生物监测技术在水环境监测中的应用

生物监测技术在水环境监测中的应用

蔡鑫鹏 1 董乾林 2

1 天津天滨瑞成环境技术工程有限公司 天津市 300000 2 天津天滨瑞成环境技术工程有限公司 天津市 300000

摘要：将生物监测技术应用于水环境监测，不仅是应对当前水环境改善的重要举措，也是适应工业产业快速发展和水环境污染严重的需要，经济水平提升，但是环境矛盾越发突出的有效路径。为了进一步提高水环境处理水平，满足水环境监测的高标准要求，应打破传统水环境监测的局限，加大生物监测技术的应用力度，提高水环境监测的精准性与及时性，真正对水环境变化做到准确、及时、客观地评价。了解水环境具体情况，为水环境监测质量的提高与监测系统的完善提供更多参考。

关键词： 生物监测技术；水环境监测；应用

引言

目前国内水污染控制主要包括两个方向。一是从源头上控制工业、农业、生活污水的排放；第二，监测和控制自然水体的污染。在实际工作中，传统的监测技术会更加关注污染物本身，会着重围绕水体中的浊度、色度、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总有机碳、pH值等进行监测，这些参数可以真正反映水环境的情况，但却难以体现出水环境污染对生物体带来的危害。如很多污染物会与水环境融合，并相互作用，会对生物体产生一定的影响，但依靠传统理化监测技术是难以有效地监测出来。而生物监测技术可以依靠观测生物群的转变来了解污染物的严重影响，该技术有利于弥补原有技术的缺陷，可以让水体监测变得更为全方位、更为合理。

1 生物监测技术优势

将生物监测技术应用于水质监测，在生物效应的支持下，可以及时对污染物，尤其是受污染物影响的生物的变化有更全面的了解。部分生物监测中，对比精密仪器的监测，生物对水环境监测的灵敏性更高 。不仅如此，生物面对水环境中的污染物，会出现不同的应急反应。水环境污染现象的出现，多数以复合型污染物为主。传统水环境监测中，主要应用物理与化学监测方法，实际监测中存在局限性，虽然能够对单项污染进行精准监测，但是面对多种污染物的情况下，监测精准性受到干扰 。生物监测能够打破这方面的局限，同时完成多种污染物监测，既可以提高水污染监测精准性与效率，同时还能够简化监测操作，降低监测成本，顺利得到水污染监测数值 。

2生物监测技术及其在水环境监测中的应用

2.1指示生物监测技术

在实际工作中，我们不难发现，当水质发生变化时，生物体会在第一时间做出反馈。如：水中氧气含量增加、化工废水排放到整体水环境中，水中的生物会第一时间给予反馈。水污染较轻，水生物可能就会表现出小范围的受害性表现，污染严重的情况下可能会出现某种生物的大规模死亡或变异。这种情况下，应用指示生物监测技术，就可以提前探知水生物的变化，并将发生变化的信息和数据进行保留，以便后续进行更为精准的数据分析。

