在傳統(tǒng)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中，COD、氨氮、總磷、總氮等都是我們耳熟能詳?shù)闹笜?biāo)。而近年來(lái)，基于魚(yú)類(lèi)、水生植物、浮游生物等指標(biāo)的水生物監(jiān)測(cè)技術(shù)越來(lái)越多的應(yīng)用于水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中。

2022年全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作會(huì)議指出，要推動(dòng)出臺(tái)長(zhǎng)江流域水生態(tài)考核辦法及其實(shí)施細(xì)則，并開(kāi)展考核試點(diǎn)?！丁笆奈濉鄙鷳B(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)劃》中明確強(qiáng)調(diào)要增強(qiáng)水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)?？梢?jiàn)，水生態(tài)監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。那么水生態(tài)監(jiān)測(cè)及相應(yīng)的生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用如何？今天我們來(lái)了解一下。

▼一、水生態(tài)監(jiān)測(cè)的目的

在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中，物理指標(biāo)和化學(xué)指標(biāo)能反映污染物的來(lái)源、濃度，能反映水環(huán)境的質(zhì)量變化，卻不能體現(xiàn)污染物對(duì)生物的影響，也不能解釋水生生物對(duì)污染物的作用機(jī)理。因此，應(yīng)用生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，從水生生物對(duì)污染物的利用角度反映污染物對(duì)生物的影響，展現(xiàn)污染物的潛在風(fēng)險(xiǎn)和威脅，是水環(huán)境監(jiān)測(cè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

河流生態(tài)系統(tǒng)中的水生生物分布（制圖:崔永德、王姝然）

湖泊生態(tài)系統(tǒng)中的水生生物分布（制圖:崔永德、王姝然）

水生態(tài)監(jiān)測(cè)是指對(duì)水生生物及影響水生生物生長(zhǎng)繁殖的生境、水質(zhì)理化和水文等指標(biāo)開(kāi)展的監(jiān)測(cè)工作。與水環(huán)境監(jiān)測(cè)反映水體的污染狀態(tài)不同，水生態(tài)監(jiān)測(cè)的目的是反映水生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和功能，從而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和完整性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

以水生態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)估水生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，準(zhǔn)確識(shí)別水生態(tài)問(wèn)題，反映水生態(tài)治理成效，對(duì)支撐水生態(tài)考核工作，引導(dǎo)地方開(kāi)展水生態(tài)保護(hù)和修復(fù)，改善水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況具有重要作用。

▼二、生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)

開(kāi)展水生態(tài)監(jiān)測(cè)必然要依靠生物監(jiān)測(cè)技術(shù)。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)是借助生物學(xué)知識(shí)，監(jiān)測(cè)生物與環(huán)境的關(guān)系，評(píng)價(jià)水污染。在不同的生物層面，監(jiān)測(cè)的內(nèi)容也不同。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要特點(diǎn)如下：

(1)生物監(jiān)測(cè)靈敏度高。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)只能在污染濃度高的環(huán)境中檢測(cè)，而生物監(jiān)測(cè)技術(shù)即使在污染濃度極低的狀態(tài)下，也能在短時(shí)間內(nèi)做出反應(yīng)，并提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

(2)生物監(jiān)測(cè)直接反映水污染對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。當(dāng)某一地區(qū)發(fā)生水污染時(shí)，該地區(qū)的生物種群會(huì)通過(guò)食物鏈?zhǔn)艿讲煌潭鹊挠绊?。通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)可以了解污染物的來(lái)源，適用范圍更廣。

(3)生物監(jiān)測(cè)具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。該技術(shù)的監(jiān)測(cè)過(guò)程非常簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的可操作性。它可以在短時(shí)間內(nèi)獲取更多有用的信息，實(shí)現(xiàn)水體的全過(guò)程監(jiān)測(cè)，大大提高工作效率。

(4)生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的有效應(yīng)用。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)可以同時(shí)監(jiān)測(cè)不同生物在污染環(huán)境中的表現(xiàn)，便于技術(shù)人員掌握水體污染的程度，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

▼三、生物監(jiān)測(cè)的實(shí)際應(yīng)用

生物監(jiān)測(cè)的主要生物類(lèi)群包括底棲生物、原生動(dòng)物、藻類(lèi)、兩棲類(lèi)、魚(yú)類(lèi)等?，F(xiàn)將不同生物類(lèi)群的實(shí)際應(yīng)用概括如下。

