經(jīng)濟(jì)性。生物監(jiān)測(cè)無需投入技術(shù)、設(shè)備、資金等，而且操作起來更加簡單，有效節(jié)省了人力物力。
2 生物監(jiān)測(cè)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用范圍
2.1 水環(huán)境監(jiān)測(cè)
水生生物與水環(huán)境之間的關(guān)系密不可分，水質(zhì)受到污染，水生生物必然會(huì)受到影響，通過水生生物的一系列變化就可以直觀監(jiān)測(cè)水質(zhì)污染狀況。水環(huán)境監(jiān)測(cè)中兩種最常用的生物監(jiān)測(cè)技術(shù)就是微生物群落監(jiān)測(cè)和指示物監(jiān)測(cè)。水體中的微生物群落可以敏感的反映出水質(zhì)變化，如將泡沫塑料放入水體中，通過分析泡沫塊收集到的微生物就可以得出監(jiān)測(cè)結(jié)果。指示物監(jiān)測(cè)法主要通過分析受污染水環(huán)境中缺失的敏感微生物來達(dá)到水質(zhì)監(jiān)測(cè)目的，由于指示物生存周期長、活動(dòng)范圍小，因此監(jiān)測(cè)結(jié)果比較可靠。
2.2 土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)
土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)方法很多，可使用的生物種類包括植物、動(dòng)物、微生物等，其中，最常使用的生物種類是動(dòng)物，一般以蚯蚓為監(jiān)測(cè)對(duì)象。蚯蚓在土壤環(huán)境中的敏感性較高，其體內(nèi)重金屬含量的變化可直觀反映出土壤中農(nóng)藥、重金屬等有害物質(zhì)的含量。
此外，植物監(jiān)測(cè)法的應(yīng)用范圍也比較廣，這是因?yàn)橥寥朗艿轿廴竞笾参锷L會(huì)受到直接的影響，進(jìn)而出現(xiàn)生長代謝異常，從而反映出土壤受污染情況。
2.3 大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)
大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的目的在于分析大氣質(zhì)量及污染程度，在整個(gè)生態(tài)環(huán)境中，大氣污染是影響范圍最廣的重要因素，大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)主要是使用植物指示物作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，這是因?yàn)橹参锷L位置比較固定，因此管理起來更加方便，將植物作為監(jiān)測(cè)對(duì)象可以更加直觀的反映出大氣環(huán)境狀況。針對(duì)不同的污染因素可以采用不同的植物作為指示物，如二氧化硫指示物包括落地松、杜仲、水杉、地衣等，這些植物受到二氧化硫污染后，葉子表面會(huì)出現(xiàn)斑塊狀物質(zhì)，葉子邊緣也會(huì)逐漸變成土黃色。
氟化物指示物包括郁金香、杏、梅等植物，這些植物受到氟化物污染后，葉子形狀會(huì)發(fā)生改變，葉面上也會(huì)出現(xiàn)淺褐色或紅褐色傷斑。二氧化碳指示物包括煙草、番茄、秋海棠、向日葵等，這些植物受到過高濃度的二氧化碳污染后，葉脈上會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則的傷斑，葉片顏色也開始發(fā)生改變，變?yōu)辄S褐色、棕色等。
3 生物監(jiān)測(cè)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的具體應(yīng)用分析
為進(jìn)一步分析生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的具體應(yīng)用特點(diǎn)，本文將舉例說明幾種比較常見的生物監(jiān)測(cè)模型。
3.1 果蠅生物監(jiān)測(cè)模型裝修監(jiān)測(cè)
果蠅是一種多細(xì)胞真核生物，具有生存期短、繁殖迅速、反應(yīng)靈敏的特點(diǎn)，雖然果蠅生物結(jié)構(gòu)簡單，但是其生理功能與其他哺乳動(dòng)物類似，因此經(jīng)常作為環(huán)境污染綜合性監(jiān)測(cè)的首選生物材料。果蠅生物模型主要用于室內(nèi)裝修環(huán)境監(jiān)測(cè)，通過分析果蠅在室內(nèi)環(huán)境中的生存狀態(tài)就可以評(píng)價(jià)室內(nèi)污染情況。新裝修的室內(nèi)空氣中一般包含甲醛、甲苯、二甲苯等有害物質(zhì)，這些揮發(fā)性物質(zhì)主要來自于裝修材料和家具，國內(nèi)外普遍將耗氧量作為還原性有機(jī)物污染的評(píng)價(jià)指標(biāo)，但是缺乏一種簡捷有效的檢測(cè)手段，因此，需要建立果蠅生存模型。
果蠅生存模型需要設(shè)置對(duì)照試驗(yàn)，生活在正常環(huán)境下的果蠅壽命在36～54 d之間，平均壽命為43 d±3 d，而生活在剛裝修完畢環(huán)境下的果蠅壽命在23～35 d之間，平均壽命為29 d±2 d，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)可以看出，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組組間比較差異顯著。經(jīng)測(cè)定發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組檢測(cè)空間裝修后空氣中的甲醛、苯等有機(jī)物含量均超過國家標(biāo)準(zhǔn)，由此可以看出，果蠅生存模型的監(jiān)測(cè)效果比較好。
3.2 鹵蟲生物監(jiān)測(cè)模型毒性監(jiān)測(cè)
鹵蟲是水產(chǎn)品養(yǎng)殖中的一種常見飼料，來源穩(wěn)定，其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的優(yōu)勢(shì)主要取決于不同生長發(fā)育階段的形態(tài)特征明顯，易于觀察，鹵蟲幼體對(duì)毒性異常敏感，因此美國國家環(huán)?？偩謱⑵淞袨槎拘栽囼?yàn)生物。國內(nèi)也有應(yīng)用鹵蟲進(jìn)行廢水毒性監(jiān)測(cè)的報(bào)道，但相對(duì)而言較少。鹵蟲幼體對(duì)油田生產(chǎn)水樣品的敏感度較高，由于鹵蟲生長發(fā)育的身長值與毒物濃度呈負(fù)相關(guān)，因此，通過分析鹵蟲發(fā)育齡期可準(zhǔn)確區(qū)分出樣品毒性差異。
4 結(jié) 語
生物監(jiān)測(cè)可用于不同生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)，與其他環(huán)境監(jiān)測(cè)方法相比，具有連續(xù)性、保護(hù)性、靈敏性、經(jīng)濟(jì)性等幾大優(yōu)勢(shì)，其主要用于水環(huán)境、土壤環(huán)境、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)，單項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用范圍較廣。在環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天，加大環(huán)境監(jiān)測(cè)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的環(huán)境問題，從而提出解決對(duì)策，因此，加大環(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)于強(qiáng)化環(huán)境整改力度具有重要意義。由于生物監(jiān)測(cè)發(fā)展時(shí)間較短，仍然存在一些問題，但隨著多學(xué)科領(lǐng)域的相互滲透和交融，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的靈敏性和可靠性比較得到顯著提升，其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的地位也將更加突出。
參考文獻(xiàn)：
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中圖分類號(hào)：Y52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）10-0229-01
環(huán)境監(jiān)測(cè)工作是環(huán)保工作的基礎(chǔ)，監(jiān)測(cè)的目的是將環(huán)境所存在的問題及時(shí)、準(zhǔn)確地反映出來，進(jìn)而根據(jù)這些表象制定相應(yīng)的管治方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的改善和保護(hù)。
一、生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的原理及其重要性
