周秀云

摘 要：生物監(jiān)測在現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測體系中占據著重要地位，其有著理化監(jiān)測所不具備的優(yōu)勢，故而有著可觀的應用和發(fā)展前景。本文將簡單分析環(huán)境保護中針對空氣污染、水體污染以及土壤污染的生物監(jiān)測技術，并就利用生物治理環(huán)境的策略加以探討。

關鍵詞：環(huán)境保護;生物監(jiān)測;生物治理

中圖分類號：[S210.3]

文獻標識碼：A

隨著環(huán)境問題越來越嚴峻，環(huán)境保護逐漸受到社會大眾的廣泛關注。而要做好環(huán)境保護工作，則必須加強環(huán)境監(jiān)測，全面、及時、準確把握環(huán)境變化情況，掌握環(huán)境污染相關信息，從而更加科學地制定方案進行有效應對與處理。其中，生物監(jiān)測作為與傳統(tǒng)理化監(jiān)測有著巨大差異的環(huán)境監(jiān)測技術，在環(huán)境監(jiān)測可操作性、準確性等方面有著巨大優(yōu)勢。

1 環(huán)境保護的生物監(jiān)測

生物監(jiān)測指利用生物個體、種群或群落對環(huán)境污染或變化所產生的反應闡明環(huán)境污染狀況，從生物學角度為環(huán)境質量的監(jiān)測和評價提供依據。在環(huán)境保護中，生物監(jiān)測有著可綜合反應環(huán)境因素的聯(lián)合作用的優(yōu)勢，有時甚至比理化監(jiān)測更敏感，同時還有著直接指示作用。早在20世紀初，生物監(jiān)測工作便在部分國家得以開展，時至今日其已經發(fā)展得較為成熟。我國也在積極跟進生物檢測技術的研究與應用。具體來看，生物監(jiān)測環(huán)境保護中的應用主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1.1 空氣污染的生物監(jiān)測

空氣作為地球上所有生物必需的物質，一直以來都是環(huán)境監(jiān)測和保護的重點所在，相應的生物監(jiān)測工作也逐漸受到重視，得以廣泛開展。在開展空氣污染的生物監(jiān)測工作時，主要是利用植物作為監(jiān)測生物。這是因為植物固定生長，一旦發(fā)生空氣污染必然會對植物造成影響，同時植物對大氣污染的反應敏感性較強，相應的監(jiān)測和管理工作也更容易開展，有著方便快捷、指示明顯的優(yōu)勢。運用植物監(jiān)測大氣污染，主要是通過后者對植物群落組成、個體生長發(fā)育以及組織器官等的影響加以表現(xiàn)。在大氣污染物的作用下，部分較為敏感的植物面臨著數(shù)量減少甚至物種消失的情況，而其它耐污染的植物物種則會逐漸成為優(yōu)勢種，導致植物群落組成發(fā)生變化。而從個體的角度看，大氣污染會對植物個體的生長造成影響，導致植物更容易出現(xiàn)早衰、葉片變黃等問題。再進一步對植物組織器官、細胞和細胞器、酶系統(tǒng)等進行分析，如果植物遭遇大氣污染，可能出現(xiàn)葉片組織壞死、細胞膜遭損壞、酶受抑或者失活等情況，影響植物正常生長甚至導致植物死亡。

針對常見的大氣污染物，可以選用不同的指示植物，其中用于監(jiān)測二氧化硫污染情況的指示植物主要有地衣、落葉松、水杉等;用于監(jiān)測氟化物污染情況的指示植物主要有郁金香、金錢草、葡萄、杏等;用于監(jiān)測二氧化氮污染情況的指示物主要有向日葵、秋海棠、煙草等。而在實際應用植物監(jiān)測大氣污染狀況時，通常需要從以下5方面展開大氣污染生物監(jiān)測工作。觀察指示植物葉片的傷害癥狀，指示植物在不同大氣污染環(huán)境下會受到不同類型和程度的損傷，相應的傷害癥狀會有所不同，從而可以通過觀察其癥狀對大氣污染進行定性、定量判斷;直接測定指示植物體內污染物含量，從而實現(xiàn)對大氣污染狀況的有效掌握，該方法通常與其它監(jiān)測手段配合使用;觀察植物生理生化反應，該檢測方法效率相對較低，因為植物的生理生化反應往往較慢，如酶系統(tǒng)變化、發(fā)芽率降低等，都需要通常長期監(jiān)測來加以掌握并對大氣污染狀況進行判斷;測定樹木生長量與年輪，該監(jiān)測方法主要是對大氣污染歷史與現(xiàn)狀進行估測;利用敏感性較高的植物制成大氣污染植物監(jiān)測器，從而構建及時、準確、動態(tài)的高效定點觀測體系。

1.2 水體污染的生物監(jiān)測

當水體受到污染時，生活于水中的生物會受到影響和危害，故而可以利用水生生物進行生物監(jiān)測。在實際應用該監(jiān)測方法時，主要可以從2方面展開。監(jiān)測水生生物群落結構變化情況，該方法多用于監(jiān)測微生物，水體中包含的大量微生物讓群落結構的變化更易被觀察，而且微生物對水體污染的敏感性極強，監(jiān)測難度更低。實際操作時通常采取將聚氨酯塑料切塊并投入水中的方式，這些塑料切塊能夠在水體中快速聚集大量微生物，能夠以快速、高效、準確且經濟的方式實現(xiàn)水體污染的微生物群落結構監(jiān)測。水污染的生物測試，水生生物在水體被污染后產生生理機能變化，故而可通過生物測試直接對水污染狀況進行監(jiān)測。實際測試時可以根據水體情況，分為靜水式生物測試與流水式生物測試2種方式、如魚類、浮游生物、水體生物、植物等均是常見的指示生物。

