环境监测生物技术

环境监测生物技术（精选十篇）

环境监测生物技术 篇1

1 水体污染中的具体应用

水体污染中生物监测的具体应用主要表现在两个方面: (1) 指示生物法, 该监测方法是经典的水体污染的生物监测法。监测水体中是否存在敏感污染物的种类时, 可以采用指示生物法, 分析水体资源存在的污染物情况。指示生物法具有较多的优点, 如生命周期较长、活动地点固定等, 因此能较为全面反应出水体污染物带来的影响[2]。具有包括鱼类、浮游动物、底栖动物以及着生生物等。以生物分类情况为依据, 无脊椎动物在生物监测中的应用最为广泛。一般来说, 水体污染较为严重时, 具体的指示生物有蚊幼虫以及颤蚓类等。 (2) 微生物监测法, 微生物在整个水体系统中占有重要位置, 水体污染时, 其有较强的敏感性。一般聚氨酯泡沫塑料块法是其主要的监测方法, 该方法是将具有聚氨酯物质的泡沫塑料块投放在水体中, 从而收集水体中的微生物。该方法具有迅速、经济以及准确等优点, 可以适应于工业废水的监测。

2 土壤污染中的具体应用

土壤污染中生物监测的具体应用主要表现在三个方面: (1) 植物监测法, 在对土壤中受到的污染进行监测时, 可以选择土壤指示植物。土壤在被污染后, 污染物会影响植物, 植物会出现各方面不同的反应, 且植物的生理代谢会发生异常。如植物表面会出现伤斑、光合作用降低、生长发育受阻、植物构成成分变化以及呼吸作用变强等。 (2) 动物监测法, 在对土壤中受到的污染进行监测时, 可以采用动物监测法, 监测对象可以选择蚯蚓, 蚯蚓的敏感性较高, 对于土壤中是否含有农药以及铅等有害物质, 能敏感的察觉。此外, 蚯蚓体内含有镉物质, 土壤中镉物质的含量与其有相对明显的关联性。 (3) 微生物监测法, 微生物在土壤中群落出现的变化, 能全面反映出生物污染土壤的程度。污染源的主要物质是人类的尿和粪, 另外土壤污染在一定程度上受灌溉污水的影响。对土壤中存在的细菌、放线菌以及霉菌等进行分离和计数, 了解受测土壤中群系微生物的结构以及数量, 以检测的情况为依据, 全面评价群系微生物污染对土壤的程度。

3 大气污染中的具体应用

大气污染是以生物监测大气环境为依据, 确定环境污染的程度以及大气的质量。植物是在固定的环境中生存和生长, 因此其极易受到大气污染, 无法有效避免有害物质对自身的污染。一般植物对有害物质具有较强的敏感性, 植物生长位置的固定, 因此相对而言较易检测和管理[3]。大气污染中生物监测的应用就是将植物作为监测样品, 物质能全面反应出大气对环境的污染程度, 大气污染监测中较为常用的植物有以下几种: (1) 二氧化碳指示植物, 其包括秋海棠、向日葵、柑橘、番茄以及烟草等。其受到污染时的典型症状就是植物叶脉会有伤斑出现, 且形状不规则, 如呈现点状等, 颜色会呈现出白色、棕色以及黄褐色。 (2) 二氧化硫指示植物, 其包括地衣、落地松、苔藓、杜仲以及水杉等。其受到污染时的典型症状就是叶子上的维管束会有伤斑出现, 且呈现块状;同时叶子的边缘也会出现伤斑, 颜色会呈现出红棕色、土黄色。 (3) 氟化物指示对象, 其包括葡萄苔藓、金线草、郁金香、大蒜以及梅等。其受到污染时的典型症状就是叶面上会有伤斑出现, 颜色会呈现浅褐或红褐色, 且叶子为尖形。

4 结语

随着社会经济以及科技的发展和进步, 环境监测领域中出现越来越多新型的技术, 由于生物监测技术具有经济性、综合长期性、敏感性、连续性以及非破坏性等优点, 因此在环境监测中有着十分重要的地位。在环境监测的宏观范围以及微观领域中, 生物监测技术能够为其提高较为连续以及综合全面的信息, 能有效提高环境的质量, 保护环境, 实现社会的可持续发展, 建设资源节约型、环境友好型社会, 促进人与自然和谐相处, 构建和谐稳定的社会。

摘要：社会经济的发展以及科学技术的进步, 促进了生物监测技术的发展, 生物监测技术被广泛应用在环境监测中。生物监测技术在环境监测中发挥着重要的作用, 由于生物监测技术具有经济性、综合长期性、敏感性、连续性以及非破坏性等优势, 因此在早期对环境污染的预防、突发事件的监测、生态环境的监测、环境风险的评价以及环境标准的制定等方面的应用较为广泛。本文就环境监测中生物监测技术的具体应用进行分析与探讨。

关键词：环境监测,生物监测技术,应用

参考文献

[1]张美平.生物监测技术在环境监测中的应用研究[J].低碳世界, 2014, 17:8-9.

[2]戴舒雅, 余俭, 丁波, 殷伟庆.生物监测在水环境监测中的应用及发展趋势[J].污染防治技术, 2013, 05:62-65+71.

环境生物技术与环境保护 篇2

日期：2009-12-25来源：2008字体大小：大中小

环境，是指影响人类生存和发展的各种天然和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。因此，环境保护也就是为了保障人类的生存和发展，人类社会就环境的维持和改善所采取的行政、法律、经济、科学技术等多方面的措施和进行的积极活动。20世纪中叶以来，环境问题已经成为整个地球的一大危机，人类赖以生存和发展的环境受到了严峻挑战，资源的迅猛开发与滥采滥用，使其日益枯竭，生态环境遭到了严重破坏，造成了各种污染事故频频发生。环境问题已经成为当今人类面临的全球性问题之一，引起了各国的普遍关注。1983年底，国务院宣布“环境保护是中国的一项基本国策”。环境保护是跨经济、社会、技术等学科的综合性科学。环境保护研究人体健康、人类生产和生活环境的舒适程度，以及自然资源保护和生态系统平衡。环境保护的基本任务是保护和改善生活环境与生态环境，防治污染和其他公害，保障人体健康，保护自然资源，促进社会主义现代化建设的发展。环境保护强调以防为主，防治结合，强调加强环境法制工作，推行总量控制、清洁生产等对策，并实行可持续发展战略。面对随经济的飞速发展而日益加剧的环境污染状况，如何保护环境、合理有效地处理环境污染物已迫在眉睫。采用传统的物理、化学方法可达到一定的除污净化效果，但成本高、过程繁琐，并易造成二次污染。近年来，利用微生物等环境生物技术处理环境污染物，所具有的安全、高效、廉价的优点，逐渐引起人们的重视。1 环境生物技术的产生和发展 环境生物技术(Environmental Biotechnology)是一门现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科，主要由生物技术、工程学、环境学和生态学组成，是一门综合性科学体系，涉及多种学科，它的产生和发展反映了基础科学研究的最新成果，同时也体现了工程科学开拓出来的新技术和新工艺，代表了环境工程技术的发展方向。在环境工程研究领域，一般将19世纪末生物滤池的出现和1914年w．T．Loekett和．E．Arden发明“活性污泥法”作为环境生物技术的开端。20世纪五、六十年代，随着工农业的快速发展所带来的环境污染尤其是水污染的加剧，直接刺激和促进了环境生物技术的发展；70年代 Chakrabaty等人成功构建了含有多种降解质粒的“超级细菌”，为80年代环境生物技术的发展奠定了基础；1981年，欧洲生物技术联盟(EFB)首次将环境生物技术用于设立环境生物技术专门机构的名称，并将控制污染的生物技术概称为环境生物技术；1983年，美国在西雅图召开了首届“利用基因控制污染”的环境生物技术专题会议。进入90年代以后，环境生物技术更是引起了更多的注意并得到了充分的发展。1994年美国生物工业组织(BIO)

