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最近幾年環境問題尤為突出,人類也開始加大了對環境監測與治理的力度,對于環境監測工作更是予以了高度重視,一直在對該項工作的開展方式與手段進行著完善,并開始將生物監測技術運用到其中。為了對該項技術進行有效運用,首先應對該項技術的監測原理進行明確。
1生物監測工作原理
生物監測技術是以生態系統以及生物學作為主要理論依據,運用生存環境與生物之間的緊密聯系,根據生物改變情況來對環境變化進行研究[1]。主要是因為,如果生物生存環境發生改變,這些生物自身就會發生變化,例如,生物如果吸入有害物質,這些物質就會在生物體內堆積,并會使其自身性狀發生改變,這時監測人員便可以此為依據,對周邊水資源以及空氣等資源污染問題進行分析,從而找到問題根源,依賴于生物對周邊環境改變的敏感度。
2環境監測中,生物監測技術的應用方式
2.1在土壤污染監測中的運用。土壤污染問題一旦發生,地下水也會受到污染,周邊動植物會受到直接波及,對地表植物以及其他生物的生長及生存都會產生影響,因此一直都是環境監測的重要內容。運用生物監測技術對土壤污染進行監測的方式,主要有三類:第一,植物監測。監測人員要對監測區植物進行關注,要根據植物正常習性,對其目前的生長狀況以及生活習性進行對比,以便對其變化情況進行明確,像生長是否過快或者快慢、植物表面是否出現異樣等等;第二,微生物監測。這一監測方式就是通過對微生物群落變化的分析,來對土壤污染程度進行掌握。作為土壤主要污染物,污水以及人類排泄物中含有大量微生物群,監測人員需要對土壤中這些微生物數量與結構進行研究;第三,動物監測。在運用動物監測手段對土壤進行監測時,一般會將蚯蚓作為主要的監測對象[2]。主要是因為蚯蚓對于土壤有著較高的敏感度,可以準確感應出土壤中是否含有鉛以及農藥等有害物質,而且該生物體中擁有一定數量的“鎘元素”,這種元素和土壤中的鎘元素有著直接關聯,所以可以達到預期的監測效果。
2.2在大氣污染監測中的運用。大氣中的污染物以氮氧化物以及二氧化硫等物質為主,在對這些物質進行監測時,技術人員通常會運用植物監測的方式,來對污染物濃度進行確定。一般常用的監測植物主要有苔蘚、高等植物以及地衣三種[3]。苔蘚與地衣生理特征與形態較為特殊,對空氣污染物有著較高的敏感度,目前已經在空氣監測中得到了廣泛推廣,而且能夠對偏遠地區大氣中長久性有機污染物情況進行明確。技術人員可以通過對植物內部重金屬含量的計算,分析出空氣中的重金屬濃度以及空氣質量變化情況,且監測結果較為理想。在運用高等植物對空氣進行監測時,技術人員會挑選出對空氣污染敏感性較好的植物作為監測對象,并會將其暴露在空氣之中,使其宏觀層能夠發生反應,像繁殖能力、形狀以及新陳代謝等內容出現變化,以便監測人員進行觀察。同時植物微觀層也會隨之發生改變,像植物細胞質體、凈光介速率以及氣孔導度等內容,都可能會發生改變,這些都為監測人員提供了有效數據,使空氣污染情況得到了指示。
2.3在水體污染監測中的運用。生物監測技術在水體污染中的監測方式,主要分為兩種:一種為“指示生物法”。由于生物會長期生活在同一片地域,且會擁有生活習性較為固定以及生命周期相對較長等方面的特征,而運用這些特征,就能直觀了解到水體環境的變化情況,從而找到水體污染物進行確定,通常這種方式多會以魚類以及貝類等生物作為監測對象,但一般不會對脊椎動物進行觀察;另一種為“微型生物群落監測法”。由于在水中含有大量微生物群落,且這些群落都對污染有著高度敏感度,所以監測人員通常會運用聚氨酯泡沫塑料塊的方式,來對水體中的污染情況進行檢測,運用這種方式不僅監測結果更準,而且更加方便、快捷,極受監測者推崇[4]。
2.4其他生物監測方式。隨著人們對于生物監測技術重視程度的不斷提升,該項技術一直處于發展與完善之中,新分子工具也逐步加入到了該項技術之中,像免疫監測技術、基因工程技術以及敏蛋白標志物等技術,都已經應用到了水體監測工作內,環境監測靈敏性得到顯著提升,相關人員可以以此為依據,及時對水體環境污染進行預防與治理。運用生物熒光傳感器對水體氨基酸類污染物進行監測時,可以運用該傳感器與其他監測手段相結合的方式,來對此類污染物殘留情況進行監測,以便對其進行治理。免疫傳感器監測技術,是以單克隆抗體為基礎展開監測的,能夠對環境中的苯并芘以及芘類污染物進行有效監測,且能夠將線性范圍控制在每升0.2~10.0μg之間。這種監測方式能夠對環境樣品進行快速篩查,能夠在十分鐘內完成初步監測。
3生物監測技術的未來發展趨勢
通過對生物監測技術的分析可以發現,這項技術監測對象主要以生物為主,能夠根據生物變化情況直接獲取到環境污染標定數值,為環境治理工作提供了保障,因此該項技術在環境監測中進行運用是切實可行的,且今后其使用范圍勢必會得到不斷擴展,國內環境監測水平也會得到切實提升。同時目前生物監測技術在使用時存在的監測對象涉及范圍較復雜等方面的問題,也會在生物監測技術不斷完善的同時,得到有效解決,監測結果也會更加準確。由于生物監測技術需要大量生命科學理論作為支持,因此隨著該項理論研究的不斷深入,生物形態、機體構造以及遺傳物質等研究會更加成熟,該項技術也會得到良好發展。同時因為環境污染問題的影響,生物系統會受到更大的影響,這時生物監測技術也會更加繁瑣,這就會增加監測的難度,這時污染成因以及污染物組成也會更為復雜,在這種環境的影響下,生物監測模式也會更加標準,生物監測技術的價值也會得到更好地體現。
4結論
鑒于環境監測對于環境治理工作的重要性,相關人員應對生物技術具體內容以及使用方法進行仔細研究,并能夠根據不同環境的污染特點,靈活對該項監測技術進行應用,使其能夠準確監測出土壤、水體以及空氣中存在的污染物質,進而幫助環境治理人員精準分析出污染物成因以及污染程度,為碧水藍天奉獻出自己的一份力量。
參考文獻
[1]王曉云.計算機技術在環境監測信息管理中的應用[J].電子技術與軟件工程,2017(4):172.
[2]鄭雪松.生物監測技術在水環境監測中的運用探索[J].中國高新技術企業,2015(11):92-93.
