水污染生物監(jiān)測技術(shù)
隨著生物監(jiān)測技術(shù)在水污染監(jiān)測中的大力應(yīng)用,借助生物學(xué)知識,通過監(jiān)測生物與環(huán)境的關(guān)系,如果周圍水質(zhì)受到污染,一系列生物鏈會影響植物的生長,動物會遷徙等。通過人口的變化,監(jiān)測水質(zhì)環(huán)境,了解污染分布、污染源、污染類型、污染周期等。這將為河湖的生態(tài)修復(fù)和后期治理提供一定的理論依據(jù),提高水體的自凈能力,進(jìn)行修復(fù)。
一、生物監(jiān)測技術(shù)的特點(diǎn)
生物監(jiān)測技術(shù)的特點(diǎn)如下:
(1)生物監(jiān)測靈敏度高,傳統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)只能在污染濃度高的環(huán)境中檢測,而生物監(jiān)測技術(shù)不具備。即使在污染濃度極低的狀態(tài)下,也能在短時間內(nèi)做出反應(yīng),并提供實(shí)時監(jiān)測。
(2)生物監(jiān)測可以放大生物。當(dāng)某一地區(qū)發(fā)生水污染時,該地區(qū)的生物種群會通過食物鏈?zhǔn)艿讲煌潭鹊挠绊?。通過長期監(jiān)測可以了解污染物的來源,適用范圍更廣。
(3)生物監(jiān)測具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。該技術(shù)的監(jiān)測過程非常簡單,具有很強(qiáng)的可操作性。它可以在短時間內(nèi)獲取更多有用的信息,實(shí)現(xiàn)水體的全過程監(jiān)測,大大提高工作效率。
(4)生物監(jiān)測技術(shù)的有效應(yīng)用,可以同時監(jiān)測不同生物在污染環(huán)境中的表現(xiàn),便于技術(shù)人員掌握水體污染的程度,進(jìn)行綜合評價。生物監(jiān)測技術(shù)是借助生物學(xué)知識,監(jiān)測生物與環(huán)境的關(guān)系,評價水污染。在不同的生物層面,監(jiān)測的內(nèi)容也不同。表1顯示了用于判斷水污染的細(xì)胞生長和生理變化的生物監(jiān)測技術(shù)。
二。生物監(jiān)測的類型
2.1根據(jù)生物反應(yīng)分類
眾所周知,即使在同一個環(huán)境中,不同生物的反應(yīng)也是不一樣的,所以生物監(jiān)測可以分為兩個方面:一個是主動監(jiān)測,比如可以選擇一些生物放入要監(jiān)測的水環(huán)境中,通過長期觀察這些放入的生物的變化來判斷水污染的程度。如果生物數(shù)量急劇下降,水體受到一定程度的污染;第二種是被動監(jiān)測,將一些生物放入一定的水環(huán)境中進(jìn)行觀察。在這種長期的環(huán)境中,一些生物可能會產(chǎn)生一定的抗體,逐漸適應(yīng)這種水體環(huán)境,但其特征可能與剛放入水體時有所不同,一些生物的功能可能會發(fā)生變異,甚至進(jìn)化成另一種生物,這也說明水體發(fā)生了變化。
2.2根據(jù)生物小種的分類
根據(jù)生物種,用于水環(huán)境監(jiān)測的生物可分為三類:一是植物;第二,動物;第三是微生物。不同的生物在水環(huán)境中有不同的反應(yīng)。通過不同生物的反應(yīng),可以對水質(zhì)和環(huán)境有一定的了解,便于技術(shù)人員掌握水質(zhì)情況,從而采取有效措施治理和改善水質(zhì)。
2.3根據(jù)居住環(huán)境分類
根據(jù)生物生存環(huán)境的不同,可分為以下三類:一是大氣環(huán)境,如地衣對環(huán)境特別敏感。一旦大氣中的某種物質(zhì)發(fā)生變化,地衣的特性也會發(fā)生變化,為工作人員提供一些參考;二、土壤環(huán)境,生活在一定的土壤條件下,一些植物會對污染物產(chǎn)生各種反應(yīng),如生長發(fā)育受阻、植物養(yǎng)分發(fā)生變化等。第三,水環(huán)境,利用指示生物可以對水污染程度做出綜合判斷和定性分析。
三、生物監(jiān)測的實(shí)際應(yīng)用
3.1底棲生物的應(yīng)用
底棲動物在監(jiān)測水污染方面起著非常重要的作用。與其他生物相比,底棲生物的生活史長,體型大,流動性差,辨別水體污染物的能力強(qiáng)。例如,通過監(jiān)測河蛻中的汞含量,像河蛻這樣的生物可以知道水體是否被污染,通過河蛻中汞含量的差異,可以知道河蛻與污染源的距離,可以為研究人員提供一些參考。
