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生物監(jiān)測的原理是通過生物和環(huán)境兩者之間的影響、制約、依存等特殊關(guān)系,二者進行能量和物質(zhì)的轉(zhuǎn)換,二者的關(guān)系的密不可分的,當環(huán)境有變化或者受到污染時,環(huán)境和生物之間進行的物質(zhì)交換,會導致生物在環(huán)境中的生活分布、生長習性以及生理等相關(guān)指標發(fā)生變化,當水受到污染時,在水環(huán)境中生長的生物就會發(fā)生變化,比如生活在水中的藻類,當水環(huán)境受到污染時,藻類的密度以及其光合作用強度都活有不同的變化,生物檢監(jiān)測的原理就是利用生物在環(huán)境受到污染時發(fā)生的變化,以此來確定環(huán)境遭受污染的程度。生物監(jiān)測獨具的特點,保證了生物監(jiān)測在環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮的巨大作用,非破壞性發(fā)揮的作用是巨大,生物監(jiān)測利用的可以是掉落的樹葉、動物脫落的毛發(fā)以及其排泄物,對于這些物質(zhì)的檢測,對于生態(tài)系統(tǒng)和生物來說,是非破壞性的,不僅僅保護了生物,而且可以及時的對環(huán)境進行檢測;靈敏性,對于存在于環(huán)境介質(zhì)中的污染物,其測量難度是巨大的,由此可以利用生物累積、生物富集等途徑,及時的發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染的程度,為環(huán)境監(jiān)測提高了靈敏性;綜合性,環(huán)境的污染不僅僅是單一元素的互相疊加,對于不同污染物的單獨監(jiān)測,其價值是有限的,生物監(jiān)測則可以將污染物的綜合反映準確的反映出來,為環(huán)境的綜合控制提供了依據(jù)。
2生物監(jiān)測的分類
2.1依據(jù)生物的生長環(huán)境
依據(jù)生物所處的生長環(huán)境,可將生物監(jiān)測分為主動、被動生物監(jiān)測。被動生物監(jiān)測是通過處于生態(tài)系統(tǒng)中原位生物的群落來反應環(huán)境的污染程度;主動生物監(jiān)測則是通過對生物進行不同參數(shù)的檢測,以此來確定環(huán)境的污染狀況,通過對二者的比較,主動生物監(jiān)測的作用相對較為明顯。
2.2依據(jù)生物學層次
利用生物學層次,可將生物監(jiān)測分為生態(tài)監(jiān)測、生物測試和分子、污染物和生理生化指標在生物體內(nèi)的行為監(jiān)測等幾種類型。
2.3依據(jù)生物的分類法
通過語句生物多處的環(huán)境介質(zhì),可將生物監(jiān)測分為動物、植物以及微生物監(jiān)測,存在于環(huán)境介質(zhì)中的生物則作為監(jiān)測的標志,對于微生物的檢測,則是利用微生物在環(huán)境中的群落結(jié)構(gòu)和功能的轉(zhuǎn)變來進行檢測,反映出環(huán)境所受到污染程度。
3生物監(jiān)測在環(huán)境監(jiān)測中的應用
生物對環(huán)境污染的反應是多方面的,從基因開始,最終到整個生態(tài)系統(tǒng),生物監(jiān)測法方法可分為許多種,現(xiàn)如今,隨著科學技術(shù)的不斷進步和發(fā)展,生物監(jiān)測技術(shù)也在不斷的發(fā)展和進步,大大促進了生物監(jiān)測在環(huán)境監(jiān)測中的作用。
3.1生物群落監(jiān)測方法
生物群落監(jiān)測方法作為水環(huán)境監(jiān)測主要方法,與此同時也運用于土壤和大氣的環(huán)境監(jiān)測,當是我環(huán)境受到污染時,生存與水環(huán)境中的生物就會發(fā)生改變,比如說,群落機構(gòu)的改變、部分生物的死亡等,通過對生物群落的檢測,當群落發(fā)生變化時,則證明環(huán)境受到污染。
3.2微生物檢測方法
通過對環(huán)境中微生物的檢測,以此來反應環(huán)境的污染,可以利用不同微生物作為指標,通過對不同微生物的檢測,反映出環(huán)境所受到污染,對于土壤的檢測可以利用真菌、分解細菌等微生物,對于空氣的檢測可以利用重組的大腸桿菌,針對不同的環(huán)境,通過對微生物的檢測,以此來對環(huán)境進行檢測。
3.3生物測試法
生物測試法,顧名思義,主要是對生物的檢測,通過生物受到污染物所發(fā)生的變化來對檢測環(huán)境的污染狀況,生物測試法主要是對污染源的檢測,生物測試法,對于污染物的追蹤、污染程度的測定以及廢水處理的成效等都具有良好的作用。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞:生物監(jiān)測;環(huán)境監(jiān)測;應用
中圖分類號: X83 文獻標識碼: A
前言
隨著時代的進步和經(jīng)濟的快速發(fā)展,經(jīng)歷了粗放的發(fā)展模式后,人們對環(huán)境保護越來越重視。人們通過物理的、化學的、生物的等手段了解環(huán)境的質(zhì)量即污染的發(fā)生、發(fā)展、變化,從而為環(huán)境管理、規(guī)劃、污染治理、環(huán)境科研等提供依據(jù)的過程稱之為環(huán)境監(jiān)測。在環(huán)境監(jiān)側(cè)中,生物不僅可作為一種監(jiān)測手段,而且也是監(jiān)測的對象,因而在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域里它占有特殊的地位。
1 生物監(jiān)測
生物既是環(huán)境監(jiān)測的對象,又可作為環(huán)境監(jiān)測的手段。就對象而言,它被當成人類賴以生存和發(fā)展的客觀物質(zhì)世界的組成部分,對其取樣分析,并以滿足人類需要程度為標準,進行評價,用數(shù)字來表征生物環(huán)境質(zhì)量的好壞。
1.1生物監(jiān)測的優(yōu)點
生物能從環(huán)境中富集污染物,可作為環(huán)境污染最客觀的自動記錄儀;植物和一些營固定生活的動物及微生物可以對環(huán)境起到連續(xù)監(jiān)測的作用,因而被稱為不下崗的“監(jiān)測哨”;生物的生命周期有長有短,可以為人們提供各方面的監(jiān)測信息。長的可以記錄下污染物的痕跡,短的可以提供每個生育期的影響信息,在短期內(nèi)得出實驗結(jié)果;生物監(jiān)測可以反應污染物的聯(lián)合毒性,作出協(xié)同及拮抗反應,彌補理化監(jiān)測的不足。現(xiàn)在的環(huán)境監(jiān)測最后提供的信息都是ppm之類的數(shù)字。這樣表示環(huán)境質(zhì)量的最大缺陷是只能反應污染物存在的量,不能反應對生物和人造成影響的質(zhì)。因為環(huán)境背景條件、氣象條件、地形地貌條件、共存物的相互影響、生物木身狀況的差異等因素不同,受害情況會發(fā)生變化。生物監(jiān)測則可在一定程度上彌補這些不足。
1.2生物監(jiān)測的不足
生物監(jiān)測是從“是否有某種生物生長”、“是否有受害現(xiàn)象”這樣的“質(zhì)的差異”為根據(jù)的,因而測定結(jié)果難以直接用數(shù)字表示,不便為污染的行政對策提供直觀的信息; 生物對環(huán)境的適應性強,影響的因素較多,毒性反應個體差異較大,實驗室試驗結(jié)果與現(xiàn)場監(jiān)測往往不一致,因而開展起來必須深入細致地摸索; 從事生物監(jiān)測的人一員必須具備多方面的知識,尤其生物分類知識;與應用理化原理的測定儀器相比,應答速度緩慢。
1.3生物監(jiān)測的重要性