和白宫国家科学技术委员会共同组织的可持续环境中生物技术大会上提出了基因工程微生物、优选微生物和生物传感技术中可利用菌类等3大最新发展技术领域；1995年，美国国家科学和技术委员会发表的名为《2l世纪生物技术新方向》的蓝皮报告中将环境保护和环境生物技术列在了很重要的地位；1996年在美国和2000年在日本召开的两届国际环境生物技术大会上，也都充分展现了世界各国对环境保护和环境生物技术研究的重视。2环境生物技术的研究内容与特点 国外学者认为生物技术中的三个部分属于环境生物技术范畴：一是在环境中应用的生物技术，二是涉及到环境中的某些可看作为一个生物反应器部分的生物技术，三是作用于一些必定要进入环境的材料的生物技术。从国内外的研究可以发现，目前环境生物技术的主要研究内容包括四个方面：降解污染物的工程菌和抗污染型转基因植物的相关研究，环境友好材料生物合成技术的相关研究，危险性化合物的降解和污染场地的生物补救研究，以及废物强化处理技术研究。应用环境生物技术处理污染物时，最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质，如二氧化碳、水和氮气而且能一步到位，避免了污染物的多次转移。因此环境生物技术具有速度快、消耗低、效率高、成本低以及无二次污染等显著优点，是环保中应用最广的、最为重要的单项技术。美国环保局(EPA)在评价环境生物技术时指出“生物治理技术优于其他新技术的显著特点在于它是污染物消除技术而不是污染物分离技术”。据美国环保局估算，美国现有的化学工业若有5％为生物过程取代，污染防治费用可降低约1亿美元。生物技术的产品或副产品基本上可以快速生物降解，并且可以作为营养源加以利用。利用生物修复技术净化环境，可使受污染的宝贵资源如水资源、土壤等得以重新利用，还可进一步强化环境的自净能力。3环境生物技术在环境保护中的应用 3．1 生物监测技术在环保领域中的应用 应用酶联免疫技术、PCR技术、电子显微技术、基因差异显示技术、生物传感器、基因探针、生物芯片等现代生物技术对环境进行监测与评价，是近年来国内外科学工作者研究的热点，研究报道也日益增多。应用酶联免疫技术检测分析环境中的农药及其代谢物是90年代的一项新技术。目前，国内外已经开发出杀虫剂、杀菌剂、除草剂等农药以及多氯联苯、二恶英、抗菌素等污染物的酶联免疫分析方法，其中用于现场快速分析的酶免疫试剂盒已商品化。此技术具有快速灵敏，费用低，特异性强和适于现场大量样品分析等优点。我国在环境污染的生物监测方面也取得了一些新进展。一是广泛开展了生物监测方法的研究；二是各种生物综合监测指标的研究；三是利用生物监测手段和评价环境质量。我国华东师大吴自荣等同志利用冷冻干燥的发光细菌的发光强度随水质污染程度而变化的特点，研究提出了上海苏州河水质发光细菌测试和评价方法。3．2废水生物处理技

术我国的水污染十分严重，高浓度有机物废水的处理是我国水污染治理的重点难题。污水中有毒物质的成分十分复杂，包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用，从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质，使污水得到净化。应用遗传工程技术构建符合人们需要的微生物高效菌以及具有降解多种污染物功能的超级菌，可以提高对污染物的降解能力、加快降解速度，以增强净化污水的效力。如微生物高效菌能够将氰化物(氰化钾、氰氢酸、氰化亚铜等)分解成二氧化碳和氨；利用专门分解硫化物的微生物可以从废水中回收硫磺；利用能够降解石油烃的超级菌以清除油对水质的污染等。还可以将大量的微生物高效菌凝聚在泥粒上形成活性污泥，用来分解和吸附废水中的有毒物质，污水净化后沉积的污泥中存在丰富的氮、磷、钾等元素，是很好的有机肥料。3．3大气污染的生物处理随着现代工、农业的发展，大量有毒、有害气体被排出，严重污染环境。微生物对污染物能较快地适应，并可使废物、废气得到降解和转化。同传统空气污染控制技术如活性炭吸附、湿法洗涤和燃烧等相比，微生物法以其处理效果好、投资及运行费用低、易于管理等优点，逐渐应用于空气污染控制中。近年来，采用把煤的物理选煤技术之一的浮选法和微生物处理相结合的方法而把煤和黄铁矿分开，进而达到脱硫。美国利用CBl菌株可脱去18％一47％的有机硫。捷克斯洛伐克1991年在其北部三个露天煤矿用氧化亚铁硫杆菌脱褐煤中硫，平均能脱去无机硫78．5％0有机硫23．4％。德国和荷兰用生物膜过滤器处理含硫化氢废气，其控制效率达90％以上。新西兰、英国、日本和美国也有在工业上规模应用的报导。3．4 固体废物的生物降解在众多的处理方法中(如堆肥、焚烧、热处理等)，生物处理具有成本低、运行费用低、操作简单、易管理等优点。城市垃圾的“生物反应堆”理论就是其中的一种，它与传统的卫生填埋相反，允许适量的水分进入填埋场，增加湿度，为微生物的生长和繁殖提供有利的条件，从而加速固体废物的降解和稳定。(1)好氧生物处理好氧生物处理是利用好氧微生物在有氧条件下的代谢作用，将废物中复杂的有机物分解成二氧化碳和水，其重要条件是保证充足的氧气供应、稳定的温度和水。实际工程中就是在填埋场中注人空气或氧气，使微生物处于好氧代谢状态。(2)厌氧生物处理厌氧生物处理是利用在无氧条件下生长的厌氧或兼性微生物的代谢作用处理废物，其主要降解产物是甲烷和二氧化碳等，一般需要保证温度、无氧或低溶解氧浓度。(3)准好氧处理准好氧填埋场的主要设计与运行思想是使渗滤液集水沟水位低于渗滤液集水干管管底高程，使大气可以通过集水干管上部空间和排气通道，使填埋场具有某种好氧条件。准好氧处理靠垃圾分解产生的发酵热造成内外温差，使空气流自然通过填埋

环境监测生物技术 篇3

【关键词】生物监测；环境监测

在人类社会不断发展的过程中，环境污染问题也变得越来越严重，不仅对人们的正常生活造成了影响，也对人类社会的可持续发展形成了限制。因此，为了能够有效解决环境污染和生态破坏问题，人们一直在不断加大环境监测力度。而在当前的环境监测工作中，生物监测技术应用较为广泛，生物酶技术、生物芯片技术、PCR技术和生物传感器技术等都取得了较为良好的应用效果，接下来，本文就将对这些生物监测技术在环境监测中的应用进行详细探讨。

一、生物酶技术

生物酶技术是当前环境监测中应用最为广泛的一种生物监测技术，其主要作用是对环境污染物中的农药和重金属等有害污染物进行检测。当前，在环境监测中，生物酶技术的应用主要分为两种形式，一种是生物酶抑制技术，另一种是酶免疫测定技术。

（一）生物酶抑制技术

该技术的主要应用原理是农药和重金属等有害污染物能够对特定的酶产生抑制作用，而当产生抑制作用之后再加入合适的显色剂，通过是否显色和显色程度就能够对环境中重金属和农药成分进行检测。在此过程中，通过对酶是否发生抑制反应以及加入显色剂后的显色程度进行分析，能够对所要检测的环境污染物的存在与否和含量大小进行有效判断，进而达到环境检测的目的。当前，针对生物酶抑制技术的监测特性，相关研究人员已经研究出了能够在环境监测中进行快速使用的酶片和酶标签等速测产品，并且成为当前最受欢迎的一种监测技术。

