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当前环境监测中生物技术的应用探究

发布时间:2017-12-28 10:55

  [摘要]近年来人们环境保护意识不断增加,使保护环境和治理污染成为当前最重要的课题。在环境监测中应用生物监测技术,可以更全面的将污染物体对生态系统和生物体的影响反映出来,更深入的对环境污染物所带来的危害进行分析,从而为环境保护和污染治理提供重要的数据支持。本文在此从生物监测技术的原理及特点出发,对环境监测中生活技术的应用做了一定的探讨。


  [关键词]环境;生物技术;特点


  中图分类号:X835文献标识码:A文章编号:1009-914X(2017)44-0382-01


  前言:当前,生物监测技术在环境监测中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、生物监测技术的原理


  生物学和生态系统是生物监测技术的理论基础,生物与其所处环境之间相互约束和依赖,时刻都将能量和物质不断交换,当生物所生存的环境受到污染时,环境中的污染物也会在生物的体内进行积累和转移,从而影响生物的生长发育情况和各项指标也产生差异性的变化。


  二、生物监测的特点


  随着社会经济的快速发展,社会工业发展的脚步也不断加快,随之而来的众多环境问题也令广大社会群众注目。第二次工业革命以来,世界各国纷纷开始对自然环境的监测、关注、治理。环境监测在经历了长期的发展以后,已经有了较为成熟的经验、技术,传统意义上的环境监测都是利用物理、化学方式,采用一些药物、机械对环境进行监测。此类监测手段简单明了,适用于较为简单的环境监测,然而对于较为复杂的水环境,由于其可能存在多种污染源或是多种问题,就可能需要对水环境进行综合考察,了解不同污染源在同一环境下有怎样的影响,在这种情况下,传统方法就难以达到目的。而生物监测能够利用生物在水环境中的实际生长情况从而了解环境对生物的综合影响,能够对较为复杂的水环境起到很好的监测。


  三、生物监测技术在环境监测中的几个重要应用


  1、大气污染监测


  大气污染指大气中污染物质浓度达到有害程度,破坏了生态系统和人类正常发展生存的条件,对人或物造成危害的现象。我国大气污染较为严重,大部分城市中悬浮颗粒物浓度超标;二氧化硫污染处于较高水平;机动车尾气污染物排放量增加;氮氧化物污染加重。


  目前,主要利用植物对大气污染进行监测,由于大气中的污染物通过气孔进入植物的叶片溶解在叶肉组织中,通过一系列的生物化学反应对植物生理代谢活动产生影响,所以植物受害症状一般都是出现在叶片。污染物不同,植物受害的症状也有差别。大气污染中的生物监测主要包括对SO2、氟化物、CO2的检测。


  (1)SO2监测


  SO2指示物主要有地衣、落地松、苔鲜等,当受到SO2污染后,植物的叶片边缘及维管束会出现伤斑并呈现块状,颜色呈红棕色或黄色。


  (2)氟化物监测


  选择葡萄苔鲜、金线草、杏、等,当受到污染后,叶片呈现尖形,并且叶片分布一些伤斑,叶脉上出现的症状较少,颜色多为浅褐色或红褐色。


  (3)CO2监测


  主要指示物包括秋海棠、向日葵、柑橘等,当植物叶脉呈现白色、棕色或黄褐色的伤斑,叶子上出现伤斑并呈现点状,表明空气中CO2含量较大。


  2、水环境监测


  在水域中生存着繁多的水生生物,此时的生物对于水环境有着较强的依赖性,因此,水体环境与水生生物二者间保持着相互依存、相依影响与相互制约的关系,如果水土出现污染,在水环境改变的情况下,水生生物则会出现不同的反应,在此基础上,水体污染监测便拥有了一定的生物依据。水体污染生物监测的方法如下:


  (1)指示物监测


  主要是对水体中生物种类数量进行判断,从而明确了水体污染的状态。指示生物具有较长的生命周期与固定的活动范围,因此,对于水体污染物的呈现具有一定的稳定性与可靠性,此时具体的生物有鱼类、浮游生物等。


  (2)微型生物群落监测


  在水体系统中,微型生物群是重要的,它对水体污染的反应具有一定的敏感性。为了实现了对此类生物的收集,主要借助了泡沫塑料块,此方法的运用具有便捷性与高效性,同时也保证了监测的经济性与准确性。目前,此方法广泛应用于工业废水方面的监测。


  3、生物监测在土壤监测中的应用


  (1)植物监测


  主要是对发生污染区域内的植物进行观察,观察的主要对象在于植物的习性和发育情况是否有变化、植物叶片表面是否出现异常的斑痕、光合作用是否受到抑制、新陈代谢情况是否良好等等;


  (2)动物监测


  通常选取区域内土壤中生存的蚯蚓作为监测对象。由于蚯蚓对于土壤的变化非常敏感,一旦土壤中出现了异常物质或有害元素,蚯蚓能够立刻察觉。此外,蚯蚓体内镉的含量与土壤中镉的含量关系密切,所以蚯蚓在土壤监测的过程中能够扮演非常重要的角色;


  (3)微生物监测


  通过对土壤中微生物群落的变化进行观察分析,进而推断出土壤中污染程度的强弱。土壤污染物中,人的排泄物和污水是最主要的两类,通过对土壤中微生物结构与数量的变化进行分离统计,能够对土壤污染程度有直观和全面的认识。


  4、生物监测在城市污染物监测中的应用


  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过量時,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。


  四、生物监测技术的发展前景


  90年代以来,我国也开展了一系列的环境、资源和污染的调查与研究工作,建立了多个监测站。但我国尚未建立起完善的生态监测网络,虽然有关部门和系统相继建立了一些生态研究观测站、定位站和生态监测站,从事一定的生态监测工作,但仍处于分散和不规范的阶段,没有形成可直接应用于生态监测工作的成熟的技术体系。生态监测是一项复杂的系统工程,对环境监测提出了更高的要求。从生态监测的自身特点可以预见,生态监测的总体趋势是技术和监测相结合,从宏观和微观角度全面审视生态质量,网络设计趋于一体化,考虑全球生态质量,在生态质量评价上逐步从生态质量现状评价转为生态风险评价,提供早期预警。在信息管理上强调广泛采用地理信息系统,加强国与国之间的合作。随着经济地发展,资源、人口、环境问题日益严峻,生态监测是环境监测发展的必然趋势,而生物监测是生态监测最主要的手段。


  五、结语


  综上,随着生物监测技术的不断发展,其在环境监测领域中已占有越来越重要的地位。用生物监测进行配合,充分利用指示生物对污染物毒性反应的敏感性,便能较准确地反映真实的污染状况。运用生物的富集作用,也可以提高理化检测的准确性,使得污染物监测更加快捷、方便、高效、经济。


  作者:张锡她


   参考文献 

  【1】石利戈.生物监测及其在环境监测中的应用[J].低碳世界,2014(23):6-7. 

  【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 

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