生物監(jiān)測的重要性主要有:生物監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測不可缺少的組成部分。因為生物是人類生存不可缺少的物質(zhì)資源,生物質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到人的健康乃至生死存亡。因此,人們必須了解它的質(zhì)量,必須進行監(jiān)測。生物監(jiān)測可以彌補理化監(jiān)側(cè)的不足,客觀地反應污染物的綜合污染效應,為人們了解環(huán)境質(zhì)量提供別的乎段無法提供的信息。
2 生物監(jiān)測在環(huán)境監(jiān)測中的應用
2.1在水環(huán)境監(jiān)測中的應用
1)微型生物群落監(jiān)測:生物群落監(jiān)測法主要包括指示生物法、生物指數(shù)法、污水生物系統(tǒng)法、PFU 法等. 在指示物種的選擇上可選擇運動范圍較大的指示物種來評價水環(huán)境狀況。水體的整個系統(tǒng)中微型生物群屬于比較重要的組成部分,對于水體中存在污染時能夠有較強的敏感性。普遍用到的監(jiān)測方法是聚氨酯泡沫塑料塊法,該方法的主要特征是在水體中投入具有聚氨酯物質(zhì)的泡沫塑料塊,將水體中的微型生物進行收集。與別的生物群落監(jiān)測方法對比,該方法具有準確、經(jīng)濟以及迅速等優(yōu)勢,同時在監(jiān)測工業(yè)廢水方面也同樣合適使用。2)指示生物監(jiān)測:通過采取指示生物法對水體中是否存在的敏感污染物的種類,來對目前的水體資源存在污染物的情況進行分析。指示生物自身具有固定的活動地點、相對長的生命周期等基本特征,比較容易將水體中污染物帶來的影響全面的反應出來。具體有著生生物、底棲動物、浮游動物以及魚類等。從生物的分類情況發(fā)現(xiàn),在生物監(jiān)測中普遍應用沒有脊椎的動物。水體污染相對嚴重時指示生物則具體有小顫藻、顫蚓類以及蚊幼蟲等。3)葉綠素 a 測定監(jiān)測:葉綠素是水中有機物的源泉. 通過測定葉綠素 a 可以了解水體中植物性浮游生物的現(xiàn)存量和基礎(chǔ)生產(chǎn)量. 因此,葉綠素 a 是評價水體富營養(yǎng)化程度最直接有效的方法。4)近來,一些新的水環(huán)境生物監(jiān)測方法得到推廣應用,如生物傳感器監(jiān)測等。 監(jiān)測指標也有新的進展,如利用水底無脊椎動物的行為學指標來監(jiān)測酸性礦物井排水,并發(fā)現(xiàn)鲇是最敏感的動物。
2.2在土壤環(huán)境監(jiān)測的應用
1)指示植物監(jiān)測:土壤是植物的良好培養(yǎng)基,當土壤受到污染的時候,其指示植物會產(chǎn)生相應的反應。在土壤遭到一定的污染后,植物受到污染物的影響出現(xiàn)各方面的不同的反應,并且出現(xiàn)一些相對明顯的癥狀,植物的生理代謝方面出現(xiàn)異常的情況。例如:植物的表面上有明顯的傷斑、呼吸作用變強、植物構(gòu)成的成分出現(xiàn)變化、發(fā)育生長受到一定的阻礙以及光合作用變低等。2)土壤動物監(jiān)測:究表明土壤 Pb 進入蚯蚓體內(nèi)后,通過食物鏈傳給鼩鼱,使鼩鼱成為檢測土壤 Pb 污染的指示生物. 我國學者通過對某煤礦和發(fā)電廠周圍采樣調(diào)查,發(fā)現(xiàn)重金屬污染對土壤動物的影響非常明顯,土壤動物群落的個體數(shù)和類群數(shù)隨著距灰場距離的縮小和污染的加重而減少。3)土壤微生物監(jiān)測:土壤微生物是土壤生物體系中關(guān)鍵的功能要素,對土壤微生物的評估可綜合地反映土壤質(zhì)量。土壤微生物量、生物多樣性、土壤呼吸及其衍生指數(shù)、微生物群落結(jié)構(gòu)及功能等指標均可用于土壤生物監(jiān)測。在土壤的污染物中人類的尿以及糞是污染源的主要物質(zhì),其次到灌溉污水也會造成土壤生物受到一定的污染。根據(jù)計數(shù)以及分離土壤中存在的霉菌、放線菌以及細菌等污染物,對于改變土壤中群系微生物的數(shù)量以及結(jié)構(gòu)有了一定程度的了解,根據(jù)監(jiān)測的情況對土壤受到微生物群系污染的程度以及狀況進行全面評價。4) 土壤酶活性監(jiān)測:土壤中的植物根系及其殘體、動物及其遺骸和微生物能分泌具有生物活性的土壤酶,如脫氫酶、過氧化氫酶和磷酸酶等。土壤酶的活性反映了土壤中各種生化過程的強度和方向,在一定程度上可反映土壤污染程度。
2.3在大氣污染監(jiān)測中的應用
污染大氣的主要物質(zhì)有硫氧化物(主要是二氧化硫及硫酸霧)、氮氧化物(主要是二氧化氮、過氧化酸硝酸醋)、臭氧、氟化氫、氨、烴類(主要是烷類和烯類)、碳氧化物(主要是一氧化碳)、氯和氯化氫等。大氣污染的生物監(jiān)測包括植物、動物和微生物監(jiān)測。 1)高等植物監(jiān)測:高等植物是目前城市大氣監(jiān)測的主要指示生物。很多植物對大氣污染具有敏感的反應,如 Cl2使葉尖失綠黃化,光化學煙霧使葉正面出現(xiàn)一道橫貫全葉的壞死帶。目前已篩選出多種對不同大氣污染物敏感的指示植物,通過栽培指示植物監(jiān)測法 或 植 物 群 落 監(jiān) 測 法 進 行 監(jiān) 測 。2)地衣和苔蘚監(jiān)測:地衣和苔蘚是大氣污染的良好監(jiān)測器,空氣中有極少量毒物就可影響其生長以至死亡,如 SO2年均濃度達到 0.015~0.105μg·L-1就能使地衣絕跡.在工業(yè)城市,通常距市中心越近,地衣的種類越少,重污染區(qū)內(nèi)一般僅有少數(shù)殼狀地衣分布,隨著污染程度的減輕,便出現(xiàn)枝狀地衣;在輕污染地區(qū),葉狀地衣數(shù)量最多。3)污染物指示植物監(jiān)測:二氧化硫指示植物。具體為水杉、杜仲、苔蘚、落地松以及地衣等方面。氟化物指示對象。具體為梅、大蒜、唐昌蒲、郁金香、杏、金線草以及葡萄苔蘚等植物。二氧化碳指示植物。具體為煙草、番茄、柑橘、向日葵以及秋海棠等。
結(jié)束語
生物監(jiān)測有著非常廣闊的發(fā)展前景,將繼續(xù)在宏觀和微觀領(lǐng)域提供大量連續(xù)、綜合的環(huán)境信息,同時為促進生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。 但如何更好地利用生物監(jiān)測,充分體現(xiàn)其優(yōu)勢特點,還需從方法、技術(shù)和管理等方面進行更深入的研究。
參考文獻:
【關(guān)鍵詞】農(nóng)藥污染;微生物監(jiān)測;微生物多樣性
土壤微生物是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分對土壤功能、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和自然界元素循環(huán)等具有重要的意義,保持微生物的多樣性對于人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。我國是一個農(nóng)業(yè)大國,更是一個農(nóng)藥生產(chǎn)和使用大國,因此農(nóng)藥對土壤的污染是一個嚴重問題。據(jù)有關(guān)資料表明,我國受農(nóng)藥污染的土壤面積可達1600hm2 主要農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留量超標率高達16%-18%[1]。農(nóng)藥污染 會破壞土壤功能影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定進而威脅到微生物多樣性并可最終通過食物鏈影響人體健康。
1 農(nóng)藥對土壤的污染