（二）酶免疫测定技术

酶免疫测定技术是一种综合了生物酶技术和免疫技术的新型监测技术，其主要应用原理是通过对抗原和抗体之间的特异性反应进行参考，对环境监测中监测污染物是否存在和存在量进行判断。通常情况下，在应用酶免疫测定技术对环境进行监测的过程中，通常会将所要监测的环境污染物作为抗原，然后通过免疫动物获得特异性抗体。抗体与抗原的特异性反应通常在动物体外进行，并以特定的酶作为示踪物，进而对所要监测的污染物的存在情况进行判断。相对于生物酶抑制监测技术，该技术虽然具有更为良好的监测效果，但其成本却相对较高，当前并未得到广泛应用。

二、生物芯片技术

虽然生物芯片技术上世纪末就已经诞生，但其在近几年方得到突破性发展和实质性提升，严格来说，其属于一种新型生物技术。在环境监测中，该技术具有非常高的表达水平，能够在短时间内对大量基因变化情况进行详细检测，并将其有效表达出来，为监测人员提供科学有效的参考依据。当前，针对生物芯片上所使用探针的不同，可以将常用生物芯片技术分为组织芯片、基因芯片、蛋白质芯片以及细胞芯片等集中芯片技术。

在生物芯片技術应用初期，所应用技术主要为基因芯片和蛋白质芯片，在监测过程中，监测人员可以通过对基因芯片上的DNA的变化情况或者是蛋白质芯片上蛋白质的变化情况，对所监测污染物的存在情况和对生物所造成的影响进行判断。虽然蛋白质芯片和基因芯片是基于DNA基础上而诞生的一种监测技术，但是在应用性和信息反应高效性上却具有一定缺陷。为此，美国生物学家进一步研发出了新型的组织芯片和细胞芯片，相对于以往的蛋白质芯片和基本芯片，其能够更加高效而全面的反映出所监测污染物的整体变化情况，为监测人员提供更加复杂和庞大的应答信息，帮助监测人员对污染物的存在情况和可能引起的生物变化进行更加精确的判断。当前，在基因监测方面，组织芯片和细胞芯片的应用率要远比基因芯片和蛋白质芯片的应用率要高，在环境监测中的应用效果也更好。

三、PCR技术

PCR技术，指的是聚合酶链式反应技术，其主要应用原理是在生物体外对特殊DNA进行复制，对指定的DNA片段进行放大处理。通常情况下，在环境检测中应用该技术，需要先对特定DNA片段进行选定，并使其在95°高温条件下，在生物体外进行变性，生成DNA单链。然后，在60°C条件下，使引物与DNA单链按照碱基互补配对原则进行有效结合，结合之后，再将温度调至72°，该温度下DNA聚合酶活性最高，使DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖的方向合成互补链。

PCR技术的灵敏性和统一性都比较高，因此，在环境监测中，其多应用于对特异种群和特殊菌株进行跟踪检测，进而对环境中的污染物信息进行扑捉和判断。

四、生物传感器技术

在当前的环境监测中，生物传感技术应用的也较为广泛。与传统化学传感器以及分离分析技术相比，生物传感器不仅灵敏度更高和成本更低的特点，还能够在复杂的体系中对污染物进行快速、连续监测，精确性更高。当前，生物传感技术已经被广泛的应用在水质监测中，并且能够对水质中的BOD、阴离子表面活性剂、pH值以及水体富营养化等相关监测目标进行有效监测。

结束语：

环境污染已经成为当前人类发展中最主要的问题，因此，我国一定要重视起对环境的监测，并不断对环境监测技术进行提升。当前，在环境监测中，生物监测技术应用较为广泛，并且取得了较为良好的应用效果。同时，在现有基础上，各国研究人员依旧未放弃对生物监测技术的研究，我们有必要相信，在不就的将来，在环境检测中生物监测技术一定能够得到更为广泛的应用。

参考文献

[1]王春香，李媛媛，徐顺清生物监测及其在环境监测中的应用[J].生态毒理学报，2012，11.

[2]周卉，胡鹏洋.生物监测技术在环境监测中的运用[J].科技与企业，2014，05.

环境监测生物技术 篇4

目前, 环境监测中应用最多的生物高新技术主要是PCR生物芯片技术以及生物传感器和流式细胞测定技术等。

1 生物芯片技术

PCR生物芯片技术指的是通过采用光岛远位合成或微量点样的工作原理, 对生物的大分子玻片、硅片等支持物上进行固定, 以准确、快速、大信息量的对其细胞、蛋白质以及基因进行检测。其特点就在于高能量、微型化以及自动化。如在利用传统方法监测食品中的单核细胞利斯特氏菌时, 需要花费大量的时间, 但是PCR技术生物芯片在其中的应用的, 大大的缩短了监测分析细菌的时间[2]。这也表明了生物芯片技术在能够的在短时间对生物分子的信息进行分析, 从而让人们准确的掌握样品中的生物信息。不难看出, 生物芯片技术在环境保护中的应用必然有着良好的前景。

2 生物传感技术

生物传感技术指的是利用生物敏感元件与待测物质之间的相关关系以及相互作用, 检出待测对象的具体成分, 并将检测结果转换为电子信号的一种技术。在对物质进行检测时, 由分子对已进入固定化生物敏感膜的物质进行识别, 发生相应的生物反应之后, 将生物信号转换为电信号, 而后由相关仪表再对电信号进行放大、输出, 最后由电子计算机处理后将待测物质的种类以及浓度显示在计算机屏幕上[3]。

生物传感器的特点很多, 首先, 生物传感器的应用能够检测出生物物质的特异性和的多样性, 其次, 生物传感基础的操作条件限制少, 能够在无试剂的条件下操作, 较传统的生物学及化学操作方法来说, 有着更简便、快速、准确的优势。如常见的酶传感器、微生物传感器以及生物电机传感器、半导体生物传感器等。

在采用生物传感器技术对污水以及废水中的BOD含量、酚含量以及NO3-含量进行测定时, 能够获得较准确的结果。运用生物传感技术分析大气中二氧化塘含量、二氧化硫含量以及氮氧化物含量时都有着较好的效果[4]。另外, 生物传感技术还能用于检测水体中的赤潮、有毒物质、有机污染物等。

由于生物传感器有着的使用方便、成本低、省时、易制作等特点, 人们在对环境中的污染物进行监测时也多愿意采用生物传感器监测的方式。同时, 生物传感器在环境监测中的前景也使得其商业化应用水平获得了一定程度的提高, 如甲烷生物传感器、氨生物传感器、乙醇生物传感器等。

3 流式细胞测定技术

流式细胞测定技术值得是对液体中排成单列的细胞进行定量分析和分选。其工作原理就是采用荧光染色的方式将待测样品制成悬液, 而对这些悬液体进行施压力, 使之进入流动室, 以单列的方式进行细胞排列。经过流动室的喷嘴喷射后形成细胞流液, 最后由荧光检测器对其进行检查。

作为一种测量速度快、能支持多参数测量, 集中了光学、电子学、流体力学、细胞化学、免疫学等多种学科和技术在内的高科技技术, 能帮助人们更精确的进行细胞分析和细胞分选。

目前, 流式细胞测定技术的应用对象主要是用于监测海洋生物, 在与同位素示意的技术相结合的基础上, 能够对不同类别的浮游生物进行检测;在与DNA分子探针技术结合的基础上, 能够监测和分析海洋异氧细菌群等;在与高效液相色谱技术结合的基础上, 能够检测海洋生物中含有不同色素的浮游植物与海洋光学之间的关系。

