摘要：在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中，生物監(jiān)測(cè)的應(yīng)用可明確環(huán)境脅迫效應(yīng)，為水環(huán)境管理提供全面參考資料，有助于水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的改善。基于此，文章將水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)為研究對(duì)象，從生物監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀入手，分析其發(fā)展方向，并結(jié)合水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)工作實(shí)踐，論述其核心技術(shù)，為水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)的合理應(yīng)用提供幫助。

　　關(guān)鍵詞：水環(huán)境;生物監(jiān)測(cè);發(fā)展方向;核心技術(shù)

　　在生態(tài)文明建設(shè)深化推進(jìn)背景下，水環(huán)境管理要求增多，在原本水質(zhì)達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，要求水環(huán)境保持生態(tài)健康。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，環(huán)境監(jiān)測(cè)人員應(yīng)采取生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的生態(tài)管理。但和水質(zhì)理化監(jiān)測(cè)技術(shù)相比，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)仍存在一定不足，需明確其未來發(fā)展方向，大力推廣核心技術(shù)。

　　1 水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)的發(fā)展方向

　　1.1 水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

　　在水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)中，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括水生生物群落、微生物衛(wèi)生學(xué)、生態(tài)毒理、環(huán)境毒理、生物殘毒與生物標(biāo)志物等，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目較多，監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)比較復(fù)雜，對(duì)監(jiān)測(cè)人員的專業(yè)水平要求較高。在此基礎(chǔ)上，水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)存在一定困難，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

　　1.1.1 缺乏重視

　　因傳統(tǒng)水環(huán)境監(jiān)測(cè)以理化指標(biāo)為主，在生態(tài)發(fā)展的當(dāng)下，部分監(jiān)測(cè)人員缺乏對(duì)生物監(jiān)測(cè)的重視，仍將生物指標(biāo)看作是輔助理化監(jiān)測(cè)的內(nèi)容，且在生物監(jiān)測(cè)中，監(jiān)測(cè)內(nèi)容均圍繞水環(huán)境污染，并未覆蓋水環(huán)境管理的生物完整性、生態(tài)系統(tǒng)等內(nèi)容。

　　1.1.2 生物監(jiān)測(cè)體系不完善

　　雖然我國已頒布多項(xiàng)與環(huán)境生物監(jiān)測(cè)相關(guān)的政策法規(guī)，但在實(shí)際應(yīng)用中，并未構(gòu)建完善生物監(jiān)測(cè)體系，如物種分類存在盲區(qū)、QA/QC力度偏低等，不能為環(huán)境管理提供有效幫助[1]。同時(shí)，在生態(tài)文明建設(shè)背景下，水環(huán)境管理內(nèi)容更為多元，需生物監(jiān)測(cè)提供支持，但因不完善的生物監(jiān)測(cè)體系，相關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)并未滿足管理需求。

　　1.2 發(fā)展方向與建議

　　結(jié)合水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀，其未來發(fā)展方向應(yīng)涵蓋以下內(nèi)容：

　　1.2.1 提高對(duì)生物指標(biāo)的重視

　　環(huán)境監(jiān)測(cè)從業(yè)者應(yīng)認(rèn)識(shí)到生物指標(biāo)的重要性，明確生物指標(biāo)能夠準(zhǔn)確呈現(xiàn)環(huán)境真實(shí)、客觀狀況，結(jié)合水環(huán)境管理需求，制定針對(duì)性生物學(xué)目標(biāo)，將生物監(jiān)測(cè)上升至頂層設(shè)計(jì)高度，提高生物監(jiān)測(cè)的法律地位，將水環(huán)境管理從傳統(tǒng)的污染物管理發(fā)展為生態(tài)目標(biāo)管理，在監(jiān)測(cè)水環(huán)境污染物指標(biāo)的同時(shí)，進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境脅迫效應(yīng)、生物完整性等指標(biāo)的分析，豐富水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)的理論，為體系與技術(shù)創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

　　1.2.2 構(gòu)建完善生物監(jiān)測(cè)體系

　　監(jiān)測(cè)人員應(yīng)將監(jiān)測(cè)問題、監(jiān)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)為導(dǎo)向，完善生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系，創(chuàng)新生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，完善QA/QC等傳統(tǒng)技術(shù)，引進(jìn)快速監(jiān)測(cè)、生物傳感器等新技術(shù)，結(jié)合水環(huán)境管理需求，開展針對(duì)性生物監(jiān)測(cè)[2]。細(xì)化來說，對(duì)于總量管理，生物監(jiān)測(cè)應(yīng)為管理者提供減排措施、生態(tài)效應(yīng)等信息，評(píng)估污染物減排措施的應(yīng)用效果;對(duì)于流域管理，生物監(jiān)測(cè)應(yīng)為管理者提供水體生態(tài)特征數(shù)值，呈現(xiàn)更全面科學(xué)的水生態(tài)信息，便于生態(tài)功能分區(qū);對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)管理，生物監(jiān)測(cè)應(yīng)為管理者提供生物毒性、生物群落演替相關(guān)信息，保障應(yīng)急事件的及時(shí)響應(yīng)及短期、中期、長期預(yù)警，有效控制水環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，構(gòu)建良好水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng);對(duì)于生態(tài)管理，生物監(jiān)測(cè)應(yīng)為管理者提供各類生物學(xué)指標(biāo)，便于管理者構(gòu)建水環(huán)境生態(tài)指標(biāo)體系，為水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)提供幫助。