農(nóng)藥是防治農(nóng)業(yè)病蟲害和控制雜草的化學藥品,也是控制某些疾病的病媒昆蟲(如蚊、蠅等)的重要藥劑。但由于農(nóng)藥種類多,用量大,農(nóng)藥污染已成為環(huán)境污染的一個重要方面。農(nóng)藥藥對土壤的污染是指人類向土壤環(huán)境中投入或排入超過其自凈能力的農(nóng)藥而導致土壤環(huán)境質(zhì)量降低以至影響土壤生產(chǎn)力和危害環(huán)境生物安全的現(xiàn)象。農(nóng)藥對土壤的污染與施用農(nóng)藥的理化性質(zhì)、農(nóng)藥在土壤環(huán)境中的行為及施藥地區(qū)自然環(huán)境條件密切相關(guān)使土壤顆粒與土壤溶液界面上的農(nóng)藥濃度大于土壤本體中農(nóng)藥濃度的現(xiàn)象。吸附會降低農(nóng)藥的活性影響藥效的發(fā)揮,同時也阻滯了農(nóng)藥在土壤中的遷移和揮發(fā)。土壤的有機污染作為影響土壤環(huán)境的主要污染物已成為國際上關(guān)注的熱點有毒、有害的有機化合物在環(huán)境中不斷積累到一定時間或在一定條件下有可能給整個生態(tài)系統(tǒng)帶來災難性的后果,即所謂的“化學定時炸彈”。其他土壤有機污染物還包括氨基甲酸酯類、有機氮類殺蟲劑和磺酰脲類除草劑,這些種類的農(nóng)藥毒性較低,但因使用范圍擴大,其對土壤造成的污染亦不容忽視。
現(xiàn)有大量科學研究表明,農(nóng)藥污染也已經(jīng)嚴重威脅了食品安全和人畜健康。2012年,浙江省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標準研究所和農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥殘留檢測重點實驗室等單位對浙江省蔬菜生產(chǎn)中主要使用的78種農(nóng)藥(主要為低毒農(nóng)藥)進行殘留檢測,發(fā)現(xiàn)大量農(nóng)藥殘留,主要的殘留農(nóng)藥就有28種。而環(huán)境中擬除蟲菊酯類殺蟲劑的殘留會導致哺乳動物免疫系統(tǒng)、荷爾蒙、生殖系統(tǒng)疾病,甚至誘發(fā)癌癥,有機氯農(nóng)藥暴露可能與乳腺癌、阿爾茨海默病、帕金森氏病的發(fā)生有關(guān)。
2 農(nóng)藥污染對土壤微生物多樣性的影響
農(nóng)藥污染通過改變微生物群落結(jié)構(gòu)、影響微生物在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)、破壞生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定等方面最終影響微生物生態(tài)多樣性。微生物群落是指由一定種類的微生物在一定的生境條件下所構(gòu)成的有機整體,土壤中包含有四種比較重要的微生物類群:細菌、真菌、放線菌和藻類。土壤受到農(nóng)藥污染后,會擾亂微生物類群的正常秩序,主要表現(xiàn)在微生物生物量、群落結(jié)構(gòu)、群落的物種多樣性等方面的影響。微生物群落結(jié)構(gòu)是指群落內(nèi)各種微生物在時間和空間上的配置狀況,優(yōu)化的配置能增加群落的穩(wěn)定性,表現(xiàn)為良性發(fā)展。但是由于農(nóng)藥污染,就會影響這種良性發(fā)展,對群落的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞影響。微生物是土壤酶的形成與積累的主要動力,在微生物的生命活動過程中,向土壤分泌大量的胞外酶,在其死亡后,由于細胞的自溶作用把胞內(nèi)酶也釋放到土壤中,因而在土壤生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮至關(guān)重要的中心作用。土壤微生物的組成和土壤酶活性可以作為污染的重要指標,土壤受到污染后,土壤微生物組成發(fā)生變化,土壤酶活性受到抑制,進而影響微生物在物質(zhì)循環(huán)中的功能。
農(nóng)藥污染影響土壤微生物物種多樣性,其影響常常表現(xiàn)有直接的或間接的、抑制的或促進的、暫時的或持久的等多種類型。低量施用殺蟲劑或除草劑對土壤微生物多樣性的影響不大,但是如果大量施用,則會抑制甚至消滅某些敏感微生物,從而對微生物群落的組成起到選擇作用。低濃度甲基對硫磷對土壤微生物數(shù)量影響不大,添加100和500mg/L甲基對硫磷能明顯增加土壤細菌的數(shù)量,甲基對硫磷通過抑制或者殺滅某些種類土壤細菌,大大促進土壤生態(tài)系統(tǒng)中部分種類細菌的增殖[2]。土壤中結(jié)合態(tài)甲磺 隆殘留物對土壤細菌、真菌具有明顯的刺激作用,而對土 壤放線菌有強烈的抑制作用[3]。苯噻草胺能促使好氧細菌數(shù)量的增加,但不利于真菌和放線菌的生長[4]。
3 利用農(nóng)藥污染對土壤微生物多樣性進行監(jiān)測
以土壤微生物的種群數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化為主要的觀察指標,明確生物多樣性與土壤環(huán)境質(zhì)量之間的響應關(guān)系,達到環(huán)境監(jiān)測的目的。與此同時,篩選和鑒別具有污染修復功能的微生物種類,將其應用到土壤農(nóng)藥污染的治理當中。在具體的研究過程中,如進行微生物的選擇時,不僅包括常規(guī)研究較多的細菌、真菌、放線菌種類,還包括了土壤動物――線蟲的研究,增加了生物監(jiān)測結(jié)果的可靠性和說服力。在對敏感物種進行鑒定時,不僅應用到常規(guī)的形態(tài)學方法,還將應用分子生物學鑒定方法,加快了鑒定速度,增加了準確性,可以體現(xiàn)出研究方法的先進性。對污染修復研究中,不僅要關(guān)注污染物的修復效果和經(jīng)濟成本,還要對應用過程中的安全性進評價,充分體現(xiàn)出以人為本的理念和注重環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益相統(tǒng)一的思想。
綜上所述,農(nóng)藥污染可以影響土壤微生物的多樣性。通過對農(nóng)藥污染影響土壤微生物多樣性的研究,可以盡量減少或者避免農(nóng)藥污染對環(huán)境的影響,保持微生物的多樣性,從而為農(nóng)業(yè)耕作和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學依據(jù)。
4 生物監(jiān)測的應用前景
生物監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的新興技術(shù),主要是利用生物個體、種群或群落對環(huán)境污染或變化所產(chǎn)生的反應,從生物學的角度對環(huán)境污染狀況進行監(jiān)測和評價。生物監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展最早可追溯到20世紀初,Koikwitz和Marsson提出的“污水生物系統(tǒng)”,50年代后,該技術(shù)逐漸被少數(shù)國家用于水質(zhì)和大氣環(huán)境污染監(jiān)測。生物監(jiān)測技術(shù)依靠區(qū)別于傳統(tǒng)物理化學監(jiān)測方法的獨特優(yōu)勢,如監(jiān)測的敏感性、長期性、連續(xù)性、經(jīng)濟性、非破壞性、綜合性等特點,近年來發(fā)展迅速。而我國在這方面的研究起步晚,上世紀80年代才開始將該技術(shù)應用于環(huán)境監(jiān)測,迄今為止,相關(guān)體系仍不標準、不健全,尤其在土壤環(huán)境質(zhì)量的評價和監(jiān)測中的應用,更是少之又少。利用土壤微生物的種群數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化為主要的觀察指標,明確生物多樣性與土壤環(huán)境質(zhì)量之間的響應關(guān)系,達到環(huán)境監(jiān)測的目的,將為環(huán)境污染監(jiān)測和環(huán)境污染物的有效治理提供理論基礎(chǔ)。
【參考文獻】
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[2]曹慧,崔中利,周育,等.甲基對硫磷對紅壤地區(qū)土壤微生物數(shù)量的影響土壤[J].2004,36(6):654-657.
