生物监测技术在水环境工程中的应用探究

生物监测技术在水环境工程中的应用探究

刘学春

龙岩市长汀环境监测站   福建省长汀县   366300

摘要：随着我国社会经济的不断发展，城市化建设进程也在不断加快，为了能够有效的解决当前环境污染问题，保护城市环境，更好的促进社会发展，城市建设中的水环境工程也得到了重视。而在水环境工程中应用生物监测技术能够有效地检测水质质量情况，同时也能够及时地发现水环境污染问题，并进行有效地改善和处理。因此，在当前水环境工程中需要注重生物监测技术的应用和发展，从而更好地保障水环境工程能够正常运行。

关键词：生物监测技术；水环境工程；应用

引言

随着我国经济的快速发展，工业和城市污水的排放量日益增加，加上人口增加、能源紧缺等因素，造成我国水污染问题日益严重。据相关资料统计，在我国水体中，化学需氧量、氨氮和总磷等指标所占比例高达50%以上。在当前水污染问题日益严峻的形势下，水环境工程已经成为社会发展中的重点关注内容。而生物监测技术是目前一种重要的水质监测方法，可有效对水质进行全面分析和监测，对水污染的预防和治理具有重要意义。

1水环境工程中的监测内容

在水环境工程的监测中，主要关注的是动物、植物和微生物在环境中的分布、生长、发展情况、生态系统的改变以及它们与环境污染的联系。利用生物监测法来确定环境污染物的毒性是一种高效的手段。对于动物、植物和微生物的群落生态、个体生态、携带的毒性、致突变因子、体内残留物等指标的检测，是理解水环境污染状况的关键参考。通过生物监测，能够更精确地了解污染因素对人类和生物的影响以及环境污染的全面效应。在环境污染水平较低的情况下，可以利用某些生物对特定污染物的敏感度，对水环境污染对人体的危害进行早期的诊断和预测。

2生物监测技术类型

2.1PGR技术

PGR技术，也被称为聚合酶链式反应，其在水环境监测领域的运用，能够突破传统水环境生物监测的限制，解决一系列存在的难题，并且能够克服以往环境监测的缺陷和不足。尤其值得一提的是，它还能够实现微生物DNA的克隆。通过充分利用这项技术的优点，不仅能确保水环境的监控工作能够顺畅进行，同时也能增强其使用效果和品质。这项技术的实际运用过程中，首先在高温条件下，将体外DNA进行融合，并将其转变为单链状态。在特定的温度条件下，引物会与单链产生碱基的配对。其次，将温度调整到适合DNA聚合酶反应的水平，DNA聚合酶能够根据需求进行磷酸至五碳糖的互补操作，进而形成互补链状态。对于PGR技术的有效运用，关键在于对聚合酶的制备和温度的精确管理。最后，在实践操作中，利用温度的变化特性和反复调节，能够控制微生物DNA的生成，对微生物种类进行检测，并对污染问题有所了解。

2.2生物传感技术

利用具有极强生物质敏感性的检测设备，我们能够将水域内的微生物浓度转变为电子信号，获取完整的数据。在此技术的运用上，生物传感器技术被普遍采纳，它的感知部分可以识别出微生物的特征、物理化学变量设备，还有一个信号增强设备，它的主要功能便是迅速获取并利用微生物的信号，从而达到接受并转移的目的。这个传感器在真正的使用场景下，有能力确保生物的作用和器官的稳定性，同时也具备更强的敏锐性，有助于优化对微生物的监控水平和成效。这项尖端的科技成果简化了传统的水质监测方法，显著提高了污染处理的效率，对各种策略的实施有着显著的效果，同时也能显著提升环境污染治理的水平，推动现代社会的高质量发展[1]。

3生物监测技术在水环境工程中的应用

3.1生物监测在大气环境中的监测

在充足利用生物监测技术后，能够全面实施环境监测与应用，对大气环境进行优质的管理，按照需求来进行植物和动物的微生物状态的监测与应用。在实际的操作过程中，最重要的一步就是进行植物的监测。在生态系统中，植物扮演着关键的角色，它们的生长特征能够揭示大气污染的实际状况，例如，地衣、水杉等，都有能力实时监控二氧化碳的含量；同样，金线草、郁金香、大蒜等也能通过观察叶尖、叶脉等区域的损伤变化来揭示大气环境中的氟化物，这对于环境的研究和管理有着积极的影响。

