利用生物监测技术监测水环境污染的研究进展

摘 要：简要介绍了生物监测技术及其具体应用，分析了利用生物监测技术监测水环境污染过程中存在的问题，阐述了生物监测技术在水环境污染监测领域的发展前景，以期能够进一步推动我国生物监测技术的发展。 

　　关键词：生物监测技术；水环境污染；环境质量；监测指标 

　　生物监测技术具有广阔的发展前景，能够监测水环境污染的动态变化，从而直接、综合地反映环境质量。与传统的监测手段相比，生物监测技术能够直接反映各种有毒物质对生物和环境的综合影响。本文简要介绍了生物监测技术，并分析了其存在的问题和发展前景。 

　　1 生物监测技术 

　　水污染防治、水资源保护和水环境管理领域都离不开水污染监测，水污染监测要为这些工作提供有效的数据，并科学地分析、评价水资源，治理、预报和预测水污染。 

　　生物监测，是指从生物学的角度来评价和监测环境质量，充分利用生物的群落、种群、个体和组分对环境变化和环境污染产生的反应。生物监测技术涉及到生态系统，生物的群落、种群、个体、系统、器官、组织细胞和生物分子。当污染物进入水环境后，就会影响水环境中的生态系统。 

　　与理化检测相比，生物监测能够长期反映污染效果。一些生物能够对微量污染物产生反应，使生物监测效果更加敏感。生物监测能够富集污染物，这是因为生物系统中的食物链能够富集微量的有毒物质，从而提高污染物的浓度。生物监测具有更加多样化的检测功能，不同的污染物会对同一种生物产生不同的影响，从而表现出不同的症状。由此可见，生物监测有利于综合评价水环境的污染状况。理化检测只能监测特定水环境中污染的含量和类别，而生物监测能够综合反映水环境中各种污染物相互作用而产生的影响。 

　　2 具体应用 

　　2.1 基因工程技术 

　　基因工程技术是根据重组优势基因或基因工程菌处理污染物。该技术的优点在于能够将目的基因构建出来，高效表达代谢通路中的目的和意义，具有效率高、环保、清洁的优点，不会产生二次污染。 

　　2.2 电泳分离纯化技术 

　　在电泳分离纯化技术中，聚丙烯酰胺凝胶电泳和琼脂糖凝胶电泳是比较常见的电泳。该技术的优点在于能够有效分析自然环境或废水处理系统中的生物动态性和多样性。 

　　2.3 DNA探针技术和PCR技术 

　　将这两种技术的联合使用，能够快速、灵敏地检测水环境中的大肠杆菌。 

　　2.4 酶蛋白标志物 

　　酶蛋白标志物被广泛应用于水体污染的监测中，它具有广泛性、警示性和特异性，能够真实地反映污染物的累积作用。 

　　2.5 免疫检测技术 

　　该技术主要是通过抗体和抗原之间的特异反应，在反应物上标志相应的示踪物，用定量测定或定性测定的方式快速检测抗体或抗原。 

　　2.6 生物传感器技术 

　　生物传感器技术主要是使用生物传感器转化生物反应，使 

　　其成为电信号。固定化酶和固定化细胞核是生物传感器技术的基础，当前常用的生物传感器有免疫传感器、组织传感器、微生生物传感器、细胞传感器、酶传感器和细胞膜电位传感器等。 

　　2.7 生物毒性实验 

　　由于大量使用各种外来化学制剂，这些外来化学制剂具有致突变、致癌、致畸性的特性，会在生物体内富集，而常规的化学检测方法并不能直接反应其毒害性。在生物毒性试验法中，使用最多的检测手法就是利用细菌，它具有反应快、费用低、保存方便和生长繁殖快的特点。 

　　3 存在的问题 

　　3.1 生物监测指标体系尚未形成 

　　由于我国生物监测技术起步比较晚，虽然在一些重要环节设置了相应的指标，例如许可证发放、排污收费和环境质量定量考核等，但是，尚未形成法定化的生物监测指标体系。这就意味着，不能合法地应用一些生物监测指标监测水环境污染。 

　　3.2 缺少统一的生物监测方法标准 

　　目前，我国尚未出台国家级的生物监测环境标准，制约了我国生物监测适用的解释和使用，严重影响了生物监测技术的推广。 

　　3.3 生物监测过于复杂 

　　在不同地域，同类生态系统中的同种生物具有不同的污染物耐受性，即使同一生物，在其不同的生长阶段也有不同的污染物耐受性。因此，要想做好水环境污染的监测工作，不仅要充分考虑水体特征，还要制订合理的生物监测方案。这就涉及到了样本数量、测试样本和测试频率的选择。 

　　4 前景展望 

　　尽管在应用生物监测技术的过程中还存在一些瓶颈和问题，但是，这项技术在水环境污染监测领域具有广阔的发展前景，具体表现为以下2点：①随着监测技术的不断发展，生物监测技术的精确性、快速性和灵敏性将得到进一步的提高。单一的理化检测并不能客观评价水环境污染，而污染物对水环境的影响并非全部都是快速的，有一些污染物还需要多种物质的结合和长期累积。这时，就需要发挥生物监测的作用，客观评价水环境污染的情况。②制订环境标准。生物监测技术通过污染物在生物体内的不断累积，产生遗传效应和生物机能变化，进而制订水质标准制。在此过程中，监测技术可以选择合适的检测条件和受试生物，制订更符合人类健康标准的污染无排放标准和水质标准，从而进一步推动水环境污染监测工作的发展。 

　　5 结束语 

　　单一的理化检测并不能全面反映水环境污染的真实情况，这时，就需要利用生物监测技术。生物监测技术能够连续监测污染物对水环境的影响，从而综合反映水环境的质量状况。生物监测能够充分利用生命有机体污染物的反映直接表征水环境质量和受污染程度，杜绝二次污染的产生，从而全面、客观地评价整个水环境的质量。 

　　参考文献 

　　[1]陈春，周启星.金属硫蛋白作为重金属污染生物标志物的研究进展[J].农业环境科学学报，2012（03）. 

　　[2]王芳，杨季芳，谢和.变性梯度凝胶电泳技术在海洋微生物分子生态学中的应用[J].浙江万里学院学报，2012（02）.