【關(guān)鍵詞】快速生物監(jiān)測;應用;滅菌;質(zhì)量追溯
隨著醫(yī)學科學的發(fā)展尤其外科植入性手術(shù)的開展,對醫(yī)院消毒供應中心的消毒滅菌要求越來越高。根據(jù)ws/t310.3-2009第3部分《醫(yī)院消毒供應中心清洗消毒及滅菌效果監(jiān)測標準》,我院消毒供應中心對所有滅菌物品除進行每周一次常規(guī)生物監(jiān)測外,對植入性手術(shù)、外租手術(shù)器械進行每包(每鍋次)快速生物監(jiān)測。自2010年1月至2010年10月共開展了246例次快速生物監(jiān)測,全部合格,臨床沒有與植入物及滅菌相關(guān)的感染報導?,F(xiàn)回顧如下。
1材料和方法
1.1消毒供應中心選用3m公司的attest290快速生物監(jiān)測自動培養(yǎng)/閱讀器及配套使用的attset1291嗜熱脂肪桿菌芽孢菌片。滅菌器是千櫻公司的脈動預真空壓力蒸汽滅菌鍋。設(shè)定蒸汽壓力210kpa、滅菌溫度132℃、預真空3次、滅菌時間6分鐘.測試包采用標準試驗包
1.2方法及步驟
1.2.1操作人員要求:具備醫(yī)院消毒員資格,持有高壓滅菌器操作上崗證,經(jīng)過3m快速生物監(jiān)測自動培養(yǎng)/閱讀器培訓。
1.2.2標準包準備與器械包要求:用16條41*66cm手術(shù)巾制成23*23*15cm大小的標準測試包,將嗜熱脂肪芽孢菌片小試管置于標準包的中心。標準包再放于滅菌器內(nèi)排氣口上方,手術(shù)器械包按規(guī)范要求包裝放置,重量<7kg,體積<30*30*50cm,包內(nèi)常規(guī)放置化學指示卡(第五類),包外貼兩條相同的化學指示膠帶,膠帶上注明器械清洗者、包裝者、消毒日期、失效日期、滅菌者、滅菌器鍋次編號。按規(guī)范要求進行滅菌操作流程。
1.2.3快速生物監(jiān)測自動培養(yǎng)/閱讀器準備:提前30分鐘通電預熱,檢查儀器性能是否完好。設(shè)置參數(shù)。
1.2.4培養(yǎng)操作:滅菌周期結(jié)束后,取出標準包內(nèi)菌片試管,在自動閱讀器專用碎孔上掰碎試管內(nèi)的培養(yǎng)基小管并輕搖混勻。再將試管放入培養(yǎng)儀的專用培養(yǎng)/閱讀孔,同時設(shè)同一批次未經(jīng)滅菌的嗜熱脂肪桿菌芽孢菌片試管為陽性對照,試管標簽上注明“c”,即“對照”,插入對照培養(yǎng)/閱讀孔,關(guān)閉自動閱讀器孔蓋。 障。
1.2.5結(jié)果讀?。航?jīng)1小時培養(yǎng),自動培養(yǎng)/閱讀器顯示滅菌后試管為“綠燈”陰性,對照管顯示“紅燈”為陽性。
1.2.6記錄:根據(jù)ws/t310.3-2009規(guī)范要求,我院消毒供應中心設(shè)計了快速生物監(jiān)測記錄本,內(nèi)容包括手術(shù)器械包名稱、包內(nèi)器械件數(shù)、外租器械廠家名、手術(shù)包外化學指示膠帶(清洗包裝者、滅菌日期、失效日期、滅菌器鍋次、滅菌者姓名)、快速生物監(jiān)測結(jié)果陰性標簽、對照管陽性標簽、第五類化學指示卡、記錄者簽名。監(jiān)測完成后由消毒員記錄快速生物監(jiān)測結(jié)果,張貼生物監(jiān)測標簽及化學指示膠帶和卡。
2快速生物監(jiān)測討論及操作過程注意事項
2.1操作者必須是經(jīng)過培訓的專業(yè)消毒員。操作前認真閱讀說明書,掌握快速生物監(jiān)測儀常見報警代碼及處理方法。操作時戴好防護目鏡和手套。
2.2生物指示劑(嗜熱芽孢桿菌菌片)放入培養(yǎng)/閱讀孔后不要移動或變換地方,如果在培養(yǎng)過程中不小心取出生物指示劑,必須在10秒內(nèi)放回原位,否則會導致監(jiān)測結(jié)果丟失監(jiān)測失敗。
2.3生物指示劑必須嚴格按廠家說明書保管,發(fā)現(xiàn)生物指示劑試管變形、管內(nèi)培養(yǎng)液小管碎裂、變色,則不可使用,否則可能出現(xiàn)假陽性。
2.4快速生物監(jiān)測前提是滅菌器的物理、化學監(jiān)測合格。滅菌器必須每天滅菌前b-d試驗,生物監(jiān)測時每鍋需同時進行化學指示劑監(jiān)測。三項全部合格,滅菌包才可發(fā)放。
2.5生物監(jiān)測陽性或可疑時,應立即召回自上次生物監(jiān)測以來所有尚未使用的滅菌物品,重新處理,并分析原因,改進后生物監(jiān)測連續(xù)3次合格方可使用。
1 材料與方法
1.1 材料 捕鼠器為粘鼠板,捕蠅器為粘蠅條,捕蟑螂器為粘蟑盒,捕蚊為人工誘蚊法。
1.2 方法
1.2.1 鼠類監(jiān)測采用粘鼠板法,采用同一種粘鼠板(規(guī)格為25.5×18.5cm )。分別于 2月、4月、9月、11月在餐館、食堂、賓館、商場、農(nóng)貿(mào)市場各監(jiān)測一次,全年共4次。餐館2戶各5張、單位食堂10張、商場10張、賓館10張、農(nóng)貿(mào)市場10張,共50張。餐館、食堂放置在廚房灶臺下、冰柜下、庫房、雜物間等;商場和農(nóng)貿(mào)市場放置在糧食柜、食品柜、副食品柜等;賓館放置在床下、衣柜下、床上用品存放間等鼠類經(jīng)?;顒踊蛞子跅⒌膱鏊?4小時后收集粘鼠板并作鼠種類的鑒別和統(tǒng)計,鼠密度(%)=粘捕鼠數(shù)/收回粘鼠板數(shù)×100%。
1.2.2 蚊類監(jiān)測2012年1-12月每月監(jiān)測1次,采用人工誘捕小時法,采用定點、定人、定時、定期的方法,每月選擇城區(qū)的公園、建筑工地、居民區(qū)下水道、廢品收購站各一處,監(jiān)測者暴露一小腿,靜止不動。記錄30分鐘停落在小腿上并被拍死或用電動吸蚊器捕獲的蚊蟲數(shù)量及蚊的種群。記錄當天的溫度、濕度和風速。
1.2.3 蠅類監(jiān)測 2012年5、6、7、8、9月共監(jiān)測5次,統(tǒng)一采用粘蠅條(規(guī)格為75×3.5cm)。在農(nóng)貿(mào)市場掛4條、餐館2家各掛2條、單位食堂掛4條、共掛粘蠅條12條,24小時后收集粘蠅條,統(tǒng)計蠅的數(shù)量和種類。密度單位為"粘捕蠅數(shù)/條"。
1.2.4 蟑螂密度監(jiān)測 2012年2、4、5、6、7、8、9、10、12月進行監(jiān)測,全年9次。采用粘蟑盒法,選用同一品牌的粘蟑盒(規(guī)格為19.5×9.5cm)、盒中央放有誘餌1粒。選擇一個賓館(或招待所)、醫(yī)院、單位食堂、食品制造或商場各放置10張粘蟑盒,餐館2家、居民戶2戶各放置5盒,每次監(jiān)測共在6類場所布放粘蟑盒60個。餐館、食堂、居民戶放置在廚房、操作間、庫房、餐廳等;賓館和醫(yī)院放置在床下、桌下、床上用品存放間等;商場放置在食品加工銷售柜和食品柜、糧油柜等蟑螂經(jīng)?;顒踊虿啬涞牡胤?。24小時后收集粘蟑盒,記錄粘捕到的蟑螂數(shù),并作種類、成蟲、若蟲鑒別。密度單位為"粘捕只數(shù)/盒"。
2 結(jié)果
2 .1 鼠類監(jiān)測結(jié)果 全年共放置粘鼠板200張,捕獲鼠數(shù)10只,密度為5%,農(nóng)貿(mào)市場和餐館密度最高,為 7.5 %,見表1。其中小家鼠6只,占捕獲鼠總數(shù)的 60%,褐家鼠 4只,占捕獲鼠總數(shù)40 %.
鼠密度消長趨勢為; 4月和9月是捕獲鼠的雙高峰期,10月開始下降(與有關(guān)文獻相符)。見表2.
