生物监测技术在水环境工程中的运用研究
摘要
关键词
生物监测技术;水环境工程;水污染;运用;
正文
引言:
随着人类工业化进程的加深,社会发展速度虽然在不断加快,但生态环境却遭到了严重的污染和破坏。在我党和政府高度重视生态文明建设的今天。我国相关部门应当贯彻落实可持续发展理念,积极应用生物监测技术来进行水环境工程检测,客观地反映水环境污染问题,进而提出针对性的、有效性的治理措施,加强污染问题的治理,逐渐改善水环境。
一、生物监测技术的概述
(一)生物监测的内涵
生物监测技术是利用生物个体、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,它是从生物学角度展开的环境质量检测与评估。该项技术是上世纪七十年代进行水污染及生物监测研究中提出的。美国《水和废水质量的生物监测会议论文集》提及利用水生物监测技术检测各种水生生物,即可为水污染研究提供参考依据。
(二)生物监测的原理
简单而言,生物监测技术就是利用各类水生生物对环境变化的影响,监测和评估水环境污染实际情况。之所以能够相对准确地监测和评价水环境污染实际情况,主要是该项技术在传统物理检测法和化学检测法的基础上进行延伸和补充,融入了毒性学方法和生态学方法,那么毒理学原理和生态学原理的优势能够在生物监测中充分体现出来,即可全面反映水环境污染实际情况。通常情况下,将生物监测技术应用于环境治理之中,那么该项技术能够支持环境综合评价,即客观地反映水环境中存在的各种污染问题,为预测和治理水环境提供参考依据。就国内水环境工程建设实际情况来看,生物监测技术已经被应用于未被污染区域的危害性预测之中,判断未被污染区域水环境被污染的可能性,以便相关工作人员制定可行性的、有效性的预防措施,避免水生态环境被污染、被破坏[1]。
(三)生物监测的作用
与传统的物理监测法和化学检测法相比较,生物监测技术在水环境工程之中发挥作用非常明显。首先能够提高水环境监测的效率,生物监测技术的有效应用可及时获取水环境中生物变化的全过程,并且通分析生物变化情况而分析和判断水环境变化情况,这在一定程度上提高了水环境监测效率。其次,预见水环境变化情况。也就是生物监测技术有效应用,还能够更加敏感地捕捉水环境细微变化,结合以往水环境污染情况,预测细小污染经过长期积累而演变的后果,反映未来水环境污染情况,以便于相关工作人员及时采取预防措施,加强污染问题的防范与治理[2]。另外,生物监测技术的有效应用,还能反映长期性的、危害性较大的、毒性范围较小的水土污染,并且所消耗的监测成本较低、花费的监测时间较短。
二、生物监测技术在水环境工程中的运用研究
(一)水环境工程监测内容
水环境工程监测的主要内容为动物、植物、微生物在水环境中的分布情况、生长情况、发育状况、省力化指标、生态系统变化及其与环境污染的关系。无论是从理论层面还是从实践层面来讲,生物监测技术都具有较高的应用价值,在具体监测的过程中,可通过测定环境污染物毒性来判断水环境污染程度,它主要通过测定动物、植物及微生物的群落生态变化、个体生态变化、携带的毒性、致突变因素及体内残留物等指标来反映存在的污染物。在此基础上对监测信息予以进一步的处理,即可反映污染因子对人和生物的危害及对水环境的综合影响。在水环境工程监测的过程中,依托生物监测技术来掌握某些生物对特定污染物的敏感性,发现细微的污染物,之后客观地分析污染物对人体及生物的危害性,以此为依据早做防范,即可降低水环境污染的可能性,也避免人体及生物遭受威胁[3]。当然,为了能够获得相对准确的水环境工程监测数据,可将生物监测技术与理化检测技术相结合,即可利用理化检测数据来反映生物监测结果,更加直观地反映水环境实际情况。
(二)生物监测技术的运用
1. 微生物群落检测技术
