基于生物监测技术在水环境中的应用及研究
大连市海友鑫科技发展有限公司，辽宁 ·大连 116000
【摘要】目前，人们生活用水环境日益恶化，工业生产下对水资源造成的污染问题更是严重，面对如此环境，加强水质监测工作具有重要意义。论文主要对当前常见的生物监测技术展开分析和研究，探讨该技术在水环境中的应用。
At present, people’s domestic water environment is deteriorating, and the pollution of water resources caused by industrial production is even more serious. Facing such an environment, it is of great significance to strengthen water quality monitoring. This paper mainly analyzes and studies the common biological monitoring technology, and discusses the application of this technology in water environment.
【关键词】生物监测；监测技术；水环境；水质监测
Key words: biological monitoring; monitoring technology; water environment; water quality monitoring
1 引言
传统的水环境监测方法大多为化学法与物理法，但均难以满足当前水环境监测需求，人们急需采用结果准确、效率高、成本低的新型水环境监测方法。生物监测技术是基于生物学知识来检测环境污染、评价环境污染，目前已经成为环境监测的主要手段，人们可以将其应用到水环境监测中。
2 生物监测技术应用的优势
传统的水环境监测方法大多通过监测污染物的来源与浓度来反映水质状况，但结果并不全面，既难以诠释水生物与水污染之间的拮抗作用或协同效应，又难以表达水生物受到水污染物的影响程度。水环境监测也难以实现从经济、技术等角度来全方位追踪每种污染物。水环境生物监测方法可通过对水环境中污染物的生物利用度进行分析来有效反映其生物效应，揭示其背后所隐藏的风险。除此之外，为了妥善解决日益严重的水环境问题，水环境生物监测方法还可作为水环境化学毒性分析、物理评估的重要补充来源。水环境生物监测方法的优势主要体现在四个方面。一是稳定性，水环境生物监测方法可在同一水域内实现稳定、连续监测；二是长期性，水环境生物监测结果可真实地反映出历史累积的水环境污染状况，尤其是能够反映出慢性毒性的长期效应；三是敏感性，与其他理化监测方法相比，水环境生物监测方法能够较为灵敏地监测出低浓度的污染物，甚至有些生物对微量污染也较为敏感；四是多样性，水环境生物监测方法应用的生物种类繁多，可用于诠释水生生物与水污染之间的拮抗作用或协同效应。由此可见，水环境生物监测方法可对水环境状况进行全面反映，为水污染治理提供真实、详尽的科学基础[1]。
3 生物监测技术在水环境中的应用
3.1 微生物群落检测技术
微生物群落群落技术主要针对水环境中水藻、细菌以及一些原生物等微生物进行检测。水环境中微生物的数量、出现频率都能够对该阶段水环境情况进行反应。目前，微生物种群检测技术主要包括四种指标：原种类型，多样性指数，鞭毛百分率和异养指数。采用聚氨酯塑料收集水样，并结合相应的数学计算方法，对微生物的分布指数进行计数，从而判断水环境污染的严重程度。随着环境污染条件的不断变化，微生物检测技术不断发展，微生物检测技术的评价指标逐步提高[2]。
3.2 生物行为反应监测技术
大自然中存在较多的生物类型，不同生物对自然环境有着不同的反应。一旦自然环境受到污染，某些生物就会出现行为变化或生理变化，生物行为反应监测技术是针对这些行为变化或生理变化而出现的一种环境监测技术，可用于判断环境的污染程度。金鱼、鳗鱼、斑马鱼等均是水环境监测中常见的指示生物，可用于测定水环境中的污染物。以斑马鱼为例，斑马鱼的基因与人类基因较为相似，对生活水质有敏感度较高，一旦生活水质出现变化，就会在较短的时间内反映出来，人们还可基于斑马鱼的反应来确定水质污染程度。与此同时，生物行为反应监测技术还可对水环境中的Pb2+、Cu2+等重金属离子浓度进行测定。例如，斑马鱼在不同的重金属离子浓度环境下会出现不同的反应，这样一来，可对水环境的污染程度进行有效判断。值得注意的是，在自动化技术、计算机技术的推动下，生物行为反应监测技术还可在线实时监测，无疑可在第一时间内对水环境污染进行预警。
3.3 残毒测定法
在生活环境中，许多污染物质可能会被部分生物吞噬，随后可能会大量繁衍或迁移，不过在生物自身的体内会有污染物的有毒物质，可以根据有毒物质进行检测，检测毒素的数量，进而可以得到水污染的初步状况，再测量环境中拥有这种生物的大概数量，得水环境被污染具体情况。
3.4 发光细菌监测方法
在水环境污染检测中发光细菌法的应用范围较为广泛，在实际应用中也取得良好的效果。水体中的有毒物质在发光细菌的利用下，基于费氏弧菌的发光特点，设计出水质毒性的检测仪器，对水体中的综合毒性进行确定。也可以在发光细菌Acineto-bactersp.RecA的应用下，将污染物遗传毒性进行快速的设计，这样就能将水体中的毒性检测时间控制在3h以内。但是在实际应用中该方法依然存在检测误差较大的情况，相信在未来现代科学技术的快速发展下，发光细菌监测方法能克服困难，取得良好的运用效果[3]。
3.5 生物传感器监测技术
生物传感器是生物传感器监测技术的关键部件，免疫传感器、DNA传感器、BOD生物传感器等均是常见的生物传感器，生物传感器主要由转换部分与分子识别部分组成，其中，分子识别部分包括多种生物活性物质，如组织、微生物、酶、细胞等，转换器部分主要包括场效应管、氧电极、光敏管等。生物传感器监测技术的工作原理在于：可将生物质敏感程度直接转换为电信号，而电信号强度的高低可以体现水环境污染程度，其具备准确度高、专一性强等特点。微生物传感器、BOD生物传感器是水环境监测中最常用的生物传感器技术，其中，BOD生物传感器对水质的判断大都是基于溶解氧的浓度，理论研究性较强，但现场监测性较差；而微生物传感器则可对工业废水中的酚成分进行有效测定，还可结合测定结果来掌握水质情况。
4 结语
综上所述，水是生命之源，水质监测好坏直接关系到人类的生死存亡。生物监测技术是目前对水环境污染检测的有效手段，在实际应用中能够取得良好的检测效果，为提升人们对水污染的治理提供一些帮助，在实际检测过程中间还具有低成本、高效率的效果，能够降低传统监测方法对水体造成的污染，具有很好的社会价值。
【参考文献】
[1]程英,裴宗平,邓霞,梁凤焦.生物监测在水环境中的应用及存在问题探讨[J].环境科学与管理,2008(02):111-114.
[2]张述伟,孔祥峰,姜源庆,吕婧,吴宁,张婧,马然,邹妍.生物监测技术在水环境中的应用及研究[J].环境保护科学,2015,41(05):103-107.
[3]郑洪领,邹丽.生物监测及其在水环境污染防治中的应用进展研究[J].环境科学与管理,2017,42(04):116-118.