生物學(xué)和生態(tài)系統(tǒng)是生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的理論基礎(chǔ)，生物與其所處環(huán)境之間相互約束和依賴，時(shí)刻都將能量和物質(zhì)不斷交換，當(dāng)生物所生存的環(huán)境受到污染時(shí)，環(huán)境中的污染物也會(huì)在生物的體內(nèi)進(jìn)行積累和轉(zhuǎn)移，從而影響生物的生長發(fā)育情況和各項(xiàng)指標(biāo)也產(chǎn)生差異性的變化。
環(huán)境工作的開展基礎(chǔ)就是環(huán)境監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，隨著近幾年我國的環(huán)境問題日益惡化，如何加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的力度和提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性成為了我國環(huán)保部門主要研究的問題。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠?qū)h(huán)境的污染情況和污染物真實(shí)地反映出來，且生物技術(shù)的操作也較為簡單方便，所以在環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)有著十分重要的意義，其重要性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一，環(huán)境的一大組成部分就是生物，生物的生長狀態(tài)和生理表現(xiàn)可以反映出所處環(huán)境的變化，提高了環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的時(shí)效性；其二，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)所選取的指示生物可以就地取材，在一定程度上降低了監(jiān)測(cè)工作的資金投入，提高了環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的經(jīng)濟(jì)性；其三，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠幫助監(jiān)測(cè)人員了解到環(huán)境變化的規(guī)律，因?yàn)樯锉O(jiān)測(cè)工作實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境情況的長期監(jiān)測(cè)，能夠?yàn)楸O(jiān)測(cè)人員制定相應(yīng)的環(huán)保措施提供有力的理論和實(shí)際數(shù)據(jù)。
二、生物監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用與環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的實(shí)例
（一）監(jiān)測(cè)土壤中的污染物
生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在監(jiān)測(cè)土壤污染工作中的的監(jiān)測(cè)方法有三種，分別是微生物、動(dòng)物和植物的監(jiān)測(cè)，動(dòng)物監(jiān)測(cè)法中選擇動(dòng)物的環(huán)節(jié)是其中最為重要的工作環(huán)節(jié)。一般情況下都會(huì)將蚯蚓選作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，因?yàn)轵球緦?duì)于土壤有較強(qiáng)的敏感性，對(duì)于土壤的有害元素和農(nóng)藥殘留有較為敏感的感知。同時(shí)，土壤中鎘元素的含量在一定程度上能夠通過蚯蚓體內(nèi)的鎘含量反映出來，所以在使用動(dòng)物監(jiān)測(cè)法對(duì)土壤中的污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)當(dāng)選用蚯蚓作為研究對(duì)象，通過對(duì)蚯蚓的表象體征等方面的研究來了解土壤中微量元素和農(nóng)藥的含量，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤中污染物的監(jiān)測(cè)。
通過對(duì)被污染的土壤區(qū)域內(nèi)的植物進(jìn)行監(jiān)測(cè)和研究來對(duì)土壤的污染情況進(jìn)行分析和判定的監(jiān)測(cè)方法就是植物監(jiān)測(cè)法，通常情況下，植物所生長區(qū)域的土壤出現(xiàn)被污染的情況后，植物的生理代謝等方面就會(huì)產(chǎn)生異常情況，并以不同的表現(xiàn)形式展現(xiàn)出來，比如植物枯萎、死亡和葉片出現(xiàn)傷斑等都是所處土壤被污染的情況表現(xiàn)。
通過對(duì)土壤中的微生物群落進(jìn)行研究的來實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤污染的監(jiān)測(cè)的方法就是微生物監(jiān)測(cè)法，經(jīng)過大量研究，可以發(fā)現(xiàn)造成土壤污染的污染物主要有工業(yè)的廢水、污水及人類和動(dòng)物的排泄物。這些污染物會(huì)對(duì)土壤中的各種微生物生長繁殖造成影響，這些微生物主要是細(xì)菌、霉菌和放線菌，所以可以將土壤中的微生物進(jìn)行分離，并通過對(duì)其數(shù)量和結(jié)構(gòu)的判斷和分析來了解土壤的污染狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤中污染物的監(jiān)測(cè)。
（二）監(jiān)測(cè)水資源中的水體污染物
利用生物監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)水體中的污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)主要有兩種監(jiān)測(cè)方法，分別是微生物群落監(jiān)測(cè)法和指示生物法，在應(yīng)用不同的監(jiān)測(cè)方法時(shí)，其需要注意的環(huán)節(jié)也各不相同。
微生物群落監(jiān)測(cè)法是通過對(duì)水體中微生物群落的監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)水體污染情況的監(jiān)測(cè)，水體中的一大組成部分就是微生物群落，其能夠?qū)λw的污染做出敏感的反映。使用率較高的監(jiān)測(cè)方式便是聚氨酯泡沫法，就是在需要監(jiān)測(cè)的水域中放入聚氨酯泡沫塊，以此來進(jìn)行微型生物的收集工作，此種監(jiān)測(cè)方法的特點(diǎn)就是成本低，且其監(jiān)測(cè)效果和結(jié)果都較為貼近實(shí)際情況，因此此種方法也可應(yīng)用于監(jiān)測(cè)工業(yè)廢水和污水的工作當(dāng)中。
經(jīng)典的水體監(jiān)測(cè)方法就是指示生物法，所選用的監(jiān)測(cè)生物的特點(diǎn)是活動(dòng)地點(diǎn)固定并且生命周期較長，這種特點(diǎn)的生物能夠?qū)⑺w的污染情況充分反映出來，通常情況下，應(yīng)用率較高的的動(dòng)物是魚類、底棲動(dòng)物及浮游生物，其中無脊椎類動(dòng)物擁有最高的應(yīng)用率。若水體的污染情況較為嚴(yán)重，則可以選用小顫藻和蚊幼蟲以及顫蚯類生物作為監(jiān)測(cè)方法中的指示生物。
（三）監(jiān)測(cè)大氣中的污染物
植物的生長狀況可以將大氣的污染情況反映出來，因?yàn)橹参飳?duì)空氣中的有害物質(zhì)存在著較為敏感的感知，并且由于植物的生長位置是相對(duì)固定不變的，因此其監(jiān)測(cè)工作的難度也大大降低。通常情況下，會(huì)選用以下植物進(jìn)行監(jiān)測(cè)來完成對(duì)大氣中污染物的監(jiān)測(cè)工作。最初，要進(jìn)行二氧化硫的監(jiān)測(cè)，一般選用苔蘚、水杉、地衣和落葉松等植物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這幾種植物在受到二氧化硫氣體的污染后，其維管束和葉片的邊緣就會(huì)出黃色或紅棕色的傷斑，其傷斑的狀態(tài)一般為塊狀；然后進(jìn)行氟化物的監(jiān)測(cè)，一般選用郁金香、梅、金線草、大蒜和葡苔蘚等植物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)大氣中含有氟化物的污染源時(shí)，上述植物的就會(huì)出現(xiàn)尖形的葉片，且其葉片上會(huì)分布一些紅褐色和淺褐色的傷斑；最后在進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w含量的監(jiān)測(cè)，一般選用向日葵、番茄、柑橘、煙草和秋海棠進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)空氣中的二氧化碳含量過高時(shí)，這些植物則會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則的葉脈，且其葉脈上會(huì)出現(xiàn)傷斑，傷斑的顏色多為棕色和黃褐色，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)白色的傷斑。通過對(duì)以上這些植物的監(jiān)測(cè)，可以間接地對(duì)大氣中的二氧化碳含量、氟化物和二氧化氯的存在與否進(jìn)行測(cè)定，從而判定大氣的污染情況。
