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生物监测技术在水环境工程中的应用及研究贾伟

发表时间：2020/7/27 来源：《基层建设》2020年第9期作者：贾伟

[导读] 摘要：生物监测技术在水环境工程中的应用十分广泛，其操作简单方便、成本较低且监测效果良好，准确性高，在水环境工程中其可以利用多种技术实现对水下环境的有效监测，对发现及预防水污染、检测水质具有十分重要的作用，为居民生活及生产用水、生态水环境保护等方面发挥着积极的影响。

        身份证号码：13102219890815xxxx 河北省廊坊市 065000
        摘要：生物监测技术在水环境工程中的应用十分广泛，其操作简单方便、成本较低且监测效果良好，准确性高，在水环境工程中其可以利用多种技术实现对水下环境的有效监测，对发现及预防水污染、检测水质具有十分重要的作用，为居民生活及生产用水、生态水环境保护等方面发挥着积极的影响。
        关键词：生物监测技术；水环境工程；应用
        引言
        我国工业制造企业越来越多，一些工厂在生产过程中不注重废料排放问题，将未处理或处理不达标的废水直接排放到水环境中，致使水体中污染物数量和种类越来越多，不仅破坏了水体和自然环境，而且危及人们用水安全。为了解决这一问题，相关专家利用生物监测技术监测水环境中的污染物，根据污染物种类选择针对性的解决措施。
        1生物监测技术概述
        1.1生物监测技术的原理
        生物监测技术主要通过观察生物种类、状态和行为，监测生物对环境的变化，以此实现环境污染的监测和评定。目前来看，常规的生态监测技术有生态学法和毒理学法，两者监测方式各不相同，但是监测效果都很好，监测结果也比较准确，是当下最受相关专家和学者青睐的监测方法，在我国水环境工程中有着广泛的应用。毒理学法的原理是通过监测生物的含毒量调查环境中的毒性指数，此种方法涉及有毒物质，所以对监测生物和监测人员存在安全威胁。生物监测技术对比于毒理学法更加安全和实用，监测人员只需要监测生物特征情况就能调查出所测环境的具体污染情况，这种方法的监测结果比较准确，可以真实反映环境污染程度。
        1.2生物监测技术的优点
        当前，人们的环境保护意识越来越高，国家对环境保护提出了更高的要求，近几年针对水污染物问题也应用了很多监测方法，其中应用最多的技术便是生物监测技术。生物监测技术对比于传统的理化监测技术有着更大的优势，可以综合调查生物特征，以此查明环境污染程度。一般来讲，水环境污染的过程比较缓慢，由于水体的自我调节能力较强，所以短时间的污染不会使水环境发生明显变化，而生物监测方法。
        2生物监测技术的方法
        2.1指示生物监测技术。当水体的质量发生变化时，生物在生态环境下的生活状态也会发生变化，这时候水里面的生活就会表现出一定的受害性，严重的情况下可能会出现某种生物的消亡，通过观察这些生物个体或者种类的变化，就可以以比较明显的数据来记录环境质量监测的变化情况，也能够进一步的分析水体质量。
        2.2群落生物测试分析。在一定的区域和自然界的特定范围中，必然会有不同种类的动植物和其他微小生物，这些微小生物的变化可能通过肉眼无法检测，但是利用相应的仪器和数据可以完善现有的技术指标，从而进一步的从标准中推测水体的质量。当生物的集体受到病毒的损害时，其相应的生理功能会受到改变，同样也可以进一步推断出现有的水体质量。就如在马鞍山的废水监测研究中所使用的水花生根尖微核技术，其通过相对应的水花生的部分材料作为基本的检测水体的新型材料，根据相对应的细胞核的根部的材料将区域内部的水体样本检测反映，根据实际情况将不同的植物的污染物受害情况进行检测，从而减少水体突变情况所造成的伤害。
        2.3生物残毒测定法。在相应的生物技术检测中，如果在生物生活的环境中检测到了相应的污染物质，那么经过消化之后，虽然会通过排便等方式进行毒素的初步转移，但是仍然会有部分的毒素残留在体内，这样可以通过捕捉生物体来检测其水体质量。在实际的生物检测中，现有的现代DNA技术已经不断的被利用到生物科技领域中，通过检测技术将生物的反应转换成电子生物信号，以生物技术中的化酶技术和固定化细胞核技术作为基础的项目识别技术，采用多功能的元件作为基础的生物学元件，按照一定的发展情况来将其进行分析和判定，从而将其转化成能够检查的电子信号。
        2.4微核测定法。随着我国水中环境生物监测技术的不断发展，现有的专业性的细胞微核技术和四分体技术已经开始受到社会的广泛关注，其中微生物和人类外界染色体的破环会直接造成生物的损害。通过这些水体的研究，我们会发现，现有的专业性技术应用于水环境检测中能够核定微生物核和染色体畸变的相关性，能够快速了解环境和生物遗传物质损伤，这种技术在20世纪80年代中的豆根尖细胞微核试验得到证明，对于水体环境质量的改善具有重要的作用。