2生物監測的分類
2.1依據生物的生長環境
依據生物所處的生長環境,可將生物監測分為主動、被動生物監測。被動生物監測是通過處于生態系統中原位生物的群落來反應環境的污染程度;主動生物監測則是通過對生物進行不同參數的檢測,以此來確定環境的污染狀況,通過對二者的比較,主動生物監測的作用相對較為明顯。
2.2依據生物學層次
利用生物學層次,可將生物監測分為生態監測、生物測試和分子、污染物和生理生化指標在生物體內的行為監測等幾種類型。
2.3依據生物的分類法
通過語句生物多處的環境介質,可將生物監測分為動物、植物以及微生物監測,存在于環境介質中的生物則作為監測的標志,對于微生物的檢測,則是利用微生物在環境中的群落結構和功能的轉變來進行檢測,反映出環境所受到污染程度。
3生物監測在環境監測中的應用
生物對環境污染的反應是多方面的,從基因開始,最終到整個生態系統,生物監測法方法可分為許多種,現如今,隨著科學技術的不斷進步和發展,生物監測技術也在不斷的發展和進步,大大促進了生物監測在環境監測中的作用。
3.1生物群落監測方法
生物群落監測方法作為水環境監測主要方法,與此同時也運用于土壤和大氣的環境監測,當是我環境受到污染時,生存與水環境中的生物就會發生改變,比如說,群落機構的改變、部分生物的死亡等,通過對生物群落的檢測,當群落發生變化時,則證明環境受到污染。
3.2微生物檢測方法
通過對環境中微生物的檢測,以此來反應環境的污染,可以利用不同微生物作為指標,通過對不同微生物的檢測,反映出環境所受到污染,對于土壤的檢測可以利用真菌、分解細菌等微生物,對于空氣的檢測可以利用重組的大腸桿菌,針對不同的環境,通過對微生物的檢測,以此來對環境進行檢測。
3.3生物測試法
生物測試法,顧名思義,主要是對生物的檢測,通過生物受到污染物所發生的變化來對檢測環境的污染狀況,生物測試法主要是對污染源的檢測,生物測試法,對于污染物的追蹤、污染程度的測定以及廢水處理的成效等都具有良好的作用。
中圖分類號:X835 文章編號:1009-2374(2015)30-0089-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.30.046
在社會生產水平不斷發展的今天,世界的環境問題也變得越來越嚴重,因此世界各國都開始積極地研究環境保護問題。作為環境保護工作的基礎,環境監測工作的主要目的就是將環境問題的發展趨勢以及質量現狀及時、準確、全面地反映出來,從而將科學的依據提供給環境規劃、污染控制以及環境管理。物理和化學監測是傳統的、主要的環境監測的方法,由于現在人們使用的化學物品的數量和品種正在不斷增長,因此不管是在效率上還是基本上,傳統的物理和化學檢測方法已經不能夠使監測的需要得到充分的滿足。在這種情況下,生物檢測作為一種新的環境監測方法,開始受到人們的普遍重視。
1 生物監測的分類和原理概述
1.1 生物監測的分類
1.1.1 以生物的生長環境為根據進行監測:以生物的生長環境為根據可以將生物檢測方法劃分為主動生物檢測以及被動生物檢測,所謂的主動生物監測主要是將生物體在控制條件下轉移到監測點,從而開展各種參數測試。所謂的被動生物監測主要是通過對污染環境中天然存在的生物個體和群落的反映對環境狀況進行評價。
1.1.2 以生物的分類為根據進行監測:通常可以將生物分類監測劃分為微生物檢測、植物監測以及動物監測,生物監測良好的指示劑就是各種環境介質中的生物,比如指示植物、蚯蚓以及魚類。微生物監測主要是通過對微生物群落在環境中的功能和變化進行監測,從而將環境污染狀況反映出來。
1.1.3 以生物所處的主要環境介質為根據進行監測:以生物所處的主要環境介質為根據可以將生物監測劃分為土壤污染、水體污染以及大氣污染的生物監測,植物是監測大氣污染的主要生物;葉綠素a測定法以及生物群落法是對水體生物監測的主要方法;酶活性的測定、土壤微生物、指示植物和動物監測是主要的土壤監測方法。
1.1.4 以生物學層次為根據進行監測:生物學層次為根據可以將生物監測劃分為行為測試、生物測試以及生態監測等方法。
1.2 生物監測的主要原理
生物學理論以及生態系統理論是生物監測的主要理論基礎,由于生物與其生存環境之間具有相互依存、相互制約、相互影響的關系,同時兩者之間還不間斷地進行能量以及物質的交換,一旦環境受到污染,生物體內就會有污染物的遷移和蓄積現象,最終引起環境中各級生物出現生理生化、生長發育情況以及分布情況的變化,比如藻類的光合作用強度和細胞密度會帶水環境受到污染的情況下發生變化。監測主要是通過生物對環境污染的反應為根據對環境污染的程度和狀況進行度量和反映。
2 生物監測方法在環境監測中的應用
2.1 生物群落監測法的應用
生物群落監測法主要是監測水體污染,同時也可以在大氣污染以及土壤污染監測中進行應用,比如水生生物的群落結構和個體在水體出現污染情況之后就會出現明顯變化,一些敏感生物會消亡,而一些抗性生物則會生長得越來越旺盛,因此就會產生非常單一的群落結構。利用對生物群落變化的監測能夠將污染狀況很好地反映出來,其中最為主要的指示生物就是魚類、底棲動物、著生動物以及浮游生物等。
2.1.1 生物指數法:該方法主要是通過對數學公式形式的利用從而能夠將生物種群以及群落結構變化充分地反映出來,對水質質量進行評價,其中主要包括污染生物指數、津田生物指數、生物種類多樣性指數以及貝克生物指數。
2.1.2 污水生物系統法:由于自凈作用的存在,受到污染的河流會從上游到下游出現污染程度由高到低的連續帶,其中包括寡污帶、β中污帶、α中污帶以及多污帶等。該方法在較長的以及硫酸緩慢的河流水體監測中比較適用。
2.2 微生物監測法的應用
微生物監測法主要是通過對環境中微生物生長狀況的檢測從而將環境污染情況反映出來,其生物指示指標一般是菌根真菌、維素分解細菌和真菌、假單胞菌總數以及放線菌等微生物指標。比如在2004年Berno等人通過對重組的大腸桿菌的利用對空氣中苯及其衍生物進行監測。現在發展較快的方法是硝化菌法和發光菌法,其中發光細菌因為其具備較為獨特的生理發光特征,因此在生物監測中得到了廣泛的應用,其具有敏度、漸變、快速的特點。
2.3 生物殘毒測定法的應用
生物殘毒測定的方法主要是通過對生物含污量的利用開展監測和評價環境的工作,比如環境中常常具有較低的放射性物質、農藥以及貴金屬含量,然而一些生物的富集能力比較強,所以以生物體內污染物的殘留量為根據就能夠將環境污染的程度推斷出來。比如在2009年Fialkowski等人通過對沙蚤體內微量元素的含污量的檢測對歐洲某水域的微量元素污染程度進行了分析。
