曾浩
广西北部湾环境科技有限公司
摘要：近年来，随着生物信息技术的不断进步，生物技术在环境检测中得到了进一步的发展和应用。作为一种新的环境监测技术，能够利用生物个体、群落等全面分析和掌握其对环境的污染以及影响，从而做出准确的反映，通过生物学的知识与技术，科学的运用在环境污染的处理中，对环境情况进行监控和评价。生物监测是未来环境监测中的一类重要方法。我国已将其作为例行监测项目纳入到环境监测体系中。本文在此从生物监测的应用原理出发，对生活技术在环境监测中的几个具体的应用做了一定的探讨。
关键词：生物技术；环境；监测应用
前言：在环境监测中生物监测技术占据着非常重要的地位，其在应用过程具有非破坏性、连续性、敏感性、综合性长期性以及经济性等优点，其广泛的使用在早期预防环境污染、制定环境标准、评价环境风险、监测生态环境、监测突发事件以及控制总量等方面，并取得相应的成就。
一、生物监测概述
生物监测是指利用生物与生物之间的相互制约影响、生物与环境之间的相互制约与影响，了解生物与周围环境之间的具体联系，通过监测环境与生物之间的关系对当前生物生存的自然环境中存在的问题进行分析。
生物监测可以按照生物的生长环境，生物的分类，生物所处的主要环境介质和生物学层次等方面来划分不同的种类。其中根据根据生物的生长环境，生物检测可分为被动生物监测（Passive Biomonitoring， PBM）和主动生物监测（Active Biomonitoring， ABM）。PBM是利用生态系统中天然存在的（原位）生物个体和群落对污染环境的反应，评价环境状况。根据生物的不同，生物检测可分为动物、植物和微生物监测。根据生物所处的主要环境介质，生物检测可分为大气、水体和土壤污染的生物监测。
二、生物技术在环境监测应用的主要原理
生物学理论以及生态系统理论是生物监测的主要理论基础，由于生物与其生存环境之间具有相互依存、相互制约、相互影响的关系，同时两者之间还不间断地进行能量以及物质的交换，一旦环境受到污染，生物体内就会有污染物的迁移和蓄积现象，最终引起环境中各级生物出现生理生化、生长发育情况以及分布情况的变化，比如藻类的光合作用强度和细胞密度会带水环境受到污染的情况下发生变化。监测主要是通过生物对环境污染的反应为根据对环境污染的程度和状况进行度量和反映。
三、生物技术在环境监测中的几个实际应用
1、大气污染监测
生物监测在大气污染中的应用主要是利用生物对大气的污染程度，对大气的环境质量进行分析。在环境中对大气污染最敏感的是植物，植物的整个生理离不开大气比如呼吸作用，光合作用等，大气受到污染植物也避免不了，植物无法挡避污染物，对于污染物具有很高的敏感性。可以在生物监测中选取植物标本，通过监测植物的生长状态可以反映出大气的污染程度。在大气污染监测中的植物一般可以分为二氧化硫指示植物，氟化物指示对象，二氧化碳指示植物。这些植物在大气受到污染时表现的症状不一样，有的在叶子上出现斑点，有的颜色变黄，有的颜色变褐色。
2、水污染监测
水污染是指水受有害化学物质造成使用价值降低或丧失，污染环境。生物监测技术用于水污染监测，主要有指示生物法和微型生物群落监测法。
指示生物法利用对水体污染敏感的生物种类的存在或缺失，对目前的水体资源存在污染物的情况进行分析。
指示生物具有相对长的生命周期、活动范围固定等特征，便于持久反映污染物对水体的综合影响。常见的指示生物主要包括：底栖动物、浮游动物和鱼类等。[9]。
微型生物群落监测法是指利用对水体中污染物反应敏感的微小生物，主要是细菌、真菌、藻类和原生动物等对水体进行分析。利用微型生物群落进行监测，普遍使用的聚氨酯泡沫塑料法（PFU）。