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        2.5细胞凝胶电泳技术测定。在环境监测中，现有的专业性的技术主要是通过相对应的DNA链损伤来判断检测遗传的毒性。这种技术具有较小的危害，对于低浓度的污染物有着高度的感知作用，且其预见性也受到该行业的广泛认可。作为一种新型的技术可以通过不同的技术研究来将其进行细胞体的研究判定，对于无脊椎的动植物海洋性生物来说，其研究的内容具有很重要的意义。目前，国家主要是采用一种20世纪80年代所提出来的新型遗传病毒检测技术，即SOS法。这种技术通过DNA分子受到变化时将生物的特性进行复制，修复相对应的生物复制链，使得其在大肠杆菌的反应中做出应答。这种技术快速简单且耗费的时间少，得出来的数据也十分的可靠，能够直接检测相对应的细胞原发的直接反应，对于数据的分析具有很高的准确度。相对于粪类大肠菌群中的多管发酵法和滤膜法方法而言，这种技术操作简单，周期短且工作量小，能够对大量的水生物做出反应。
        3生物监测技术的应用
        3.1对微生物群的监测。通过生物监测技术，可以实现对水环境中的水藻、细菌、原生物等微生物群的有效监测，在水环境工程中，微生物出现的数量、范围、频率等都能够反应该区域当前的水环境状况。目前，生物监测技术在对微生物群的监测方面主要涵盖了四种指标，即原种类型、微生物多样性指数、鞭毛百分率、异养性指数。这种监测方法一般使用聚氨酯塑料收集被检水样，通过计算判断微生物分布的情况，从而根据数据对该地区水环境污染的程度进行有效的分析。无论在何种水体中，藻类都是最为原始的存在群体，当水体受到污染时，藻类会吸收水中的污染物，出现功能紊乱的现象，而后藻类会出现主线细胞色素减少及组织坏死的情况，在严重污染下还会造成该水环境内的藻类组成种类的改变。因此，通过藻类在其代谢过程中的种类、丰度及化学组成情况的变化，可以综合判断出水质的污染情况。
        3.2对生物行为反应的监测。生物行为反应监测是指监测生物在面对污染时的应力反应，水中的一些生物在面对污染时通常会产生一些压力性的反应或变化，以适应水环境的污染，一般而言生物行为反应监测常用的指示生物为金鱼和斑马鱼，这种鱼类在面对水环境变化时会迅速做出反应，且在基因上而言，斑马鱼的基因与人类十分相似。因此，使用这种生物进行行为反应的检测，具有很高的参考价值。这里我们以斑马鱼为例为生物行为反应监测进行阐述，研究人员以斑马鱼为是实验生物，采用帮静态法进行重金属水水生生物影响作用的实验，通过实验发现重金属离子Cu2+、Cd2+等均在实验中对斑马鱼有不同程度的毒性作用，经检测一定时间内斑马鱼体内的氧化氢酶CAT活性与Cu2+、Cd2+和Cr6+等离子的浓度均有明显提升，因此我们可以判断，斑马鱼可以作为实验生物对水环境中的重金属污染进行监测；而在使用金鱼、鲤鱼等鱼类作为实验生物进行水环境监测时，我们可以发现在水中存在污染物的情况下，这些鱼类的鳃呼吸会明显加快且无规律可循；除此之外，水蚤也可以作为水环境监测的实验生物，通过水质预警监测系统，我们可以对水蚤进行定位，根据水蚤的定位判断其生命活动的动态，由此监测该区域的水质污染情况。
        3.3发光细菌监测技术。目前在生物监测技术中细菌监测已经是非常成熟的一种技术，通过细菌监测可以有效检测生活水源的质量，保障人民生活及生产用水的安全性。发光细菌监测技术是利用细胞的发光特性，将其与Mirotox生物毒性检测仪、水毒性探测器等设备结合，用以检测水质。发光细菌监测技术检测迅速，结果准确性高，一般在检测的三小时内就能得到结果，操作简单快捷，应用十分广泛。
        3.4对底栖生物和两栖生物的监测。这项技术是通过对底栖生物和两栖生物进行监测从而进行水质评价的一种技术，目前而言，对底栖生物及两栖生物水环境评价的标准参数包括Saprobic参数和BI参数两种。例如，如果两栖动物饮用或生存与被农药污染的水体中，会出现与之相对应的生理变化或行为变化，这些两栖动物反应都可作为判断该地区水体污染情况的标准。
        结束语
        生物监测技术是通过对生活环境中生物的生长及生存状态进行长期监测，依据及监测数据和结果，分析生物生存环境的一种技术。生物监测技术在水环境工程中的应用范围部分广泛，且作用十分明显，生物监测技术在水环境工程中的应用，可以实现对水下工程环境的有效监测，从而为水环境工程的开展提供数据支撑，保障水环境工程的有效开展。
        参考文献
        [1]李国庆.生物监测技术在水环境中的应用与研究[J].环境与发展,2018,30(08):161+163.
        [2]马云龙.生物监测在水环境监测中的应用[J].科技资讯,2018,16(21):96+98.
        [3]王启迪.浅析生物监测在水环境监测中的应用[J].民营科技,2018(07):86.