总的来说, 流式细胞测定技术在海洋生物监测中的运用, 大大的扩展了环境保护与环境监测的手段。

4 微核技术

微核技术是一种新的生物学检测技术。该技术的建立基础是生物细胞染色体在环境污染因子的影响下而产生畸变并产生微核。微核的形成是由于内外部环境对生物的综合作用而引起染色体的结构发生异常, 出现一些异常现象, 如出现无着丝粒断片。在细胞分裂的后期, 这些异常现象不能正常的朝着细胞的两极进行运动, 而是停滞在细胞中央赤道板附近, 而形成微核[5]。

该技术微分子技术发展的推动下, 在遗传学终点原理的基础上扩大了其检测的对象和范围, 如细胞分裂、DNA修复损伤、基因扩增。但是该技术应用于环境监测中主要对象是动物的骨髓红细胞系、外周血淋巴细胞等。

5 结语

总之, 经济高速发展的今天, 环境问题和经济发展之间的矛盾日益突出。重视环境, 解决环境问题, 是构建社会主义和谐社会的重要内容, 也是协调人与自然之间关系的重点。同时, 生物测定技术在环境治理中的应用是维护人类社会可持续发展, 维护资源可持续发展的重要举措。

参考文献

[1]周笑薇.浅议现代生物技术在生态环境中的运用和发展趋势[J].科技资讯, 2011, (4) :143.

[2]吴善兵.现代生物技术在环境保护中的应用研究进展[J].现代农业科技, 2012, (17) :216-218.

环境生物技术 篇5

1.生化需氧量（BOD，biochemical oxygen demand）：“生物化学需氧量”的简称。是指在一

定期间内，微生物分解一定体积水中的某些可被氧化物质，特别是有机物质所消耗的溶解氧的数量。以毫克/升或百分率、ppm表示。它是反映水中有机污染物含量的一个综合指标。BOD越大，表示水体中有机物越多，污染越严重。如果进行生物氧化的时间为五天就称为五日生化需氧量（BOD5），相应地还有BOD10、BOD20。

2.化学需氧量（COD），是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消

耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。

3.污泥负荷率：有机物与微生物之比称污泥负荷率(F:M)。它影响过程的代谢深度和污泥的沉降性能，也影响运行的稳定性和基建费用。污泥负荷率低些，过程的运行比较容易，处理效率比较稳定，剩余污泥量比较少，但基本建设和运行费用一般要高些。普通活性污泥法的负荷率常在0.15～0.3公斤BOD5/公斤污泥之间。

4.容积负荷：volume loading 每立方米池容积每日负担的有机物量，一般指单位时间

负担的五日生化需氧量公斤数（曝气池，生物接触氧化池和生物滤池）或挥发性悬浮固体公斤数（污泥消化池）。其计量单位通常以kg/(m3·d)表示。

5.废水厌氧生物处理：在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，降解废水中的有机物，使

其转化成甲烷和二氧化碳等物质，达到污水进化的过程。

6.生物表面活性剂：是微生物或植物在一定条件下培养时，在其代谢过程中分泌出的具有

一定表面活性的代谢产物，能显著改变特别是降低液体表面张力或两相间界面张力的物质，如糖脂､多糖脂､脂肽或中性类脂衍生物等

7.生物修复：是指利用生物特别是微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消

除环境中污染物的一个受控或自发进行的过程。

8.生物农药：又称天然农药，利用生物体本身或由生物体产生的生理活性物质作为杀虫剂

或除草剂，对特定的病虫害产生作用的安全性能高的新农药。

9.农用抗生素：是指由微生物发酵产生、具有农药功能、用于农业上防治病虫草鼠等

有害生物的次生代谢产物。放线菌、真菌、细菌等微生物均能产生农用抗生素，其中放线菌产生的农用抗生素最多。

10.内碳源：活性污泥中微生物死亡后自溶后释放的含碳有机物，也称二次性基质。

11.驯化：这里特指活性污泥的驯化，是定向选育微生物的方法与过程，通过人工措施使微生物逐步适应某种特定条件，最后获得具有较高耐力和代谢活性好的菌株。

二、简答

1.环境生物技术的基本概念、研究内容？

答：环境生物技术是一门由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科，是直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能，建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统。其研究内容：分为三个层次，第一层次是以基因工程为主导的现代环境生物技术，第二层次是以废物的生物处理的传统环境生物技术，第三次是以氧化糖、人工湿地和农业生态地为主的传统环境生物技术。

2.活性污泥性能指标有哪些？

答：（1）MLSS（Mixed Liquid Suspanded Solid）指1L曝气池混合液中所含悬浮固体干重，它是衡量反应器中活性污泥数量多少的指标。它包括微生物菌体（Ma）、微生物自生氧化产物（Me）、吸附在污泥絮体上不能被微生物所降解的有机物（Mi）和无机物（Mii）。

（2）、MLVSS（Mixed Liquid Volatile Suspanded Solid）指1L曝气池混合液中所含挥发性悬浮固体含量，它只包括微生物菌体（Ma）、微生物自生氧化产物（Me）、吸附在污泥絮体上不能被微生物所降解的有机物（Mi），不包括无机物（Mii）。所以MLVSS能比较确切地反映反应器中微生物的数量。

（3）、SV% 污泥沉降比，曝气池混合液在量筒中静止30min后，污泥所占体积与原混合液体积的比值。

（4）、SVI 污泥体积指数，指曝气池混合液经30min静止沉降后1g干污泥所占的体积，单位为ml/g。

（5）、SDI 即污泥密度指数，指100ml混合液静止30min后所含活性污泥的g数。单位为g/ml。

（6）、污泥负荷 ：污泥负荷是反应器设计和运行的一个重要参数，它指单位活性污泥所能去除的五日生化需氧量，单位是kgBOD5/kgMLSS。

3.什么是丝状线膨胀？引起丝状线膨胀的原因及其预防措施？

答：活性污泥处理中，丝状细菌及其他丝状微生物异常地大量增殖，造成最终沉定池中污泥几乎不沉淀的异常现象称为丝状线膨胀。原因：（1）偏酸环境：偏酸易于丝状菌生长繁殖；

（2）供氧不足；（3）水温偏高；（4）碳氮比失衡。

预防措施：(1)强化曝气；(2)调整负荷；(3)分段注水；(4)投加含氮化合物；(5)投加石灰和消化污泥；(6)稀释流入污水；(7)如碳水化合物增多，要调查废水的来源；(8)有毒废水进入系统时，应进行预处理；(9)接种活性污泥。

4.什么是厌氧生物处理、好氧生物处理？两者之间的比较。

答：废水厌氧生物处理：在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，降解废水中的有机物，使其转化成甲烷和二氧化碳等物质，达到污水进化的过程。

好氧生物处理：利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。

两者之间的比较：

(1)好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小。且处理过程中散发的臭气较少。厌氧生物处理缺点是反应速度较慢，反应时间较长，处理构筑物容积大等。

（2）废水厌氧生物处理过程不需另加氧源，故运行费用低。此外，它还具有剩余污泥量少，可回收能量(CH4)等优点。好氧生物处理过程需通氧，费用较高。

（3）好氧生物处理较厌氧生物处理负荷较低。

（4）两者作用的微生物不同：好氧处理为好氧微生物，厌氧处理为厌氧生物。

5．厌氧生物转盘的工艺特点？

答：工艺特点，书上P180.6.生物膜法中，生物膜载体的条件？

答：(1)生物膜载体要易流化不易流失；（2）要易于挂膜且无害；（3）可以提供较大的比表面积以增加生物附着量；（4）价格低廉且易就地取材；（5）生物相容性好，粒度及孔径适中，可以偶联足够的生物分子；（6）机械强度大，性质稳定，使用寿命长。