2.2 监测生物行为

生物行为反应监测是依靠趋利避害的行为或生物受害所表现出的生理功能的变化来测量水环境污染情况，从而判断污染物的含量及类别，以此便于快速选择应对的技术手段。该技术一般用于对鱼类、双壳软体动物等水体生物生活的水体环境监测，在这当中，鱼类是环境监测最普遍采用的一种指示生物。例如，斑马鱼会对水体质量产生特别敏感的反应，只要水环境的质量受到了一定污染，该生物就能非常快地做出与之对应的行为表现，因此，该生物也是特别不错的环境监测指示物种。且斑马鱼的基因同人类的基因存在着非常大的类似度，通过斑马鱼这种水体生物作为监测样本而获得的水质监测结果，大部分是可以适用于人类的。在相关探究中，技术人员通过半静态法对斑马鱼进行环境监测，以了解重金属对水生生物的整体毒害影响，在实验中，他们得出重金属离子Cu2+、Cd2+和Cr6+对斑马鱼存在着不同程度的危害性，以及斑马鱼体中过氧化氢酶CAT活性与Cu2+、Cd2+和Cr6+浓度都具有显著的剂量—效应关系，所以，可将斑马鱼作为指示生物来进行重金属污染的环境监测。此外，也可以将鲤鱼等当做指示生物，依照鱼的呼吸转变情况来了解水体的污染情况。在展开生物毒性级别划分的过程中，可将时间当做变量指标，也就是通过多种小型组合鱼类在污染源废水原液中的半致死时间为标准展开判断。在水环境监测中，大部分情况下鱼类都可以作为淡水环境监测的指示生物，而对于海洋环境的监测，通常情况下会采取双壳类生物活体受害的生理机能变化或者行为表现来展开判断，这一方面，国外目前已收获了相对显著的探究成果，在运用上也同样获得了一定成就。如国外探究者把电磁感应技术运用在贻贝双壳距离转变的监测中，以此来评估判断水环境的污染情况。还有，水蚤也是被普遍采用的一种水体监测指示生物，在实际应用中是通过水质预警监测系统的光电检测仪器来计算水蚤位移的能力，并对其生命活动进行判定，以此来评估水体环境质量的情况。

2.3发光细菌监测技术的应用

发光细菌监测技术的应用是目前生物监测技术中最成熟的技术之一。发光细菌监测技术是基于细胞发光，综合对水环境中的污染物遗传毒性研究，准确剖析水环境水质毒性。当然在监测中会应用到水质毒性监测仪等一系列设备。发光细菌监测技术不仅提高了水环境监测水平，同时为改善国民生活提供了安全保障。发光细菌监测技术监测周期短，将监测结果的获取时间逐渐缩短到3h。发光细菌监测技术在水环境监测中具有明显应用优势，不仅操作更加便捷，同时监测灵敏度非常高，能够迅速取得监测结果。除此之外，还可以搭配紫外线分光分度法，打破生物监测技术在水环境监测中应用限制，改善生物监测技术应用问题，取得理想的应用监测效果。

2.4 指示生物法的应用

从宏观的角度说明，要想知道特定的水环境可能存在哪些污染问题，主要污染物有哪些，需要选择特定的生物将其放入已经采样好的水环境中，从而将不同时间生物所发生的变化记录下来，最后通过完整性的实验记录来判断水环境遭受污染的程度。经过实践结果证明，当所投放在水环境中的生物数量不断减少时，表明该水环境已经发生污染。例如：通过对青蛙与鲫鱼的对比实验发现，青蛙健康状态下的皮肤为绿色，将青蛙投放到被检测水环境中，通过长时间观察，如若青蛙皮肤颜色发生变化，将证明该水环境已发生污染。鲫鱼也是一样的理念，由于鲫鱼对水环境的要求较低，在较为恶劣的水环境中均可以生存，但鲫鱼对于二氯苯酚含量过高的水环境反应较大，因此要想检测某一特定水环境是否存在二氯苯酚含量超标，则可以检测鲫鱼的肝脏功能，一旦鲫鱼的肝脏功能出现病变则证明该水环境已被污染，且二氯苯酚含量超标。

2.5生物传感器监测技术

生物传感器监测技术主要是利用传感器自动捕捉和识别水环境中的信息变化。该技术的应用主要是来监测部分生物的有机体变化，即应急响应。生物有机体的应急响应会以电信号的形式进行传播，如：一旦出现水环境破坏或是污染，传感器就会自动捕捉污染信息将测量的水污染浓度和指标传输到监测管控系统中，这样一来总系统就可以结合有机体的DNA技术进行生物复制链的重组。同时，监测到的电信号也可以提早帮助我们了解和分析生物携带的污染毒素的成分和含量，从而有效的帮助相关企业提升水环境的治理目标。

结束语

综上所述，水资源作为人类赖以生存的基本生命资源之一，是保证人类繁衍和人类文明有效进步的重要资源。，因此对水环境进行实时动态监测对社会发展具有重要意义，各级政府需要加强生物监测等技术的研究与应用。

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