3.2原生動物的應(yīng)用
無論是種類還是數(shù)量,原生動物都分布廣泛。原生動物受水中物質(zhì)影響較大,如藻類、真菌等,使群落結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化。原生動物進(jìn)食時,還會增加藻類或細(xì)菌的繁殖,增強(qiáng)水環(huán)境中物質(zhì)循環(huán)的速度,加速有機(jī)物的分解。在水環(huán)境監(jiān)測中,原生動物的作用不可低估。
3.3藻類的生物監(jiān)測
藻類生活在水中,是水環(huán)境中的早期生產(chǎn)者。不同種類的藻類對水中營養(yǎng)物質(zhì)的需求不同。因此,可以根據(jù)藻類的種類和化學(xué)組成來監(jiān)測水環(huán)境。比如赤潮現(xiàn)象是由于水中的污染物增多,水中的有害物質(zhì)最終會隨著水流流入海洋,所以在海邊很容易發(fā)生赤潮現(xiàn)象。值得注意的是,如果需要藻類生物監(jiān)測水環(huán)境,藻種的選擇至關(guān)重要,特別是當(dāng)水環(huán)境中重金屬含量超標(biāo)時,藻類的生理功能會嚴(yán)重降低,其生物代謝會受到不同程度的影響,導(dǎo)致體內(nèi)細(xì)胞色素含量降低,無法進(jìn)行光合作用,從而導(dǎo)致藻類細(xì)胞發(fā)生病變甚至死亡。
3.4兩棲類的應(yīng)用
兩棲動物在生物監(jiān)測中的應(yīng)用越來越普遍。由于兩棲動物生命周期和生理特性的特殊性,一方面可以實(shí)時監(jiān)測水污染,另一方面也可以在一定程度上監(jiān)測陸地污染。青蛙是水環(huán)境監(jiān)測中使用率較高的兩棲動物。青蛙的皮膚滲透性很好。一旦水體被污染,就可以從青蛙的皮膚表面暴露出來。此外,Spadixian也是一種常用動物。Spadixian以水中的腐殖質(zhì)為食。當(dāng)它吃較少污染的水生生物時,它在水中的分布和食物攝入量就會減少。如果它吃了污染嚴(yán)重的水生生物,食量會急劇下降,配水量也會減少,可以更好地監(jiān)測水體。但由于國內(nèi)在這方面的研究還比較簡單,兩棲動物在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用還比較少,后期還需要更深入的研究,提高兩棲動物的應(yīng)用率。
3.5魚類生物的應(yīng)用
在水污染的監(jiān)測中,鯡魚是一種應(yīng)用廣泛的魚類,它對環(huán)境的適應(yīng)性很強(qiáng),在水中分布很廣。當(dāng)水中污染物如二氯酚含量過高時,鯡魚肝臟的抗氧化系統(tǒng)會受到嚴(yán)重影響。通過這些現(xiàn)象,可以實(shí)現(xiàn)對水環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測,為工作人員提供一些參考。
四。生物監(jiān)測技術(shù)進(jìn)展分析
4.1建立完善的生物標(biāo)準(zhǔn)化體系
由于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國家仍有一定差距,生物監(jiān)測技術(shù)在水污染監(jiān)測中的應(yīng)用仍處于初級階段,無論是監(jiān)測效率還是監(jiān)測水平都有提升空間。此外,我國的生物監(jiān)測技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)仍然遵循傳統(tǒng)的方式,這給生物監(jiān)測技術(shù)的普及帶來了各種影響。因此,構(gòu)建完善的生物標(biāo)準(zhǔn)化體系尤為重要。
4.2生物監(jiān)測數(shù)據(jù)庫的建立
在水污染監(jiān)測中借助生物監(jiān)測數(shù)據(jù)庫等技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的動態(tài)管理,大大增強(qiáng)了監(jiān)測的有效性。通過深入分析生態(tài)變異,找出污染物來源,從根本問題入手,尋求有效解決方案,并借助互聯(lián)網(wǎng)共享監(jiān)測數(shù)據(jù),構(gòu)建系統(tǒng)完善的水環(huán)境檔案,為后續(xù)水環(huán)境治理工作提供一定依據(jù)。(來源:河南省水文水資源局)
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