7.生物膜法的机理？

答：生物膜法是指废水流过生长在固定支承物表面上的生物膜，利用生物氧化作用和各相间的物质交换，降解废水中有机物的方法。其作用机理：生物膜法处理废水就是使废水与生物膜接触，进行固、液相的物质交换，利用膜内微生物将有机物氧化，使废水获得净化，同时，生物膜内微生物不断生长与繁殖。生物膜在载体上的生长过程是这样的：当有机废水或由活性污泥悬浮液培养而成的接种液流过载体时，水中的悬浮物及微生物被吸附于固相表面上，其中的微生物利用有机底物而生长繁殖，逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。这层生物膜具有生物化学活性，又进一步吸附、分解废水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。

8.影响活性污泥处理废水效果的因素？

答：书上P57，营养物质、pH值、温度、溶解氧的含量以及某些有毒物质等极大地影响着好氧生物处理系统的运行及净化功能。

⑴营养物质 ：污水中各种营养物质的量及比例影响着微生物的生长、繁殖，从而影响好氧生物处理系统的处理效果。

⑵溶解氧的含量 ：溶解氧(即DO)是影响好氧生物处理系统运行的主要因素之一。⑶pH值

⑷污水的温度

⑸有毒物质

9.在PHAs的生产过程中，通常采用的发酵方式有哪些？流加发酵法有哪些优势？ 答：书P372底，P373上。

10.影响纤维素酸水解的因素？

答：书P252

11.生物表面活性剂大规模生产的条件及应用与前景？

答;书P452—P456

环境监测生物技术 篇6

【关键词】环境监测；生物传感器；应用价值；分析

【中图分类号】X835【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0049-01

引言：随着社会的发展，工业农业的快速发展，环境污染问题也日趋加剧，目前环境保护问题已经成为人们的共识，环境保护及环境污染控制已经成为目前环境监测人员工作的核心内容。对环境进行管理、控制污染、为环境评价与环境规划提供准确且全面的环境质量状况的信息，这些都是实施环境监测的重要目的所在[1]。而生物传感器所包含的特点有好的特异性、高灵敏度、分析速度快并且在复杂的体系中能够在线进行连续监测等，它属于一项新的高新技术，因此在环境监测中具有重要的作用。

一、在大气环境监测中的应用

最常见的影响大气环境的污染因子有TSP、S02、C02和NOx等，其中危害最大的是S02和NOx，这两种因子是形成酸雨和酸雾的主要成分，同时，NOx还是主要的光化学污染引发因素。采用传统的检测方法检测S02、NOx，不但方法复杂，还经常出现重现性差的检测结果。因此在大气环境监测方面广泛应了用生物传感器。

1、对S02的监测

采用氧电极和肝微粒体（需含有亚硫酸盐氧化酶）制成的生物传感器应用于S02的监测。通过对雨水中的亚硫酸盐浓度进行测定来体现S02的的含量。依靠传感器里面的微粒体对亚硫酸盐进行氧化，与此同时还消耗一定的氧，降低氧电极周围溶解氧浓度，引起传感器电流的相同变化间接反应亚硫酸盐浓度，具有很高的准确度以及很好的重现性。

2、对NOx的监测

采用氧电极与固定化硝化细菌、多孔气体渗透膜组合制成的生物传感器应用于NOx的监测。利用亚硝酸盐做唯一的硝化细菌能源，亚硝酸盐增加就会增加传感器的呼吸活性。呼吸过程中采用氧电极进行溶解氧浓度降低量的检测，以此间接将亚硝酸盐含量反应出来，体现大气所含的NOx含量。0.01mmol/L是最低检测限[2]，如果亚硝酸盐浓度<0.59mmol/L时，亚硝酸盐浓度和传感器电流成正比关系，具有较强的抗干扰能力，选择性较好。

二、在水环境监测中的应用

1、对BOD的监测

水体有机污染程度的衡量可以依据生物化学需氧量（BOD）的监测。传统采用5d生化需氧量标准稀释测定法进行BOD的检测，不但操作繁琐、需很长时间，而且准确度相对较差[3]。Karube等人于1977年从废水处理厂污泥中提取出微生物，经培养制成胶原膜，结合氧电极组成了一种微生物传感器，主要用于BOD的测定。后经过完善和发展，研究出其工作原理：生物敏感元件采用微生物混合菌种或单一菌种，一旦BOD物质发生加入、降解代谢现象，就会转化微生物内外源呼吸方式，耦联输出电流发生强弱变化，传感器输出电流值处于某种条件下和BOD浓度呈线性关系。它不但满足了实际监测对于精度的要求，而且灵敏、快速，因此应用在水质在线分析方面前景广阔。目前不但有应用于天然淡水、城市污水的BOD监测传感器，还有能适应海洋高盐度水体特点的传感器。

2、对苯酚类化合物的监测

环境污染严重的污染物之一就是含苯化合物，因为很多芳香类化合物都会引起癌症。近些年电化学传感器先后产生了以漆酶、酪氨酸酶、过氧化物酶和苯酚羟化酶做生物敏感材料的传感器，最常应用的是酪氨酸酶为生物敏感材料的传感器，原理为：基于分子氧存在基础下，依靠酪氨酸酶将单酚类物质进行氧化，使其生成二酚，从而将其氧化成为苯醌类物。由于苯醌能利用电化学途径将电子吸收转换成邻苯二酚，所以对苯醌类物质生成情况及氧的消耗程度进行监测，就可以实现苯酚类物质监测目的。这种监测方法具有较高的灵敏度和较强的选择性。还有一些生物传感器利用微生物菌体作识别材料进行苯酚类物质的监测，因细菌经常含有降解质粒，所以假单胞菌属极受研究者关注[3]。

3、对硝酸盐的监测

利用生物传感器对水环境里面的NO3-进行测量，需要测定还原成NO2-时的还原电流大小，以此来反映NO3-含量。该传感器在NO2-浓度为400？mol/L以内时，有较好的监测效果。对传感器用电泳的原理进行改造，将电极放入被监测液和培养基池中，使得NO3-与敏感元件更加接近，得到更好的监测效果。

三、对农药等物质的监测

除草剂、杀真菌剂、杀昆虫剂、脱叶剂、植物生长调节剂等均属于农药类物质，农药是一种广泛存在于大气、土壤以及水、植物和食品中环境污染物。其中除草剂不但含有有机化合物，也含有无机物；杀真菌剂含有有机化合物、含硫化合物及含铜化合物；杀昆虫剂含有马拉硫磷、对氧磷等有机磷化合物。这些都会造成人体的危害，导致造血功能受损、呼吸道损伤、神经系统疾病、免疫系统损伤或严重的致癌现象。目前常用的杀虫剂监测方法为气相色谱法，但某些杀虫剂具有高极性、低挥发性以及对热不稳定性，很难采用气相色谱法进行监测。但有机磷农药会在低浓度下进行一些特定酶活性的抑制，抑制程度受到有机磷农药浓度的影响，所以设计了酶传感器进行有机磷农药浓度的间接测定。其中酶传感器的作用机理主要是乙酰胆碱在胆碱酯酶的作用分解产生胆碱和乙酸，然后胆碱别胆碱氧化酶氧化形成甜菜碱并释放出H2O2，农药与胆碱酯酶发生作用时，将会形成极易水解的非共价的中间复合物，同时由于乙酰胆碱酯酶高度敏感于有机磷农药，所以测定反应相pH变化就能得到酶活受抑情况，间接可将有机磷农药浓度推算出来，从而能够监测出药物的危害性。

四、总结

生物传感器的开发主要是依据生物技术、生物电子学和微电子学几方面的研制成果不断的发展和渗透。在环境监测中应用生物传感器，不仅能够实现环境监测的及时准确性，而且生物传感器技术还能够实现在线监测的优点。对于未来的传感器而言，必将与计算机结合，实施采集数据、处理数据自动化进行，提供出更科学和准确的结果，进而形成完全的自动化检测系统，为环境的保护作出最大的贡献。

参考文献

[1] 周仕林，刘冬.？？生物传感器在环境监测中的应用[J].？理化检验（化学分册）.2011（01）：23-25.