三、生物監(jiān)測(cè)技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)
生物監(jiān)測(cè)技術(shù)是闡述生物過程及分析其理化功能的監(jiān)測(cè)方法和手段，其技術(shù)核心是現(xiàn)代生物工程技術(shù)，這是一種近幾年才新興的監(jiān)測(cè)技術(shù)，也是人們根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)對(duì)知識(shí)和技術(shù)總結(jié)而出的成果。將生物監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用于當(dāng)前的環(huán)境監(jiān)測(cè)工作當(dāng)中，讓人們真正認(rèn)識(shí)了在現(xiàn)代化的科技社會(huì)中生物技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)，但是當(dāng)前的技術(shù)水平仍然不能將生物監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)完全發(fā)揮出來，因此在生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的未來當(dāng)中應(yīng)當(dāng)著重注意幾個(gè)方面的問題：其一，在應(yīng)用生物監(jiān)測(cè)技術(shù)時(shí)其指示生物的選擇，應(yīng)對(duì)指示生物投入更多的精力進(jìn)行研究和分析，選擇出極具敏感性并且能將環(huán)境污染情況充分反映出來的生物，全面提升生物監(jiān)測(cè)的結(jié)果準(zhǔn)確性和精確性。其二，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要支持理論就是生命科學(xué)，所以只有加強(qiáng)對(duì)生命科學(xué)的研究力度，充分了解生物的相關(guān)生理特征，為選擇指示生物提供堅(jiān)實(shí)的理論支持，才能使生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在未來能夠更好的發(fā)展。其三，一般情況下，我們所選擇的指示生物都較容易受到土壤、水資源等外界環(huán)境的影響，也容易被季節(jié)特性和病蟲害等因素影響，所以在進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)要將其對(duì)比性提高，使監(jiān)測(cè)方式和手段更加標(biāo)準(zhǔn)化，充分發(fā)揮生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)際價(jià)值和社會(huì)意義。
結(jié)語
生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在我國各領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用已經(jīng)初見成效，愈發(fā)的被人們所重視，并且生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展前景也十分廣闊，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)生物技術(shù)的研究和應(yīng)用，提高我國的環(huán)境監(jiān)測(cè)水平，進(jìn)而改善我國的生態(tài)環(huán)境。
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二、生物芯片技術(shù)
雖然生物芯片技術(shù)上世紀(jì)末就已經(jīng)誕生，但其在近幾年方得到突破性發(fā)展和實(shí)質(zhì)性提升，嚴(yán)格來說，其屬于一種新型生物技術(shù)。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，該技術(shù)具有非常高的表達(dá)水平，能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大量基因變化情況進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，并將其有效表達(dá)出來，為監(jiān)測(cè)人員提供科學(xué)有效的參考依據(jù)。當(dāng)前，針對(duì)生物芯片上所使用探針的不同，可以將常用生物芯片技術(shù)分為組織芯片、基因芯片、蛋白質(zhì)芯片以及細(xì)胞芯片等集中芯片技術(shù)。在生物芯片技術(shù)應(yīng)用初期，所應(yīng)用技術(shù)主要為基因芯片和蛋白質(zhì)芯片，在監(jiān)測(cè)過程中，監(jiān)測(cè)人員可以通過對(duì)基因芯片上的DNA的變化情況或者是蛋白質(zhì)芯片上蛋白質(zhì)的變化情況，對(duì)所監(jiān)測(cè)污染物的存在情況和對(duì)生物所造成的影響進(jìn)行判斷。雖然蛋白質(zhì)芯片和基因芯片是基于DNA基礎(chǔ)上而誕生的一種監(jiān)測(cè)技術(shù)，但是在應(yīng)用性和信息反應(yīng)高效性上卻具有一定缺陷。為此，美國生物學(xué)家進(jìn)一步研發(fā)出了新型的組織芯片和細(xì)胞芯片，相對(duì)于以往的蛋白質(zhì)芯片和基本芯片，其能夠更加高效而全面的反映出所監(jiān)測(cè)污染物的整體變化情況，為監(jiān)測(cè)人員提供更加復(fù)雜和龐大的應(yīng)答信息，幫助監(jiān)測(cè)人員對(duì)污染物的存在情況和可能引起的生物變化進(jìn)行更加精確的判斷。當(dāng)前，在基因監(jiān)測(cè)方面，組織芯片和細(xì)胞芯片的應(yīng)用率要遠(yuǎn)比基因芯片和蛋白質(zhì)芯片的應(yīng)用率要高，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用效果也更好。
三、PCR技術(shù)
PCR技術(shù)，指的是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)，其主要應(yīng)用原理是在生物體外對(duì)特殊DNA進(jìn)行復(fù)制，對(duì)指定的DN段進(jìn)行放大處理。通常情況下，在環(huán)境檢測(cè)中應(yīng)用該技術(shù)，需要先對(duì)特定DN段進(jìn)行選定，并使其在95°高溫條件下，在生物體外進(jìn)行變性，生成DNA單鏈。然后，在60°C條件下，使引物與DNA單鏈按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行有效結(jié)合，結(jié)合之后，再將溫度調(diào)至72°，該溫度下DNA聚合酶活性最高，使DNA聚合酶沿著磷酸到五碳糖的方向合成互補(bǔ)鏈。PCR技術(shù)的靈敏性和統(tǒng)一性都比較高，因此，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，其多應(yīng)用于對(duì)特異種群和特殊菌株進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，進(jìn)而對(duì)環(huán)境中的污染物信息進(jìn)行撲捉和判斷。
四、生物傳感器技術(shù)
在當(dāng)前的環(huán)境監(jiān)測(cè)中，生物傳感技術(shù)應(yīng)用的也較為廣泛。與傳統(tǒng)化學(xué)傳感器以及分離分析技術(shù)相比，生物傳感器不僅靈敏度更高和成本更低的特點(diǎn)，還能夠在復(fù)雜的體系中對(duì)污染物進(jìn)行快速、連續(xù)監(jiān)測(cè)，精確性更高。當(dāng)前，生物傳感技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，并且能夠?qū)λ|(zhì)中的BOD、陰離子表面活性劑、pH值以及水體富營養(yǎng)化等相關(guān)監(jiān)測(cè)目標(biāo)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。
中圖分類號(hào)：X131.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一．引言
最近幾年來，我國環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域逐步將生物監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際監(jiān)測(cè)工作中。生物監(jiān)測(cè)通過采用單獨(dú)的生物體、種群、群落等對(duì)環(huán)境造成破壞、污染后發(fā)生的反應(yīng)，利用生物學(xué)原理對(duì)環(huán)境污染情況進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)具有敏感性、連續(xù)性、經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中。