2.2 蚊密度和種類分布 蚊的密度從5月逐月上升,6、7、8月是高峰,9月開始下降,見表2。監(jiān)測期間共捕獲成蚊26只,共捕獲蚊蟲時間為8h, 密度為0.31只/人工小時。公園和居民下水道密度最高,為4只/人工小時,建筑工地蚊密度最低,為2只/人工小時。見表3。捕獲蚊種中華按蚊24只,占92%,百紋伊蚊2只,占8%,蚊種主要是中華按蚊為優(yōu)勢,與以往我縣蚊蟲監(jiān)測的資料相符合。
2.3 蠅密度和種類的分布 蠅主要活動在每年的6-9月,監(jiān)測期間共掛粘蠅條60條,共捕獲蠅66只,密度為1.03只/條。不同的環(huán)境捕獲蠅的密度不同,農(nóng)貿(mào)市場的蠅密度最高2.2只/條,餐館次之為0.7只/條,單位食堂最低為0.2只/條,見表4。蠅的種類主要是家蠅為主占65%.市蠅占35%。
2.4 蟑螂密度和種類分布 監(jiān)測期間共放置粘蟑盒540盒,收回粘蟑盒534盒,捕獲蟑螂275只,密度為0.5只/盒,見表2。餐館密度最高,其次是居民戶,最低是賓館,見表5。蟑螂種類分析,德國小蠊占絕對優(yōu)勢,共捕獲德國小蠊261只,占總數(shù)的95 %。捕獲黑胸大蠊14只,占總數(shù)的5%。
3.討論
我國主要病媒生物的監(jiān)測工作從80年后重新啟動,各地的監(jiān)測方案不盡相同,本次的監(jiān)測方案是根據(jù)《貴州省病媒微生物監(jiān)測方案》實施,實行統(tǒng)一管理,統(tǒng)一監(jiān)測方法,統(tǒng)一監(jiān)測用具,統(tǒng)一報表,嚴格按規(guī)定操作。
全年鼠監(jiān)測資料顯示,鼠密度以農(nóng)貿(mào)市場和餐館最高,鼠種以小家鼠為優(yōu)勢種(60%),褐家鼠次之(40%)。全年鼠密度4月和9月達兩個高峰,因此春秋兩季開展大規(guī)模滅鼠活動是必要的。有關(guān)部門要加強滅鼠工作,確保廣大人民群眾的身體健康。
蚊類監(jiān)測結(jié)果說明,蚊密度以公園和居民下水道最高,其次是廢品收購站和建筑工地,可能是居民下水道水體多,公園的雜草樹葉繁茂適合蚊蟲的孳生有關(guān)。蚊種主要是以中華按蚊占優(yōu)勢,季節(jié)高峰在6-8月。因此控制蚊蟲季節(jié)要在高峰達到前,滅蚊重點是減少積水,消除雜草,控制蚊蟲的孳生地。同時高峰期使用化學殺蚊劑殺滅成蚊,減少蚊蟲叮咬傳染有關(guān)疾病。
蠅的監(jiān)測密度是農(nóng)貿(mào)市場最高,餐飲部門次之,蠅的種類主要是家蠅65%,市蠅為35%。6-9月為蠅的高峰期。為了有效控制蠅的密度,特別是農(nóng)貿(mào)市場要及時對垃圾的清除和處理,餐飲部門要設(shè)置防蠅設(shè)施,在高峰期應采取綜合治理措施,提高群眾的防蠅滅蠅的意識,消除蠅類的孳生地。
蟑螂密度以餐館最高,為2.66%,可能是餐飲部門衛(wèi)生差,雜物多,有利于蟑螂的繁殖和生長有關(guān)。蟑螂種類以德國小蠊占優(yōu)勢,為95%。德國小蠊侵害日趨嚴重,蟑螂已成為難以治理的害蟲。因此,應引起有關(guān)部門對餐飲行業(yè)滅蟑工作的重視,加強對這類行業(yè)滅蟑工作的管理,促使業(yè)主搞好室內(nèi)外衛(wèi)生,采取環(huán)境治理和化學防制相結(jié)合的綜合治理措施,提高防制效果。
參考文獻
[關(guān)鍵詞] 太空蔬菜;繁育;有害生物;監(jiān)測;防控
太空蔬菜種子是集航天技術(shù)、生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)育種技術(shù)為一體的高科技成果,通過太空特殊的環(huán)境、高真空、高輻射、失重等條件,使種子本身遺傳基因產(chǎn)生變異,回到地球陸地后進行選育、選優(yōu)去劣,經(jīng)4~5年的時間,穩(wěn)定后的太空蔬菜種子用到大田后,表現(xiàn)出產(chǎn)量高、果實大、品質(zhì)優(yōu)、抗病性強等特點[1]。2009年,承德中科種業(yè)有限公司在國家外國專家局的大力支持下,從中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所引進了太空蔬菜種子品種24個,其中番茄類7個、椒類6個、茄子2個、瓜類4個。在兩年的試種期間,隆化縣植保植檢站對上述4種蔬菜的有害生物的發(fā)生種類及其消長情況進行了系統(tǒng)觀察和監(jiān)測,查清了其有害生物發(fā)生種類,并采取了恰當?shù)姆揽卮胧?,保障了太空作物正常生長。
一、監(jiān)測內(nèi)容及方法
1.有害生物種類調(diào)查
每個太空蔬菜作物選定點調(diào)查10株,五點取樣,每7~10d調(diào)查一次。
2.常規(guī)蔬菜與太空蔬菜的抗病性差別調(diào)查
灰霉病和葉霉病在日光溫室中進行觀察,其他病害在露地進行觀察。設(shè)太空蔬菜與常規(guī)蔬菜病害觀測區(qū)各19個,采用對比法排列設(shè)計,太空蔬菜每個品種設(shè)1個小區(qū),當?shù)爻R?guī)蔬菜品種相鄰種植為對照,每小區(qū)面積溫室14.4 m2、露地25m2,在各病害發(fā)生高峰期調(diào)查病株率和病情指數(shù),調(diào)查方法按《農(nóng)藥田間藥效試驗準則》[2][3]等標準和相關(guān)技術(shù)規(guī)范進行。
二、監(jiān)測結(jié)果
1.太空蔬菜種子繁育期間病蟲害發(fā)生種類
從調(diào)查結(jié)果來看,發(fā)生種類和當?shù)厥卟送惼贩N發(fā)生種類基本相同。
(1)番茄有害生物
猝倒?。≒ythium apHanidermatum(Eds.)Fitzp.)
灰霉?。˙otrytis cinerea Pers.ex Fr.)
早疫病(Alternaria solani Sorauer)
晚疫?。╬HytopHthora infestans(Mont.)De Bary)
葉霉病(Fulvia fulva(Cooke)Cif.)
棉鈴蟲(Helicoverpa armigera Hubner)
蚜蟲(Myzus persicae(Sulzer))
美洲斑潛蠅(Liriomyza sativae(Blanchard))
溫室白粉虱(Trialeurodes vaporariorum(Westwood))
(2)辣椒有害生物
辣椒病毒?。–ucumber mosaic virus)
辣椒疫?。╬HytopHthora capsici Leonian)
棉鈴蟲(Helicoverpa armigera Hubner)
蚜蟲(Myzus persicae(Sulzer))
溫室白粉虱(Trialeurodes vaporariorum(Westwood))
(3)茄子有害生物
綿疫病(pHytopHthora parasitica Dast.)
黃萎?。╒exticillium dahliae Kleb.)
二十八星瓢蟲(Epilachna vigintioctomaculata Motschulsky)
蚜蟲(AcyrthosipHon solani(Kaltenbach))
美洲斑潛蠅(Liriomyza sativae(Blanchard))
溫室白粉虱(Trialeurodes vaporariorum(Westwood))
茶黃螨(PolypHagotarsonemus latus(Banks))
(4)黃瓜有害生物
霜霉?。≒seudoperonospora cubensis(Berk.et Cert.)Rostov.)
灰霉病(Botrytis cinerea Pers.ex Fr.)
白粉?。⊿pHaerotheca fuliginea(Schlecht.)Poll.)