　　2 水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)的核心技術(shù)

　　在明確水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)發(fā)展方向的基礎(chǔ)上，監(jiān)測(cè)人員應(yīng)掌握生物監(jiān)測(cè)的核心技術(shù)，切實(shí)發(fā)揮生物監(jiān)測(cè)的重要作用，為水環(huán)境管理提供全面、真實(shí)的信息，提高水環(huán)境管理水平，推動(dòng)水生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。就目前水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)工作而言，核心技術(shù)包括以下幾項(xiàng)：

　　2.1 水生生物監(jiān)測(cè)技術(shù)

　　就生物學(xué)角度而言，因生長條件與周期等因素差異，不同水生生物在時(shí)間和空間上的分布不同，使其具備分布不均勻特征。在此基礎(chǔ)上，監(jiān)測(cè)人員不可利用傳統(tǒng)理化監(jiān)測(cè)理念開展生物監(jiān)測(cè)，應(yīng)明確生物監(jiān)測(cè)核心領(lǐng)域，應(yīng)用針對(duì)性監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水生生物的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。

　　以生物群落監(jiān)測(cè)為例，結(jié)合監(jiān)測(cè)工作提出的點(diǎn)位布設(shè)、不同生物的差異化采樣、樣品質(zhì)量保障等要求，監(jiān)測(cè)人員可引進(jìn)流式細(xì)胞術(shù)，進(jìn)行生物群落的在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)生物識(shí)別、計(jì)數(shù)及生物量研究等功能。在實(shí)際監(jiān)測(cè)中，監(jiān)測(cè)人員可利用流式細(xì)胞儀進(jìn)行水環(huán)境浮游生物種類的鑒定，實(shí)時(shí)掌握區(qū)域水環(huán)境的種群變化，對(duì)于特殊區(qū)域，可設(shè)定監(jiān)測(cè)閾值，進(jìn)行水華預(yù)警，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的智能化管理。目前水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)常用的流式細(xì)胞儀包括FlowCAM流式細(xì)胞攝像系統(tǒng)、CytoSub水下浮游植物在線監(jiān)測(cè)流式細(xì)胞儀等，但這類設(shè)備投入成本較高，行業(yè)工作者應(yīng)加強(qiáng)研發(fā)，結(jié)合我國水環(huán)境特點(diǎn)，開發(fā)出適用于我國水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)的流式細(xì)胞儀，提高水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)水平。

　　2.2 生物完整性監(jiān)測(cè)技術(shù)

　　因我國各地區(qū)地理?xiàng)l件不同，水環(huán)境差異較大，不能實(shí)施統(tǒng)一生物評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境監(jiān)測(cè)人員在開展生物完整性監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)結(jié)合地區(qū)特點(diǎn)，構(gòu)建針對(duì)性水環(huán)境生物評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估區(qū)域水環(huán)境生物完整性。通常來說，生物完整性用IBI指數(shù)表示，該指標(biāo)具備綜合性特征，包括兩項(xiàng)含義，其一是不同生物類群同一指標(biāo)的總和;其二是同個(gè)生物類群內(nèi)不同指標(biāo)的總和，可有效體現(xiàn)區(qū)域水環(huán)境生物的狀況，為水環(huán)境管理提供參考資料。

　　同時(shí)，在開展生物完整性監(jiān)測(cè)前，監(jiān)測(cè)人員應(yīng)做好以下四項(xiàng)工作：(1)合理選擇參考點(diǎn)位，保障IBI指數(shù)計(jì)算的合理性;(2)對(duì)初選指標(biāo)進(jìn)行冗余度分析，確保生物類群指標(biāo)具備獨(dú)立性，避免IBI指數(shù)的計(jì)算存在偏差;(3)分析人類干擾梯度，保障IBI指數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確性，使監(jiān)測(cè)結(jié)果更具說服力;(4)分析備選指標(biāo)關(guān)聯(lián)性，保障指標(biāo)選取的合理性，使其更貼合生態(tài)分區(qū)特征，保障IBI指數(shù)的科學(xué)性[3]。

　　2.3 綜合毒性監(jiān)測(cè)技術(shù)

　　監(jiān)測(cè)人員可借鑒EPA毒性指標(biāo)、毒性削減評(píng)價(jià)TRE等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合我國水環(huán)境特點(diǎn)，明確水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)的綜合毒性指標(biāo)，對(duì)于不同受試生物，采用不同生物監(jiān)測(cè)技術(shù)。目前常用的綜合毒性監(jiān)測(cè)技術(shù)有以下幾種：

　　2.3.1 發(fā)光細(xì)菌監(jiān)測(cè)技術(shù)