二.生物監(jiān)測(cè)的原理及優(yōu)越性 生物監(jiān)測(cè)是從生物學(xué)角度出發(fā)，利用生物體、種群或群落對(duì)環(huán)境污染變化所產(chǎn)生的各類反應(yīng)，對(duì)環(huán)境污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)的技術(shù)。20世紀(jì)初，相關(guān)人員提出了“污水生物系統(tǒng)”，通過不斷發(fā)展和完善，使得生物監(jiān)測(cè)技術(shù)得到初步發(fā)展。20世紀(jì)50年代后期，世界上許多國家開始在本地區(qū)內(nèi)利用生物來監(jiān)測(cè)水質(zhì)和大氣污染。隨著生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的逐步發(fā)展，利用生物指數(shù)來評(píng)價(jià)水質(zhì)污染被廣泛推廣，并逐漸成為環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要組成部分。
生物監(jiān)測(cè)水環(huán)境污染的科學(xué)依據(jù)是：在天然水域中，各類水生物之間、生物同生存的水環(huán)境之間都存在相互制約、相互依存的處于相對(duì)穩(wěn)定平衡的狀態(tài)，如果水體受到污染，必然導(dǎo)致水環(huán)境發(fā)生變化，而水域中的各類水生物必然會(huì)發(fā)生不同的反應(yīng)，生物監(jiān)測(cè)利用生物體內(nèi)或外在表現(xiàn)上的某些物質(zhì)含量變化，顯示水域中污染物種類、污染程度及污染物對(duì)水體的綜合危害。同傳統(tǒng)化學(xué)監(jiān)測(cè)、物理監(jiān)測(cè)相比，生物監(jiān)測(cè)對(duì)于以人為主體的生物系統(tǒng)更有綜合、直接的指示作用。
三. 水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中的生物監(jiān)測(cè)方法
1、生物指數(shù)法。
生物指數(shù)法是利用篩選指示生物或生物類群和水體質(zhì)量的相關(guān)性，綜合考慮指示生物和污染物之間的關(guān)系，達(dá)到區(qū)分不同污染程度的水體的目的。水生態(tài)系統(tǒng)中，水生物結(jié)構(gòu)組成、生物類群種類、生物數(shù)量等相關(guān)因素都會(huì)隨著水體污染程度變化而發(fā)生變化，通過研究此類變化數(shù)量化，同水體質(zhì)量建立相關(guān)聯(lián)系，就能有效評(píng)價(jià)水體質(zhì)量、能監(jiān)測(cè)水環(huán)境污染情況。生物指數(shù)法，主要包含相似性指數(shù)、多樣性指數(shù)及生物指數(shù)三種生物學(xué)指數(shù)，通過對(duì)三種生物學(xué)指數(shù)的評(píng)價(jià)，監(jiān)測(cè)水體情況。
2、種類多樣性指數(shù)法。
種類多樣性指數(shù)法同生物指數(shù)法較為類似，通過利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法，采用數(shù)值來計(jì)算生物群落種類、表示生物個(gè)體數(shù)量，達(dá)到評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量的目的。種類多樣性指數(shù)法能夠定量反映生物群落結(jié)構(gòu)、水生物種類及數(shù)量、生物群落種類組成比例的變化信息，具有較為直觀的比較作用。
3.微型生物群落監(jiān)測(cè)法。
微型生物群落監(jiān)測(cè)法是利用泡沫塑料塊來作為人工基質(zhì)，實(shí)現(xiàn)收集水體中的微型生物群落的作用，通過測(cè)定收集的群落結(jié)構(gòu)、相關(guān)參數(shù)來評(píng)價(jià)水環(huán)境質(zhì)量。采用室內(nèi)毒性試驗(yàn)方法，來預(yù)報(bào)工業(yè)廢水以及化學(xué)品對(duì)受納水體中的微型生物群落的毒性強(qiáng)度，采用原生動(dòng)物和藻類對(duì)水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
4、生物毒性試驗(yàn)。
生物毒性試驗(yàn)又稱之為生物測(cè)試，主要是利用生物受到水環(huán)境中的污染物質(zhì)的毒害，發(fā)生的生理機(jī)能變化，達(dá)到測(cè)試污染狀況的方法。生物測(cè)試主要分為流水式生物測(cè)試和靜水式生物測(cè)試。采用生物毒性試驗(yàn)可以反映較多重要信息，主要被應(yīng)用于對(duì)污染源的監(jiān)測(cè)中。采用此種方法能夠監(jiān)測(cè)有害物質(zhì)進(jìn)入周圍環(huán)境時(shí)發(fā)生的改變及監(jiān)測(cè)毒性分布情況，對(duì)有害物質(zhì)的制度性、何種條件下毒性最強(qiáng)、致毒性如何、接受生態(tài)系統(tǒng)的影響程度、對(duì)生物產(chǎn)生的影響等都可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)。利用生物毒性試驗(yàn)，可以偵察和尋找污染源，便于評(píng)價(jià)水環(huán)境污染程度，有利于確定污染物排放標(biāo)準(zhǔn)等具有使用價(jià)值的項(xiàng)目。
5、生物殘毒測(cè)定。
生物殘毒測(cè)定又稱水生生物法，該方法主要是利用生物含污量對(duì)水體進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。當(dāng)水環(huán)境中放射性物質(zhì)、有機(jī)農(nóng)藥、重金屬含量較低時(shí)，采用常規(guī)監(jiān)測(cè)方法較為困難，同時(shí)水環(huán)境中許多水生物都具有較強(qiáng)的富集能力，采用生物殘毒測(cè)定，根據(jù)生物體內(nèi)含有污染物的殘留量來推斷水體污染情況，評(píng)價(jià)水環(huán)境質(zhì)量。
四. 生物監(jiān)測(cè)在水體污染中的典型應(yīng)用 1.指示生物法。
指示生物法屬于生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)方法中最經(jīng)典的應(yīng)用。該方法對(duì)水環(huán)境中是否存在敏感的污染物種類，分析目前水環(huán)境中污染物存在情況，達(dá)到對(duì)水環(huán)境監(jiān)測(cè)的目的。指示生物法自身具有相對(duì)較長的生命周期，具有相對(duì)固定的活動(dòng)地點(diǎn)，能夠相對(duì)輕松的將水環(huán)境中的污染物所造成的影響全面反應(yīng)出來。根據(jù)水環(huán)境具體情況使用魚類、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、水生生物等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一般普遍采用沒有脊椎的動(dòng)物，當(dāng)水環(huán)境污染較為嚴(yán)重時(shí)，采用指示生物法時(shí)可選擇使用蚊幼蟲、顫蚓類及小顫藻。
2.微型生物群落監(jiān)測(cè)法。
微型生物群落監(jiān)測(cè)法屬于水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)的重要組成部分，采用此種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于水環(huán)境中污染物造成污染時(shí)，具有較強(qiáng)的敏感性。微型生物群落監(jiān)測(cè)法使用聚氨酯泡沫塑料塊，利用水體中投入具有聚氨酯物質(zhì)的泡沫塑料塊，收集水體中的微型生物，與別的生物群落監(jiān)測(cè)方法對(duì)比，該方法具有迅速、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確等優(yōu)勢(shì)，在監(jiān)測(cè)工業(yè)廢水方面也同樣合適使用。
3.原生生物在水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用。
原生動(dòng)物是組成自然水域的重要生態(tài)類群之一，其生活環(huán)境較為廣泛，由原生動(dòng)物組成的復(fù)雜種類，聚合成為水生態(tài)系統(tǒng)中完整的生態(tài)單元，原生動(dòng)物類群顯示了水生生態(tài)系統(tǒng)的功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征，可以顯示環(huán)境變化的反應(yīng)和群落的穩(wěn)定性。原生動(dòng)物的數(shù)量較大、種類較多，在水生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)較多的生態(tài)位。原生動(dòng)物類群的改變，可以直接或間接影響其他生物類群的豐度和分布，能在很大程度上影響食物網(wǎng)的形成。原生動(dòng)物類群能對(duì)藻類、細(xì)菌和有機(jī)顆粒物進(jìn)行吸收和攝食，直接進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，通過攝食作用，促進(jìn)有機(jī)物的分解、刺激水體中細(xì)菌和藻類的生長，可以加速水環(huán)境中的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)循環(huán)。