角斑?。≒seudomonas syringae pv.1achryrnas(SmLth et Bryan))
溫室白粉虱(Trialeurodes vaporariorum(Westwood))
美洲斑潛蠅(Liriomyza sativae(Blanchard))
蚜蟲(ApHis gossypii Glover)
葉螨(Tetranychus cinnabarinus(Boisduval))
茶黃螨(PolypHagotarsonemus latus(Banks))
2.常規(guī)蔬菜與太空蔬菜的抗病性差別調(diào)查結(jié)果
調(diào)查發(fā)現(xiàn),太空蔬菜的長勢旺盛,株高、莖粗、葉厚等指標明顯超過常規(guī)蔬菜,病害發(fā)生程度明顯減輕,說明太空蔬菜抗病性與常規(guī)蔬菜有差別;方差分析表明,太空蔬菜與常規(guī)蔬菜病害的發(fā)生程度達到極顯著水平;通過產(chǎn)量測定發(fā)現(xiàn),太空蔬菜平均比常規(guī)蔬菜高30.42%~39.66%。
三、太空蔬菜有害生物綜合防控措施
太空作物種子價值較高,因此總的原則是以“預防為主、綜合防治為”主線,培育壯秧、提高作物自身抗病能力,綜合運用農(nóng)業(yè)防治、物理防治、生物防治、化學防治相結(jié)合的綠色防控措施。
1.播前預防
(1)種子消毒。采用日光曬種2~3d,用40%甲醛500倍液浸種15min,或55℃溫水浸種(邊倒邊攪動,在10~30min內(nèi)使水溫保持50~55℃),消滅種子表皮的有害生物。
(2)營養(yǎng)土的配制及消毒。選山皮土7份,腐熟好的陳年羊糞3份,每立方米營養(yǎng)土加入50%多菌靈可濕性粉劑60g、50%辛硫磷乳油50g,充分拌勻后再裝入10cm×10cm的營養(yǎng)缽,以消滅土壤中有害生物。
2.農(nóng)業(yè)防治
(1)滴管與防雨膜。太空蔬菜晚疫病、灰霉病、霜霉病、疫病等大多數(shù)病害,發(fā)生程度與濕度成顯著正相關(guān)關(guān)系,濕度大則發(fā)生重,棚室栽培可采取膜下滴灌技術(shù),露地栽培則可采用防雨膜,降低環(huán)境內(nèi)濕度,減輕病害的發(fā)生。
(2)合理施肥?;蕬杂袡C肥為主,畝施4000~6000kg;定植后,太空茄果蔬菜在見果后開始追肥,黃瓜可在根瓜采收后開始追肥,棚室追肥以沖施肥為主,以北京上凌公司生產(chǎn)的上凌牌沖施肥為例,每畝沖7.14kg,以后每15~20d沖一次肥,確保作物正常生長所需的養(yǎng)分。
(3)加強農(nóng)事操作。應及時摘除老葉、病葉,摘除卷須;合理整枝并適當疏花疏果,改善通風透光條件,促進植株生長發(fā)育,減少病害的發(fā)生。
3.物理防治
安裝防蟲網(wǎng)、誘蟲色板。日光溫室地腳安裝1.8m寬的防蟲網(wǎng),同時在棚頂放風口處安1m寬的防蟲網(wǎng),在高溫放風時防治棚外有害生物入侵;每畝棚室懸掛25cm×30cm的黃蟲板30片,防治蚜蟲、白粉虱等。
4.化學防治
化學防治要按照病蟲害發(fā)生規(guī)律,科學使用化學防治技術(shù),應注意“對癥用藥、適時用藥、輪換用藥”并做到“能兼治的不要專治、一次有效的不要多次施藥、盡量減少施藥次數(shù)和數(shù)量”。
(1)苗期病害。主要是猝倒病和立枯病,可選用72.2%霜霉威鹽酸鹽水劑600倍液加50%福美雙可濕性粉劑 800倍液噴灑苗床,每平方米用藥液2~3L。
1.1探針核酸監(jiān)測技術(shù)
探針核酸檢測技術(shù)是使用特定核苷酸序列出現(xiàn)特異性互補已知核苷酸片段作為探針,主要分析片段長度的多樣性,被標記的探針可以使用在植物細胞組織內(nèi)、探測溶液、固定生物膜同源核酸序列[1]。探針核酸監(jiān)測技術(shù)有高度靈敏性以及特異性,當前在環(huán)境微生物監(jiān)測中廣泛使用。
1.2PCR技術(shù)
PCR(PolymeraseChainReaction)技術(shù)是指生物學的聚合酶鏈式反應,主要是指在聚合酶的催化中將特定的引物設(shè)置為監(jiān)測起點,通過延伸、退火以及變性等步驟將DNA體外復制,可以快速的在異地使用體外復制所有目的的DNA[2]。聚合酶鏈式反應有特異性強、靈敏度高優(yōu)勢,可以在監(jiān)測大量評價樣品以及環(huán)境中的污染。
2在大氣污染中的實踐
大氣污染是指使用生物監(jiān)測對大氣質(zhì)量進行分析研究,確定環(huán)境污染程度。在生物系統(tǒng)中,大氣污染給動植物的生存帶來了嚴重的污染,因為植物有在固定的溫度、濕度中生長的特征,導致植物沒有科學辦法避免有害物質(zhì)污染。植物對大氣中有害物質(zhì)有一定敏感性,所以在環(huán)境監(jiān)測中便于監(jiān)測以及管理,環(huán)境監(jiān)測中現(xiàn)代生物技術(shù)在大氣污染中的實踐中可以使用采取植物葉子的方式當做需要監(jiān)測的樣品。植物可以通過大氣污染程度完整的反應出來,在大氣污染實踐中常用的監(jiān)測植物有以下種類:
2.1氟化物指示植物
通過植物可以反映出氟化物的對象主要有:苔蘚、金線草、唐菖蒲、大蒜、郁金香以及梅樹等植物。通常情況下,使用現(xiàn)代生物技術(shù)監(jiān)測受污染比較明顯的植物,葉子形狀轉(zhuǎn)變?yōu)榧庑?,并且葉面上有一定程度的傷斑,出現(xiàn)在葉脈上的癥狀則比較少。受環(huán)境污染的傷斑是淺褐或者紅褐色。
2.2二氧化碳所指示植物
二氧化碳污染指示的植物主要有海棠、煙草、向日葵、番茄以及柑橘等。通常受環(huán)境污染比較明顯,癥狀主要是植物葉子上出現(xiàn)不規(guī)則的傷斑,顏色主要是白色、棕色以及黃褐色等,同時植物葉子上也不同程度的出現(xiàn)點狀傷斑。
3在水體污染中的實踐
3.1微生物群監(jiān)測
水體系統(tǒng)中比較重要的組成部分是微生物群,微生物群在水體出現(xiàn)污染時可以快速的感應。一般情況下在環(huán)境監(jiān)測中使用的監(jiān)測手段是泡沫塑料塊聚氨酯法,該手段是在水體中投入一定量含有聚氨酯的塑料塊,對水體中微生物群落收集監(jiān)測。和傳統(tǒng)水體環(huán)境監(jiān)測方式對比,這種方法速度快、經(jīng)濟、準確,同時還可以在污染監(jiān)測中廣泛使用。
3.2生物法監(jiān)測
使用生物法監(jiān)測水體污染的方式主要是使用生物監(jiān)測方式對水體監(jiān)測。使用現(xiàn)代生物科技中的生物法對水體污染情況進行分析。生物法監(jiān)測水體污染情況可以將水體污染帶來的不利影響全面展示出。水體污染比較嚴重、可以反映出的生物有蚊幼蟲、小顫藻以及顫蚓類生物。
4在土壤污染中的實踐
4.1動物監(jiān)測法
使用動物監(jiān)測法控制土壤受污染的情況,使用這種方式進行監(jiān)測時,通常情況下可以將蚯蚓當作監(jiān)測對象,因為蚯蚓有比較高的敏感性,可以覺察到土壤中是否含有農(nóng)藥、鉛等有害物質(zhì)。除此之外,使用現(xiàn)代生物技術(shù)進行土壤污染監(jiān)測時因為土壤中有一定鎘物質(zhì)含量,和蚯蚓體內(nèi)鎘物質(zhì)含量有一定關(guān)聯(lián)性,因此蚯蚓在土壤污染的應用中具有一定意義。
4.2植物監(jiān)測法
使用微生物監(jiān)測法對土壤污染進行監(jiān)測主要是指使用土壤指示植物對土壤受污染情況進行監(jiān)測。如果土壤遭到一定污染,受到污染的微生物會出現(xiàn)一定程度的反應,并且有污染比較明顯的植物出現(xiàn)代謝異常的癥狀。比如遭到土壤污染的植物表面出現(xiàn)明顯傷斑、構(gòu)成成分發(fā)生改變、呼吸作用不斷加強或者減弱、發(fā)育減慢等情況。
4.3微生物監(jiān)測法
現(xiàn)代生物技術(shù)監(jiān)測土壤污染情況可以通過微生物監(jiān)測法對土壤進行監(jiān)測,土壤污染源主要是人類糞便、尿液等污染源,同時灌溉過程中使用污水也會對土壤造成不同程度的污染,使用微生物監(jiān)測可以對土壤污染的狀況和程度全面評價。
5結(jié)語
關(guān)鍵詞:環(huán)境監(jiān)測;生物監(jiān)測技術(shù);應用
1.前言
