环境保护的生物监测与治理
来源:用户上传
作者:
摘 要：生物监测在现代环境监测体系中占据着重要地位，其有著理化监测所不具备的优势，故而有着可观的应用和发展前景。本文将简单分析环境保护中针对空气污染、水体污染以及土壤污染的生物监测技术，并就利用生物治理环境的策略加以探讨。
关键词：环境保护;生物监测;生物治理
中图分类号：[S210.3]
文献标识码：A
随着环境问题越来越严峻，环境保护逐渐受到社会大众的广泛关注。而要做好环境保护工作，则必须加强环境监测，全面、及时、准确把握环境变化情况，掌握环境污染相关信息，从而更加科学地制定方案进行有效应对与处理。其中，生物监测作为与传统理化监测有着巨大差异的环境监测技术，在环境监测可操作性、准确性等方面有着巨大优势。
1 环境保护的生物监测
生物监测指利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应阐明环境污染状况，从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据。在环境保护中，生物监测有着可综合反应环境因素的联合作用的优势，有时甚至比理化监测更敏感，同时还有着直接指示作用。早在20世纪初，生物监测工作便在部分国家得以开展，时至今日其已经发展得较为成熟。我国也在积极跟进生物检测技术的研究与应用。具体来看，生物监测环境保护中的应用主要体现在以下几方面。
1.1 空气污染的生物监测
空气作为地球上所有生物必需的物质，一直以来都是环境监测和保护的重点所在，相应的生物监测工作也逐渐受到重视，得以广泛开展。在开展空气污染的生物监测工作时，主要是利用植物作为监测生物。这是因为植物固定生长，一旦发生空气污染必然会对植物造成影响，同时植物对大气污染的反应敏感性较强，相应的监测和管理工作也更容易开展，有着方便快捷、指示明显的优势。运用植物监测大气污染，主要是通过后者对植物群落组成、个体生长发育以及组织器官等的影响加以表现。在大气污染物的作用下，部分较为敏感的植物面临着数量减少甚至物种消失的情况，而其它耐污染的植物物种则会逐渐成为优势种，导致植物群落组成发生变化。而从个体的角度看，大气污染会对植物个体的生长造成影响，导致植物更容易出现早衰、叶片变黄等问题。再进一步对植物组织器官、细胞和细胞器、酶系统等进行分析，如果植物遭遇大气污染，可能出现叶片组织坏死、细胞膜遭损坏、酶受抑或者失活等情况，影响植物正常生长甚至导致植物死亡。
针对常见的大气污染物，可以选用不同的指示植物，其中用于监测二氧化硫污染情况的指示植物主要有地衣、落叶松、水杉等;用于监测氟化物污染情况的指示植物主要有郁金香、金钱草、葡萄、杏等;用于监测二氧化氮污染情况的指示物主要有向日葵、秋海棠、烟草等。而在实际应用植物监测大气污染状况时，通常需要从以下5方面展开大气污染生物监测工作。观察指示植物叶片的伤害症状，指示植物在不同大气污染环境下会受到不同类型和程度的损伤，相应的伤害症状会有所不同，从而可以通过观察其症状对大气污染进行定性、定量判断;直接测定指示植物体内污染物含量，从而实现对大气污染状况的有效掌握，该方法通常与其它监测手段配合使用;观察植物生理生化反应，该检测方法效率相对较低，因为植物的生理生化反应往往较慢，如酶系统变化、发芽率降低等，都需要通常长期监测来加以掌握并对大气污染状况进行判断;测定树木生长量与年轮，该监测方法主要是对大气污染历史与现状进行估测;利用敏感性较高的植物制成大气污染植物监测器，从而构建及时、准确、动态的高效定点观测体系。
1.2 水体污染的生物监测
当水体受到污染时，生活于水中的生物会受到影响和危害，故而可以利用水生生物进行生物监测。在实际应用该监测方法时，主要可以从2方面展开。监测水生生物群落结构变化情况，该方法多用于监测微生物，水体中包含的大量微生物让群落结构的变化更易被观察，而且微生物对水体污染的敏感性极强，监测难度更低。实际操作时通常采取将聚氨酯塑料切块并投入水中的方式，这些塑料切块能够在水体中快速聚集大量微生物，能够以快速、高效、准确且经济的方式实现水体污染的微生物群落结构监测。水污染的生物测试，水生生物在水体被污染后产生生理机能变化，故而可通过生物测试直接对水污染状况进行监测。实际测试时可以根据水体情况，分为静水式生物测试与流水式生物测试2种方式、如鱼类、浮游生物、水体生物、植物等均是常见的指示生物。