2.4 生物測試法的應用
生物測試的方法主要是通過對在污染物侵害下生物出現的生物學變化進行利用,從而對污染狀況進行測試,其在確定污染物排放標準、監測廢水處理效果、評價污染程度以及追溯污染物等方面具有十分重要的作用。大量的研究表明,對環境質量進行監測的時候可以將熱休克蛋白在生物體內的變化作為非常重要的一個指標,比如在2009年Monferrán等人通過對眼子菜的谷胱甘肽芳基轉移酶、導電率以及葉綠素等多種生理生化參數的監測最終將水環境中的污染狀況監測了出來。
2.5 生物傳感器技術的應用
相對于傳統的HPLC或LC-MS分離分析技術和化學傳感器而言,生物傳感器有較多的優勢,比如其可以快速地在復雜體系中實施在線連續監測,具有較低的成本以及非常高的靈敏度等。現在生物傳感器已經被廣泛地運用在水質檢測中的水體富營養化、陰離子表面活性劑、pH值以及BOD等分析中。相關的報道顯示,對光纖生物傳感器的利用可以對殘留在地下水中的炸藥成分RDX以及TNT等進行有效的檢測。
3 結語
在環境監測領域,生物監測技術已經得到了非常廣泛的應用,也具有越來越重要的地位。生物監測在未來的環境監測領域中具有非常廣闊的發展前景,其能夠將微觀領域以及宏觀領域中的各種綜合以及連續的環境信息提供出來,并且對生態環境的可持續發展起到有效的推動作用。現在我們必須要思考的一個問題就是如何能夠將生物監測的優點充分地發揮出來,在環境檢測中更好地應用生物監測技術,因此必須要立足于生物監測的管理、技術和方法等層面對其進行進一步的研究和分析。
參考文獻
[1] 周卉,胡鵬洋.生物監測技術在環境監測中的運用
引言
做好污染物結構和含量分析是保證環境質量的關鍵所在,而由于環境特征的復雜性和地域差異性,也要選擇不同的檢測方式和技術手段。本文基于生物檢測在環境監測中的應用特征實施了細致的闡述。
1.生物監測的原理和特征
特定的環境是生物賴以生存的基礎保障。生物和環境可以通過彼此的接觸,實現能量的轉換、交流和補充。因此兩者是一種相輔相成,相互促進的關系。一旦生長環境發生了變化,生物的各種體征也會隨之做出適應性的調整,包括狀態分布、習性和生理指標等。舉例來講,水體中的藻類對周邊的水質變化極其敏感,一旦其遭受破壞,它的生長密度和光合作用程度也將發生明顯程度的變化。生物監測技術也就是利用上述變化來表達環境的污染和破壞程度。生物監測相對于其他監測方式來講,具有顯著的優勢。主要表現以下三個方面。第一,非破壞性,生物監測所采用的檢測樣本,多是一些生物遺物,例如枯萎的枝葉、動物的毛發等,因此它完全不會損害動物的生命安全。這樣不僅能夠達到保護其生存的目的,也能夠實施較為準確的環境監測。第二,靈敏性。由于各種環境條件和介質的差異性和復雜性,對環境監測的難度極大,而利用生物積累的方式,便可以迅速準確監測被測環境的實際污染程度,這也是其他方式不可替代的。其三,綜合性。通常來講,環境污染造成的因素來自多方面,而通過生物監測的方式能夠較為全面的呈現各種污染物的來源和影響程度,便于實施綜合的管控和預防。
2.生物監測的分類
2.1以生物的成長環境為依據 根據生產環境的不同,通常可將生物監測分為主動和被動兩種模式。主動監測,即針對生物特征指標進行全面的歸納和分析,最終確定環境被破壞程度的高低。被動監測,即針對在原始系統中生物群落的研究,來定性環境污染影響的大小。經實踐證明,前者的檢測結果較為科學,效果明顯優于后者。
2.2以生物層次為依據 根據生物層次的差異性,通常可將生物監測進行如下幾種分類,如生態監測、分子、污染物、生理生化指標監測等。
2.3以物種為依據 根據物種的不同,生物監測也可分為動物、植物以及微生物監測三種。例如,微生物監測原理,就是通多對其群落機構、生物機能指標的綜合監測,最終獲得有效結果。
3.生物監測方法在環境監測中的實施
3.1生物群落監測法 基于生物的生理特征和行為習慣,它們的群落生存狀況特別容易受到所處環境的影響。例如一旦水體發生污染,一類生理機能較為脆弱的生物群體,就會出現群落式死亡或消失的現象。反之,那些抗性生物則會呈現出異常迅猛的增長趨勢。因此這種方法通常被用來檢測類似于水體、大氣或土壤介質的污染。一般采用的指示生物種類有底棲動物、著生動物和浮游生物等。3.2微生物監測法 它通常是指通過對生長在被測環境體系內的生物成長狀態,來反應所處環境介質的污染程度。這種方法的指示微生物通常采用如下幾類:菌根真菌、真菌、假單胞菌總數、放線菌等。而首次獲得試驗成功的就是在2004年,以Berno為主的一干學者,利用重組大腸桿菌為指示生物實現了對空氣內苯等多種污染物的檢測結果。進入新世紀以來,該技術再次得到升級和突破,最為先進的代表是發光菌法,因為其充分利用了生理發光的性能,檢測效果十分準確和有效,得到業內人士的親睞。3.3生物殘毒測定法 顧名思義,該法的實施原理就是通過對所處環境內生物體內的各種物質含量進行檢測,來反應被側環境的污染程度。例如一些環境內,可能存在較多的放射性物質、毒素等,而對于某類生物群種來講,其體內可能出現富集的現象。在2009年,著名生物學家Fialkowski,通過實驗的方法,成功的實現了對沙蚤體內微量元素的含測定,最終有效評估了其所處水域的污染程度及其來源。3.4生物測試法 它通常是指通過對受到污染作用的物種進行生物學變化狀態的研究,側面體現污染程度的一種過程。該法通常被運用在污染物排放、監測廢水處理等工藝上。例如,通過實驗證明,熱休克蛋白在生物體內的指標高低能夠有效體現環境質量水平。在此理論支持上,著名學者Monferrán組織了多位專家進行專項實驗,利用檢測眼子菜的谷胱甘肽芳基轉移酶等其他元素的變化,最終找到了導致水污染的來源。3.5生物傳感器技術 在初始的HPLC或LC-MS分離分析技術運用條件上,現代又發明了更為先進的生物傳感器技術。與前兩者相比,它不僅能夠實現全面連續檢測多元化生態體系的效果,并且依靠其極地的造價和極高的靈敏度,迅速占領了當今的環境監測市場。尤其對于陰離子表面活性劑、pH值、BOD等參數的檢測十分便捷,結果也較為理想。據最新研究報告,在光纖生物傳感器的技術支持下,首次對地下水炸藥成分RDX和TNT檢測試驗獲得成功。
4.生物監測的前景展望