客观来讲,水环境中各类微生物的数量、出现频率变化即可反映某一阶段水环境的情况。将微生物群落检测技术应用于水环境工程监测之中,主要是对水环境之中的细菌、水藻、原生物等微生物进行监测,进而反映水环境的实际情况。通常情况下,在具体应用微生物群落检测技术来进行水环境监测的过程中是利用聚氨酯塑料收集水样,结合数据计算方法计算微生物的分布指数,确定微生物园中类型、微生物多样性指标、异样指数及鞭毛百分率,即可综合反映水环境污染程度。水环境污染是一个动态化的过程中,要想使生物监测有效,能够相对全面地、客观地反映水环境污染情况,那么需要根据污染条件变化情况而适当地扩充监测水样,以便通过水样监测可以代表整个水环境污染程度[4]。
2. 生物行为反应监测技术
水环境之中某些微生物在敏感的污染条件的作用下会出现某些特殊的变化,比如发生明显的生物变化、行为变化或者压力性反应。生物行为反应检测技术以此为依据进行的水环境监测,能通常情况下会检测斑马鱼、金鱼地能够对外部环境污染比较敏感的微生物,观察此类微生物生理变化或者行为变化情况评价水环境中污染物存在情况。另外,斑马鱼的某些行为反应与人的行为反应很是相似,通过对斑马鱼进行监测,观察其行为反应,即可判断水环境污染对人体的危害。我国某些专家在进行水环境中重金属检测中,应用生物行为反应监测技术,通过观察斑马鱼行为反应判断重金属污染情况。这是因为不同类型的重金属离子对斑马鱼有着不同的毒性反应,也就是斑马鱼体内的过氧化氢酶在遇到不同重金属离子时会产生不同的反应,所以通过观察斑马鱼的行为反应,即可判断水环境中是否存在重金属离子,甚至能够确定重金属离子的类型。
3. 发光细菌检测技术
水环境之中存在着大量的细菌,并且细菌种类繁多,通过对细菌予以检测,同样能够为评价水环境提供帮助。伴随着近些年我国生物监测技术研究的不断深入,越来越多的生物监测技术手段被推出,且日渐成熟,可广泛地应用于水环境工程监测之中,其中就包括发光细菌检测技术,该项监测技术主要应用于水环境安全性监测方面,主要是通过某些细菌细胞的发光特性来判断水环境中污染物发生情况及其具有的遗传毒性。当然,为了能够获得具有较高应用价值的检测结果,需要应用生物毒性探测器,对水环境之中具有发光特性的细菌细胞予以探测,最快可在三小时内获得细菌检测结果,进而评价水环境污染问题。例如某地组织开展世博会中利用发光细菌检测技术进行饮用水检测,相关工作人员将微量的青海弧菌液体放入被检测水样之中,利用检测仪来读取相关数据,即可快速地获取饮用水监测结果,进而判断饮用水的质量[5]。
4.底栖动物和两栖动物检测技术
底栖动物和两栖动物也是常见的生物监测指示动物,通过观察它们在水体中出现和消失的数量,人们可以实现水质监测。随着国内生物监测技术研究的不断深入,相关学者加强了底栖动物、两栖动物在水环境工程监测中的应用研究,研究结果显示数据采集陪你率可以增强监测指数的有效性。具体的做法在水环境工程检测的过程中观察底栖动物、两栖动物生理变化和行为变化,进而评价水环境污染问题。这是因为底栖动物、两栖动物对生存的水环境要求较高,如若水环境污染严重,那么他们就会出现某些生理反应、行为反应。所以,底栖动物、两栖动物也是水环境工程检测的重要指标。
(三)生物监测技术应用问题的注意
1. 检测指标不统一
无论是从理论层面还是从实践层面来讲,生物监测技术都具有较高的应用价值,将其合理地应用于水环境工程检测之中,即可通过对生物、植物及微生物予以检测,客观地评价水环境污染问题。但生物监测技术也存在一定的弊端,也就是不同水环境之中存在的生物、植物及微生物也不尽相同,如若检测标准不统一,那么生物监测结果的准确性、客观性将大打折扣。所以,在具体应用生物监测技术来进行水环境工程评价的过程中需要注意检测标准不统一的问题[6]。
就目前国内水环境工程检测中生物监测技术应用实践情况来看,尚未提出行之有效的措施来解决监测标准不统一的问题。为了能够尽可能地保证检测结果的准确性、有效性及可行性,需要监测人员将其作为理论性检测方法来应用,尤其是在进行较大水域的水体检测之中。相对于国内而言,国外某些发达国家生物监测技术研究比较成熟,已经建立生物监测模型,通过监测数据与检测模型相结合,即可相对准确地评价水环境污染问题。国内相关学者或者研究人员应当积极借鉴发达国家的经验,通过发挥评定模型的作用,提高生物监测技术的准确性和有效性。