[2] 殷大根，杜勇，刘晓霞.生物传感器基于碳纳米管对环境监测的研究进展[J]. 材料开发与应用，2011（04）：50-52.

环境监测生物技术 篇7

1 现代生物技术分析

1.1 探针核酸监测技术

探针核酸检测技术是使用特定核苷酸序列出现特异性互补已知核苷酸片段作为探针, 主要分析片段长度的多样性, 被标记的探针可以使用在植物细胞组织内、探测溶液、固定生物膜同源核酸序列[1]。探针核酸监测技术有高度灵敏性以及特异性, 当前在环境微生物监测中广泛使用。

1.2 PCR技术

PCR (Polymerase Chain Reaction) 技术是指生物学的聚合酶链式反应, 主要是指在聚合酶的催化中将特定的引物设置为监测起点, 通过延伸、退火以及变性等步骤将DNA体外复制, 可以快速的在异地使用体外复制所有目的的DNA[2]。聚合酶链式反应有特异性强、灵敏度高优势, 可以在监测大量评价样品以及环境中的污染。

2 在大气污染中的实践

大气污染是指使用生物监测对大气质量进行分析研究, 确定环境污染程度。在生物系统中, 大气污染给动植物的生存带来了严重的污染, 因为植物有在固定的温度、湿度中生长的特征, 导致植物没有科学办法避免有害物质污染。植物对大气中有害物质有一定敏感性, 所以在环境监测中便于监测以及管理, 环境监测中现代生物技术在大气污染中的实践中可以使用采取植物叶子的方式当做需要监测的样品。植物可以通过大气污染程度完整的反应出来, 在大气污染实践中常用的监测植物有以下种类:

2.1 氟化物指示植物

通过植物可以反映出氟化物的对象主要有:苔藓、金线草、唐菖蒲、大蒜、郁金香以及梅树等植物。通常情况下, 使用现代生物技术监测受污染比较明显的植物, 叶子形状转变为尖形, 并且叶面上有一定程度的伤斑, 出现在叶脉上的症状则比较少。受环境污染的伤斑是浅褐或者红褐色。

2.2 二氧化碳所指示植物

二氧化碳污染指示的植物主要有海棠、烟草、向日葵、番茄以及柑橘等。通常受环境污染比较明显, 症状主要是植物叶子上出现不规则的伤斑, 颜色主要是白色、棕色以及黄褐色等, 同时植物叶子上也不同程度的出现点状伤斑。

3 在水体污染中的实践

3.1 微生物群监测

水体系统中比较重要的组成部分是微生物群, 微生物群在水体出现污染时可以快速的感应。一般情况下在环境监测中使用的监测手段是泡沫塑料块聚氨酯法, 该手段是在水体中投入一定量含有聚氨酯的塑料块, 对水体中微生物群落收集监测。和传统水体环境监测方式对比, 这种方法速度快、经济、准确, 同时还可以在污染监测中广泛使用。

3.2 生物法监测

使用生物法监测水体污染的方式主要是使用生物监测方式对水体监测。使用现代生物科技中的生物法对水体污染情况进行分析。生物法监测水体污染情况可以将水体污染带来的不利影响全面展示出。水体污染比较严重、可以反映出的生物有蚊幼虫、小颤藻以及颤蚓类生物。

4 在土壤污染中的实践

4.1 动物监测法

使用动物监测法控制土壤受污染的情况, 使用这种方式进行监测时, 通常情况下可以将蚯蚓当作监测对象, 因为蚯蚓有比较高的敏感性, 可以觉察到土壤中是否含有农药、铅等有害物质。除此之外, 使用现代生物技术进行土壤污染监测时因为土壤中有一定镉物质含量, 和蚯蚓体内镉物质含量有一定关联性, 因此蚯蚓在土壤污染的应用中具有一定意义。

4.2 植物监测法

使用微生物监测法对土壤污染进行监测主要是指使用土壤指示植物对土壤受污染情况进行监测。如果土壤遭到一定污染, 受到污染的微生物会出现一定程度的反应, 并且有污染比较明显的植物出现代谢异常的症状。比如遭到土壤污染的植物表面出现明显伤斑、构成成分发生改变、呼吸作用不断加强或者减弱、发育减慢等情况。

4.3 微生物监测法

现代生物技术监测土壤污染情况可以通过微生物监测法对土壤进行监测, 土壤污染源主要是人类粪便、尿液等污染源, 同时灌溉过程中使用污水也会对土壤造成不同程度的污染, 使用微生物监测可以对土壤污染的状况和程度全面评价。

5 结语

总而言之, 随着科学技术的不断发展, 使用生物学技术监测环境已经发展成为目前“探针”高技术水平, 说明环境工程和生命科学工程有着同时发展的形式, 环境监测中使用生物科学技术是未来环境良好发展的方向[3]。目前在环境监测中使用生物学监测技术对环境进行监测, 必须要根据环境监测设备的实际情况和其他设备联合使用, 扬长避短, 才可以将监测作用充分发挥, 为我国环境监测提供技术支持。

摘要：近年来, 环境监测中广泛的使用了现代生物监测技术, 现代生物技术在环境监测中属于较新型技术, 主要是指通过使用单独生物体、种群或者群落等方式对环境污染或者变化的反应, 使用生物学原理对环境污染情况进行监测以及评价。本篇文章研究了生物现代技术、现代生物技术在大气污染、水体污染以及土壤污染中的实践, 以供参考。

关键词：现代生物技术,环境监测,实践研究

参考文献

[1]介晓坤, 姚杰.浅述现代生物技术在环境污染治理中的发展及应用[J].辽宁城乡环境科技, 2010, 06:45-46.

浅谈环境监测的生物传感技术 篇8

1 生物传感技术有效监测有毒物质

通过以往的实践经验表明, 在我们最经常使用到的Cellsens生物传感器, 它是一种建立在大肠杆菌分析系统基础上, 同时以细菌的呼吸活动为衡量标准, 接着再通过生物传感器中电流的大小来反映污染物毒性是否符合标准的过程。值得大家注意的是, 在这个生物传感器之中的污染物会在很大程度上直接影响到细菌的呼吸作用。不仅如此, 其在监测废水中的二氯苯酚等具有毒性物质的过程中, 不仅反应快而且非常准备无误。

众所周知, 在各种类型的有害物质中当属农药的危害最大, 因此在这一领域我们需要加大力度对其进行研究并且想方设法加以解决。经过过去很长一段时间里的不懈努力, 最终研制成功有机磷农药生物传感器, 通过事实证明, 这种生物传感器在监测农药中的有害物质所达到的效果是比较令人感到满意的。那么它是怎么实现的呢?具体地说, 在新型有机磷传感器监测有毒物质的过程中, 是将乙酰胆碱酯酶与牛血清蛋白在使用二醛交联法进行反应的前提下, 将其固定在碳纳米管电极的表面 (通常是位于石墨电极上的) , 通过这种方式来监测农药毒性高低的一种方法。需要提醒大家一点的是, 在使用这种方法进行监测的过程中, 有机磷农药就算是在处于一种浓度不高的情况下同样也会起到抑制乙酰胆碱酯酶活性的作用, 从这一点上来看, 通过判断有机磷农药浓度只需要通过检测乙酰胆碱酯酶的活性即可 (在一定的范围内) 。