生物監測是一門全新的學科和應用技術,通過今幾年的實踐應用,它所取得的成績也是有目共睹的。然而,我們也應當明白任何一種生態環境的組成非常復雜,生物監測的實施必將還要面臨更多的挑戰和技術阻礙。在不斷技術改進的過程中,它仍然需要自然、物理、化學等學科的共同支持和配合,才能保證其檢測的準確性和靈敏度。除此之外,我們也應該認識到,生態環境的破壞不是一蹴而就的,也不可能是某種單一元素污染直接造成的。它的成因和來源及其復雜,因此相關部門也應當對生物監測的結果持科學的認識態度。
5.結語
中圖分類號: X83 文獻標識碼: A
前言
隨著時代的進步和經濟的快速發展,經歷了粗放的發展模式后,人們對環境保護越來越重視。人們通過物理的、化學的、生物的等手段了解環境的質量即污染的發生、發展、變化,從而為環境管理、規劃、污染治理、環境科研等提供依據的過程稱之為環境監測。在環境監側中,生物不僅可作為一種監測手段,而且也是監測的對象,因而在環境監測領域里它占有特殊的地位。
1 生物監測
生物既是環境監測的對象,又可作為環境監測的手段。就對象而言,它被當成人類賴以生存和發展的客觀物質世界的組成部分,對其取樣分析,并以滿足人類需要程度為標準,進行評價,用數字來表征生物環境質量的好壞。
1.1生物監測的優點
生物能從環境中富集污染物,可作為環境污染最客觀的自動記錄儀;植物和一些營固定生活的動物及微生物可以對環境起到連續監測的作用,因而被稱為不下崗的“監測哨”;生物的生命周期有長有短,可以為人們提供各方面的監測信息。長的可以記錄下污染物的痕跡,短的可以提供每個生育期的影響信息,在短期內得出實驗結果;生物監測可以反應污染物的聯合毒性,作出協同及拮抗反應,彌補理化監測的不足。現在的環境監測最后提供的信息都是ppm之類的數字。這樣表示環境質量的最大缺陷是只能反應污染物存在的量,不能反應對生物和人造成影響的質。因為環境背景條件、氣象條件、地形地貌條件、共存物的相互影響、生物木身狀況的差異等因素不同,受害情況會發生變化。生物監測則可在一定程度上彌補這些不足。
1.2生物監測的不足
生物監測是從“是否有某種生物生長”、“是否有受害現象”這樣的“質的差異”為根據的,因而測定結果難以直接用數字表示,不便為污染的行政對策提供直觀的信息; 生物對環境的適應性強,影響的因素較多,毒性反應個體差異較大,實驗室試驗結果與現場監測往往不一致,因而開展起來必須深入細致地摸索; 從事生物監測的人一員必須具備多方面的知識,尤其生物分類知識;與應用理化原理的測定儀器相比,應答速度緩慢。
1.3生物監測的重要性
生物監測的重要性主要有:生物監測是環境監測不可缺少的組成部分。因為生物是人類生存不可缺少的物質資源,生物質量的好壞直接關系到人的健康乃至生死存亡。因此,人們必須了解它的質量,必須進行監測。生物監測可以彌補理化監側的不足,客觀地反應污染物的綜合污染效應,為人們了解環境質量提供別的乎段無法提供的信息。
2 生物監測在環境監測中的應用
2.1在水環境監測中的應用
1)微型生物群落監測:生物群落監測法主要包括指示生物法、生物指數法、污水生物系統法、PFU 法等. 在指示物種的選擇上可選擇運動范圍較大的指示物種來評價水環境狀況。水體的整個系統中微型生物群屬于比較重要的組成部分,對于水體中存在污染時能夠有較強的敏感性。普遍用到的監測方法是聚氨酯泡沫塑料塊法,該方法的主要特征是在水體中投入具有聚氨酯物質的泡沫塑料塊,將水體中的微型生物進行收集。與別的生物群落監測方法對比,該方法具有準確、經濟以及迅速等優勢,同時在監測工業廢水方面也同樣合適使用。2)指示生物監測:通過采取指示生物法對水體中是否存在的敏感污染物的種類,來對目前的水體資源存在污染物的情況進行分析。指示生物自身具有固定的活動地點、相對長的生命周期等基本特征,比較容易將水體中污染物帶來的影響全面的反應出來。具體有著生生物、底棲動物、浮游動物以及魚類等。從生物的分類情況發現,在生物監測中普遍應用沒有脊椎的動物。水體污染相對嚴重時指示生物則具體有小顫藻、顫蚓類以及蚊幼蟲等。3)葉綠素 a 測定監測:葉綠素是水中有機物的源泉. 通過測定葉綠素 a 可以了解水體中植物性浮游生物的現存量和基礎生產量. 因此,葉綠素 a 是評價水體富營養化程度最直接有效的方法。4)近來,一些新的水環境生物監測方法得到推廣應用,如生物傳感器監測等。 監測指標也有新的進展,如利用水底無脊椎動物的行為學指標來監測酸性礦物井排水,并發現鲇是最敏感的動物。
2.2在土壤環境監測的應用
1)指示植物監測:土壤是植物的良好培養基,當土壤受到污染的時候,其指示植物會產生相應的反應。在土壤遭到一定的污染后,植物受到污染物的影響出現各方面的不同的反應,并且出現一些相對明顯的癥狀,植物的生理代謝方面出現異常的情況。例如:植物的表面上有明顯的傷斑、呼吸作用變強、植物構成的成分出現變化、發育生長受到一定的阻礙以及光合作用變低等。2)土壤動物監測:究表明土壤 Pb 進入蚯蚓體內后,通過食物鏈傳給鼩鼱,使鼩鼱成為檢測土壤 Pb 污染的指示生物. 我國學者通過對某煤礦和發電廠周圍采樣調查,發現重金屬污染對土壤動物的影響非常明顯,土壤動物群落的個體數和類群數隨著距灰場距離的縮小和污染的加重而減少。3)土壤微生物監測:土壤微生物是土壤生物體系中關鍵的功能要素,對土壤微生物的評估可綜合地反映土壤質量。土壤微生物量、生物多樣性、土壤呼吸及其衍生指數、微生物群落結構及功能等指標均可用于土壤生物監測。在土壤的污染物中人類的尿以及糞是污染源的主要物質,其次到灌溉污水也會造成土壤生物受到一定的污染。根據計數以及分離土壤中存在的霉菌、放線菌以及細菌等污染物,對于改變土壤中群系微生物的數量以及結構有了一定程度的了解,根據監測的情況對土壤受到微生物群系污染的程度以及狀況進行全面評價。4) 土壤酶活性監測:土壤中的植物根系及其殘體、動物及其遺骸和微生物能分泌具有生物活性的土壤酶,如脫氫酶、過氧化氫酶和磷酸酶等。土壤酶的活性反映了土壤中各種生化過程的強度和方向,在一定程度上可反映土壤污染程度。
2.3在大氣污染監測中的應用
