生物监测与综合生物标志物响应

4生物监测与综合生物标志物响应

目前常见的水体监测方法按监测指标分类主要有理化监测（利用水体相关的理化指标进行的监测）、生物监测（利用水体中的水生生物的组织、个体、种群及群落相关的指标进行的监测）两大类（表）。

单独使用一种监测方法或只测定某一类指标会有许多的不足（Derrien et al 2017），只有将上述理化监测与生物监测方法结合起来使用，才能更具体地反映水体污染的实际情况，并采取针对性的措施来解决水体污染问题（Li et al 2011）。生物标志物是指通过测量体液、组织或整个生物体, 能够表征对一种或多种化学污染物的暴露和其效应的生化、细胞、生理、行为或能量上的变化（余建新和吴采樱2002）。分子生物标志物能直接反映外源污染物与细胞靶分子特别是生物大分子等的相互作用及其影响，因其具有检测周期短、高效、实用、灵敏度高等特点而被广泛应用于污染物的监测及早期预警中（周驰和李纯厚2007；Livingstone 1993），而多种生物标志物的联合使用则可以反映更大范围内环境污染的程度（孟范平2013）。

本实验所用的评估方法为综合生物标志物响应法（Integrated Biomarker Response，IBR），其最早由法国生态毒理学家Benoit Beliaeff 和Thierry Burgeot 于2002年首创（Beliaeff et al 2002），在2013年经Wilfried Sanchez和Thierry Burgeot等进一步完善后推出本实验所采用的第二版综合生物标志物响应法（Sanchez et al 2013），其具体计算过程如下：

（1）标准化：Y i =log（X i / X 0 ）

X i ：生物标志物指标在各站位上测定结果的平均值；

X 0 ：对照组生物标志物指标的测定结果；

Y i ：标准化值；

（2）均一化：Z i =（Y i -μ）/ σ

μ：生物标志物标准化值Y i 在所有站位上的总平均值；

σ：生物标志物标准化值Y i 在所有站位上的总标准差；

Z i ：均一化值；

（3）赋值：A=Z i -Z 0 ；

Z 0 ：对照站位该标志物的均一化值；

A ：各采样点该生物标志物的偏离程度；

（4）评估结果：IBR v2 =∑∣A∣

其中：IBR v2 值越大说明污染程度越高；评估结果也可以用雷达图来表示各采样点指标与对照组相比的偏离程度（正值为诱导，负值为抑制）。

该方法自问世以来即被应用于不同水体监测与污染评估的实践中，李志华等以在河里捕捞的褐鳟鱼为受试生物，用该方法研究捷克境内某污水厂对河流环境的影响，研究发现，在水体中共39种有机污染物，且该地区污水厂下游水域污染程度普遍高于上游水域，并证明用水生动物对水体进行污染程度检测切实可行（Li et al 2011）；河海大学王超团队用该方法对太湖流域7个采样点水体污染程度进行相关评估后，发现在太湖梅梁湾的通山、马山，还有龚湾的东山等位点IBR 值均高于太湖其它位点的，且IBR 评估结果与水体中相关污染物如有机氯农药（OCPs）等的含量呈正比关系（Wang et al 2011）；除上述应用外，国内外其他学者也运用该方法对不同水体污染程度进行过一系列评估，都取得理想的成果（Serafim et al 2012；蒋玫等2015；Maranho et al 2015；Bonnail et al 2016）。上述实践均表明该方法在评估水体污染程度方面切实可行。