2 生物传感技术监测表面活性物质

就目前而言, 在人们的生活环境中发生严重水污染现象的绝大多数时候是由表面活性物质所导致的。举一个简单的例子, 直链烷基苯磺酸钠不但可以在水面上产生一定量的泡沫, 与此同时还会消耗一定量的氧气。鉴于这种情况, 我们最好的办法就是采用由氧电极所制成的生物传感器来监测阴离子表面的活性物质 (事实证明, 这样做所达到的效果往往是最佳的) 。需要注意的一点是, 在阴离子表面活性剂影响呼吸作用的同时, 氧在溶解的时候也会随之发生一定程度的变化, 如果是这样的话, 我们可以利用氧电极的电流变化来准确无误的测定出表面活性物质的浓度能否达到人们的预期要求。

3 生物传感技术监测微生物的数量

一般地说, 评价水质量标准最常用的方法就是通过监测水中微生物的数量。经过多年的研究和应用发现, 安培型细菌总数微生物传感器再借助一些适当的辅助装置和电极的前提下可以准确测量出数量超过30000的细菌数量, 更让人感到惊奇的是, 使用这种传感器进行测量的话往往只需要半个小时前后就能够操作完毕。具体地说, 第一步是将细菌悬浊液抽滤成细菌阻留膜, 第二步是将电极与经过过滤后的膜在弹性点解池的底部固定起来, 第三步是将阻留膜装饰到电极上并详细而且正确的记录伏安所呈现的曲线特征, 这样一来所得出的细菌总数对照标准曲线便是我们想要得到的最终结果。通过实践结果表明, 通过这种方法不仅花费时间比较少, 而且准确度相对而言也会比较高。

4 测定生化需氧量

所谓的生化需氧量含义是水中需要氧气供应的有机物的污染物质含量。一般地说, 在测定这种类型物质的时候最常用的方式就是用微生物的单一 (或混合菌) 作为电极的。事实证明, 水中的微生物的呼吸方式会随着水中生化需氧量的不同而发生一定程度的变化, 进而造成电极中电流信号也会随之产生不同程度的差异, 而放大最后的电信号输出便能够得出水中生化需氧量的多少。经过反复的实践发现, 此种监测方法不仅耗费工作人员的时间较短, 与此同时还可以达到预期在线监测的效能, 最终能够准确而且及时的将水的质量反馈到监测器中。

5 结语

综上所述, 随着科技的不断进步与发展, 我们通过利用生物传感技术在环境监测中的在线、快速、准确等优点, 从而满足现代环境在监测分析的实际需求。但是就目前而言, 生物传感技术想要得到更为广泛的应用还有很长的一段路要走, 但是我们有充足的理由相信, 随着我们在这一领域进行不断的探索, 生物传感器一定会在环境监测中展现出更多的优势, 从而更好的服务于环境保护当中。

参考文献

[1]刘专.传感技术在食品安全和环境监测中的应用研究[D].华中科技大学:卫生检验与防疫, 2013.

环境监测生物技术 篇9

关键词：生物监测技术,环境监测,技术应用

环境保护中污染物的控制是一项重点内容, 而污染物控制过程中污染物的监测与分析是重要手段。环境监测过程中要根据实际的环境特点, 选择与之相适应的监测技术, 以提高监测质量, 下文针对生物监测技术在环境监测中的应用展开讨论。

1 生物监测技术概述

生物监测是指利用生物与生物之间的相互制约影响、生物与环境之间的相互制约与影响, 了解生物与周围环境之间的具体联系, 通过监测环境与生物之间的关系对当前生物生存的自然环境中存在的问题进行分析。现阶段生物监测的方法主要包括四种, 即生理学方法、生态学方法、物理学方法及生物化学成分分析等。虽然现在生物监测技术很大程度上还只能作为其他环境监测方法的补充, 但是其可以有效弥补其他方法的不足, 提高环境质量水平的评定、监测质量, 与其他环境监测技术相比, 生物监测方法的优势体现在以下几个方面:

(1) 连续性:连续性的生物监测可以收集长期范围内环境变化相关的各种信息, 提高环境污染分析的全面性。 (2) 灵敏性:一些自然环境中无法利用理化监测找出某些长期污染物, 但是生物监测通过生物积累、生物放大及生物富集等效应, 大大提高了生物的灵敏度, 从而快速找出环境中的污染物。 (3) 直观性:生物监测可以把污染物对生物体的生物学效应直观的反映出来, 人们可以直接观察、分析, 故大大提高了监测结果的可信度。 (4) 保护性:生物监测技术在环境监测中的应用本身就是一种生态环境的保护, 应用过程中不会对生物体、生态环境及生态系统造成任何破坏。 (5) 经济性:生物监测技术无需在技术、设备等方面投入过多的资金, 且监测过程更简单。

2 环境监测中生物监测技术的应用

具体而言, 生物监测技术主要应用于以下几个方面:

2.1 土壤环境监测

土壤环境监测中生物监测的方法有多种, 包括植物、动物、微生物监测等, 其中以动物监测法最常用, 该方法主要以蚯蚓为监测对象, 蚯蚓具有较高的敏感性, 可以敏感的察觉出土壤中是否有农药或重金属等有害物质;并且蚯蚓体内镉含量的变化也是土壤中镉含量变化的直接体现。植物监测法的应用也比较普遍, 如果土壤受到污染则植物生长会发生代谢异常, 从而通过各种现象反映出来。此外, 土壤中微生物群落的数量、菌类等情况也会反映出土壤的污染情况。

2.2 水环境监测

水生生物与水环境之间存在互相依存、互相制约的关系, 水质受到污染, 则水生物就会发生反应, 从而达到监测水质污染的目的。此处介绍两种水环境监测中常用的生物监测技术。一种是微生物群落监测, 微生物生物群可以敏感的反映出水质的污染情况, 其中聚氨酯塑料块法是常用的方法之一, 即将泡沫塑料块放入被监测的水质中, 分析泡沫块收集到的微生物分析水质污染情况。另外一种则是针对指示物生物法进行监测, 该方法比较经典, 其主要检测受污染水质中缺失的敏感微生物的种类, 分析当前水质的污染情况, 由于指示物生命周期比较长, 活动范围比较固定, 因此大大提高了水质监测的准确性。水质监测指标示生物主要是浮游动物、小颤草、脆硬刚毛藻等无脊椎动物。

2.3 大气环境监测

大气污染监测是根据生物监测大气环境分析大气质量及环境被污染的程度。在整个生物系统中, 大气污染是直接威胁到植物生存环境的重要因素, 植物本身处于固定的环境中, 无可避免的会受到有害物质的污染, 因此植物的毒敏感性比较高;且植物的生长位置固定, 所以在管理、监测方面比较容易。将植物作为监测样品, 可以全面反应出大气环境的污染程度。具体而言, 大气环境监测中生物监测技术有以下几种:

(1) 二氧化硫指示植物:水杉、杜仲、落地松、地衣等是重要的二氧化硫指示植物, 植物受到污染后, 会在叶子上的直接体现出明显的症状, 主要表现出伤斑并呈现块状, 也会出现在叶子边缘, 颜色呈土黄色或红棕色。 (2) 氟化物指示植物:梅、大蒜、郁金香、杏等植物为氟化物指示植物, 受到污染后, 植物的叶子形状呈现出尖形, 叶面上存在伤斑, 如叶脉上出现症状较少, 伤斑会呈出现红褐色或浅褐色。 (3) 二氧化碳指示植物:主要指示物包括烟草、番茄、向日葵、秋海棠等, 如受到污染叶脉上会出现不规则的伤斑, 叶片颜色呈现出棕色、白色、黄褐色, 植物的叶子上出现伤斑且呈现出点状。

