生物监测技术及其在环境监测中的应用

生物监测技术及其在环境监测中的应用

摘要:在我国社会经济飞速发展的背景下，工业、农业在不断前进，对环境总成

了较大污染，很多污染物通过不同的形式被排放到环境中，大大增加了环境监测

的难度。应用生物监测技术，可有效提升环境监测的质量。基于此，本文结合理

论实践，在简要阐述生物监测技术优点的基础上，从动物、植物、微生物三个方面，分析了生物监测技术在环境监测中的具体应用，希望对提升我国环境监测水

平有一定帮助和参考。

关键词:生物监测技术；环境监测；动物；植物；微生物

引言:环境监测是环境保护和污染治理的关键环节，可靠的环境监测数据，可为环境保护提供必要的数据支持和理论参考。近年来，环境污染源和污染种类越来越多，传统理化监测方法，无法全面、有效、精准的监测出环境污染情况。应用生

物监测技术，可弥补理化监测的不足，监测成本也比较低，具有良好的发展前景。基于此，开展生物监测技术及其在环境监测中的应用研究就显得尤为必要。

1 生物监测技术的优势

生物监测技术是利用动物、植物、微生物对环境污染形成的反应，从生物学

角度，为环境监测提供参考，和理化环境监测技术相比，生物监测技术具有如下

优势：

第一，长期性。理化环境监测技术是定期采样，然后运往实验室进行测试，

从而获得环境监测结果。此种环境监测方法，只能反映出采样期间的环境污染情况。而生物体是最为理想的环境监测器，可反映出一段期间内的环境污染情况和

污染变化情况，可更加真实、有效的反映区域环境污染情况。

第二，富集性。生物监测技术能够更好的富集污染物。生物本身就生活在环

境系统，污染物可以通过食物链形成富集效应，然后在食物链顶端进行监测，可

获知环境污染物的浓度。

第三，综合性。环境污染成因非常复杂，由多种污染物经过复杂的变化、反

应复合而成。而传统环境监测技术，大多只能监测出污染物的含量和类别，无法

对多种污染物复合过程、综合累积风险等进行评价。而应用生物监测技术，可真

实有效的反映出环境中各种污染因子、污染物成分的综合效应，从而为环境保护

和治理污染提供必要参考依据。

2 动物在环境监测中的应用

2.1果蝇生物模型在环境监测中的应用

果蝇生物模型主要应用在室内环境空气污染监测中，果蝇是一种真核多细胞

生物，饲养条件非常简单，繁殖量比较大，生存周期短。在进行环境污染相关问

题和对健康产生影响的研究中，都会选择果蝇。果蝇生物模型在环境监测中的应

用机理为：利用黒蝮果蝇生存实验的方法，对室内环境进行监测，观测室内空气

污染情况，对果蝇生命造成的影响情况，然后以此为依据，构建室内空气污染综

合评价机制。

新装修的室内，含有一定量的甲醛、苯、放射线等物质，会对人体健康造成

较大影响。这些物质装修材料主要组成部分。果蝇在含有甲醛、苯、放射线物质

的空气中，生存寿命会大幅度降低，雄性果蝇生存时间会减少25~30天，雌性的

生存时间会减少20~25天，通过果蝇生物模型，可准确监测出室内空气是否存在

污染。

2.2两栖动物在环境监测中的应用

在生物环境监测中，两栖动物发挥着至关重要的作用，也是生物学实验研究

的是主要对象。众所周知，两栖动物的生长发育非常漫长，既体现在外形变化上，也体现在内部神经系统、消化系统及分泌系统上。两栖动物在生长过程中，内部

肝脏、视网膜色素不但发育成熟，受到荷尔蒙激素控制时，对化学物质的反应比

较敏感，这一点是其他动物无法比拟的，此种特性主要来自于两栖动物的独特的

生长周期和对周围环境的反应变化情况【1】。因此，两栖动物在环境监测中，

有非常重要的作用，利用两栖动物进行环境监测时，可为环境污染分辨环境污染

物的种类，提供必要的参考和依据。比如：两栖动物感受到周围环境变化时，可

通过叫声或者生理指标等反映出来，通过分析这些指标，就可以获知周围环境污

染情况和变化情况。

2.3鸟类在环境监测中的应用

鸟类主要应用在湿地环境监测中，湿地是鸟类生活的主要场所。也是湿地环

境食物链最顶端的生物，从营养的角度来看，可人类几乎相同。因此，通过鸟类

进行湿地环境监测，可为治理和保护湿地生态环境系统提供必要的参考【2】。

比如：在湿地水环境监测中，湿度中水位同鸟的分类有密切关系，从鸟类繁殖的

角度来看，水位的变化及变化幅度，会提升繁殖成功率。鸟类对水位的变化，有

极强的承受能力。因此，在湿地环境监测中，通过鸟类的繁殖量、鸟类的组成结

构等，都可以为湿地生态环境监测带来更加直观的参考和指导。

3 植物在环境监测中的应用

将植物应用到环境监测中，可实现环境状态的有效判断。比如：在抵抗污染时，不同种类的植物，会呈现出不同的反应，通过分析植物的不同反应即可判断

出周围生态环境的污染情况。在大气污染监测中，某一种植物对不同的污染物有

不同的反应，主要机理是一旦植物生长环境发生大气污染，会影响植物的生理代

谢活动【3】。比如：如果大气中粉尘污染比严重，粉尘会附着在植物叶片表面，降低叶片的蒸腾能力和光合作用的能力等，这些影响效果会直接反应在植物生长

及正常生理功能上。通过分析对植物叶片、根系发育情况；开花结果周期；植物

生长数量的变化等，就可以获知周围环境的污染情况。通过植物可以在一定程度

上展现环境污染情况，也是目前生物环境监测中应用比较广泛的检测技。

通过植物还可以监测水体环境污染情况，水中的一些生物，可清楚直观的反

应水环境变化情况，水中的生物和水环境之间存在相互包容、相互依存的关系，

可看做一个整体。一旦水体环境受到污染，则最先发生变化的就是水中生物，这

些生物依水而存【4】。在水环境中，藻类数量最多，生长最快，在很多水体环

境中都存在藻类植物，通过分析藻类数量、特征的变化，就可以为水体环境监测

提供数据参考，从而更好更快、更好的获知水体污染情况。

4 微生物在环境监测中的应用

微生物也是生物环境监测的主要技术，微生物监测环境的主要机理是：通过

综合利用微生物资源，来展现环境污染变化情况、污染种类、污染程度等。就目

前我国微生物环境监测发展现状而言，常用的微生物检测技术有核算探针、聚合

酶连式等反应技术，都是比较先进的环境监测技术。这些微生物环境监测技术，

是通过对一些细菌、病毒的监测，来获知他们生存环境的污染和污染变化情况，

随着生物技术的飞速发展，微生物技术愈发先进，技术种类也越来越多。尤其是

核算杂交技术，在水体环境病菌监测中具有非常重要的作用，同时还能监测出水

体环境中大肠杆菌、沙门氏菌等一些对人体有害的病菌，为水体污染治理提供必

要的数据参考【5】。