1.3 土壤污染的生物监测
土壤污染在近年来也逐渐成为环境保护事业中广受关注的部分，尤其对农业、林业发展有着巨大影响。土壤污染具有隐蔽性、滞后性、区域性、不可逆性、累积性、难恢复性等特点，相应的监测和保护工作开展难度较大，而利用生物监测能够以更为简单、高效、经济的方式实现土壤污染监测，故而近年来土壤污染的生物监测工作研究和应用更为广泛。土壤污染的生物监测方法主要包括植物监测、动物监测以及土壤微生物监测3种。
土壤污染的植物监测指利用指示植物受土壤污染影响而表现出的各种形状进行分析和判断，如指示植物叶片产生伤斑、蒸腾率降低、体内某些成分发生变化并超出正常范围等。在实际运用指示植物对土壤污染进行监测时，可以通过植物形态异常变化加以监测和判断，如土壤受污染且铜元素含量过量时，罂粟植株会矮化;土壤中镍元素含量过量时，白头翁会开出无色花瓣。也可以根据植物生态习性判断土壤污染情况，如部分植物的积累重金属能力强，往往在重金属过量的土壤中更易生长，从而实现对土壤重金属污染状况的分析判断，早熟禾就能够在铜元素含量超标的土壤上生存。还可以通过直接测定植物体内污染物含量来对土壤污染状况进行判断，如苔藓具有极强的铅元素富集能力，并且其体内铅元素浓度与土壤铅元素浓度呈正比关系，故而可以将其作为指示植物，对其体内的铅元素浓度进行测定，从而判断土壤铅元素污染状况。
动物也可作为土壤污染的指示生物，原理在于土壤污染会对土壤动物生存造成影响，进而导致土壤动物群落结构、生态分布等发生变化。如蚯蚓作为土壤中生物量最大的动物类群之一，其就被广泛应用于土壤污染生物监测工作。对土壤中蚯蚓种群数量、群落结构等进行调查研究，能够直观反映土壤污染情况;对蚯蚓进行毒性和繁殖试验，可以通过生态毒理风险评价反映土壤物探情况;对蚯蚓进行分子生物学、生物化学特征分析以及生理反应研究，也能有效反映土壤污染情况。 土壤中包含大量微生物，对微生物群落进行监测、研究，也能有效反映土壤污染情况。在利用微生物进行土壤污染的生物监测时，可以通过微生物种群结构变化或者微生物功能变化进行研究，从而分析判断土壤污染情况。
2 环境保护中的生物治理措施
对环境保护中的生物治理而言，应当以生物监测为基础，充分利用监测结果，准确把握环境污染状况及趋势等，从而针对性地应用生物治理手段，有效保障环境治理和保护效果。而环境保护中的生物治理，实际上是对环境生物技术的合理应用，直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些技能，建立降低或消除污染物产生的生产工艺，实现环境污染治理。环境生物治理技术有着环境污染物处理速度快、消耗快、效率高、成本低、无二次污染等优势，具有巨大应用价值。在实际应用环境生物技术方面，该技术广泛涉及基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等相关工程和技术，应用范围和层次更是得到了有效拓展。其中，基因工程主要通过基因重组技术获得降解卤代芳烃基因工程菌、降解农药基因工程菌、杀虫剂降解基因工程菌等，能够实现对大量难降解污染物质的有效降解，起到良好的环境保护作用。在细胞工程方面，则可以通过培养原生质体融合构建苯环化合物降解菌、纤维素降解菌，对苯环化合物以及维生素进行降解。而在酶学工程方面则可利用固定化细胞技术进行有机废水处理，具有成本低、稳定性高的优势。在发酵工程方面，则能够通过发酵反应实现废纤维素的资源化、有机固体废物的快速堆肥。除环境生物技术之外，还可以利用生物净化法来净化水体并促使渔业发展，利用微生物处理印染废水，利用植物改善大气环境等，全方面利用生物防治环境污染。
3 结束语
综上可知，生物监测具有巨大应用优势，能够有效支持环境监测工作高水平开展。准确把握并充分利用生物监测的诸多优势，在环境保护工作中根据实际情况合理选择生物监测方法，并充分利用监测结果和生物治理技术对环境污染进行科学、高效治理，进而促进和谐生态系统的有效构建。
参考文献
[1] 孙燕，李丹，陈效周.生物监测及其在环境监测中的应用研究[J].環球人文地理，2017（16）：104.
[2]陈燕.环境监测与治理技术的发展分析[J].生物技术世界，2016（02）：68.
（责任编辑 周康）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15274715.htm