污染大氣的主要物質有硫氧化物(主要是二氧化硫及硫酸霧)、氮氧化物(主要是二氧化氮、過氧化酸硝酸醋)、臭氧、氟化氫、氨、烴類(主要是烷類和烯類)、碳氧化物(主要是一氧化碳)、氯和氯化氫等。大氣污染的生物監測包括植物、動物和微生物監測。 1)高等植物監測:高等植物是目前城市大氣監測的主要指示生物。很多植物對大氣污染具有敏感的反應,如 Cl2使葉尖失綠黃化,光化學煙霧使葉正面出現一道橫貫全葉的壞死帶。目前已篩選出多種對不同大氣污染物敏感的指示植物,通過栽培指示植物監測法 或 植 物 群 落 監 測 法 進 行 監 測 。2)地衣和苔蘚監測:地衣和苔蘚是大氣污染的良好監測器,空氣中有極少量毒物就可影響其生長以至死亡,如 SO2年均濃度達到 0.015~0.105μg·L-1就能使地衣絕跡.在工業城市,通常距市中心越近,地衣的種類越少,重污染區內一般僅有少數殼狀地衣分布,隨著污染程度的減輕,便出現枝狀地衣;在輕污染地區,葉狀地衣數量最多。3)污染物指示植物監測:二氧化硫指示植物。具體為水杉、杜仲、苔蘚、落地松以及地衣等方面。氟化物指示對象。具體為梅、大蒜、唐昌蒲、郁金香、杏、金線草以及葡萄苔蘚等植物。二氧化碳指示植物。具體為煙草、番茄、柑橘、向日葵以及秋海棠等。
結束語
生物監測有著非常廣闊的發展前景,將繼續在宏觀和微觀領域提供大量連續、綜合的環境信息,同時為促進生態環境的可持續發展作出貢獻。 但如何更好地利用生物監測,充分體現其優勢特點,還需從方法、技術和管理等方面進行更深入的研究。
中圖分類號:X832 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2016)08-0049-02
1 生物檢測技術
從生物學角度出發,觀測生物在環境污染與環境變化的情況下生物群落或者個體所產生的反映,并應用在環境檢測之中,為評價環境質量提供檢測的方法,將其稱之為生態系統理論。20世紀初,由Schalie和Cairns最早提出生物監測理論,生物檢測技術開始發展起來。20世紀90年代,信息技術迅速發展,與此同時,分子生物學技術與細胞生物學技術也得到了突飛猛進的進展,推動生物檢測技術發展到了一個新的階段。生物監測技術能夠直接反映出生態環境的質量,并且能夠對環境進行連續監測,基于這些技術和優點,生物檢測技術受到了人們的重視與廣泛應用。
20世紀初生物檢測技術在某些發達國家開始被應用,70年代起,生物檢測技術開始應用在水污染的檢測中,并成為一個十分熱門的研究領域。1977年《水和廢水質量的生物監測會議論文集》被發表出版,這本書主要研究了利用生物檢測技術通過各類水生生物來對水質進行檢測,并對這種技術進行了全面的概括和總結。同年,非洲尼日利亞大學研究院通過遠距離電報對甲殼蟲的活動情況進行檢測,來評價室內污染物以及油類的情況,取得了一定的研究結果。還有人通過魚的呼吸活動來對廠內以及河流中的水質環境進行檢測。在國外,相關專家選出一些對環境污染較敏感的以及抗污染的植物,對大氣污染程度進行生物監測,通過調查研究取得了一定的成果。測試方法分為靜水式生物測試和流水式生物測試。對土壤污染進行生物監測也是一種可行的途徑,但國內外做的工作還不多。環境系統十分復雜,生物監測只有與物理、化學監測結合起來,才能取得更好的效果。
在農業環境學上,生物監測是指利用生物對環境中污染物質的反應,即在各種污染環境下所發出的各種信息,來判斷環境污染狀況的一種手段,對污染物敏感的生物種類,都可以作為監測生物。這里說用的生物主要包括:海藻、水蚤、斑馬魚、豆芽等等,操作起來比較繁瑣,實驗周期較長,無法現場快速檢測和在線長期監測,目前另外一種生物:發光細菌倍受用戶的青睞,所用設備分別有實驗室用、便攜式、在線式,其中進口設備居多如美國、以色列、德國、荷蘭,價格昂貴,尤其是菌種的后期采購時間周期長,且菌種易失活;國產設備有中科院南京土壤所、上海上立、北京濱松光子,價格低廉,售后服務快捷,其中北京濱松公司設備靈敏度可以與美國設備相媲美。
2 生物監測在環境大氣監測中的應用
長期以來,我國都是通過化學分析來對環境的毒理性進行評價,但從結果來看這一方法效果并不是很好。從理論觀點來看,環境的生物學工程是由物理化學過程決定的,反之,物理化學過程也可以通過生物學工程反映出來。所以,通過生物監測來評價大氣質量具有可行性。從一定意義上來說,通過生物學變化來反映生態環境質量的變化,更具有綜合性和直接性,相比通過物理化學監測的數據更加有說服力。Giordani利用生物檢測技術,通過生物多樣性來監測大氣污染程度,取得了與物理化學監測相同的數據結果。Pacheco通過研究發現,樹皮可以用來代替地衣苔蘚等低等植物來對大氣污染進行檢查,從而很好地改善了低等植物量不足的現狀。
利用生物特別是利用植物指示大氣污染的優點是:指示植物種類多,取材容易,監測方法簡單,費用低廉并能美化環境;它可以在一個較大的范圍內,長期地觀察污染的積累性影響。但是也存在一定的缺點,隨著周圍環境的變化和植物自身的生長,這些因素都會對生物監測的過程產生一定影響,檢測結果也就會產生一定的偏差。在污染十分嚴重的環境中,生物監測不僅不能夠正常進行,而且會對植物本身造成破壞,甚至危害植物至死亡。通過動物進行大氣污染檢測時,動物的活動性較大,遇到惡劣環境時,會由于自身應激性而回避,不能得到很好地檢測效果。但是某些動物對環境的反應力比人類和植物要敏感很多,例如,在對一氧化碳進行檢測時,鼷鼠、鴿子、麻雀、金絲雀、狗等都可以作為一氧化碳的指示性動物。尤其是狗的嗅覺十分靈敏,進過特殊的訓練之后,就能夠對煤氣管道的泄漏源進行很好的判斷。還有一些生物學家利用動物的多樣性來對大氣污染進行檢測。用燈光誘捕昆蟲,并對一定時期內昆蟲的數量進行統計,得出動物的多樣性指數,就可以表示出大氣污染的程度。
3 生物監測在城市污染物監測中的應用
某生物監測專家總結了城市環境污染檢測植物的基本種類,認為當Cu過量時,罌粟植物矮化,薔薇花會從玫瑰色變為天藍色;當Mo過量時,會造成植物葉片畸形、莖變為金黃色;當Ni過量時,白頭翁花瓣會變為無色;當土壤中Fe、Mn、S過量時,石竹會變為深紫色,八仙花會從無色變為玫瑰色、天藍色變為玫瑰色。有些植物能夠積累超量重金屬,過量的重金屬會分布土壤中,這種生態習性能夠判斷土壤的污染程度。如萱麻能分布在含有Hg的土壤中,裸柱菊、早熟禾、北美荇菜能生存在被Cu污染的土壤中,蚊母草、北美車前、裸柱菊、早熟禾能存活在被Cd污染的土壤中。
4 生物監測在水體污染監測中的應用
當前外來的化學制劑尤其是農藥(殺蟲劑和除草劑)等合成燃料的廣泛使用,這些污染物中含有致癌與致畸性突變的特性,并在環境中可以長時間存在,這些污染物在生物體內不斷地集聚,通過食物鏈危害人體健康,這種危害性通過化學檢測的方法并不能很好地檢測出來。由于水生生物對污染物具有富集和積累作用。所以經常利用物理化學方法監測水生生物體內的重金屬污染物的含量,以得到水體的污染情況。