　　監(jiān)測(cè)人員可利用費(fèi)氏弧菌等發(fā)光細(xì)菌在不同水環(huán)境的發(fā)光強(qiáng)度變化，評(píng)估水環(huán)境中急性生物的毒性。該生物監(jiān)測(cè)技術(shù)具有精度高、監(jiān)測(cè)便捷、適用范圍廣等優(yōu)勢(shì)，將其與現(xiàn)代光電監(jiān)測(cè)技術(shù)、智能控制系統(tǒng)配合應(yīng)用，可研發(fā)水質(zhì)綜合毒性智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，縮短發(fā)光細(xì)菌監(jiān)測(cè)時(shí)間，在半小時(shí)內(nèi)即可獲得監(jiān)測(cè)結(jié)果，有助于水環(huán)境管理效率與質(zhì)量的提升。

　　2.3.2 硝化細(xì)菌監(jiān)測(cè)技術(shù)

　　在不同水環(huán)境下，硝化細(xì)菌的呼吸或代謝速率有所不同，監(jiān)測(cè)人員可利用該原理進(jìn)行綜合毒性監(jiān)測(cè)。目前硝化細(xì)菌監(jiān)測(cè)技術(shù)原理分為兩類，其一，針對(duì)硝化細(xì)菌在有毒環(huán)境和無毒環(huán)境下對(duì)氨根的不同利用程度，獲得水環(huán)境的綜合毒性指標(biāo);其二，針對(duì)硝化細(xì)菌在水環(huán)境內(nèi)的溶解氧消耗量，獲得綜合毒性指標(biāo)。溶解氧量越少，毒性越強(qiáng)。在綜合毒性監(jiān)測(cè)中，硝化細(xì)菌監(jiān)測(cè)技術(shù)的靈敏度較高，監(jiān)測(cè)速度快，可在3-15min內(nèi)完成監(jiān)測(cè)。

　　2.3.3 活性污泥監(jiān)測(cè)技術(shù)

　　該監(jiān)測(cè)技術(shù)與硝化細(xì)菌監(jiān)測(cè)技術(shù)原理類似，可通過活性污泥在水環(huán)境內(nèi)的溶解氧消耗量，獲得綜合毒性指標(biāo)。但因活性污泥的組成相對(duì)復(fù)雜，本身含有一定量的有毒有害物質(zhì)，該方法不適用于生活飲用水或污染較小的水源監(jiān)測(cè)，在重度污染水環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用較為廣泛。

　　2.4 微生物衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)監(jiān)測(cè)技術(shù)

　　在水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)中，微生物衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)通常用于水源或生活飲用水的生物監(jiān)測(cè)，評(píng)估其是否滿足安全飲用水要求。基于微生物學(xué)性狀及食品安全要求，微生物衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)包括細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群及致病菌。其中，細(xì)菌總數(shù)是指將1mL水樣接種于普通營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，于36℃溫度培養(yǎng)48h，監(jiān)測(cè)其生長的細(xì)菌菌落數(shù)量;糞大腸菌群是大腸菌群其中的一個(gè)指標(biāo)，可通過多管發(fā)酵法、酶底物法或紙片法等方法來監(jiān)測(cè)糞大腸菌群，將監(jiān)測(cè)數(shù)值與相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，評(píng)估水源及生活飲用水的微生物衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)是否合理。

　　另外，在水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)中，監(jiān)測(cè)人員也可利用指示生物，評(píng)估水環(huán)境的生態(tài)狀況，提高水環(huán)境評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性，使水環(huán)境管理更具針對(duì)性及科學(xué)性。在利用指示生物開展水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)時(shí)，指示生物及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇為重點(diǎn)。

　　3 結(jié)論

　　在水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)發(fā)展中，應(yīng)提高對(duì)生物監(jiān)測(cè)的重視，構(gòu)建完善生物監(jiān)測(cè)體系;在水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)實(shí)踐中，監(jiān)測(cè)人員應(yīng)結(jié)合監(jiān)測(cè)要求，選擇合適的監(jiān)測(cè)技術(shù)，進(jìn)行水生生物監(jiān)測(cè)、生物完整性監(jiān)測(cè)、綜合毒性監(jiān)測(cè)及微生物衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)監(jiān)測(cè)，為水環(huán)境管理提供有效參考，實(shí)現(xiàn)良好水生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]陳宇.生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在水環(huán)境工程中的應(yīng)用及研究[J].環(huán)境與發(fā)展，2020，32(08)：161+163.

　　[2]張鴿，李駿，紀(jì)海婷，等.生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用探索[J].環(huán)境與發(fā)展，2020，32(08)：170+172.

　　[3]李培.水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中的生物監(jiān)測(cè)探討[J].低碳世界，2020，10(07)：31-32.

　　[4]劉思曼，王丹彤，楊曉玲，等.西江流域肇慶段水環(huán)境污染應(yīng)急管理體系構(gòu)建[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2019(10)：123-125.

　　作者：季曄鑫

　　推薦閱讀：微生物學(xué)免疫學(xué)進(jìn)展雜志數(shù)據(jù)庫收錄情況