隨著社會的快速進步,人口急劇上升,導致環(huán)境受到污染的問題越來越嚴重,保護環(huán)境、治理污染問題已經(jīng)變成當今社會發(fā)展的重要課題[1]。通過采取先進的監(jiān)測方法以及設(shè)備全面的分析給環(huán)境帶來污染的物質(zhì),屬于經(jīng)常使用在環(huán)境監(jiān)測中的方式。但是,隨著不斷加深認識環(huán)境污染,人類生活健康以及生物群在很大程度上受到環(huán)境污染的影響。如果僅僅借助理化環(huán)境監(jiān)測不能將污染物體對生態(tài)系統(tǒng)以及生物體影響的程度全面反映出來。所以,在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中運用生物監(jiān)測技術(shù),分別從各方面研究環(huán)境污染物體帶來的危害,生物監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)廣泛的應用在環(huán)境監(jiān)測中且受到各方人士的認可。
2.環(huán)境監(jiān)測中生物監(jiān)測的應用分析
2.1土壤污染中生物監(jiān)測的應用
在土壤受到污染時大部分都是相對間接的影響。通過對地下水、土壤、人體以及農(nóng)作物等方面的監(jiān)測分析土壤受到的污染,將生物監(jiān)測具體應用在土壤污染的監(jiān)測中,污染物對土壤微生物以及植物發(fā)育生長的具體情況等方面帶來的影響。
(1)動物監(jiān)測法。采取動物監(jiān)測的方法對土壤受到的污染進行監(jiān)測,進行動物監(jiān)測法時通常采取蚯蚓作為監(jiān)測的主要對象,因為蚯蚓有著相對高的敏感性,能夠敏感的察覺到土壤中是否含有鉛以及農(nóng)藥等有害物質(zhì)。另外,土壤內(nèi)鎘物質(zhì)的含量與蚯蚓體內(nèi)鎘物質(zhì)的含量有著相對明顯的關(guān)聯(lián)性,屬于在土壤污染監(jiān)測中相對具有實用意義的一種指標動物。
(2)植物檢測法。選擇土壤指示植物監(jiān)測土壤中受到的污染。在土壤遭到一定的污染后,植物受到污染物的影響出現(xiàn)各方面的不同的反應,并且出現(xiàn)一些相對明顯的癥狀,植物的生理代謝方面出現(xiàn)異常的情況。例如:植物的表面上有明顯的傷斑、呼吸作用變強、植物構(gòu)成的成分出現(xiàn)變化、發(fā)育生長受到一定的阻礙以及光合作用變低等。
(3)微生物監(jiān)測法。具體是通過分析微生物在土壤中群落出現(xiàn)的變化來對生物污染土壤的程度進行全面反映。在土壤的污染物中人類的尿以及糞是污染源的主要物質(zhì),其次到灌溉污水也會造成土壤生物受到一定的污染。根據(jù)計數(shù)以及分離土壤中存在的霉菌、放線菌以及細菌等污染物,對于改變土壤中群系微生物的數(shù)量以及結(jié)構(gòu)有了一定程度的了解,根據(jù)監(jiān)測的情況對土壤受到微生物群系污染的程度以及狀況進行全面評價。
2.2生物監(jiān)測在大氣污染中的應用
大氣污染具體是根據(jù)生物監(jiān)測大氣環(huán)境來對大氣質(zhì)量以及環(huán)境被污染的程度進行確定。在整個生物系中,大氣污染最容易給植物的生存帶來一定的威脅,植物由于自身具有在固定環(huán)境中生產(chǎn)的特點是其沒有辦法避免受到有害物質(zhì)的污染[2]。其對于有害物質(zhì)有著相對強的敏感性,因固定的生長位置,相對來說比較容易管理以及監(jiān)測,生物監(jiān)測在大氣污染中的應用具體是通過采取植物作為監(jiān)測樣品。植物能夠?qū)⒋髿鈱Νh(huán)境的污染程度全面的反應出來,比較常用在大氣污染監(jiān)測中的植物具體有幾種。
(1)二氧化硫指示植物。具體為水杉、杜仲、苔蘚、落地松以及地衣等方面。相對明顯的受到污染的癥狀為生長在葉子上的維管束出現(xiàn)傷斑并且呈現(xiàn)塊狀,同時也可以出現(xiàn)在葉子的邊緣,癥狀主要表現(xiàn)為傷斑,顏色呈現(xiàn)土黃色或者紅棕色。
(2)氟化物指示對象。具體為梅、大蒜、唐昌蒲、郁金香、杏、金線草以及葡萄苔蘚等植物。相對明顯的受到污染的癥狀為葉子形狀為尖形且葉面上存在傷斑,在葉脈上出現(xiàn)癥狀的比較少。通常情況下,傷斑屬于紅褐色或者淺褐。
(3)二氧化碳指示植物。具體為煙草、番茄、柑橘、向日葵以及秋海棠等。相對明顯的受到污染的癥狀是植物的葉脈上出現(xiàn)傷斑且呈現(xiàn)不規(guī)則的形式,顏色為黃褐色、棕色以及白色,同時也有可能在植物的葉子上出現(xiàn)傷斑并且呈現(xiàn)點狀。
2.3生物監(jiān)測在水體污染中的應用
(1)指示生物法。該監(jiān)測方法在生物監(jiān)測在水體污染監(jiān)測的所有方法中屬于相對經(jīng)典的。通過采取指示生物法對水體中是否存在的敏感污染物的種類,來對目前的水體資源存在污染物的情況進行分析。指示生物自身具有固定的活動地點、相對長的生命周期等基本特征,比較容易將水體中污染物帶來的影響全面的反應出來。具體有著生生物、底棲動物、浮游動物以及魚類等。從生物的分類情況發(fā)現(xiàn),在生物監(jiān)測中普遍應用沒有脊椎的動物。水體污染相對嚴重時指示生物則具體有小顫藻、顫蚓類以及蚊幼蟲等。
(2)微型生物群落監(jiān)測法。水體的整個系統(tǒng)中微型生物群屬于比較重要的組成部分,對于水體中存在污染時能夠有較強的敏感性。普遍用到的監(jiān)測方法是聚氨酯泡沫塑料塊法,該方法的主要特征是在水體中投入具有聚氨酯物質(zhì)的泡沫塑料塊,將水體中的微型生物進行收集。與別的生物群落監(jiān)測方法對比,該方法具有準確、經(jīng)濟以及迅速等優(yōu)勢,同時在監(jiān)測工業(yè)廢水方面也同樣合適使用。
3.生物監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展前景以及方向
生物監(jiān)測技術(shù)具體是采取生物對污染物體的直接反應來體現(xiàn)大氣環(huán)境受到污染的程度以及環(huán)境的質(zhì)量。從本質(zhì)出發(fā),環(huán)境污染帶來的效應主要是重點體現(xiàn)在以人為主體。所以在環(huán)境監(jiān)測中生物監(jiān)測技術(shù)有著指示的意義。倘若生物監(jiān)測的實際對象相對來說較為復雜,那么生物監(jiān)測技術(shù)在進行環(huán)境監(jiān)測過程中將會出現(xiàn)一些問題。比如在精確性、快速性以及靈敏性等特性都需要不斷進步,生命科學的實踐以及理論能夠指導著生物監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。生物的群落結(jié)構(gòu)、數(shù)量、行為、種群以及形態(tài)等方面會受到污染物的影響,并且會導致遺傳物質(zhì)以及細胞結(jié)構(gòu)遭到損壞,造成機體變異、致癌以及畸變等情況。生物系統(tǒng)相對復雜的情況下會使分析監(jiān)測結(jié)果時遭遇一定的難度。另外,在自然的環(huán)境中采取的指示生物,不僅會受到污染物質(zhì)帶來的影響,還在一定程度上受到土壤、地域、季節(jié)、病蟲害以及氣候等原因的影響,所以在監(jiān)測方式的構(gòu)建上要確保能夠標準化,促進最終結(jié)構(gòu)有較強的可比性,只有這樣,生物監(jiān)測技術(shù)才能夠發(fā)揮自身的價值。
4.結(jié)束語
隨著社會不斷發(fā)展,越來越多新型的技術(shù)出現(xiàn)在環(huán)境監(jiān)測的領(lǐng)域中,而生物監(jiān)測技術(shù)由于自身具備的優(yōu)點,在環(huán)境監(jiān)測的工作中占據(jù)著非常重要的地位,其能夠在環(huán)境監(jiān)測的微觀領(lǐng)域以及宏觀范圍中提供相對綜合且連續(xù)的信息,能夠有效的提高環(huán)境的質(zhì)量。
參考文獻:
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[2]王春香,李媛媛,徐順清.生物監(jiān)測及其在環(huán)境監(jiān)測中的應用[J].生態(tài)毒理學報,2010,18(5):147-148.
