生物监测技术在水环境工程中运用分析

生物监测技术在水环境工程中运用分析

熊凤烽

广州市水务科学研究院有限公司       广东省广州市       510000

摘要：为解决我国水环境污染问题，本文对生物监测在水环境工程中的应用进行研究，首先概述了生物监测技术的原理及优越性，然后分析生物监测的不足之处，最后提出若干生物监测技术的运用，其中包括微生物群落监测的运用、发光细菌法的运用、生物行为反应监测的运用、底栖及两栖动物监测的运用、生物传感器监测的运用等，以期为相关人员及研究提供参考。

关键词：生物监测；水环境工程；应用

引言：工业制造企业不断增多，部分企业在生产中不够关注废料排放，把废水直排到水环境中，导致水体内污染物数量及类别增多，除了影响了水体及自然环境，也威胁着用水安全。为处理此问题，一些专家借助生物监测方法监测污染物，结合污染物类别采取相应的处理措施。

1.生物监测技术概述

生物监测是基于观察生物类型、行为等，监测生物对环境的改变，进而达到污染监测及评定。生态监测一般包括生态及毒理学法，二者监测方法有所差异，但效果都良好，也能确保精准性，被专家所青睐，被大力推广于水环境工程。对于毒理学法而言，其是基于监测含毒量来调查毒性指数，该方式涉及有毒物，因此有着安全威胁。相比之下，生物监测更为安全，监测生物特点就能掌握污染情况，此方式的结果较为精准，能有效反映污染情况[1]。如今，人们的环保意识变得更高，政府对环保提出了新要求，对于水污染物也引入了较多监测方式，尤其是生物监测。相比于理化监测，该项技术有着显著优势，能全面调查生物特点，进而查明污染情况。通常而言，水污染相对缓慢，因水体调节能力比较强，短期污染不会让水环境出现显著改变，而通过生物监测能够查明细微变化，结果也较为精准，在水环境被污染时，采取此法能够及时监测污染程度，继而确定可行处理措施。生物监测除了结果精准，费用也较少，实践中所需设备较少，被人们高度关注。

2.生物监测存在的弊端

生物监测能够切实监测水环境污染状况，但此方法也存在不足，生物种类差异，使得该项技术有着局限性，各地监测标准缺乏统一，让其难以全面覆盖。针对此种现象，缺少相应的处理措施，导致生物监测难以深入发展，把其当作理论方法来应用。部分水域水体污染较为突出，很大程度上约束生物监测，效果较差。一些欧美国家对该项技术的研究比较深入，已制定监测模型，进而提升监测质量。国内一些地区受限于资源，难以达到模型构建及评价。业界人士认为，为起到评价模型的功能，应制定监测标准，然而因水体情况差异，难以制定统一。各地生物种类有所差异，对污染反应也不一样，并且部分特殊区域的环境干扰生物生长。另外，监测中需查看生物特点，为保证监测精度，要根据环境实况，观察水域特点及生物类型，还应该取样监测。该项技术受限于监测环境，生物多样性导致水环境监测无法进行。

3.水环境工程中生物监测技术的运用

①微生物群落监测的运用。水环境工程中常常会使用该项技术，运用时间较早。微生物涉及细菌、藻类等，监测物种频率及数量，掌握分布指数。最早实例是将聚氨酯塑料当作基质，总结研究群落参数，进而判断水质污染状况。之后，专家基于此案例优化了微生物群落监测，同时提出了多个生物学参数，比如多样性指数，进而探究出适宜的生物监测技术，且制定了监测标准。后来，人们改进监测设备装置，将塑料块装入瓶子，降低环流对结果的干扰。这些年，为提升废料监测质量，把该项技术运用于静态毒性监测。研究得知，群落十分敏感废水浓度变化，浓度上升越快，毒性时长越久，物种多样性下降愈快，聚集也将更慢。伴随该方法研究的深入，开始把数学分析应用于该项技术中。数学及计算机等有利于加快探索参数改变规律，让监测结果更加精准。

