生物监测技术在水环境监测中的应用价值分析

彭倩芳

新疆生产建设兵团第八师石河子市生态环境监测站 832000

摘要：随着生物科学技术的不断进步，生物监测技术逐渐成为现阶段水环境监测工作中一种先进且有效的监测技术。本文简要阐述了生物监测技术在水环境监测中的应用意义，并分析了微生物群落监测、生物行为反应监测、酶免疫检测、PGR、发光细菌监测等主要生物监测技术在水环境监测中的应用方式及价值，以期进一步突出生物监测技术在水环境监测中的重要性，推动我国水环境监测工作健康、持续发展。

关键词：生物监测技术；水环境监测；应用价值

随着人类工业化发展进程的不断深入，水环境污染问题愈发凸显。水环境的破坏不仅会严重影响水生生物的多样性，使多种生物濒临灭绝，还会给人类生命健康带来严重危害，显著提升各类疾病的发病率，因此，水环境监测和治理工作是新时期社会各界关注的焦点。然而，传统的水环境监测技术存在诸多技术缺陷，难以满足新时期水环境监测工作的实际需求，因此，探究生物监测技术在水环境监测中的应用价值，以此促进生物监测技术在水环境监测中的普及应用，对于提升水环境监测效果，推动水环境工程发展具有重要的意义。

一、生物监测技术在水环境监测中的意义

（一）预见慢性污染源

在水环境中，因水体本身具有一定的自净能力，所以水环境污染往往是以慢性污染的方式进行的。而传统的理化监测方法很难监测到这种慢性污染，从而影响水环境监测工作的开展效果。相较于理化监测方法，生物监测技术对外界污染具有较高的敏感度，因此，利用生物监测技术进行水环境监测，能够及时预见水环境中存在的慢性污染问题，从而显著提升水环境监测的实效性^[1]。

（二）全面了解生物与水环境的关系

通常情况下，水环境污染不可能仅由一种单纯的污染物引起，受污染的水环境中普遍存在多种污染物，这些污染物会对水中生物产生混合影响。与此同时，考虑到水环境生物的多样性，生物之间必然会发生协同作用，因此会进一步提升污染物对水体的侵害。传统的水环境监测技术既不能全面了解污染物对不同水生生物的综合性影响，也不具备监测多样效应的能力，同时，水环境质量与生物因素间具有紧密的联系，单纯进行水体污染物监测并不具备保护水中生物多样性的作用。而利用生物监测技术进行水环境监测，可通过对水中微生物生活情况的监测，准确判断出当前水环境的污染程度，不仅实现了水资源的有效监测，还有利于水下生物多样性的保护。

（三）降低水环境监测成本

由于无需考虑监测机械的维修与保养，生物监测技术会比传统理化监测技术具有更好的经济性，能够有效降低水环境监测工作的实施成本。监测机构可将节省下的资金用于优质人才引进与培养、先进设备和技术研究等工作中，从而推动水环境监测工作持续健康发展^[2]。

二、生物监测技术在水环境监测中的应用及价值体现

（一）微生物群落监测技术的应用及价值

微生物群落监测技术主要用于水环境中原生物、细菌、水藻等微生物的监测。水环境中，微生物群落的出现频率和数量能够反映出特定时间阶段内水环境的质量情况。在利用微生物群落监测技术进行水环境监测的过程中，主要对微生物园中类型、异养指数、多样性指数、鞭毛百分率等指标进行监测。利用聚氨酯塑料采集设备收集待测水体，通过科学的微生物监测技术和数据计算方法，计算出水样中的微生物的分布指数，从而对监测水环境的污染程度进行评价。理论上，水环境污染是一个动态化的过程，污染情况会随着外部条件的变化而改变，因此，微生物监测技术评价指标应随着水环境污染条件的改变而不断调整和扩充，从而提升监测结果的全面性。微生物监测技术在水环境监测中的应用价值体现在：该监测技术不仅具有水环境监测功能，还能够帮助科研人员了解水中生物的生活情况，为水环境生物多样性保护工作的开展提供有价值的参考依据^[3]。

