生物监测

生物监测利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应阐明环境污染状况，从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据。

生物监测的优点是能综合地反映环境因素的联合作用，有时甚至比理化监测更敏感。

原理

生物监测的理论基础是生态系统理论。生态系统是包括生物部分（生产者、消费 者、分解者）和非生物环境部分的综合体。生物部分从低级到高级，包含有生物分子→细胞→器官→个体→种群→群落→生态系统等不同的生物学水平。污染物进人环境后， 会对生态系统在各级生物学水平上产生影响，引起生态系统固有结构和功能的变化。例 如，在分子水平上，会诱导或抑制酶活性，抑制蛋白质、DNA和RNA等的合成。在细 胞水平上，引起细胞膜结构和功能的改变，破坏像线粒体和内质网等细胞器的结构和功能。在个体水平上，对动物导致死亡，行为改变，抑制生长发育与繁殖等，对植物表现 为生长速度减慢，发育受阻，失绿黄化及早熟等。在种群和群落水平上，引起种群数量 密度的改变，结构和物种比例的变化，遗传基础和竞争关系的改变，引起群落中优势种群、生物量、物种多样性等的改变。

农业环境学上： 生物监测是指利用生物对环境中污染物质的反应，即在各种污染环境下所发出的各种信息，来判断环境污染状况的一种手段，对污染物敏感的生物种类，都可以作为监测生物。

又称“生物测定”。利用生物对环境中污染的物质的敏感性反应来判断环境污染的一种手段。用来补充物理、化学分析方法的不足。如利用敏感植物监测大气污染；应用指示生物群落结构、生物测试及残毒测定等方法，反映水体受污染的情况。

发展现状

生物监测工作是20世纪初在一些国家开展起来的。70年代以来，水污染的生物监测成了活跃的研究领域。1977年美国试验和材料学会(ASTM)出版了《水和废水质量的生物监测会议论文集》，内容包括利用各类水生生物进行监测和生物测试技术，概括了这方面的成就和进展。同年非洲的尼日利亚科学技术学院用远距离电报记录甲壳动物的活动电位监测烃类、油类以及其他污染物的室内试验也取得初步结果。还有人提出了以鱼的呼吸和活动频度为指标的、设在厂内和河流中的自动监测系统。国外对于植物与大气污染的关系做了很多调查研究工作，已选出一批敏感的指示植物和抗性强的耐污植物。

中国近年来在环境污染调查中，也开展了生物监测工作，例如对北京官厅水库、湖北鸭儿湖、辽宁浑河等水体的生物监测，利用鱼血酶活力的变化反映水体污染，用底栖动物监测农药污染等，都取得一定成果。在利用植物监测大气污染方面，也进行了大量研究。

生物监测方法

生物监测方法的建立是以环境生物学理论为基础的。根据监测生物系统的结构水平、监测指示及分析技术等，可以将生物监测的基本方法大致分为四大类，即生态学方法、生理学方法、毒理学方法及生物化学成分分析法。

生物监测目前主要应用在大气和水质监测上。

大气污染的指示生物分析和监测

利用生物对存在于大气中的污染物的反应，监测大气污染的程度和确定大气的环境质量水平，成为大气污染的生物监测。

由于植物缺乏动物的循环系统来缓冲外界的影响，且植物固定生长的特点使其无法避开污染物的伤害，所以与动物和微生物相比，植物更易遭受大气污染的伤害。因为植物对大气污染的反应敏感性强，本身位置固定又便于监测与管理，故大气污染的生物监测主要是利用植物进行监测。

大气污染物对植物的影响主要表现在：

（1）植物群落组成变化：在大气污染物的作用下，一些对污染物敏感的植物物种明显减少或消失，而耐污染的物种则逐渐成为优势种；（2）植物个体生长发育受阻：受到污染后部分个体生长缓慢、早衰、叶片变黄； （3）组织器官、细胞和细胞器、酶系统等受损：如叶片组织坏死、细胞膜和叶绿体 遭到破坏、部分酶受抑或失活。 用以灵敏指示和反映大气污染状况的植物，称为大气污染的指示植物。

用于生物监测的手段很多。大气污染的生物监测手段主要有：①利用指示植物监测大气污染，主要是根据各种植物在大气污染的环境中叶片上出现的伤害症状，对大气污染作出定性和定量的判断。利用指示生物来监测，如根据颤蚓、蛭等大型底栖无脊椎动物和摇蚊幼虫，以及某些浮游生物在水体中的出现和消失、数量的多少等来监测水体的污染状况。利用污水生物系统也是监测水体污染一种常用的手段。

②测定植物体内污染物的含量，估测大气污染状况。

③观察植物的生理生化反应,如酶系统的变化、发芽率的降低等，对大气污染的长期效应作出判断。

④测定树木的生长量和年轮等，估测大气污染的现状和历史。

⑤利用某些敏感植物（如地衣、苔藓等）制成大气污染植物监测器，进行定点观测（见大气污染的生物监测）。

水质生物监测

利用水生生物群落结构的变化来监测。水质状况发生变化，水生生物群落结构也会发生相应的改变。在有机物污染严重、溶解氧很低的水体中，水生生物群落的优势种只能由抗低溶解氧的种类组成；未受污染的水体，水生生物群落的优势种则必然是一些清水种类。在利用指示生物和群落结构监测水体污染时，还引用了生物指数和生物种的多样性指数等数学手段，简化监测的方法。

水污染的生物测试，即利用水生生物受到污染物的毒害所产生的生理机能的变化，测试水质污染的状况。这种方法可以测定水体的单因素污染，对测定复合污染也能收到良好的效果。测试方法分为静水式生物测试和流水式生物测试。

特点

影响