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1、水污染生物監(jiān)測和檢測方法及其研究進展陳鳴達良俊（華東師范大學環(huán)境科學系，上海200062）摘要扼要介紹了生物監(jiān)測的理論、方法和特點。綜述了近年來水污染生物監(jiān)測的發(fā)展趨勢及其研究動態(tài)與方向。闡述了水污染生物監(jiān)測近期研究方向。關鍵詞：水污染生物監(jiān)測研究進展1引言生物監(jiān)測是系統(tǒng)地利用生物反應來評價環(huán)境的變化，并將其信息應用于環(huán)境質(zhì)量控制程序中的一門科學。生物監(jiān)測的目的是希望在有害物質(zhì)還未達到受納系統(tǒng)之前，在工廠或現(xiàn)場就以最快的速度把它檢測出來，以免破壞受納系統(tǒng)的生態(tài)平衡；或是能偵察出潛在的毒性，以免釀成更大的公害[1]。生物監(jiān)測是理化監(jiān)測的重要補充，對于評價環(huán)境質(zhì)量狀況有著十分重
2、要的作用。理化監(jiān)測一般只考慮瞬時污染狀況，要做到長期連續(xù)監(jiān)測，在經(jīng)濟上往往是不合適的。要了解污染的累積效應，采用生物監(jiān)測更合適。同時，僅利用污染物質(zhì)的濃度值來反映污染程度及危害也是不全面的，因為某些污染物質(zhì)在環(huán)境中的含量極微不等于毒性極微，反之亦然。用生物監(jiān)測進行配合，充分利用指示生物對污染物毒性反應的敏感性，便能較準確地反映真實的污染狀況。2水污染的生物監(jiān)測2.1水污染生物監(jiān)測的理論依據(jù)在一定條件下，水生生物群落和水環(huán)境之間互相聯(lián)系、互相制約，保持著自然的、暫時的相對平衡關系。水環(huán)境中進入的污染物質(zhì)，必然作用于生物個體、種群和群落，影響生態(tài)系統(tǒng)中固有生物種群的數(shù)量、物種組
3、成及其多樣性、穩(wěn)定性、生產(chǎn)力以及生理狀況，使得一些水生生物逐漸消亡，而另一些水生生物則能繼續(xù)生存下去，個體和種群的數(shù)量逐漸增加。水污染生物監(jiān)測就是利用這些變化來表征水環(huán)境質(zhì)量的變化[2]。2.2水污染生物監(jiān)測的特點同理化監(jiān)測相比，生物監(jiān)測有自己的特點：生物監(jiān)測能反映各種污染物的綜合影響；理化監(jiān)測是定期采樣，結(jié)果不能反映采樣前、后的情況，而水中生物，匯集了整個生長期環(huán)境因素改變的情況；有些水生生物對污染物很敏感，有些連精密儀器都測不出的微量元素的濃度，卻能通過“生物放大”作用在生物體內(nèi)積累而被測出[2]。生物監(jiān)測也有自己的不足之處：生物監(jiān)測不能定性和定量地測定水質(zhì)污染；檢測的
4、靈敏性和專一性方面不如理化檢測；某些生物檢測需時較長。2.3水污染生物監(jiān)測的方法2.3.1利用指示生物在水體中的出現(xiàn)或消失、數(shù)量的多少來監(jiān)測水質(zhì)許木啟[3]利用白洋淀水體中浮游動物群落優(yōu)勢種的變化來判斷水體的污染程度和自凈程度。結(jié)果表明，府河—白洋淀水體從上游至下游，浮游動物耐污種類逐漸減少，廣布型種類逐漸出現(xiàn)較多，在下游許多正常水體出現(xiàn)的種類均有分布；同時，原生動物由上游的鞭毛蟲至中游出現(xiàn)纖毛蟲，在下游則發(fā)現(xiàn)很多一般分布在清潔型水體的種類，表明府河—白洋淀水體從上游到下游水體的污染程度不斷減輕，水體具有明顯而穩(wěn)定的自凈功能。2.3.2利用水生生物群落結(jié)構(gòu)的變化來監(jiān)測水質(zhì)蔣
5、昭鳳等[4]用底棲動物的變化趨勢評價湘江水質(zhì)污染，結(jié)果發(fā)現(xiàn)湘江干流底棲大型無脊椎動物種類數(shù)和物種的多樣性指數(shù)從上游到下游呈減少趨勢，表明毒殺生物的有毒物質(zhì)對湘江的污染較為明顯，并且可根據(jù)湘江干流各斷面種類數(shù)的減少程度判斷出各斷面的污染程度；同時也觀察到，隨著時間的推移，底棲大型無脊椎動物種類數(shù)和多樣性指數(shù)也呈減少趨勢，說明這種有毒污染仍在發(fā)展之中。2.3.3水污染的生物測試水污染的生物測試是利用水生生物受到污染物質(zhì)的毒害所產(chǎn)生的生理機能的變化，測試水質(zhì)污染狀況。Belding[5]根據(jù)魚的呼吸變化指示有毒環(huán)境，在有污染物存在的情況下，魚腮呼吸加快且無規(guī)律。德國[6]從197
6、7年開始研究利用魚的正趨流性開展生物監(jiān)測，在下游設強光區(qū)或適度電擊，控制健康魚向下游的活動；或間歇性提高水流速度，迫使魚反應。如果魚不能維持在上游的位置，則表明污染產(chǎn)生了危害。3國內(nèi)外水污染生物監(jiān)測的研究進展近幾年來，應用生物監(jiān)測環(huán)境技術的研究廣泛開展，出現(xiàn)了一些新方法、新材料和新的監(jiān)測物，提高了生物檢測的靈敏性。3.1水污染生物監(jiān)測及其檢測的新方法3.1.1利用遺傳毒理學監(jiān)測水體污染4環(huán)境污染物質(zhì)對人類及其它生物危害最為嚴重的問題是對細胞遺傳物質(zhì)造成的損害。因此，近20年來環(huán)境生物檢測技術的研究和應用，尤其是細胞微核技術和四分體微核技術在動植物以及人類染色體受外界理化因子
7、的損傷等方面的分析、誘變劑的測試篩選，以及應用于環(huán)境監(jiān)測的研究得到了廣泛的發(fā)展[7]。微核在生物細胞內(nèi)的形成途徑以及與染色體畸變的相關性早已被人們所認識，用微核測定法替代染色體畸變方法來監(jiān)測環(huán)境污染物對生物遺傳物質(zhì)的損傷具有簡便、快速、靈敏度高等優(yōu)點。最常用的蠶豆根尖細胞微核試驗技術是一種以染色體損傷及紡錘絲毒性等為測試終點的植物微核監(jiān)測方法，該技術自1982年由Degrassi等建立以來，在環(huán)境誘變和致癌因子的檢測研究中，特別是在水質(zhì)污染和致突變劑檢測研究中得到了廣泛應用[8]。吳甘霖[9]在利用水花生根尖微核技