20世紀初有德國學者對指示性生物進行了一定的解釋與分類。它把能夠對檢測河流污染情況的生物稱為水污染指示性生物。之后,許多專家又對這個概念進行了補充與發展。能夠作為水污染指示性生物的有:顫蚓、硅藻、柵藻、搖蚊幼蟲、小球藻、浮游生物、水生維管束植物等。在水污染比較嚴重的環境中,一些植物可以生存在低溶解氧的條件之下,例如:毛蠓、綠色裸藻、靜裸藻、小顫藻、顫蚓、細長搖蚊幼蟲等。水污染指示性生物不僅能夠檢測水污染的程度,某些生物的生理指標與行為的變化還能夠對水污染的程度進行定性的分析。例如牡蠣顏色的變化能夠反映出海水中被銅離子污染的程度,白鰱、鯉魚、團頭魴的腦膽堿酯酶活力的變化可以反映有機磷農藥的污染。
5 結 語
運用生物的富集作用,也可以提高理化檢測的準確性,使得污染物監測更加快捷、方便、高效、經濟。從目前的情況來看,生物監測技術的廣泛使用與發展,是必然趨勢也是經濟發展社會進步的必然要求,隨著政府對環境污染問題的不斷重視,科學技術的不斷提高,人們環境意識的不斷增強,生物監測技術必將迎來更加廣闊的前景。
參考文獻:
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自《中華人民共和國食品安全法》頒布以來,我國長期以來都有應用各種物理、化學、儀器等方法進行食品安全檢測,可是就是在這樣的“十面埋伏”的情況下,黑心商家仍是有空子可鉆,食品安全問題仍頻頻發生,這是因為物理、化學、儀器等監測方法自身存在局限性,不能隨著時代的發展而改變自身的不足,無法滿足日新月異的食品檢測的要求,就只能被淘汰。生物監測這項技術是近幾年逐漸興起的新型技術,由于其精確、快速、靈活、成本低等特點備受各行各業的青睞,也在食品檢測中逐漸發展起來。具體常用的生物監測技術有以下幾種:生物傳感器生物傳感器由于其良好的特異性和敏感性,一直備受醫學領域的青睞,它是根據分子識別原件,讓待測物產生光熱等信號,之后將其轉換為易于輸出的信號從而得到檢驗結果。但是由于其對計算機技術和微制造技術的高要求,在食品安全檢測方面不能完全普及。PCRPCR技術是聚合酶鏈反應技術的簡稱,它將克隆與轉基因相結合,實時關注酶的變化情況,從而對食品安全進行的檢測和評定。雖然該項技術對設備和人員都有極高的要求,但其極高的精確度還是讓人們廣泛采用。免疫學方法免疫學方法是利用酶標抗體與抗原之間的結合產生的顏色深淺程度來進行食品檢測的,它的優點是具有穩定性和靈敏性,但是如果在蛋白質濃度偏低的情況下,可能會導致檢測結果出現偏差。生物芯片生物芯片技術是生物監測技術中最快速、最適用的高新技術,正是因為它高效快速的特點,在食品檢測中得到了迅速的發展。該技術把生物識別分子排列在載體之上,利用特異性親和反應對食品進行檢測。
生物監測技術在食品檢測中的應用
隨著科技和時代的發展,生物監測技術也在不斷完善與分支,但并不是所有的生物監測技術都適用于食品檢測,在應用生物監測技術時一定要注意區別對待。在食品安全方面,人們主要關注的是食物中的農藥殘留、微生物的種類和數量、轉基因食品、食品的成分和品質以及食物中的違禁藥品的使用等方面的問題,在利用生物監測技術時就應該注意這些方面的應用。轉基因食品檢測通過基因工程技術將一種基因轉移到另一種特定生物體中的過程就叫轉基因,轉基因技術能提高產量的特點受到了產商的追捧,大量生產轉基因食品,但是由于轉基因技術還處于成長期,還存在著不成熟和不確定性,轉基因食品安全問題得不到保障,人們對轉基因食品安全的關注度使得對轉基因食品進行檢測具有重大意義。目前蛋白質檢測、酶檢測、酶活性檢測等生物監測技術在轉基因食品檢測這方面取得了良好的效果。藥物殘留檢測農藥的噴灑在瓜果蔬菜的生長過程中必不可少,它能有效的抑制害蟲對瓜果蔬菜的殘害,但是過量的農藥殘留在食物表面會對人們的健康造成危害甚至是威脅生命安全,所以對藥物殘留進行檢測是對生命健康負責的必然要求。由于藥物殘留以半抗原居多,因而酶技術和生物傳感技術是生物監測技術中最適合藥物殘留檢測的方法。食品的成分以及品質分析縱觀常用的生物監測技術,生物傳感器是最早應用于食品成分和品質檢測的,可以算是食品安全檢測中的“元老級”監測技術,該項技術不僅能檢測出食物中糖的含量,也可以對食品的氣味進行檢測與分析,是食品成分以及品質檢測中的極為有效的監測技術。有害微生物的檢測生物監測技術不僅可以對轉基因食品、藥物殘留以及食品成分等進行檢測,也可以通過生物監測特征,對有害的生物進行分析,從而讓人們能避免受到有害微生物的影響。
土壤微生物是農田生態系統的重要組成部分對土壤功能、生態系統的穩定和自然界元素循環等具有重要的意義,保持微生物的多樣性對于人類農業生產具有重要意義。我國是一個農業大國,更是一個農藥生產和使用大國,因此農藥對土壤的污染是一個嚴重問題。據有關資料表明,我國受農藥污染的土壤面積可達1600hm2 主要農產品的農藥殘留量超標率高達16%-18%[1]。農藥污染 會破壞土壤功能影響土壤生態系統的穩定進而威脅到微生物多樣性并可最終通過食物鏈影響人體健康。
1 農藥對土壤的污染
農藥是防治農業病蟲害和控制雜草的化學藥品,也是控制某些疾病的病媒昆蟲(如蚊、蠅等)的重要藥劑。但由于農藥種類多,用量大,農藥污染已成為環境污染的一個重要方面。農藥藥對土壤的污染是指人類向土壤環境中投入或排入超過其自凈能力的農藥而導致土壤環境質量降低以至影響土壤生產力和危害環境生物安全的現象。農藥對土壤的污染與施用農藥的理化性質、農藥在土壤環境中的行為及施藥地區自然環境條件密切相關使土壤顆粒與土壤溶液界面上的農藥濃度大于土壤本體中農藥濃度的現象。吸附會降低農藥的活性影響藥效的發揮,同時也阻滯了農藥在土壤中的遷移和揮發。土壤的有機污染作為影響土壤環境的主要污染物已成為國際上關注的熱點有毒、有害的有機化合物在環境中不斷積累到一定時間或在一定條件下有可能給整個生態系統帶來災難性的后果,即所謂的“化學定時炸彈”。其他土壤有機污染物還包括氨基甲酸酯類、有機氮類殺蟲劑和磺酰脲類除草劑,這些種類的農藥毒性較低,但因使用范圍擴大,其對土壤造成的污染亦不容忽視。
現有大量科學研究表明,農藥污染也已經嚴重威脅了食品安全和人畜健康。2012年,浙江省農業科學院農產品質量標準研究所和農業部農藥殘留檢測重點實驗室等單位對浙江省蔬菜生產中主要使用的78種農藥(主要為低毒農藥)進行殘留檢測,發現大量農藥殘留,主要的殘留農藥就有28種。而環境中擬除蟲菊酯類殺蟲劑的殘留會導致哺乳動物免疫系統、荷爾蒙、生殖系統疾病,甚至誘發癌癥,有機氯農藥暴露可能與乳腺癌、阿爾茨海默病、帕金森氏病的發生有關。