1.3 土壤污染的生物監(jiān)測

土壤污染在近年來也逐漸成為環(huán)境保護事業(yè)中廣受關注的部分，尤其對農業(yè)、林業(yè)發(fā)展有著巨大影響。土壤污染具有隱蔽性、滯后性、區(qū)域性、不可逆性、累積性、難恢復性等特點，相應的監(jiān)測和保護工作開展難度較大，而利用生物監(jiān)測能夠以更為簡單、高效、經濟的方式實現(xiàn)土壤污染監(jiān)測，故而近年來土壤污染的生物監(jiān)測工作研究和應用更為廣泛。土壤污染的生物監(jiān)測方法主要包括植物監(jiān)測、動物監(jiān)測以及土壤微生物監(jiān)測3種。

土壤污染的植物監(jiān)測指利用指示植物受土壤污染影響而表現(xiàn)出的各種形狀進行分析和判斷，如指示植物葉片產生傷斑、蒸騰率降低、體內某些成分發(fā)生變化并超出正常范圍等。在實際運用指示植物對土壤污染進行監(jiān)測時，可以通過植物形態(tài)異常變化加以監(jiān)測和判斷，如土壤受污染且銅元素含量過量時，罌粟植株會矮化;土壤中鎳元素含量過量時，白頭翁會開出無色花瓣。也可以根據植物生態(tài)習性判斷土壤污染情況，如部分植物的積累重金屬能力強，往往在重金屬過量的土壤中更易生長，從而實現(xiàn)對土壤重金屬污染狀況的分析判斷，早熟禾就能夠在銅元素含量超標的土壤上生存。還可以通過直接測定植物體內污染物含量來對土壤污染狀況進行判斷，如苔蘚具有極強的鉛元素富集能力，并且其體內鉛元素濃度與土壤鉛元素濃度呈正比關系，故而可以將其作為指示植物，對其體內的鉛元素濃度進行測定，從而判斷土壤鉛元素污染狀況。

動物也可作為土壤污染的指示生物，原理在于土壤污染會對土壤動物生存造成影響，進而導致土壤動物群落結構、生態(tài)分布等發(fā)生變化。如蚯蚓作為土壤中生物量最大的動物類群之一，其就被廣泛應用于土壤污染生物監(jiān)測工作。對土壤中蚯蚓種群數(shù)量、群落結構等進行調查研究，能夠直觀反映土壤污染情況;對蚯蚓進行毒性和繁殖試驗，可以通過生態(tài)毒理風險評價反映土壤物探情況;對蚯蚓進行分子生物學、生物化學特征分析以及生理反應研究，也能有效反映土壤污染情況。

土壤中包含大量微生物，對微生物群落進行監(jiān)測、研究，也能有效反映土壤污染情況。在利用微生物進行土壤污染的生物監(jiān)測時，可以通過微生物種群結構變化或者微生物功能變化進行研究，從而分析判斷土壤污染情況。

2 環(huán)境保護中的生物治理措施

對環(huán)境保護中的生物治理而言，應當以生物監(jiān)測為基礎，充分利用監(jiān)測結果，準確把握環(huán)境污染狀況及趨勢等，從而針對性地應用生物治理手段，有效保障環(huán)境治理和保護效果。而環(huán)境保護中的生物治理，實際上是對環(huán)境生物技術的合理應用，直接或間接利用完整的生物體或生物體的某些組成部分或某些技能，建立降低或消除污染物產生的生產工藝，實現(xiàn)環(huán)境污染治理。環(huán)境生物治理技術有著環(huán)境污染物處理速度快、消耗快、效率高、成本低、無二次污染等優(yōu)勢，具有巨大應用價值。在實際應用環(huán)境生物技術方面，該技術廣泛涉及基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程等相關工程和技術，應用范圍和層次更是得到了有效拓展。其中，基因工程主要通過基因重組技術獲得降解鹵代芳烴基因工程菌、降解農藥基因工程菌、殺蟲劑降解基因工程菌等，能夠實現(xiàn)對大量難降解污染物質的有效降解，起到良好的環(huán)境保護作用。在細胞工程方面，則可以通過培養(yǎng)原生質體融合構建苯環(huán)化合物降解菌、纖維素降解菌，對苯環(huán)化合物以及維生素進行降解。而在酶學工程方面則可利用固定化細胞技術進行有機廢水處理，具有成本低、穩(wěn)定性高的優(yōu)勢。在發(fā)酵工程方面，則能夠通過發(fā)酵反應實現(xiàn)廢纖維素的資源化、有機固體廢物的快速堆肥。除環(huán)境生物技術之外，還可以利用生物凈化法來凈化水體并促使?jié)O業(yè)發(fā)展，利用微生物處理印染廢水，利用植物改善大氣環(huán)境等，全方面利用生物防治環(huán)境污染。

3 結束語

綜上可知，生物監(jiān)測具有巨大應用優(yōu)勢，能夠有效支持環(huán)境監(jiān)測工作高水平開展。準確把握并充分利用生物監(jiān)測的諸多優(yōu)勢，在環(huán)境保護工作中根據實際情況合理選擇生物監(jiān)測方法，并充分利用監(jiān)測結果和生物治理技術對環(huán)境污染進行科學、高效治理，進而促進和諧生態(tài)系統(tǒng)的有效構建。

參考文獻

[1]?孫燕，李丹，陳效周.生物監(jiān)測及其在環(huán)境監(jiān)測中的應用研究[J].環(huán)球人文地理，2017（16）：104.

[2]陳燕.環(huán)境監(jiān)測與治理技術的發(fā)展分析[J].生物技術世界，2016（02）：68.

（責任編輯 周康）