3 生物监测的发展趋势

由于生物监测具有独特的优势, 所以其在环境污染监测中的发展前景十分良好。当然, 环境是一个复杂的生态系统, 生物监测技术还不够成熟, 存在一些实际问题, 随着其不断发展, 各学科互相渗透、交融, 会大大提高生物监测技术的精确性与灵敏性。并且生物监测技术不断发展、不断完善, 对污染物危害的评价也更加科学、客观。污染物对环境的毒害作用并非单一的某种污染物所致, 而是多种物质共同作用、长期积累的结果, 生物监测对环境污染的毒害性进行更加客观、科学的评价。此外, 生物本身性质比较复杂, 气候、季节、病虫害、地域等因素均会对其产生影响, 故要进一步建立标准化的监测方法, 提高生物监测结果的实用价值。

参考文献

[1]黄玉平, 张庆国, 吴朝.生物监测及其在水环境污染防治中的应用进展[J].安徽农学通报 (下半月刊) , 2014 (8) .

[2]王平.水污染生物监测方法的研究及应用[J].广州环境科学, 2013 (4) .

[3]吴波.上海苏州河、黄浦江浮游植物群落结构及其对环境指示作用的研究[D].上海师范大学, 2011.

环境监测生物技术 篇10

1 生物监测的原理和特征

要想应用生物监测技术, 首先就要弄清其基本的原理。在环境中, 生物是随处可见的, 只不过人眼很难分辨出来, 一些微小的生物围绕在空气中, 这些生物的繁衍以及生存是需要一定环境作为基础的, 所以可以说生物与环境之间的关系是相辅相成的。以水中的水藻为例, 其会对周围的水质产生一定的影响, 受到破坏以后, 就会发现生长的密度以及在光合作用下会具有更加显著的变化程度, 应用生物监测技术手段可以发现这一变化以及对水质的破坏程度, 所以这一技术是不同于其他监测技术的, 这也算是生物监测技术的一个重要优势。具体来说, 生物监测技术具有三个方面的特征。首先是具有非破坏性, 其采集的样本是生物遗物, 所以不会对动物的生命安全造成严重的损害, 保证了其进一步的生存。在环境监测的结果方面也更加准确。其次是具有灵敏性的特点, 不同的生物生长在不同的环境下, 具有一定的差异, 所以要想监测他们是具有一定难度的, 但是生物会经过不断的累积, 对这些累积的生物进行监测的话, 效果就更加明显了。最后是具有综合性的特点。环境之所以受到污染, 主要是由多方面的因素造成的, 应用生物监测技术可以将污染的主要来源一一监测出来, 这样就可以更加便捷的进行管理以及有效的预防。

2 生物监测的分类

在进行生物监测的过程中, 主要可以分为以下几个方面。首先是因为生长环境的不同, 能够将生物监测分为主动与被动两部分, 主动监测就是对生物特征加以全方位的监测, 由此加以进一步的分析, 得到最终的破坏程度。被动监测主要是对原始的生物群进行分析与研究, 这种结果更加准确与科学, 效果也比主动监测更加明显。其次是生物层次具有一定的差异性, 所以在监测的过程中可以按照生态监测、污染物以及生化指标等因素加以进一步的监测。第三是按照物种的不同种类进行监测, 主要有三种分类, 一种是动物, 一种是植物, 还有一种是微生物, 采用综合监测的方式达到合适的效果。

3 生物监测方法在环境监测中的实施

3.1 生物群落监测法

这种监测方式主要是以生物自身所具有的生物特征以及行为习惯为基础的, 在群落生存的过程中, 极容易受到环境的影响而产生变化, 以水体污染为例, 在发生污染以后, 有些生物群体的生理机能比较脆弱, 所以造成群落出现大范围的死亡以及消失, 而有些生物具有抗生性, 所以会出现异常迅猛的趋势, 因此这种方式最常用在对水体、大气以及土壤的监测过程中, 用来对浮游生物等进行监测。

3.2 微生物监测法

这种方法主要是对环境体系中, 生物的成长状态进行监测, 能够凸显出环境介质造成的污染。可以用来进行检测的细菌类型有真菌、放线菌以及假单细胞菌等, 早在2004年的试验中就获得了成功。一些科学家对这方面的工作进行了详细的研究, 采用指示生物的方式对空气中含有的苯以及其他污染物进行生物监测, 在这一监测活动中, 主要应用了生物发光的特点, 并且在随后的发展与研究过程中得到了进一步的完善, 具有十分理想的监测效果。所以在当前的研究工作中十分受到认可。

3.3 生物残毒测定法

采用生物残毒测定的方式, 主要就是对环境生物中所含有的物质加以进一步的监测, 能够通过监测的效果得到环境受污染的程度。在一些环境中, 含有的放射性物质是十分多的, 从生物群种这一方面进行分析, 可以产生富集的效果。一些生物学者应用这些实验方法对沙蚤体进行监测, 发现其中所含有的微量元素。由此可以得到相应的水域中所受到的污染程度。

3.4 生物测试法

它通常是指通过对受到污染作用的物种进行生物学变化状态的研究, 侧面体现污染程度的一种过程。该法通常被运用在污染物排放、监测废水处理等工艺上。例如, 通过实验证明, 热休克蛋白在生物体内的指标高低能够有效体现环境质量水平。在此理论支持上, 著名学者Monferrán组织了多位专家进行专项实验, 利用检测眼子菜的谷胱甘肽芳基转移酶等其他元素的变化, 最终找到了导致水污染的来源。

3.5 生物传感器技术

在初始的HPLC或LC-MS分离分析技术运用条件上, 现代又发明了更为先进的生物传感器技术。与前两者相比, 它不仅能够实现全面连续检测多元化生态体系的效果, 并且依靠其极地的造价和极高的灵敏度, 迅速占领了当今的环境监测市场。尤其对于阴离子表面活性剂、p H值、BOD等参数的检测十分便捷, 结果也较为理想。据最新研究报告, 在光纤生物传感器的技术支持下, 首次对地下水炸药成分RDX和TNT检测试验获得成功。

4 生物监测的前景展望

生物监测是一门全新的学科和应用技术, 通过今几年的实践应用, 它所取得的成绩也是有目共睹的。然而, 我们也应当明白任何一种生态环境的组成非常复杂, 生物监测的实施必将还要面临更多的挑战和技术阻碍。在不断技术改进的过程中, 它仍然需要自然、物理、化学等学科的共同支持和配合, 才能保证其检测的准确性和灵敏度。除此之外, 我们也应该认识到, 生态环境的破坏不是一蹴而就的, 也不可能是某种单一元素污染直接造成的。它的成因和来源及其复杂, 因此相关部门也应当对生物监测的结果持科学的认识态度。

5 结论

在当前的科学技术发展过程中, 生物监测技术的发展已经变得日趋完善, 所以在当前的环境污染过程中这一技术手段已经变得愈发重要。在今后的发展过程中将会成为主要的技术手段, 在生物监测过程中, 相关学者已经对这方面的内容进行了详细的研究, 能够对环境监测工作起到积极的意义, 所以对于社会的发展是十分重大的。通过强化管理、技术改进等方式使其真正成为造福人类的一种科学技术。

参考文献

[1]周卉, 胡鹏洋.生物监测技术在环境监测中的运用[J].科技与企业, 2013, 3:146.