3.2生物监测在水环境中的监测

在水域中，众多的水生生物与水域一起构建了一个生态系统。一旦这个系统出现任何变动，那么水生生物的形态和功能也将随之改变。水生生物与水域环境之间存在着相互制衡、相互依赖的关系。一旦水域遭受到严重的污染，其内部的各类生物将会展现出不同的反应，这也正是对水域环境污染进行监控的主要依据和准则。在执行水质污染的生物监控任务时，可以采取如下几种策略：首先，微生物群落的观察方法，一般是将聚氨酯泡沫塑料板直接放入水中，收集所有的微生物数据。通过研究生物群落的变动，能够了解水质污染的状况，为未来的水环境管理打下坚实的基础。

3.3生物监测在农田环境监测中的应用

在农田环境的监控执行阶段，生物监控技术已经变得极为常见。在这个具体的执行阶段，动物是至关重要的元素。只有全面进行动物的监控，才能更深入地理解土壤污染的详细状态，从而大幅提高监控的效率和品质。例如，蚯蚓的体内镉浓度与土壤中的镉浓度有着直接的联系。通过利用蚯蚓进行有机磷杀虫剂的回避试验，可以迅速了解蚯蚓对含有机磷杀虫剂的显著反应。因此，在杀虫剂浓度较大的环境中，至少半数的蚯蚓会产生逃避反应。相较于传统的毒理学测试手段，这种方法的效果更佳，实验过程相对简洁，操作起来也不复杂，其效果显著。利用甲壳类动物来测定水体中的有机物含量也能获得优秀的成果，其测定的精确性可以达到微量级。一些科研人员还发现，在淡水环境下生活的小虾具备检测极低浓度的重金属，例如镉、汞、砷和Se等，通过这项研究，将对未来的水产业发展产生正面影响

[2]。另外，蜗牛同样是一种关键的农田观察动物。通过对蜗牛进行污染物的观察，需要掌握蜗牛的活跃期和休息期的变化，以便了解污染的状况，这将对未来的环境污染控制和管理产生积极的影响。

3.4培养短期食藻生物

随着城市化的持续推进，许多工厂为了增加经济收益，大规模地排放了大量的废气和污水。这种行为使得水体中的氮和磷等化学元素数量急剧增加，为藻类的生长提供了大量的营养，从而引发了大范围的藻类集群生长。蓝藻是所有藻类中生长和繁殖速度最快的，这导致了河流的水生态系统的破坏，无法有效地释放水环境的净化能力，甚至在降雨量减少的季节也无法实现自我清洁。许多研究表明，水体中的氮含量越高，藻类的生长就越迅速。一旦被污染的水体失去了自我清洁的能力，就会产生更多的氮元素，并且这种情况会持续下去。所以，建议采取一种短期饲养藻类的方法，其中，一种大型的蚤虫的成长速度最快。它们的主要营养来源是藻类和腐烂的物质。在正常的环境下，一只普通的食藻虫只需一天的时间，就能够吸收超过它自己体重十倍的藻类。在自然界中，这个物种的食藻能力已经逐渐增强，这得益于高科技的持续优化。它的捕食特性使得它在短时间内就可以对河流的生态环境产生积极的影响，并且在恢复过程中不会带来任何负面效果。

结论

综上所述，水环境在自然界中通过各种方式的循环转变为跨越空间的各种水形态。这个环境与人类的生活息息相关，可以直接或间接地影响人类的生活。水生态环境的污染和破坏会导致生物多样性的降低，进而影响人类和其他生物的健康。通过运用生物监测技术对水环境进行深度监控，可以通过观察监测数据来了解和掌握更多的水环境状况，从而实施有针对性的水环境污染防治。

参考文献

[1] 李旭晖.生物监测技术在水环境工程中的应用及研究[J].科技风, 2021(5):2.

[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):3.