2. 检测环境复杂
我国地域辽阔,不同地区水环境不尽相同,遭受的污染程度也不尽相同,相应的水环境之中生物、植物及微生物生存情况也有所不同。又因为水环境会影响生物的生长习性和生活习惯。这就意味着在应用生物行为反应监测技术等生物监测技术进行水环境工程检测的过程中,依据生物生理变化或者行为变化等来判断水环境污染情况并不是非常准确的。因为某些生物在长期受水环境影响的情况下其行为反应或生理反应可能发生变化,那么此种情况下按照常规的生物行为反应来评价水环境污染程度是不准确的。所以,为了能够提高生物监测的准确性,需要相关工作人员在具体进行水环境工程检测的过程中,注意了解环境的实际情况,比如当地水域环境特征、水环境中生物种类及数量变化,之后选取适合的检测样本,那么所进行的生物监测瘦环境影响程度较小,检测结果的准确性较高。
3. 监测结果不直接
从本质上来讲,生物监测技术的应用是通过对水环境中生物特征检测来判断水环境污染程度,即通过生物种类、生物数量、生物行为变化等方面的信息来判断水环境污染情况。这充分说明了生物监测技术的应用不能直接得出水环境污染结果。检测人员需要正确认识到这一情况,在具体进行生物监测工作的过程中认真观察生物特征变化情况,进而相对准确地判断水环境污染问题。而某些工作人员并未正视到这一点,在具体进行生物监测的过程中只注重获得检测结果,而没有仔细观察生物特征变化情况,未能将监测过程与监测结果相结合,得出准确的评价结果,在一定程度上影响水环境工程监测的准确性和有效性。所以,为了避免以上情况的发生,需要组织专业素质较高的工作人员来负责该项工作,提高生物监测的整体水平[7]。
(四)生物监测技术应用前景
生物监测技术在水环境工程中的应用有监测水环境污染动态、预测污染发展情况、降低水环境监测成本、提高水环境监测效率和质量的作用。所以,从长远发展的视角来看,生物监测技术在水环境工程检测之中的应用价值较高,且未来的应用潜力较大。当然,为了能够使生物监测技术在水环境工程之中持续且有效的应用,需要相关专家或者研究人员能够正视当前该项技术应用存在的不足之处或者有待解决的问题。进一步确定 生物监测技术研究方向,有计划地、有目标地进行技术研究,突破技术局限,提高生物监测技术的应用价值,如此才能将生物监测技术有效地应用于更为复杂的水环境工程之中,准确地、客观地评价水环境污染问题,为水环境污染治理、防御提供参考依据。
结束语:
综上所述,伴随着我国科学技术研究的不断深入,国内水环境工程检测水平有很大程度的提升,即生物监测技术的应用能够弥补传统物理检测法和化学检测法的不足,可以相对客观地评价水环境污染问题。微生物群落检测技术、生物行为反应监测技术、发光细菌检测技术、底栖动物和两栖动物检测技术等生物监测技术均具有较高的应用价值,可在水环境工程之中充分发挥作用。当然,也需要注意检测标准不统一、检测结果不直接等问题。
参考文献:
[1]江双双. 生物监测技术在水环境工程中的应用及思考[J]. 百科论坛电子杂志,2020(20):3143.
[2]庄辉. 生物监测技术在水环境工程中的应用[J]. 中国资源综合利用,2021,39(6):70-72.
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[4]曹旭. 生物监测技术在水环境工程中的应用[J]. 汽车博览,2020(30):323.
[5]王军. 生物监测技术在水环境工程中的应用及研究[J]. 资源节约与环保,2020(1):148.
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[7]海涛. 水环境监测中生物监测技术的运用[J]. 环球市场,2020(29):385.
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