3、土壤污染监测
检验土壤是否被污染最有效的方法就是生物监测方法，其中，在对土壤进行污染监测中，最常用的就是动物检测法，一般情况下都会选择用蚯蚓作为对土壤污染监测的对象，因为蚯蚓具有较高的敏感性，能够对土壤中是否含有有害物质做出察觉。还有，对蚯蚓体内的镉含量进行检测，能够反应出土壤中的镉含量。在土壤污染监测中，植物监测法也被常常使用，当植物长期生长在有污染的土壤上时，植物就会发生生长异常，通过各种表现形式表现出来。此外，微生物监测法在对土壤污染监测中的应用也比较多，其方法通过对微生物的数量等情况进行监测，能够有效地监测出所在土壤的污染情况。
4、城市污染物监测
城市环境污染检测植物的基本种类，认为当Cu过量时，罂粟植物矮化，蔷薇花由玫瑰色转变为天蓝色；Ni过量时，白头翁的花瓣变为无色；Mo过量时，植物叶片畸形、茎呈金黄色；而土壤中 Mn、Fe、S 过量时，石竹，八仙花花色分别呈深紫色、无色（原玫瑰色）和天蓝色（原玫瑰色）。而有些植物具有超量重金属积累能力，通常分布于重金属过量的土壤中，此生态习性可以判断土壤是否被污染。如萱麻能在富含 Hg 的土壤中分布，早熟禾、裸柱菊、北美荇菜能在 Cu 污染土壤中生存，北美车前、蚊母草、早熟禾、裸柱菊能在Cd污染如让中存活。
5、生物传感器技术
传感器作为当前科技发展过程中使用极为广泛的现代技术，在生物监测技术中也有着极大的使用价值。生物传感器作为近年来全新兴起的技术，其主要的工作原理是采用相关的生物元件作为识别元件，按照特定的规律将生物传感器感知到的生物信号通过内置芯片及特定技术转化成为能够被计算机所识别的信号，从而进行人为的操作分析，对环境做出更好的分析评价，解决现存的环境问题。针对不同的需求现已研发出多种不同识别元件构成的不同生物传感器，常见的有细胞传感器、DNA传感器等。
6、微核技术
植物微核技术是根据遗传学上染色体畸变的原理而建立的一种环境污染的生物监测方法，在对大气、土壤、水环境中各种有毒污染物的遗传毒性检测方面得到了广泛应用。国内外大量的对比实验研究表明，该方法普遍适用于检测环境致突变物，已经成为环境污染监测的有效工具。
微核技术可用于监测大气污染，监测土壤污染，监测水污染，监测有机物污染，监测重金属污染，监测物理辐射污染。
四、生物监测技术的未来发展趋势
首先，生物监测技术应用过程中，应加强指示生物的选择与研究，尽量选择敏感性强又能较好反应污染情况的生物，以提高监测结果的准确性；其次，生命科学技术是生物监测技术的主要理论，因此，为促进未来生物监测技术更好的发展，应加强生命科学的研究，及时准确的掌握相关生物的特征，为选择更加合理的指示生物提供理论支持；最后，考虑到将自然界中的生物当做指示生物，一般会受到病虫害、季节、地域、土壤等因素的影响，因此，应构建标准的监测方式，提高监测过程的可比性，使生物监测技术的价值得以充分发挥。
五、结语
综上，生物监测是未来环境监测的一种重要方法, 将在宏观、微观领域为人类提供大量连续、综合的环境信息。实际监测过程中为了优化生物监测整体应用程序，除了需要把握土壤污染环境中、水资源监测中生物监测具体应用程序之外，还要求相关人士严格把握大气污染环境中生物监测具体应用程序，从源头上提升其应用效率，从而为国家环境发展创造更多效益。
参考文献：
[1]杨培莎，朱艳华.水质生物监测方法及应用展望[J].北方环境，2010（02）.
[2]周卉，胡鹏洋.生物监测技术在环境监测中的运用[J].科技与企业，2013年03期.