生物監測技術在水環境工程中的應用及研究

朱燦文 李思龍

摘要：近年來，我國工業體系不斷完善，經濟發展水平穩步提高，但水環境污染仍然比較嚴重，引起廣泛關注，對水環境監測的要求也逐步提高。然而，傳統的物理監測技術和化學監測技術都存在一定的局限性，難以準確調查和客觀評價水環境的變化。因此，開發和推廣生物監測新技術是提高水環境監測質量的主要途徑。本文主要針對生物監測技術在水環境工程中的應用進行簡要分析。

關鍵詞：生物監測;技術;水環境;應用

1生物監測技術概述

1.1生物監測的內涵

利用生物個體、種群或群落對環境污染或變化所產生的反應闡明環境污染狀況，從生物學角度為環境質量的監測和評價提供依據。生物監測技術來源于20世紀70年代對水污染及生物監測及研究。美國的《水和廢水質量的生物監測會議論文集》就有提到利用水生物監測技術監測各類水生生物，是研究水污染關系的重要依據。

1.2生物監測技術的原理

生物監測技術是利用個體對環境變化的影響來監測和評估環境的污染情況。生物監測技術在水環境工程中的應用是利用各類水生生物對環境變化的影響來監測和評估環境污染情況。它利用了毒性學方法和生態學方法的原理來實現對水生生物的監測。生物監測技術相對于傳統的物理監測與化學監測方法而言，具有較高的安全性和實用性優勢。理論上，它是對傳統的物理監測法與化學監測法的延伸和補充。主要用于環境監測與評價。毒理學原理在測定有毒物質在環境中的毒性作用方面有著明顯的應用優勢。生物監測技術可以分析水環境中污染物的綜合毒性，反應水環境污染問題。動態化的監測過程能夠反應水環境長期污染情況，提供更加精準、真實的監測數據及環境污染的信息依據。它在綜合環境評價中能夠客觀真實的反映水環境中存在的各方面的污染問題，可用于預測和治理水環境污染的客觀理論依據。根據當前生物監測技術在我國水環境工程中的應用情況來看，生物監測技術對當前生態系統中未被污染的區域的危害能夠起到一定的預測作用，預防水生態環境遭到污染和破壞。由此可見，生物監測技術在水環境工程中的應用對維持長期有效的環境保護意義深遠。

1.3生物監測技術在水環境工程中的應用作用

生物監測技術可以綜合性的監測水環境，監測過程可以體現動態化和實時性。將生物監測技術應用到水環境工程中，有助于提高水環境監測的效率，及時獲取水環境中生物物質變化的進程，掌握系統、完整化的生物變化過程?；趯ι锉O測信息的分析，還可以有效預見水環境的變化，通過前期污染預測可能發生的水體污染問題，起到預報環境污染的作用。傳統的物理監測法及化學監測法對水環境細微的變化監測效果不明顯，而生物監測技術能夠更加敏感地捕捉到水環境細微的變化，從污染前期預測細小的污染經過長期的積累后演變的結果，起到預報污染變化的作用。對一些具有長期危害且其危害大、毒性范圍小的水污染，生物監測技術的成本低、效率高。在廣泛的監測水環境污染問題時，有助于降低水環境監測成本的作用。

2水環境工程中的監測內容

水環境工程中監測的主要內容為動物、植物、微生物在環境中的分布、生長、發育狀況指標、生態系統變化及其與環境污染的關系。生物監測法是測定環境污染物毒性的有效方法。對動物、植物及微生物的群落生態、個體生態、攜帶的毒性、致突變因素、體內殘留物等指標的測定，是了解水環境污染情況的重要依據。生物監測獲得的監測信息能夠更加確切的反映污染因子對人和生物的危害及環境污染的綜合影響。在環境污染物較低的情況下，利用某些生物對特定污染物的敏感性，對水環境污染危害人體做早期的診斷和預測。由于生物監測技術不能獲得理化監測那樣具體準確的數據，為了更加全面、準確地評價水環境質量，生物監測技術在水環境工程中應用時可以結合理化監測技術及其數據，將理化監測數據作為生物監測結果的補充，來評價生物反應現象。