4. 魚類在水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用。
在水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中，魚類是研究最廣泛的物種，同時(shí)也是應(yīng)用最為廣泛的水生動(dòng)物。在水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中，鯽魚、劍尾魚、斑馬魚是最具代表性的淡水魚類，鯽魚具有分布廣、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)、劍尾魚在生物監(jiān)測(cè)中應(yīng)用最為廣泛。在水環(huán)境中，二氯苯酚低濃度長期暴露對(duì)鯽魚肝臟抗氧化系統(tǒng)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，超氧化物歧化酶（SOD）可以作為水體受到二氯苯酚污染的早期監(jiān)測(cè)指標(biāo)。除此之外，利用單細(xì)胞凝膠電泳技術(shù)檢測(cè)鎘對(duì)鯽魚淋巴細(xì)胞DNA的損傷時(shí)發(fā)現(xiàn)，鯽魚淋巴細(xì)胞的DNA損傷與氯化鎘濃度之間存在著明顯的劑量-效應(yīng)作用，因而可以成為一個(gè)較好的水環(huán)境指示指標(biāo)。
五．結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的逐步發(fā)展，環(huán)境問題將越來越被受到重視。在水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中，利用生物監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠客觀反映環(huán)境變化情況和環(huán)境質(zhì)量對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，便于實(shí)施連續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)及時(shí)調(diào)整環(huán)境治理方案，確保生態(tài)功能具有較好作用。
參考文獻(xiàn)：
[1] 劉偉成 單樂州 謝起浪 林少珍 生物監(jiān)測(cè)在水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 [期刊論文] 《環(huán)境與健康雜志》 ISTIC PKU -2008年5期
2具體應(yīng)用
2.1基因工程技術(shù)
基因工程技術(shù)是根據(jù)重組優(yōu)勢(shì)基因或基因工程菌處理污染物。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)⒛康幕驑?gòu)建出來，高效表達(dá)代謝通路中的目的和意義，具有效率高、環(huán)保、清潔的優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
2.2電泳分離純化技術(shù)
在電泳分離純化技術(shù)中，聚丙烯酰胺凝膠電泳和瓊脂糖凝膠電泳是比較常見的電泳。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠有效分析自然環(huán)境或廢水處理系統(tǒng)中的生物動(dòng)態(tài)性和多樣性。
2.3DNA探針技術(shù)和PCR技術(shù)
將這兩種技術(shù)的聯(lián)合使用，能夠快速、靈敏地檢測(cè)水環(huán)境中的大腸桿菌。
2.4酶蛋白標(biāo)志
物酶蛋白標(biāo)志物被廣泛應(yīng)用于水體污染的監(jiān)測(cè)中，它具有廣泛性、警示性和特異性，能夠真實(shí)地反映污染物的累積作用。
2.5免疫檢測(cè)技術(shù)
該技術(shù)主要是通過抗體和抗原之間的特異反應(yīng)，在反應(yīng)物上標(biāo)志相應(yīng)的示蹤物，用定量測(cè)定或定性測(cè)定的方式快速檢測(cè)抗體或抗原。
2.6生物傳感器技術(shù)
生物傳感器技術(shù)主要是使用生物傳感器轉(zhuǎn)化生物反應(yīng)，使其成為電信號(hào)。固定化酶和固定化細(xì)胞核是生物傳感器技術(shù)的基礎(chǔ)，當(dāng)前常用的生物傳感器有免疫傳感器、組織傳感器、微生生物傳感器、細(xì)胞傳感器、酶?jìng)鞲衅骱图?xì)胞膜電位傳感器等。
2.7生物毒性實(shí)驗(yàn)
由于大量使用各種外來化學(xué)制劑，這些外來化學(xué)制劑具有致突變、致癌、致畸性的特性，會(huì)在生物體內(nèi)富集，而常規(guī)的化學(xué)檢測(cè)方法并不能直接反應(yīng)其毒害性。在生物毒性試驗(yàn)法中，使用最多的檢測(cè)手法就是利用細(xì)菌，它具有反應(yīng)快、費(fèi)用低、保存方便和生長繁殖快的特點(diǎn)。
3存在的問題
3.1生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系尚未形成
由于我國生物監(jiān)測(cè)技術(shù)起步比較晚，雖然在一些重要環(huán)節(jié)設(shè)置了相應(yīng)的指標(biāo)，例如許可證發(fā)放、排污收費(fèi)和環(huán)境質(zhì)量定量考核等，但是，尚未形成法定化的生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系。這就意味著，不能合法地應(yīng)用一些生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)監(jiān)測(cè)水環(huán)境污染。
3.2缺少統(tǒng)一的生物監(jiān)測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)
目前，我國尚未出臺(tái)國家級(jí)的生物監(jiān)測(cè)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，制約了我國生物監(jiān)測(cè)適用的解釋和使用，嚴(yán)重影響了生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的推廣。
3.3生物監(jiān)測(cè)過于復(fù)雜
在不同地域，同類生態(tài)系統(tǒng)中的同種生物具有不同的污染物耐受性，即使同一生物，在其不同的生長階段也有不同的污染物耐受性。因此，要想做好水環(huán)境污染的監(jiān)測(cè)工作，不僅要充分考慮水體特征，還要制訂合理的生物監(jiān)測(cè)方案。這就涉及到了樣本數(shù)量、測(cè)試樣本和測(cè)試頻率的選擇。
4前景展望
盡管在應(yīng)用生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的過程中還存在一些瓶頸和問題，但是，這項(xiàng)技術(shù)在水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景，具體表現(xiàn)為以下2點(diǎn)：①隨著監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的精確性、快速性和靈敏性將得到進(jìn)一步的提高。單一的理化檢測(cè)并不能客觀評(píng)價(jià)水環(huán)境污染，而污染物對(duì)水環(huán)境的影響并非全部都是快速的，有一些污染物還需要多種物質(zhì)的結(jié)合和長期累積。這時(shí)，就需要發(fā)揮生物監(jiān)測(cè)的作用，客觀評(píng)價(jià)水環(huán)境污染的情況。②制訂環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)通過污染物在生物體內(nèi)的不斷累積，產(chǎn)生遺傳效應(yīng)和生物機(jī)能變化，進(jìn)而制訂水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制。在此過程中，監(jiān)測(cè)技術(shù)可以選擇合適的檢測(cè)條件和受試生物，制訂更符合人類健康標(biāo)準(zhǔn)的污染無排放標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，從而進(jìn)一步推動(dòng)水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)工作的發(fā)展。