（二）生物行为反应监测技术的应用与价值

该技术主要用于水环境污染时微生物行为变化的监测。水体中部分生物在遇到敏感性污染条件时，会发生明显的压力性反映、行为变化甚至生物变化。通过对这些指标的监测，科研人员能够准确判断出当前水环境存在的污染问题。以金鱼和斑马鱼为例。这两种常见的淡水生物对水环境的污染变化具有极为敏感的感知力。当遇到敏感性污染条件后，这两种生物会发生明显的行为变化和生理变化，因此，金鱼和斑马鱼的生物行为反应是判断淡水水质变化的重要指标。于此同时，斑马鱼有很多与人类相似的生物行为反应，通过对水环境中斑马鱼生物行为反应的监测，可准确判断出当前水环境状态对人体的危害^[4]。

（三）酶免疫检测技术的应用与价值

酶免疫检测技术是现阶段比较先进、有效的水环境监测技术。该技术常用于抗原、抗体等微生物检测工作中。其检测原理是：以相互关联的酶作为基础，对免疫复合物进行酶催化反应测定，从而将抗体固定在一个带有表面涂层的塑料板上。通过对塑料板的简单洗涤，即可将免疫复合物与其它组分分离，从而实现对免疫符合类微生物的有效检测。在水环境监测中应用酶免疫检测技术，可对水中微生物进行更深层次的探索。不仅如此，因酶免疫检测技术可对抗体进行整合，所以，通过该技术的应用，科研人员可在不改变水环境免疫特征的基础上，完成抗原检测工作

^[5]。

（四）PGR技术的应用与价值

聚合酶链式反应（PGR）不仅可以有效解决传统水环境微生物检测技术的局限性，还可以有效摆脱传统微生物培养方式对水环境微生物监测工作的约束，实现对微生物重要DNA的克隆。凭借上述技术优势，PGR技术在现阶段的水环境监测中被广泛应用。PGR技术的应用过程中，首先要对高温状态下体外DNA进行整合，使其变成单链，在特定温度条件下，引物会与单链进行碱基互补配对。然后，将温度调整至DNA聚合酶反应的适宜温度，此时，DNA聚合酶会从磷酸到五碳糖的方向进行互补，形成互补链。可见，以DNA聚合酶制造为基础进行PGR技术应用的核心在于温度控制，因此，在利用PGR技术进行水环境监测时，应利用温度的重复性控制和变性控制对微生物DNA合成进行有效控制，以此实现对不同微生物种类的监测工作。

（五）发光细菌监测技术的应用与价值

水环境中普遍存在大量的细菌。而发光细菌监测技术则是利用某些细菌的发光特性，通过生物毒性探测器来实现水环境细菌遗传毒性以及水环境污染物的监测。此种水环境监测技术具有操作简便、结果精准、监测效率高等应用优势，最快可在3h内获得细菌毒性及水环境污染监测结果。利用发光细菌监测技术对水环境中细菌数量和种类进行监测，对于水环境的安全性评价具有重要的价值。随着我国发光细菌监测技术的不断成熟，有效确保了现阶段水环境安全性监测工作的实效性^[6]。

结语：

综上所述，将生物监测技术应用于水环境监测中，有利于慢性污染问题的及时预见、有利于全面了解生物与水环境的关系、有利于降低水环境监测成本。在实际监测工作中，监测机构及科研人员应掌握微生物群落监测、生物行为反应监测、酶免疫检测、PGR、发光细菌监测等主要生物监测技术的应用形式，从而最大化发挥出其在水环境监测中的价值，最大程度提升监测工作的质量和效果，为水环境工程的开展奠定良好基础。

参考文献：

[1]李燕.水环境监测中生物监测技术的应用[J].节能与环保,2021(03):92-93.

[2]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(05):130-131.

[3]陈宇.生物监测技术在水环境工程中的应用及研究[J].环境与发展,2020,32(08):161+163.

[4]董飞.生物监测技术在水环境监测中的应用[J].中国资源综合利用,2020,38(04):166-168.

[5]苏顺奇.水环境污染监测工作中生物监测技术的应用[J].资源节约与环保,2020(03):42+44.

[6]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,2020(01):148.