浅谈生态环境监测技术发展

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1、浅谈生态环境监测技术发展摘要：随着日益严重的坏境污染现象，环境监测部门面临着严峻的挑战。而生物监测是利用生命有机体对污染物的种种反应来测定环境所受污染的程度。本文根据笔者多年从事环境监测工作的经验，对生物监测技术的发展进行阐述，供同行借鉴参考。关键词：环境监测；生物监测；技术发展中图分类号：X83一、生物传感器(Biomakers)生物传感器是一种特殊的化学传感器。它是生物传感元件特异性的使用和分析装置的信号转导与分析物浓度的组合比例。不像其他的传感器是生物传感器是基于生物成分的主要功能成分，从生物敏感材料

2、，是生物技术与微电子技术相结合的产物。近年来，生物传感器应用环境监测也较为普遍。(-)工作原理生物传感器的主要工作原理是：酶、抗体、核酸等生物组分与待测对象发生相互作用，通过电子组分将待测对象检出并转化为可测量的电子信号。(-)种类生物传感器根据分子识别元件上所用的敏感物质可分为酶传感器、微生物传感器、组织传感器、细胞传感器、免疫传感器和DNA传感器等。（三）在环境监测中的应用实例生物传感器在环境监测中应用较广，现仅举几个有代表性的例子。（1）BOD生物传感器属于微生物传感器。BOD生物传感器以微生物的单一

3、菌种或混合菌群作为BOD微生物电极。山于水中BOD物质的加入或降解代谢的发生，导致水中的微生物内外源呼吸方式的变化或转化，藕连电流强弱信号的改变，在一定条件下传感器输出的电流值与BOD的浓度呈线形关系。用于制作BOD牛物传感器的微牛物主要有酵母、假单胞菌、芽砲杆菌、嗜热菌以及混合微生物种群，未来的BOD生物传感器可能使用半导体装置，使传感器小型化并一次性使用。有研究人员分离了2种新的酵母菌种SPT1和SPT2,并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量BOD,其重复性在以内。将该传感器用于测量纸浆厂污

4、水中BOD的测定，其测量最小值可达，所用时间为5min0还有一种新的微生物传感器，用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料，在高渗透压下可以正常工作，并且其菌株可长期干燥保存，浸泡后即恢复活性，为海水中BOD的测定提供了快捷简便的方法。（2）酚类生物传感器属于酶传感器。检测酚类化合物时,电极表面的酶分子被氢（当酶是酚氧化酶如酪氨酸酶、漆酶时）或过氧化氢（当酶是过氧化氢酶）氧化,接着被酚类化合物重新还原，酚类主耍转化为苯醜或酚自由基，这些产物通常具有电化学活性，能在相对于饱和甘汞电极（SCE）0V以下的电位还原，还

5、原电流与溶液中酚类化合物的浓度成止比。这种传感器能检测复杂的环境样品，准确度高，检测限可低于的水平。（3）生物传感器用于检测有毒有害物质生物传感器还可以用于检测某一类有毒有害污染物，如杀虫剂、除草剂、重金属等。用于检测杀虫剂的常用酶是乙酰胆碱酯酶，将固泄化乙酰胆碱酯制成的生物传感器放入含有杀虫剂的试样中就可以测量出酶活性的抑制程度。研究发现用戊二醛将适合检测金属离子的氧化酶固定在膜的表面，然后将膜放置在溶解氧传感器上做探头，可以用来测定重金属离子的浓度如Hg2+和Ag+。以用丙酮酸氧化酶制成的牛物传感器为例

6、，当溶液中HgC12的浓度为或者AgN03的浓度为时，响应基线会降低50%（酶活性降低50%）。当这种酶生物传感器的酶失活时，可以用的EDTA进行清洗再生,从而实现这种传感器的重复使用。二、生物芯片（Bioships）生物芯片是一种通过微加工技术和微电子技术将生物探针分子（寡聚核廿酸、cDNA、基因组DNA、多肽、抗原、抗体等）固定在硅片、玻璃片、塑料片、凝胶、尼龙膜等固相介质表面而构建的微型生物化学分析系统，可以对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分进行准确、快速和大信息量的检测。在环境监测和环境保护上，

7、可以利用生物芯片快速检测污染微生物或有机化合物对环境、人体、动植物的污染和危害。在环境监测方面的应用主要有：水质控制、检测药物、食物添加剂或化学物质毒性以及环境中有害细菌的监测。利用生物芯片技术能够同时快速地检测多种环境中的常见致病菌。靳连群（2003）等［13］建立一种采用基因芯片技术对环境中常见致病菌检测和鉴定的实验方法，他们使用先合成后点样的方法把自行设计合成的一系列寡聚核甘酸探针固定在醛基化修饰的显微镜载玻片上，制成用于致病菌检测的基因芯片。用这样的方法对从实际样甜屮分离的细菌进行检测，准确率达96

8、.2%0三、生物免疫检验(BiologyImmunoTest)生物免疫检验是利用特定的生抗原或抗体反应，检验分析环境物质的生物毒性。该方法具有灵敏、特异、快捷、实用和经济等优点，而被广泛应用于环境污染物的监控。其中以酶联免疫吸附法试验应用较广。酶联免疫吸附法(EnzymeLinkedImmunoSorbentAssay,ELTSA)的基础是抗原或抗体的固相化及酶标记，结合在固相载体表面的抗原或抗体仍保持其免疫学活