②发光细菌法的运用。国内针对该项技术的研究比较深入，该技术在水环境监测中的实践比较成熟。其使用简单、运用广，被专家们所青睐。该技术能够有效监测有毒物质，同时具有标准认证。有学者结合弧菌细胞发光特点，开发了监测仪，把它运用在综合毒素。之后，人们把发光细菌当作监测物种，提出了污染物监测方式，该方式能确保监测时间低于3小时。国外公司结合此原理，开发了生物毒性监测仪，把它推广于自来水厂，已达到水质毒性监测。使用该项技术能够切实监测毒性物质，具有良好的运用前景，但该项技术比较烦琐，造成误差较大。为处理此问题，可引入电子技术，使用光度法及基因操作等，提高技术运用效果。这些年在饮水质量监测方面，发光细菌技术得到大力推广。比如，世博会饮水监测就引入了该项技术，一些学者使用弧菌菌株特点确保了结果精度。此种方法简单，把弧菌液体放进水样，通过监测仪读取，进而短时间内测出饮水质量，时长通常低于30分钟。该项技术在饮水监测中起到积极作用，早在河流治理、灾区水质监测中均得以运用及验证。

③生物行为反应监测的运用。生物被污染物影响时会趋利避害，根据此特点来评估水体污染，结合污染物浓度，确定控制措施。常见监测对象包括鱼类、水蚤等，尤其是鱼类行为监测得到了大力推广。斑马鱼十分敏感水质，若所在环境被污染，将及时反应，监测成效相对显著。因与人体基因相似，故而反应结果适用。人们使用半静态法，将该生物当作样本，监测毒性作用，试验得知，重金属离子对该生物存在毒性反应，其体内有着过氧化氢酶，同离子相遇会形成反应，因此能运用于水环境重金属监测。鱼类通常情况下用在淡水环境监测，为达到海洋环境监测，可考虑双壳类生物，把其活体投入监测。该类生物的张合同水体污染息息相关，借助电磁转换平台能有效掌握张合，进而达到污染在线监测。不仅如此，水蚤也为常见监测对象，借助水质预警监测平台，查看该生物位移能力，由此判定其生命活动，研究水质污染状况。政府在水污染治理上投入了很多，然而水安全形势还是很严峻，污染事件频繁出现。为提升监测质量，基于现有科研成果，持续健全仪器设备，强化人才团队发展，持续提升水生态监测水平。并且，加大研究在线监测，普及成熟技术，进而切实处理事件的预警问题。

④底栖及两栖动物监测的运用。对于底栖以及两栖动物而言，均是主要的监测指示动物，基于观察这些动物在水体中的数量，能够达到水质监测。一些国家已把BI指数等当作核心的评价指数，国内一些专家对底栖动物监测的运用进行研究，得知增加数据收集频率能够加强监测指数的科学性。对于生物监测方法而言，均应最大程度降低人为因素对环境影响。很多环境监测站均在推广生物监测，比如，某市环境监测站实施了水环境生物监测，采样以及现场监测，监测位置包含断面及水库等。调查监测涉及采样、鉴定和评价，监测指标涉及浮游动物、叶绿素等。生物监测有效反映了一些核心流域的治理效果和人们对环境质量的感受。监测站要深入实施生物监测，为把握生态环境质量，打造生态城市提供技术支持。

⑤生物传感器监测的运用。从本质上来讲，该项技术是借助传感器把灵敏度转为电信号，从而达到污染评价。传感器组成一般有信号放大设备、识别元件等。传感器把规律信息转变为能够理解的信息，之后根据这些信息来评价水环境质量。相比之下，该项技术的专业性较强，获取信息的精度更高，监测更快。如今，常用的生物传感器包括DNA以及BOD传感器等[2]。针对水环境质量判断，把生化需氧量当作关键指标，并且根据瓦勃呼吸法来监测溶解氧，深入明确水体质量高低。

结论：生物监测在水环境监测中有着很大的运用及研究价值，文章探讨了若干生物监测方法在水环境工程中的运用，为今后有关学者对该项技术的探究提供经验参考。

参考文献：

[1]池剑亭.生物监测技术在水环境工程中的应用及研究[J].绿色环保建材,2022,(10):29-30.

[2]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,2022,(01):148.