隨著工業(yè)和農(nóng)業(yè)的污染日漸嚴(yán)重，發(fā)現(xiàn)一些地方待出現(xiàn)污染可能為時(shí)已晚，周圍的生物或者是人類已經(jīng)遭受到污染，因此我們需要一種以小見大的方式來了解污染源或者是污染程度，按照目前環(huán)境污染的趨勢(shì)，如果能從細(xì)微處發(fā)現(xiàn)污染的源頭并且進(jìn)行制止，那么對(duì)于整個(gè)環(huán)境都是有好處的。這時(shí)候生物監(jiān)測(cè)的出現(xiàn)可以說是救人于水火之中，它是利用生物對(duì)于環(huán)境改變的反應(yīng)來監(jiān)測(cè)環(huán)境的變化的，一旦環(huán)境發(fā)生了不利于生物生長的數(shù)據(jù)變化，這些生物就會(huì)表現(xiàn)出不同于以前的反應(yīng)，這樣就能通過這些反應(yīng)來預(yù)測(cè)環(huán)境的污染程度。而目前現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)方式在這個(gè)時(shí)期還不能監(jiān)測(cè)出任何的問題，可見生物監(jiān)測(cè)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了很多現(xiàn)有監(jiān)測(cè)手段的不足。水環(huán)境污染主要來自未經(jīng)處理隨意排放的工業(yè)廢水、生活污水，水環(huán)境周圍堆放的生活垃圾、工業(yè)廢棄物，大量使用農(nóng)藥、化肥和除草劑的農(nóng)田污水，過度開采、砍伐造成的礦山污水和水土流失等。
1 生物監(jiān)測(cè)及特點(diǎn)
生物監(jiān)測(cè)是指通過水生生物對(duì)水環(huán)境污染產(chǎn)生的變化表明污染程度，從而為環(huán)境的管理、保護(hù)和治理提供可靠、科學(xué)的參考依據(jù)。水生生物對(duì)水環(huán)境污染產(chǎn)生的變化包括生物個(gè)體或群落的性質(zhì)、數(shù)量、生理特征及健康狀況等。生物監(jiān)測(cè)按照不同的監(jiān)測(cè)指示、結(jié)構(gòu)水平和分析技術(shù)可分為毒理學(xué)方法、生理學(xué)方法、生態(tài)學(xué)方法等。進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)的生物可以選擇水蚤、豆芽、海藻和斑馬魚等。進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)的設(shè)備可以選擇便攜式、實(shí)驗(yàn)室用及在線式。
生物監(jiān)測(cè)具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、生物放大、評(píng)價(jià)客觀和靈敏性較高等特點(diǎn)。生物監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)過程中不需要進(jìn)行連續(xù)取樣，不需要對(duì)儀器進(jìn)行反復(fù)維修及保養(yǎng)，減少了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)工作的復(fù)雜性和繁瑣性，生物監(jiān)測(cè)可以實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)連續(xù)布點(diǎn)，克服傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)布點(diǎn)的局限性，在一定程度上減少了監(jiān)測(cè)費(fèi)用。傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式對(duì)慢性毒性污染及污染較輕的水環(huán)境監(jiān)測(cè)較為困難，在生物監(jiān)測(cè)中，可以借助食物鏈將水環(huán)境中的污染物質(zhì)進(jìn)行聚集，將污染放大，進(jìn)行綜合、全面監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)多種污染不能全面的、客觀的進(jìn)行評(píng)價(jià)，生物監(jiān)測(cè)可以通過生物的各種反應(yīng)及變化對(duì)多種污染進(jìn)行較為全面的、客觀的評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)。生物監(jiān)測(cè)中生物能夠?qū)Νh(huán)境污染造成的變化迅速反應(yīng)，靈敏度較高，監(jiān)測(cè)結(jié)果更可靠、準(zhǔn)確。
2 生物監(jiān)測(cè)的類型
2.1 根據(jù)生長環(huán)境不同生物的反應(yīng)不同
生物監(jiān)測(cè)也分為主動(dòng)監(jiān)測(cè)和被動(dòng)監(jiān)測(cè)，有的生物對(duì)于環(huán)境的改變不會(huì)適應(yīng)，于是可能就出現(xiàn)大量的死亡或者遷徙，這樣我們就可以了解到當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境發(fā)生了污染，還有一種生物會(huì)隨著環(huán)境的污染，抗體增強(qiáng)，但是性狀會(huì)發(fā)生改變，比如說可能機(jī)能會(huì)發(fā)生變異，環(huán)境中的毒素可能直接改變生物的構(gòu)造，使它們變成了另一種生物，這樣的變異也可能造成毀滅性的危害。
2.2 按照生物的種族進(jìn)行分類
每種生物所處的生長環(huán)境都是不同的，有的是在水里，有的是在陸地，還有的是飛行的，我們根據(jù)這種生長環(huán)境的不同把生物監(jiān)測(cè)分為動(dòng)物監(jiān)測(cè)、植物監(jiān)測(cè)、微生物監(jiān)測(cè)。各種不同的環(huán)境中的生物都是環(huán)境良好的指示劑，他們都可以根據(jù)生物的不同反應(yīng)來判斷生長環(huán)境的變化。比如魚類，蚯蚓，以及一些指示性的植物。
2.3 按照生物所處的環(huán)境不同分類
生物所以存的生存環(huán)境是不一樣的，因此我們分為大氣水體和土壤的監(jiān)測(cè)。比如地衣是對(duì)大氣變化最敏感的植物，一旦大氣里含有的物質(zhì)比例發(fā)生變化，它的性狀也會(huì)改變。
2.4 按照生物學(xué)層次進(jìn)行劃分
這個(gè)劃分相對(duì)比較專業(yè)，一個(gè)是根據(jù)生物群落或者個(gè)體形態(tài)進(jìn)行判斷，另一個(gè)是進(jìn)行生物測(cè)試，或者毒性測(cè)試等。還有一個(gè)是根據(jù)一些生態(tài)性數(shù)據(jù)或者是體內(nèi)存留的行為測(cè)試。
3 生物監(jiān)測(cè)在水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中的具體應(yīng)用
3.1 應(yīng)用底棲動(dòng)物的生物監(jiān)測(cè)
底棲動(dòng)物是在對(duì)水環(huán)境污染進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)時(shí)主要的選擇生物。底棲動(dòng)物具有生活史較長、分布較廣、易于辨認(rèn)、體形大、行動(dòng)能力較差等特點(diǎn)，可分為甲殼動(dòng)物、淡水寡毛類、水生昆蟲和軟體動(dòng)物 4 類。在我國，有學(xué)者在對(duì)水環(huán)境進(jìn)行生物污染監(jiān)測(cè)時(shí)選擇河蜆進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)，研究發(fā)現(xiàn)河蜆體內(nèi)汞含量與水環(huán)境中的汞含量和污染源距離有關(guān)。法國、美國和英國等國在對(duì)海洋污染進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)時(shí)選擇牡蠣、貽貝進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。
3.2 應(yīng)用原生生物的生物監(jiān)測(cè)
原生生物具有種類復(fù)雜、數(shù)量較多、生活范圍較廣等特點(diǎn)。原生生物群落出現(xiàn)的變化與食物網(wǎng)的構(gòu)成有一定聯(lián)系，原生生物對(duì)細(xì)菌、有機(jī)顆粒和藻類等的吸收和攝取，并在體內(nèi)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，從而間接或直接的對(duì)其他生物群落的豐度和分布造成影響。原生生物對(duì)食物的攝取還對(duì)細(xì)菌、藻類等的正常生長具有刺激作用，對(duì)水環(huán)境中的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)循環(huán)具有加速作用，對(duì)有機(jī)物組織的正常分解具有促進(jìn)作用。
3.3 應(yīng)用藻類的生物監(jiān)測(cè)
藻類是水環(huán)境中的最初生產(chǎn)者。由于不同藻類對(duì)重金屬、營養(yǎng)鹽的反應(yīng)和需求程度不同，因此，可以通過水環(huán)境中藻類的化學(xué)成分、種類和豐度等對(duì)水環(huán)境的綜合水質(zhì)進(jìn)行判斷。藻類的選擇應(yīng)當(dāng)按照不同藻類的特異性及耐受性合理選擇，例如來絲藻、微囊藻等富營養(yǎng)化藻類，羽文藻、短縫藻等耐酸性藻類。水環(huán)境中的藻類一旦吸收了污染物質(zhì)，例如重金屬等，會(huì)對(duì)藻類正常的生理功能和生長代謝造成影響，導(dǎo)致生理功能下降，生長代謝紊亂等，使藻類體內(nèi)的細(xì)胞色素減少，對(duì)藻類的光合作用具有抑制作用，從而引起藻類體內(nèi)組織出現(xiàn)壞死、細(xì)胞發(fā)生畸變等，污染物質(zhì)吸收過量或污染濃度較高時(shí)還會(huì)導(dǎo)致藻類中毒，甚至出現(xiàn)死亡等嚴(yán)重后果。