[3]姚來銀.地表水糞大腸菌群監(jiān)測工作實踐和探討[J].福建環(huán)境,2003,(6).
關(guān)鍵詞:環(huán)境監(jiān)測 生物傳感器 生物大分子標記物
一、引言
生物技術(shù)具有和其他現(xiàn)代高新技術(shù)相同的主要特征,諸如開發(fā)周期短、效益高的特點,從現(xiàn)階段來看已經(jīng)突破了基礎(chǔ)的理論研究階段,從自20世紀70年代以來開始逐步進入技術(shù)應用階段。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)理論研究的不斷深入,其應用的范圍得到了進一步的拓寬,不但在食品工業(yè)、高新技術(shù)農(nóng)業(yè)、藥品和發(fā)酵工業(yè)中得到了廣泛的應用,同時還在環(huán)境科學、環(huán)境監(jiān)測評價及防治中發(fā)揮著極其重要的作用。可以預見,生物技術(shù)必將成為環(huán)境科學中重點應用的技術(shù)。
二、生物技術(shù)的研究要點
1.生物技術(shù)的研究特點
1.1以生物作為研究對象,不過多地依賴于地球上的有限資源,主要在于對再生資源的開發(fā)和利用。
1.2研究環(huán)境相對簡單可行,生物技術(shù)的研究基本上都是在常溫、常壓下進行,研究過程相對簡單,可實現(xiàn)連續(xù)化操作,同時具有良好的環(huán)境友好性,能有效地節(jié)約能源,減少對環(huán)境的污染。
1.3利用生物技術(shù)開發(fā)的生物制品具有純度高、質(zhì)量優(yōu)和安全可靠的特點,是未來新產(chǎn)品開發(fā)的一個新途徑。
1.4能有效的解決傳統(tǒng)技術(shù)下不能予以解決的難題,能根據(jù)人類的需求對生物的品種進行合理的改良,創(chuàng)造出更加具有經(jīng)濟價值的生物類型。
三、常規(guī)監(jiān)測技術(shù)中微生物的應用
水體中的致病菌有可能引起各種傳染病,因此,水質(zhì)的細菌學測定,特別是腸道細菌的檢驗,在環(huán)境質(zhì)量評價、質(zhì)量衛(wèi)生監(jiān)督等方面具有重要意義。由于致病菌在水中存在的數(shù)量較少,直接監(jiān)測比較困難,而且檢查結(jié)果為陰性也不能保證絕對安全,因此在實際工作中常選用糞便污染指示菌——大腸菌群作為代表 。另外還有發(fā)光細菌法、污染物致突變的微生物監(jiān)測,藻類與水質(zhì)污染監(jiān)測方式,用于監(jiān)測水環(huán)境的微生物學指標是可行的。
四、生物傳感器
1.BOD微生物傳感器檢測儀(BODs)
生物化學需氧量(BOD)是環(huán)境監(jiān)測工作中的一項重要指標,它表示水中污染物的綜合污染程度。目前國內(nèi)外普遍規(guī)定樣品在 20℃的溫度中培養(yǎng)5d,分別測定培養(yǎng)前后的溶解氧, 二者之差即為BOD5 值,以氧的 mg/L 表示。但該方法操作較復雜,耗時長,且干擾因素多,結(jié)果準確度及重現(xiàn)性差,不能及時為環(huán)境管理和決策、科研、事故污染鑒定等提供科學依據(jù),無法滿足當前環(huán)境監(jiān)測中快速測定的要求。因此,快速、準確測定水體中 BOD 一直是環(huán)境監(jiān)測中的一大難題,而BOD微生物傳感器檢測儀就能滿足這一要求,因此得到廣泛應用。
2.DNA生物傳感器在環(huán)境污染監(jiān)測中的應用
基于生物催化和免疫原理的生物傳感器在環(huán)境領(lǐng)域中獲得了廣泛應用。近年來,隨著分子生物學和生物技術(shù)的發(fā)展,人們開發(fā)了以核酸探針為識別元件,基于核酸相互作用原理的 DNA 生物傳感器。該傳感器可用于受感染微生物的核酸序列分析、優(yōu)先控制污染物的檢測以及污染物與 DNA 之間相互作用的研究,在環(huán)境污染監(jiān)測中具有潛在的巨大應用前景。
3.可檢測化學制劑和生物制劑的生物傳感器
美國田納西大學(位于美國田納西州諾克斯維爾)的研究人員利用由生物工程技術(shù)制成的、存在雜質(zhì)時會發(fā)出藍綠輝光的微生物,開發(fā)成功一種基于芯片的環(huán)境生物傳感器樣品。這種被稱為生物發(fā)光型生物指示器IC(bioluminescent bioreporter IC,簡稱 BBIC)的器件技術(shù)可在眾多的應用(從航天器到反恐)中巧妙地檢測出氨、鋅等各類化學物質(zhì)。
4.光纖化學/生物傳感技術(shù)
光纖技術(shù)與光譜分析技術(shù)的有機結(jié)合就構(gòu)成了光纖傳感技術(shù)。光纖傳感技術(shù)突破了光譜分析的傳統(tǒng)模式,光可由光纖直接導入樣品,而樣品不必放入光譜儀中就能進行測定。特別適用于環(huán)境污染物、生物藥物,以及生產(chǎn)過程的原位、在線監(jiān)測和對樣品的無損測定。早在十幾年前,人們就曾經(jīng)預言:光纖傳感技術(shù)的出現(xiàn)將不可避免地引起分析實驗室及分析控制儀器的又一次革命。隨著環(huán)境科學與生命科學的發(fā)展,對各種與人類生存環(huán)境密切相關(guān)的化學物質(zhì)的測定和變化過程的監(jiān)測,已顯得特別突出和重要。由于光纖化學/生物傳感技術(shù)具有實時、在線及遠距離自動監(jiān)測和對樣品無損測定等特點,人們對它在海洋環(huán)境監(jiān)測中的應用給予了較多的關(guān)注,特別是在溶解氧、pH、濕度和水質(zhì)毒性等監(jiān)測要素的應用。
五、生物大分子標記物
隨著社會對環(huán)境保護的日益重視和分子生物學技術(shù)的發(fā)展,將生物大分子標記物的檢測應用到環(huán)境監(jiān)測中已經(jīng)成為一種趨勢。生物大分子標記物檢測由于其測定指標全面、準確、系統(tǒng)且具有特異性等優(yōu)點。生物大分子標記物是指生物體內(nèi)的一些對外界環(huán)境變化敏感并能產(chǎn)生一些可檢測變化的大分子物質(zhì),這些大分子物質(zhì)能夠反映環(huán)境變化對生物體的影響。
1.核酸分子標記物檢測
核算分子標記物檢測方法有核酸分子損傷檢測技術(shù)、報告基因標記技術(shù)及DNA芯片技術(shù)。
2.蛋白分子標記物檢測
環(huán)境中的許多污染物能直接與生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生反應從而對生物體產(chǎn)生影響,或者誘導 (或抑制)生物體內(nèi)一些基因的表達從而影響生物體內(nèi)一些蛋白質(zhì)的量。因此,生物體內(nèi)的許多種蛋白都可以作為環(huán)境中有害物質(zhì)暴露的生物標記物應用于環(huán)境監(jiān)測中。蛋白分子標記物檢測方法有酶分子標記物檢測、金屬硫蛋白( Metallothione in ,MT)的檢測、熱休克蛋白( Heat Shock Prote in , HSP)的檢測及抗氧化劑防御系統(tǒng)的檢測。
六、微核技術(shù)
環(huán)境污染已經(jīng)成為全球共同關(guān)注的一個熱點問題。為了檢測出已經(jīng)存在或潛在的危害,各種環(huán)境污染監(jiān)測技術(shù)應運而生。植物微核技術(shù)是根據(jù)遺傳學上染色體畸變的原理而建立的一種環(huán)境污染的生物監(jiān)測方法,在對大氣、土壤、水環(huán)境中各種有毒污染物的遺傳毒性檢測方面得到了廣泛應用。國內(nèi)外大量的對比實驗研究表明,該方法普遍適用于檢測環(huán)境致突變物,已經(jīng)成為環(huán)境污染監(jiān)測的有效工具。微核技術(shù)可用于監(jiān)測大氣污染,監(jiān)測土壤污染,監(jiān)測水污染,監(jiān)測有機物污染,監(jiān)測重金屬污染,監(jiān)測物理輻射污染。