生物监测技术在水环境监测中的应用研究
邹远洋
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邹远洋,. 生物监测技术在水环境监测中的应用研究[J]. 生物学报,202411. DOI:10.12721/ccn.2024.157108.
摘要: 新时期下,随着科技的飞速发展与应用,生态环境保护逐渐向水资源、水生态、水环境等流域要素推进,水质监测工作的重要性和必要性日益凸显。在众多水环境污染物中,有机物、无机物、微生物以及放射性物质种类偏多,情况复杂,对人们的生产生活带来了极大的负面影响。因此,水环境污染治理问题是当前社会生产生活中的关键所在。分析了生物监测技术在水环境污染监测的应用,旨在有效治理水环境污染问题,提高城市化整体建设水平。
关键词: 生物监测技术;水环境监测;应用
DOI:10.12721/ccn.2024.157108
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引言

工业发展与现代农业生产使水环境中携带的各类污染物往往对使用水源的人畜产生“三致”危害,即使水环境中的污染物含量仅为痕量水平,一些特殊种类的污染物也可能对生物健康产生巨大威胁。生物监测技术是指一种高效、快速、准确的水体样品处理技术,能够有效地监测水样中的目标污染物,并使其能够进行可靠的分析和监测。它是传统提取方法的升级和替代,具有许多优点。

1、水污染治理的重要性

水污染对生态环境的影响不容忽视。水污染会导致水生生物的死亡和生态平衡的破坏,进而影响整个生态系统。水污染治理工作能够有效地减少污染物排放,保护水体生态平衡,维护生物多样性,促进生态环境的可持续发展。水体污染对居民生活品质的影响也十分显著。随着工业化和城市化的快速发展,大量的污染物排入河流、湖泊等水体中,严重威胁着居民的饮用水安全和健康。水污染治理工作能够有效地改善水质,保障居民的饮用水安全,提高居民的生活品质和健康水平。工业生产过程需要大量的水资源,而水体污染对工业生产安全的影响也不容忽视。一方面,水体污染会影响工业设备的正常运行,造成生产事故;另一方面,水体中的有害物质会对工业产品造成污染,影响产品质量和安全。水污染治理工作能够保障工业生产的正常进行,提高产品质量和竞争力,促进工业的健康发展。

2、水污染监测中生物监测的缺点

生物监测是指通过观察、计数和测量生物来研究水质的方法。与传统的化学分析方法相比,它具有操作简便、快速、不破坏样品、费用低等特点,越来越受到重视。但是在实际应用中,生物监测的缺点也很突出,主要表现在以下几个方面:监测结果受环境条件的影响较大,如温度、光照强度、污染物浓度等,所以其结果只能反映出一定时期内水体中某种污染物的污染程度;很多有毒有害物质对水生生物有很强的抑制作用,但由于对这些物质检测手段的限制,使得一些有益的生物被排除在监测范围之外;缺点在于所采用的数据多数为定性数据,而定量数据相对缺乏,难以满足环境评价和管理的需求;一些水生生物可能会对污染物质产生适应,使其种群发生变化,从而降低了监测的准确性和可靠性[1]

3、生物监测技术在水环境监测的应用

3.1、物理处理技术

通过对工业环境中水环境污染治理的分析,物理处理技术可以形成有效的处理技术策略。物理处理技术包括多个子技术。这一技术方法在煤矿区域中的地下创建过程可以形成物理屏障,主要是在计算压力的基础上分析水体下方情况,并有效灌注灰浆,确保污染水体周边能够形成一道完整防护墙。如果由于密闭原因导致水体被严重污染,则需要采用屏蔽法有效解决小范围内毒性较强、降解难度较大的污染物,被动采集技术可主动深挖沟渠进行排水,并在沟渠中安装污水分子采集系统。这一系统能够大量采集水面漂浮污染物,在降低后续污染处理难度方面表现出色。被动采集技术主要是应对某些污染程度较轻的废水污染物,配合煤炭洗选废水可以有效处理,处理作业难度不高。