2 農藥污染對土壤微生物多樣性的影響
農藥污染通過改變微生物群落結構、影響微生物在農田生態系統物質循環、破壞生態系統穩定等方面最終影響微生物生態多樣性。微生物群落是指由一定種類的微生物在一定的生境條件下所構成的有機整體,土壤中包含有四種比較重要的微生物類群:細菌、真菌、放線菌和藻類。土壤受到農藥污染后,會擾亂微生物類群的正常秩序,主要表現在微生物生物量、群落結構、群落的物種多樣性等方面的影響。微生物群落結構是指群落內各種微生物在時間和空間上的配置狀況,優化的配置能增加群落的穩定性,表現為良性發展。但是由于農藥污染,就會影響這種良性發展,對群落的結構產生破壞影響。微生物是土壤酶的形成與積累的主要動力,在微生物的生命活動過程中,向土壤分泌大量的胞外酶,在其死亡后,由于細胞的自溶作用把胞內酶也釋放到土壤中,因而在土壤生態系統中發揮至關重要的中心作用。土壤微生物的組成和土壤酶活性可以作為污染的重要指標,土壤受到污染后,土壤微生物組成發生變化,土壤酶活性受到抑制,進而影響微生物在物質循環中的功能。
農藥污染影響土壤微生物物種多樣性,其影響常常表現有直接的或間接的、抑制的或促進的、暫時的或持久的等多種類型。低量施用殺蟲劑或除草劑對土壤微生物多樣性的影響不大,但是如果大量施用,則會抑制甚至消滅某些敏感微生物,從而對微生物群落的組成起到選擇作用。低濃度甲基對硫磷對土壤微生物數量影響不大,添加100和500mg/L甲基對硫磷能明顯增加土壤細菌的數量,甲基對硫磷通過抑制或者殺滅某些種類土壤細菌,大大促進土壤生態系統中部分種類細菌的增殖[2]。土壤中結合態甲磺 隆殘留物對土壤細菌、真菌具有明顯的刺激作用,而對土 壤放線菌有強烈的抑制作用[3]。苯噻草胺能促使好氧細菌數量的增加,但不利于真菌和放線菌的生長[4]。
3 利用農藥污染對土壤微生物多樣性進行監測
以土壤微生物的種群數量和群落結構的動態變化為主要的觀察指標,明確生物多樣性與土壤環境質量之間的響應關系,達到環境監測的目的。與此同時,篩選和鑒別具有污染修復功能的微生物種類,將其應用到土壤農藥污染的治理當中。在具體的研究過程中,如進行微生物的選擇時,不僅包括常規研究較多的細菌、真菌、放線菌種類,還包括了土壤動物――線蟲的研究,增加了生物監測結果的可靠性和說服力。在對敏感物種進行鑒定時,不僅應用到常規的形態學方法,還將應用分子生物學鑒定方法,加快了鑒定速度,增加了準確性,可以體現出研究方法的先進性。對污染修復研究中,不僅要關注污染物的修復效果和經濟成本,還要對應用過程中的安全性進評價,充分體現出以人為本的理念和注重環境效益、經濟效益和社會效益相統一的思想。
綜上所述,農藥污染可以影響土壤微生物的多樣性。通過對農藥污染影響土壤微生物多樣性的研究,可以盡量減少或者避免農藥污染對環境的影響,保持微生物的多樣性,從而為農業耕作和農業生產提供科學依據。
4 生物監測的應用前景
生物監測是環境監測領域的新興技術,主要是利用生物個體、種群或群落對環境污染或變化所產生的反應,從生物學的角度對環境污染狀況進行監測和評價。生物監測技術的發展最早可追溯到20世紀初,Koikwitz和Marsson提出的“污水生物系統”,50年代后,該技術逐漸被少數國家用于水質和大氣環境污染監測。生物監測技術依靠區別于傳統物理化學監測方法的獨特優勢,如監測的敏感性、長期性、連續性、經濟性、非破壞性、綜合性等特點,近年來發展迅速。而我國在這方面的研究起步晚,上世紀80年代才開始將該技術應用于環境監測,迄今為止,相關體系仍不標準、不健全,尤其在土壤環境質量的評價和監測中的應用,更是少之又少。利用土壤微生物的種群數量和群落結構的動態變化為主要的觀察指標,明確生物多樣性與土壤環境質量之間的響應關系,達到環境監測的目的,將為環境污染監測和環境污染物的有效治理提供理論基礎。
【參考文獻】
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生物監測技術是目前環境監測的主要技術之一,指的是通過利用生物群體之間或與個體種群之間的生態關系來對環境變化或污染進行檢測以及評價的技術,可以有效的反應環境中的變化以及為提供快速解決的方案一定的參考,獲得監測人員的廣泛認可以及運用[2]。本文就生物監測技術的發展以及其在土壤污染、大氣污染、水體污染等環境監測中的應用進行簡單地概述,具體如下。
1生物監測技術的發展現狀
隨著人們對環境監測關注度的上升,環境監測的技術運用不斷呈現為多樣性,其中有3S技術、信息技術、生物技術、物理化學技術等,然而在這些技術中,生物監測技術具有經濟、快速、簡易、準確等特點,而且還將生物學、微生物學、細胞學等與化學、環境工程等進行有機結合,從而不僅可以豐富環境監測的理論性依據,而且在環境監測技術上對監測結果起到精準等的推動作用[3]。相較其他環境監測的技術而言,通過生物圈中生物之間的關系以及與環境之間相互作用的影響來進行環境污染嚴重程度的呈現的生物監測技術最具有直接性以及實質性。
2生物監測技術在環境監測中的應用
生物監測主要是通過生物學的角度對環境的污染狀況進行檢測以及評價,具有直觀、實質性的特點,主要的監測方法有:微生物監測、生物監測、生物群落監測、分子生態毒理學監測等,通過生物與環境的關系,觀察生物在環境中的表現形式來反映環境的實際狀況,從而為人們進一步保護環境提供實質性的監測基礎以及解決措施的實施依據[4]。在人類生活的環境中,土壤、大氣、水體等均對人類生存具有息息相關的影響,因此,筆者就從這幾個方面的環境污染對生物監測技術在其中進行的應用體現。
3生物監測技術在土壤污染中的應用體現
土壤污染主要是由于生理具有毒性過量或營養元素過量的物質進入土壤,從而導致土壤的生理調節功能失衡,土壤出現惡性循環等現象,從而影響地下水以及礦物質的質量。而生物監測可以運用生物圈的關系來監測到哪一塊土壤污染嚴重以及土壤中哪些生物的部分處于惡性生長狀態。例如可以通過動物監測法進行,以蚯蚓為例,蚯蚓的整個種群生活在土壤中,對土壤中的成分非常敏感,據相關的研究表明,在嚴重污染的土壤中,根本尋找不到蚯蚓的身影,因此通過蚯蚓來進行土壤的檢測,使監測的結果更具有實質性的作用。再如植物檢測,植物不僅要依賴于土壤的營養成分,同時也依賴于土壤底下的水質條件,因此植物同樣對土壤具有敏感的變現。當植物的葉子顏色以及掉落情況變現為異常,例如顏色呈現枯黃的狀態,葉子掉落嚴重,樹干還有明顯的疤痕等,可將其結果判定為土壤污染嚴重,根據植物的生理變化程度來判定土壤的污染嚴重程度,其結果的呈現實質性同樣毋庸置疑。