3.4 應(yīng)用兩棲動(dòng)物的生物監(jiān)測(cè)
蛙類、蝌蚪是常見的兩棲動(dòng)物。兩棲動(dòng)物的皮膚滲透能力較強(qiáng)，能夠依靠皮膚呼吸。由于兩棲動(dòng)物能夠在水環(huán)境和陸地環(huán)境中生存，因此在對(duì)水環(huán)境及陸地環(huán)境的污染進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)時(shí)可以選擇兩棲動(dòng)物進(jìn)行監(jiān)測(cè)。美國等國家對(duì)兩棲動(dòng)物生物監(jiān)測(cè)研究較早，我國開展較晚。國內(nèi)有關(guān)學(xué)者研究表明，兩棲動(dòng)物可以用于重金屬嚴(yán)重污染的水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)中，也可以用于農(nóng)藥、殺蟲劑污染嚴(yán)重的水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)中。
3.5 應(yīng)用魚類的生物監(jiān)測(cè)
劍尾魚、鯽魚、斑馬魚是生物監(jiān)測(cè)中應(yīng)用較多的魚類。鯽魚適應(yīng)性較強(qiáng)，分布范圍較廣。國內(nèi)有關(guān)學(xué)者研究表明，長期生活在二氯苯酚濃度較低水環(huán)境中的鯽魚，鯽魚體內(nèi)肝臟的抗氧化系統(tǒng)會(huì)受到一定影響，另外，水環(huán)境中的氯化鎘濃度也與鯽魚的淋巴細(xì)胞 DNA 損傷程度有關(guān)。劍尾魚的應(yīng)用是在近幾年興起的。
4 結(jié)束語
與傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法不同，生物監(jiān)測(cè)在對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行判斷時(shí)主要利用生物對(duì)污染物質(zhì)的敏感性及其反應(yīng)。隨著生物監(jiān)測(cè)在我國的大力發(fā)展和研究，遼寧、北京和湖北等地都采用生物監(jiān)測(cè)對(duì)水環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，均取得了極大的成果。本文從生物監(jiān)測(cè)及特點(diǎn)、生物監(jiān)測(cè)的具體應(yīng)用 2 方面對(duì)生物監(jiān)測(cè)在水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行研究。關(guān)于生物監(jiān)測(cè)未來發(fā)展方向等方面的研究仍值得廣大學(xué)者深入探討。
參考文獻(xiàn)：
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林業(yè)是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，事關(guān)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境安全。林業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展離不開營林技術(shù)的不斷進(jìn)步，本文結(jié)合筆者經(jīng)驗(yàn)，圍繞有害生物監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)行闡述，供業(yè)內(nèi)人士參考指正。
1內(nèi)蒙古林業(yè)有害生物發(fā)生的特點(diǎn)
（1）近年來，內(nèi)蒙古根河病蟲害發(fā)生率整體呈上升趨勢(shì)，尤其是冬天氣溫上升且降雪量少的情況下，越冬害蟲劇增。比如，在阿爾山和烏爾旗汗蟲害較為嚴(yán)重；落葉松鞘蛾輕度發(fā)生，模毒蛾，稠李巢蛾等蟲害中度發(fā)生。（2）楊樹蛀干害蟲基本得到控制，但個(gè)別蟲害仍呈局部上升發(fā)展的趨勢(shì)，比如青楊楔天牛蟲害的面積遞增迅猛。（3）鼠害整體上仍呈上升態(tài)勢(shì)，由于對(duì)棕背平進(jìn)行了專項(xiàng)治理，危害得到控制，莫氏田鼠、大林姬鼠、黑線姬鼠發(fā)生也呈下降趨勢(shì)，近年來，由于補(bǔ)植補(bǔ)造場(chǎng)地增多，高山鼠害危害面積呈上升趨勢(shì)，尤其是個(gè)別地塊高山鼠兔危害十分嚴(yán)重。（4）病害發(fā)生趨勢(shì)趨于平穩(wěn)，松針紅斑病、落葉松早落病經(jīng)過有效治理基本控制，樺樹黑斑病發(fā)生呈上升趨勢(shì)。
2內(nèi)蒙古林業(yè)有害生物防治現(xiàn)狀
近年來，內(nèi)蒙古根河市林業(yè)有害生物防治工作逐步從過去的單一防治走向了系統(tǒng)防治，不僅構(gòu)建了監(jiān)測(cè)預(yù)警、檢疫御災(zāi)以及防治減災(zāi)體系，同時(shí)也全面加強(qiáng)了防治檢疫機(jī)構(gòu)隊(duì)伍建設(shè)。主要體現(xiàn)在：進(jìn)一步控制了內(nèi)蒙古根河市林業(yè)有害生物發(fā)生面積和危害程度，緩解了危險(xiǎn)性有害生物嚴(yán)重?cái)U(kuò)散蔓延的趨勢(shì)，有效防控了外來的有害物種災(zāi)害，降低了有害生物成災(zāi)率，提升了災(zāi)害測(cè)報(bào)準(zhǔn)確率。越來越完善的有害生物防治體系為有效保護(hù)內(nèi)蒙古林業(yè)建設(shè)成果，維護(hù)生態(tài)建設(shè)提供了可靠的保障。
3內(nèi)蒙古林業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)
3.1監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)工作的硬件和軟件建設(shè)
采用新技術(shù)和新設(shè)備來武裝林業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)體系，提高監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的水平。一方面在監(jiān)測(cè)點(diǎn)配備和完善各種調(diào)查取樣、通訊交通以及信息傳輸?shù)仍O(shè)備，來構(gòu)建系統(tǒng)全面的林業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)；另一方面要及時(shí)更新監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)技術(shù)的相關(guān)軟件，完善各項(xiàng)監(jiān)測(cè)對(duì)象的測(cè)報(bào)辦法和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)能越來越規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化。
3.2宏觀趨勢(shì)預(yù)報(bào)和微觀生產(chǎn)預(yù)報(bào)
林業(yè)部門在進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)工作的過程中，既要做好宏觀的趨勢(shì)預(yù)報(bào)，同時(shí)也要做好微觀的生產(chǎn)性預(yù)報(bào)。尤其要重視基層的生產(chǎn)，避免防治工作被動(dòng)和流于形式，喪失了防治的有利時(shí)機(jī)，為防治工作提供科學(xué)依據(jù)，也為防治指導(dǎo)工作發(fā)揮先導(dǎo)作用，有效避免病蟲害造成巨大的損失。
3.3加強(qiáng)林業(yè)有害生物檢疫
要做好造林苗木檢疫工作，通過建立無檢疫對(duì)象的林木種苗基地為新造林地提供優(yōu)良的種苗資源，有效預(yù)防病蟲害的發(fā)生。同時(shí)要加大造林苗木在產(chǎn)地和運(yùn)輸過程中的苗木檢疫工作力度和執(zhí)法力度，不僅在苗木栽植前進(jìn)行嚴(yán)格的消毒和殺蟲處理，同時(shí)要加強(qiáng)木材調(diào)運(yùn)的復(fù)檢工作和檢疫工作。在木材抵達(dá)目的地后，由當(dāng)?shù)氐牧謽I(yè)檢疫部門進(jìn)行檢疫后方可使用，一旦在檢疫過程中發(fā)現(xiàn)林業(yè)有害生物，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行集中燒毀處理，避免有害生物災(zāi)害發(fā)生。
3.4數(shù)據(jù)利用和管理
隨著林業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)和資料也日益增多，為林業(yè)技術(shù)人員學(xué)習(xí)和掌握有害生物的知識(shí)提供了重要的信息和參考。為更高效地識(shí)別和診斷有害生物，做好病蟲害的防治，要做好各類有害生物樣本的信息資料的管理，存儲(chǔ)清晰，定期維護(hù)，為后續(xù)林業(yè)部門有害生物防治措施和決策的建立提供可靠的信息技術(shù)支撐。
3.5林業(yè)有害生物診斷