3.2、超声波提取技术

超声波提取技术广泛应用于从水体沉积物、悬浮物、水样等样品中提取待测污染物,进行后续污染分析。这一技术的工作原理在于将超声波引入混合有待测样品和有机溶剂的液体介质中,由于空化作用使溶剂中的小气泡周期性形成和破裂,在气泡周围形成高温高压环境使固体颗粒破碎或扰乱水样与有机溶剂之间的液体分界面,底泥中或水样中溶解的重金属离子、农药残留或有机污染物与有机溶剂的接触面扩大,加速溶解到有机溶剂中被提取出来。超声波提取技术提取水环境中的待测污染物时,将混合有待测样品和有机溶剂的液体放入萃取容器中,启用超声波发生器并利用超声波探头将超声波能量导入容器的液体介质中。待目标污染物充分进入有机溶剂中后,沉淀混合液体,再通过分液、过滤等不同方式将有机溶剂分离出来就能够得到含有待测污染物的萃取液。超声波萃取技术的优点在于超声波对待测样品颗粒的破坏作用也使待测样品中的目标污染物更完全地进入有机溶剂中,水环境中污染物含量检测准确性更高[2]

3.3、污染源识别

水体污染源识别是水环境监测技术的重要组成部分。同时,还可以采用化学分析、光谱分析等技术手段,进一步确定污染物的种类;根据污染物成分分析结果,结合当地的工业布局、排污情况、地形地貌等信息,综合判断污染物的来源。常见的污染源包括工业废水排放、农业面源污染、城市生活污水排放等。一旦确定了主要的污染源,就可以为治理工作提供明确的方向和目标。针对不同类型的污染源,可以采取不同的治理措施。例如,对于工业废水排放造成的污染,可以要求企业进行清洁生产和废水处理;对于农业面源污染,可以推广生态农业,并减少化肥农药的使用;对于城市生活污水排放,可以加强污水处理设施建设和雨污分流改造等。在治理工作开始后,需要继续进行水质监测,了解治理效果。通过对治理前后水质的对比和分析,可以评估治理措施的有效性,并根据实际情况进行调整和优化。

3.4、 生物测试法

生物监测是一种以生物为媒介研究环境条件的方法,将生态学原理应用于水环境监测是水环境监测的重要手段,也是目前国际上最先进的监测方法之一。主要有现场测试、室内模拟和实验室实验等三大类方法,其中现场测试法又包括常规生物测试和定量生物测试两种形式。与传统的理化分析相比,生物分析法具有直观性强、灵敏度高、便于连续观测、样本容量大以及成本低等特点,因此在环境监测领域得到了广泛的应用。它能够直接反映水体中污染物浓度、生态系统功能状态等信息,为评价人类活动对自然水体的影响提供了科学依据。但是由于生物本身的多样性,使得不同物种之间在形态特征、生理代谢以及遗传特征等方面都存在差异,进而导致同一物种在不同环境条件下的响应不同,给生物检测法带来了一定的困难[3]

3.5、水质监测

水质监测与处理技术主要采用有机物截留水中内容,或者通过消毒剂杀灭水体中细菌、病毒等有害生物。同时,可以采用臭氧氧化技术,通过强氧化性物质对水体中有机物、无机物等污染物进行处理。在处理降解有机物的过程中,需要结合臭氧氧化技术解决能耗较大问题,有效控制臭氧产量与纯度。此外,可以采用生物处理技术,如活性污泥方法、生物滤池方法等处理污水[4]

结束语

水环境监测技术在水污染治理中起着至关重要的作用。通过对水体的精准监测,我们能够全面、深入地了解水质状况,掌握污染物的种类、浓度及分布情况。通过完善和拓展监测网络,确保监测数据的准确性,提高监测效率,才能最大限度地发挥出生物监测技术优势,切实提升水污染监测水平。

参考文献:

[1]王瑞娟.生物技术在水环境监测中的应用研究[J].皮革制作与环保科技,2022,3(24):33-35.

[2]杨振雄.水环境监测中的生物监测技术[J].皮革制作与环保科技,2022,3(23):49-51+54.

[3]陈美瑾.水体生态环境监测难点及生物监测技术应用研究[J].造纸装备及材料,2022,51(12):142-144.

[4]李迎迎.水环境监测中生物监测技术分析[J].皮革制作与环保科技,2022,3(14):15-17.