生物监测技术在水环境监测中的应用

朱耀祖

摘 要：研究表明，生物监测技术具有一系列的优势，但技术因素限制了其广泛应用。生物监测方法通常可以分为两大类，分别是群落监测和生物测试。通过简要分析生物监测技术在水环境监测中的应用，提出了一些有价值的参考意见。

关键词：生物监测技术；水环境；水体污染；水生生物

中图分类号：X835 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）21-0153-01

具体而言，生物监测指的是从生物学的角度分析环境污染或环境变化对生物的组分、个体、种群或群落的影响情况，以便更好地监测和评价环境质量。20世纪初期开始出现生物监测技术，它经历了多个发展时期。20世纪90年代，细胞生物学和分子生物学发展较快，信息科学技术日趋成熟，这都对生物监测技术的发展起到了有效的推动作用。

1 生物监测概述

水环境生物监测的依据是一种互相依存和制约的，存在于各种水生生物之间和生物与其生存的水环境之间的稳定平衡关系。如果水体受到污染，水环境被改变，则以各种形式反映在各种生物中。通过对生物的外在表现、体内某些物质含量的变化进行观察，可弄清水体中污染物的种类及其对水体的危害形式。

相较于传统的物理、化学监测方法，生物监测具有很大的优越性。生物物种或生物调控过程受到外源性化学物质的影响都是比较细微的，采用常规的物化分析方法可能无法进行细致的研究。在水环境中，生物会接触到很多污染源。如果多种污染源被混合，就会加剧污染。而应用生物监测方法可以反映生物受到环境污染的状况。

2 生物监测在水环境中的应用

2.1 群落监测

群落监测主要用来收集自然生态群落结构和功能信息、评价环境状况和预测未来可能出现的变化。群落监测可利用环境中的生物信息反映生态系统受到的污染状况。因此，群落监测在水环境监测中发挥着十分巨大的作用。群落监测的具体内容可分为以下两个方面。

2.1.1 水环境评价

生物监测在水体环境的总体评价中具有较大的优势，通过研究水生生物群落和种类的变化情况，可了解水体质量长、短期的变化情况。比如在20世纪90年代，欧洲部分国家的水库遭受了严重的植物营养素污染，当时通过研究水库中不同时期生物的种类和组成，了解了水体的变化情况，促使水库的净化过程得到了加速，并对水库功能的应用造成了影响；莱茵河流经欧洲多国，一直以来污染严重，河中生物几近灭绝，但通过欧洲各国的不断努力，逐渐提升了该河的水体质量，在河道中又出现了原先的生物。水生生物的指示作用较为明显，既可宏观显示环保措施的成效，又可以让人们了解环境质量。

2.1.2 水域宏观规划

水生指示生物会随环境的变化而出现一定的反应，以此可掌握水体的质量和类型，应将其有针对性地利用起来。比如，如果水体中生长着较为旺盛的藻类，就可以放养一些鲢鱼、罗非鱼等鱼种。此类鱼的饵料主要为藻类。这样不仅可增加鱼的产量，还能逐步减轻水体的富营养化程度，同时，也可以减少饵料的投入量。通过观察和监测水体中水生生物的群落结构，了解相应水域水体的类别和性质，可宏观规划水域，确定水体的相应功能，最终达到合理划分水域功能的目的。

2.2 生物测试的应用

生物测试指的是通过应用实验方法，研究和监测环境污染对生物的影响情况，以便评价水体的质量和受污染状况。它主要分为两类应用：①监测水中植物营养素和生长刺激素的状况；②监测废水对生物产生的毒性。在宏观和非定量评价中，经常应用到的是群落监测，但在监测水体的质量和受污染状况时，主要依据生物测试。生物测试具体分为以下两方面。

2.2.1 生物传感器

生物传感器应用了固定化细胞核和固定化酶技术，将生物学元件作为功能性识别元件，并按照一定规律将以识别和感知为目的被测物转化为可识别的信号。它的工作原理是在生物组分与待测对象之间生成相互作用，借助于电子组分检出待测对象，并对其转化，最终成为可以测量的电子信号。通常情况下，可以将生物传感器划分为多种类型，比如细胞传感器、免疫传感器和DNA传感器等，这样划分的依据是识别元件构成材料的差异。

2.2.2 制订环境标准

在水环境中生长的生物个体因食物链和生长需要，会在水环境中积累各种成本。在生物测试应用中制订水质标准时，必须将污染物在生物体内的累积对生物生理机能和遗传效应产生的毒害纳入考虑范围内。目前，我们已经在饮用水中分离和鉴定了超过2 000种有机化合物，但采用理化监测无法识别这些化合物对人体的危害。而通过应用生物监测技术合理选择受试生物和监测条件，制订出的水质标准会更加合理、严格。此外，还可结合不同的水体，对污染物排放标准进行差异化的制订。

3 结束语

综上所述，在水环境的监测中，利用传统的理化监测方法无法识别细小的差异。因此，我们应采用先进的生物监测技术。在应用生物监测技术的过程中，需要有机结合传统的理化监测方法，从而研究出更有效的检测方法。

参考文献

[1]李江平，李雯.指示生物及其在环境保护中的应用[J].云南环境科学，2001，20（01）：123-125.

[2]张增光.水生生物在水质监测中的应用[J].科技情报开发与经济，2004，29（08）：99-101.

〔编辑：张思楠〕

Biological Monitoring Technology in Water Environment Monitoring

Zhu Yaozu

Abstract： This study shows that bio-monitoring technology has a number of advantages， but technical factors limit its wider application. Biological monitoring methods can usually be divided into two categories， namely， community monitoring and biological testing. Through a brief analysis of biological monitoring technology in water environment monitoring， made some valuable suggestions.

Key words： biological monitoring techniques； water environment； water pollution； aquatic organisms