可用于生物監(jiān)測(cè)的主要類(lèi)群（制圖:崔永德、吳俊燕）

【底棲生物】

底棲動(dòng)物在監(jiān)測(cè)水污染方面起著非常重要的作用。與其他生物相比，底棲生物的生活史長(zhǎng)，體型大，流動(dòng)性差，辨別水體污染物的能力強(qiáng)。例如，通過(guò)監(jiān)測(cè)河蜆中的汞含量可以知道水體是否被污染，通過(guò)河蜆中汞含量的差異，可以知道河蜆與污染源的距離，從而為研究人員提供一些參考。

陳小華,康麗娟，付融冰等. 河道大型底棲動(dòng)物監(jiān)測(cè)與水質(zhì)評(píng)價(jià)技術(shù)手冊(cè)[M].北京：科學(xué)出版社.2016

【原生動(dòng)物】

原生動(dòng)物種類(lèi)繁多，數(shù)量龐大，分布十分廣泛。原生動(dòng)物受水中的藻類(lèi)、真菌等生物影響較大，藻類(lèi)、真菌等生物會(huì)使原生動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化。原生動(dòng)物進(jìn)食時(shí)，還會(huì)增加藻類(lèi)或細(xì)菌的繁殖，增強(qiáng)水環(huán)境中物質(zhì)循環(huán)的速度，加速有機(jī)物的分解。在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中，原生動(dòng)物的作用不可低估。

【藻類(lèi)】

藻類(lèi)生活在水中，是水環(huán)境中的早期生產(chǎn)者。不同種類(lèi)的藻類(lèi)對(duì)水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求不同，因此，可以根據(jù)藻類(lèi)的種類(lèi)和化學(xué)組成來(lái)監(jiān)測(cè)水環(huán)境。比如赤潮現(xiàn)象是由于水中的污染物增多，水中的有害物質(zhì)最終會(huì)隨著水流進(jìn)入海洋，所以在海邊很容易發(fā)生赤潮現(xiàn)象。值得注意的是，如果需要藻類(lèi)生物監(jiān)測(cè)水環(huán)境，藻種的選擇至關(guān)重要，特別是當(dāng)水環(huán)境中重金屬含量超標(biāo)時(shí)，藻類(lèi)的生理功能會(huì)嚴(yán)重降低，其生物代謝會(huì)受到不同程度的影響，導(dǎo)致體內(nèi)細(xì)胞色素含量降低，無(wú)法進(jìn)行光合作用，從而導(dǎo)致藻類(lèi)細(xì)胞發(fā)生病變甚至死亡。

不同提取手段下2014年5月26日渤海海域的赤潮分布（姜德娟等，2020年）

【兩棲動(dòng)物】

兩棲動(dòng)物在生物監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。由于兩棲動(dòng)物生命周期和生理特性的特殊性，一方面可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水污染，另一方面也可以在一定程度上監(jiān)測(cè)陸地污染。青蛙是水環(huán)境監(jiān)測(cè)中使用率較高的兩棲動(dòng)物。青蛙的皮膚滲透性很好，一旦水體被污染，就可以從青蛙的皮膚表面暴露出來(lái)。但由于國(guó)內(nèi)在這方面的研究還比較簡(jiǎn)單，兩棲動(dòng)物在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用還比較少，后期還需要更深入的研究，提高兩棲動(dòng)物的應(yīng)用率。

【魚(yú)類(lèi)】

在水污染的監(jiān)測(cè)中，鯡魚(yú)是一種應(yīng)用廣泛的魚(yú)類(lèi)，它對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性很強(qiáng)，在水中分布很廣。當(dāng)水中污染物如二氯酚含量過(guò)高時(shí)，鯡魚(yú)肝臟的抗氧化系統(tǒng)會(huì)受到嚴(yán)重影響。通過(guò)這些現(xiàn)象，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

整理：河南省水文水資源局:《水污染生物監(jiān)測(cè)技術(shù)》；公務(wù)員之家:《生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用》；海洋環(huán)境科學(xué):《渤海赤潮遙感檢測(cè)方法比較研究》。