4生物監測技術在大氣污染中的應用體現
大氣是由氧氣、二氧化碳、水蒸氣、固體雜質微粒等部分組成,在正常的狀態下,按其體積計算,氧氣占20.94%、二氧化碳占0.03%、而其他氣體及雜質體積都大約是0.02%等,而大氣污染就是指由于人類活動或自然過程引起某些物質進入大氣成分中與之進行融合或破壞,從而使氣體的標準成分含量呈現為濃度過大的結果,對整個生物圈的影響最為緊密。植物的生長少不了對大氣的吸收,因此對大氣的敏感程度較強,因此以植物為大氣污染的監測對象不容置疑。監測大氣中的二氧化碳,可以利用番茄、向日葵、柑橘等植物,以柑橘為例,在標準的大氣環境中,柑橘的果實表現為碩大、顏色橙黃,葉子或葉脈的呈現形式為有規則、無異常,但是大氣中二氧化碳含量過量、污染較為嚴重的情況下,柑橘的果實則變為干癟,顏色為黃褐色或棕色,甚至是白色,而在其葉子或葉脈的呈現形式上則出現傷斑或點狀、不規則等。
5生物監測技術在水體污染中的應用體現
水體污染指的是水體因某種物質的過量介入,導致水體自身自凈的能力不足,從而影響水質的利用價值以及水中生物的生存,對人們生活的影響尤為重要。在生物監測技術中,可以通過利用對水體污染敏感大、繁殖快的微生物或群體聚集量大的植物為監測的對象,例如指示生物法,可以通過利用浮游生物、魚類等為監測對象,將它們生長的正常周期與其在觀察區的水質中生長的周期進行比較,若發現被觀察對象在觀察區域的水質中出現異常生長或出現死亡等現象,則表示其水體的污染程度相當大。
6結語
生物監測技術是一種對環境變化或污染嚴重性進行檢測以及評價的技術,主要是通過環境中生物群體之間或與個體種群之間的關系來達到監測目的,是環境監測技術中重要的技術之一。生物監測技術憑借著自身具有經濟性、簡易性、準確性等特點在越來越多的環境監測技術的競爭中站住了腳步,且不斷發展成為環境監測中最為重要的監測技術之一,具有成為今后環境監測最重要的技術的發展前景,對今后的環境質量的提高具有意義深遠的價值。
參考文獻
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doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2014.05.300文章編號:1004-7484(2014)-05-2641-02隨著醫學科學的發展,尤其外科植入性手術的開展,對醫院消毒供應室的消毒滅菌要求越來越高。根據WS/T310.3-2009第3部分《醫院消毒供應中心清洗消毒及滅菌效果監測標準》,我院消毒供應室對所有滅菌物品除進行每周一次常規生物監測外,對植入性手術、外來器械進行每包(每鍋次)生物監測。自2013年9月至2014年2月共開展了106例次生物監測,全部合格,臨床沒有與植入物及滅菌相關的感染報導。現回顧如下:
1材料和方法
1.1我院消毒供應室選用山東麗爾康公司的AS20130870908生物監測培養器及配套提供的嗜熱脂肪桿菌芽孢菌生物指示劑。滅菌器是下排式壓力蒸汽滅菌鍋。設定蒸汽壓力0.14Mpa、滅菌溫度120℃、滅菌時間35分鐘,測試包采用標準試驗包。
1.2方法及步驟
1.2.1操作人員要求一般由護士長負責,護士長不在時由消毒員,監測者具備醫院消毒員資格,持有高壓滅菌器操作上崗證,經過生物監測操作方法培訓。
1.2.2標準包準備與器械包要求用16條41cm×66cm手術巾制成23cm×23cm×15cm大小的標準測試包,將嗜熱脂肪芽孢菌片小試管置于標準包的中心。標準包再放于滅菌器內排氣口上方,手術器械包按規范要求包裝放置,重量
1.2.348小時生物監測自動培養讀器準備提前30分鐘通電預熱,檢查儀器性能是否完好。設置參數溫度:56℃,時間:48小時。
1.2.4培養操作滅菌周期結束后,取出標準包內菌片試管,在自動閱讀器專用碎孔上掰碎試管內的培養基小管并輕搖混勻。再將試管放入培養儀的專用培養孔,同時設同一批次未經滅菌的嗜熱脂肪桿菌芽孢菌片試管為陽性對照,試管標簽上注明“對照”,插入對照培孔,關閉孔蓋。
1.2.5結果判定經48小時培養,陽性對照組的顏色由紫紅色變成黃色,陰性對照組顏色保持紫紅色不變判定為滅菌合格。陽性對照組培養陽性,陰性對照組培養陰性,試驗組培養陽性,則滅菌不合格;同時應進一步鑒定試驗組陽性的細菌是否為指示菌或是污染所致。緊急情況滅菌植入型器械時,可在生物PCD中加入5類化學指示物。5類化學指示物合格可作為提前放行的標志,生物監測的結果應及時通報使用部門。
1.2.6記錄根據WS/T310.3-2009規范要求,我院消毒供應室設計了48小時生物監測記錄本,內容包括手術器械包名稱、包內器械件數、外來器械廠家名、手術包外化學指示標簽(清洗包裝者、滅菌日期、失效日期、滅菌器鍋次、滅菌者姓名)、48小時生物監測結果陰性標簽、對照管陽性標簽、第五類化學指示卡、記錄者簽名。監測完成后由護士長記錄快速生物監測結果,張貼生物監測標簽及化學指示膠帶和卡。
248小時生物監測討論及操作過程注意事項
2.1操作者必須是經過培訓的專業人員。操作前認真閱讀說明書,掌握48小時生物監測儀常見報警代碼及處理方法。操作時戴好防護目鏡和手套。
2.2生物指示劑(嗜熱芽孢桿菌菌片)放入培養孔后不要移動或變換地方,如果在培養過程中不小心取出生物指示劑,必須在10秒內放回原位,否則會導致監測結果丟失監測失敗。
2.3生物指示劑必須嚴格按廠家說明書保管,發現生物指示劑試管變形、管內培養液小管碎裂、變色,則不可使用,否則可能出現假陽性。
2.448小時生物監測前提是滅菌器的物理、化學監測合格。滅菌器必須每天滅菌前檢查各儀表讀數是否正常,生物監測時每鍋需同時進行化學指示劑監測。三項全部合格,滅菌包才可發放。
2.5生物監測陽性或可疑時,應立即召回自上次生物監測以來所有尚未使用的滅菌物品,重新處理,并分析原因,改進后生物監測連續3次合格方可使用。
2.648小時生物監測記錄作為滅菌質量追溯之源,必須保存3年以上。由消毒供應室護士長(主任)親自保管,科室質控小組每周監督檢查。
48小時生物監測可操作性強,監測效果理想。它的應用確保了病人安全,使預防控制植入性手術感染,提高醫療質量得到保障。