隨著經(jīng)濟(jì)與人口的快速發(fā)展，環(huán)境污染導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)功能退化，以致引起生物多樣性降低，物種的分布與群落組成發(fā)生了巨大的變化。與此同時(shí)，分子水平上研究污染過程中污染物在生物體內(nèi)的吸收與遷移不斷受到人們的關(guān)注。PCR技術(shù)具有快速、靈敏、簡便等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域方面的應(yīng)用日趨顯現(xiàn)。
1 PCR技術(shù)
聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction；PCR）是一種用于放大擴(kuò)增特定的DN段的分子生物學(xué)技術(shù)，它可看作是生物體外的特殊DNA復(fù)制，PCR的最大特點(diǎn)，是能將微量的DNA大幅增加。目前PCR技術(shù)在微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等方面已得到較好的應(yīng)用[1]。這種技術(shù)具有簡便、快速、靈敏的特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于基因獲取、基因定點(diǎn)突變、DNA序列分析、醫(yī)學(xué)診斷、基因檢測(cè)等方面。PCR技術(shù)也成為微生物領(lǐng)域重要的監(jiān)測(cè)手段，在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的Real-time PCR（實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)），以Power SYBR Green（熒光標(biāo)記染料）和熔解曲線為基礎(chǔ)，可用于檢測(cè)不同的核苷酸序列；相對(duì)于普通PCR，熒光定量PCR（RT-PCR）能對(duì)樣品中的目標(biāo)生物進(jìn)行相對(duì)或絕對(duì)定量，且靈敏度高，可重復(fù)性強(qiáng)，便于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較等諸多勢(shì)。
近年來，實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)開始在環(huán)境領(lǐng)域中顯示巨大生機(jī)。迅猛發(fā)展的PCR技術(shù)使生物監(jiān)測(cè)深入到分子水平，形成了一系列可依據(jù)多種分子技術(shù)來進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)的分子學(xué)方法。如熒光定量PCR可以用來檢測(cè)環(huán)境中的微生物在河流中隨季節(jié)的變化情況。熒光定量PCR還可以用來檢測(cè)地表水和飲用水中致病菌的含量。對(duì)于微生物，特別能快速監(jiān)測(cè)具有高效去除營養(yǎng)物質(zhì)能力的微生物，熒光定量PCR能快速監(jiān)測(cè)[2]。如利用PCR技術(shù)能定量污水處理廠一級(jí)硝化處理后混合液懸浮固體中總細(xì)菌、硝化螺菌屬數(shù)量、氨氧化細(xì)菌數(shù)量，從而可以實(shí)時(shí)掌握污水處理情況。法國國家研究中心從活動(dòng)熱泉附近的一個(gè)沉積物核中提取DNA來研究原生動(dòng)物物種進(jìn)化關(guān)系，利用測(cè)得的DNA序列數(shù)據(jù)構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹時(shí)，發(fā)現(xiàn)沉積物中至少含有兩種遺傳組成上與已知原生生物差異極大的細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)了許多新原生生物世系。這些發(fā)現(xiàn)為水生生物基因?qū)W分類開創(chuàng)了先河，也將推動(dòng)基因?qū)W在更廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。2003年初，Hebert等[3]首次提出了DNA條形碼的概念。DNA條形碼技術(shù)（DNA barcoding）是通過對(duì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)目的基因的DNA序列進(jìn)行分析從而進(jìn)行物種鑒定的技術(shù)，用DNA序列作為標(biāo)記來與物種信息建立一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。DNA條形碼是指利用短的標(biāo)準(zhǔn)DNA序列的核苷酸多樣性進(jìn)行物種的鑒定和快速識(shí)別。
2 在水生生物監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用
目前水生生物監(jiān)測(cè)主要包括水體中微生物、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物等類群的監(jiān)測(cè)，通過野外觀測(cè)水體中指示物種、群落結(jié)構(gòu)組成和多樣性，了解和掌握實(shí)際水體中環(huán)境污染的狀況。全世界每年有2億5千萬人感染水源性疾病，因此而死亡的人數(shù)為1千萬-2千萬。這要求對(duì)水體中致病菌進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，以保證后續(xù)工作的正常開展。研究者[4]發(fā)現(xiàn)PCR技術(shù)對(duì)星狀病毒的檢測(cè)比電鏡技術(shù)更為靈敏，并可鑒定這一病毒的不同血清型。
隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，以及人們對(duì)PCR技術(shù)的研究的深入，PCR技術(shù)能夠從單個(gè)環(huán)境樣品中獲取DNA。在水生生物監(jiān)測(cè)方面，當(dāng)前國際上美國EPA，加拿大環(huán)保署以及歐洲的一些科研單位正在開展PCR技術(shù)在水生生態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究；在我國，水生生物監(jiān)測(cè)仍使用傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)鏡檢，目前僅有少數(shù)研究利用分子生物學(xué)技術(shù)[5-6]，更沒有形成一定的體系，以前行業(yè)規(guī)范。
3 PCR技術(shù)用于水生生物監(jiān)測(cè)的優(yōu)缺點(diǎn)
相對(duì)于之前的監(jiān)測(cè)方法，PCR技術(shù)具有四大優(yōu)勢(shì)：（1）操作過程快速簡便，非專業(yè)分類學(xué)者也可利用PCR數(shù)據(jù)庫完成鑒定工作，（2）易于構(gòu)建統(tǒng)一鑒定標(biāo)準(zhǔn)，（3）成本低，（4）易于質(zhì)量控制。
相對(duì)于傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，PCR技術(shù)的不足：（1）假陽性問題，當(dāng)不相關(guān)的核酸分子中存在與模板非常相似的堿基序列時(shí)，PCR很可能做出假陽性的結(jié)果，這要求在引物的設(shè)計(jì)上要更為嚴(yán)格、更為細(xì)心。（2）質(zhì)控問題，由于PCR靈敏度高，要求實(shí)驗(yàn)過程中不能帶入干擾物質(zhì)，無菌操作環(huán)境。（3）前期投入成本高，PCR鑒定水生生物多樣性，需先構(gòu)建本土物種PCR基因數(shù)據(jù)庫，這要求投入大量的人力、物力、財(cái)力。
盡管如此，相信未來隨著人們研究的不斷深入，技術(shù)方法的不斷優(yōu)化，PCR技術(shù)將會(huì)給水生生物監(jiān)測(cè)注入新的生命力。
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我院2010年10月正式使用新的脈動(dòng)真空滅菌器，常規(guī)采用化學(xué)、物理和生物監(jiān)測(cè)三種方法對(duì)滅菌效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)。滅菌物品時(shí)每鍋均進(jìn)行物理、化學(xué)監(jiān)測(cè)，每周進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)，有植入物時(shí)每鍋進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)。2012年8月19日接到檢驗(yàn)科的電話通知8月16日每周生物監(jiān)測(cè)不合格，我科立即啟動(dòng)了滅菌物品追溯召回程序，隨即報(bào)告院感科陳波、護(hù)理部主任陳志丹。并進(jìn)行了原因排查分析，現(xiàn)報(bào)告如下。
1.材料
1.1材料 采用艾斯牌壓力蒸汽滅菌生物指示劑，自制的生物監(jiān)測(cè)包
1.2方法 將生物指示劑放在自制的生物監(jiān)測(cè)包中央，置于滅菌器最難滅菌的位置，執(zhí)行正常的裝載過程，滅菌完后，將包一起送到檢驗(yàn)科，由檢驗(yàn)科人員做生物培養(yǎng)。
2.結(jié)果
2.1 生物監(jiān)測(cè)合格率，我院從2010年10月—2012年8月16日每周生物監(jiān)測(cè)做82次，植入物生物監(jiān)測(cè)60次，共做142次，不合格1次，合格合格率99.29%。
