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水生態(tài)監(jiān)測(cè)和生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的有關(guān)知識(shí)
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)。
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。
【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。
【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。
【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》。
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