3生物監測技術的應用

3.1微生物群落監測技術

通常，水中分布著大量的原生動物、細菌、藻類等，為微生物的繁殖提供了良好的外部環境。如果水環境受到污染，就會影響微生物的繁殖。因此，微生物群落監測技術在水環境監測中得到了廣泛的應用。通過監測水環境中各種微生物種類的出現頻率或相對數量，可以評價水污染的程度。在特定條件下，該技術可以輔助監測人員預測未來一定時期內的水環境變化。隨著生物監測技術體系的逐步完善，生物群落監測技術的應用前景更加廣闊。如在海洋環境監測中，可應用微生物群落監測技術，采用瓶裝聚氨酯泡沫塊，有效消除海洋環流和潮汐對監測精度的影響。

3.2生物行為反應監測技術

生物行為反應監測技術可以根據特定生物在水環境中的行為反應來評價水污染的程度和種類，鎖定水污染的范圍。在水環境中，當污染物濃度超過一定指標時，一些生物會在短時間內發生反應。以斑馬魚為例，它是一種對水質極其敏感的熱帶淡水魚。如果水環境受到嚴重污染，它會迅速做出劇烈的行為反應，如呼吸不規律加速、鰓活動異?；蛩劳?。斑馬魚的反應越強烈，水污染就越嚴重。目前，斑馬魚是監測水污染的重要指標。

3.3發光細菌監測技術

細菌廣泛存在于水環境中。監測水環境中的細菌類型、數量，在評價水環境的安全性方面有著重要的應用價值。目前，我國的細菌監測技術已經相當成熟。細菌監測技術的成熟性確保了水環境安全性監測的有效性。發光細菌技術利用一些細菌細胞的發光特性來監測污染物及其殘余遺傳毒性。該技術通過生物毒性探測器實現水環境細菌毒性的監測。生物毒性探測器具有毒性監測效率快、結果精準、操作方便等應用優勢。采用生物毒性探測器，最快可在 3 小時內獲得水環境細菌及毒性監測結果。

3.4底棲和兩棲監測技術

底棲、兩棲動物數量是生物監測水質的重要指標。底棲、兩棲動物對生存的水環境要求極高。底棲和兩棲監測技術是通過監測底棲、兩棲生物的生理、行為等指標來評價水質及水環境污染問題的。主要指標有 Saprobic 指標和 BI 指標兩類。底棲和兩棲動物的監測指標是完整評價水環境變化的重要指標。

4應用前景分析

生物監測技術在水環境工程中的應用有監測水環境污染動態、預測污染發展情況、降低水環境監測成本、提高水環境監測效率和質量的作用。它的應用優勢及其作用決定了其在未來有廣闊的市場前景。未來，水環境監測將廣泛面向水環境展開，來提高水環境污染的監測和保護。生物監測技術成本低、易操作、毒性小、適用范圍廣，又能提供實時的監測，根據監測結果預測未來污染情況。對水環境的監測是水環境污染治理的必然條件。未來，隨著生物監測技術水平的提升，生物監測技術將應用到解決更加復雜的水環境系統工程問題。它能為環境治理提供客觀、精準的治理依據，在復合污染嚴重的水環境綜合治理中發揮更加重要的作用。

5結束語

綜上所述，生物監測技術作為水環境綜合毒性評價的關鍵監測技術，其應用前景十分廣闊。因此，為了充分發揮水環境監測的技術效率，不斷提高水環境監測的質量，應加強生物監測技術的研究與開發，盡快解決生物監測技術不能準確定量分析的問題，探索適合我國國情的生物監測技術應用模式，進一步完善我國生物監測技術體系。

參考文獻

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