水污染的生物监测在20世纪初叶开始逐渐得到重视,到20世纪中叶时其技术已得到了显著发展。指示生物法建立于20世纪初。德国学者根据不同程度污染河段生物群落的组成变化,建立了污水生物系统模式,日本学者津田松苗于1964年编制了污水生物系统的化学和生物特征表。1955年,建立生物指数法被建立,其后多个国家的学者又建立了多种生物指数法。50年代至70年代,形成了多样性指数法,在许多情况下能更好地反映水体质量状况。70年代以后,随着化学和生物化学检测技术的发展,生物体残毒法、生物检测法和生理生化法等迅速发展,并被广泛应用。例如,以双壳贝类为监测对象的 “国际贻贝观察”涉及世界30多个国家水域,产生的影响最大。70年代以来,“美国国家状况和趋势贻贝观察计划”的监测覆盖了美国300多个样点,140多种有毒化学物。中国的生物监测工作开展于60年代,技术发展历程基本与其他国家相似。
渔业水域生物监测
周期性、规范化地利用渔业水域生态环境中水生生物作为指示生物,通过定量测定其对环境毒物或胁迫效应的生物积累、存活、分布、生化、遗传、生理、行为等反应来掌握渔业环境质量状况、安全水平以及风险动态进而起到预警作用的一种监测技术。
- 英文名称
- biological monitoring of fishery environment
- 所属学科
- 渔业
渔业水域生物监测起源于水污染的生物监测,监测方法主要包括指示生物法、生物指数法、种类多样性指数法、生物体残毒法、生理生化法和生物检测法等。
渔业水域生物监测的方法有:①指示生物法。渔业水域中有些生物种类,在一定的水质条件下能很好生存或大量繁殖,对一定的水质变化具有指示作用,这些生物被称为指示生物,并被用于监测渔业水域污染状况。②生物指数法。在水质发生变化时,生物的种类和数量也会随之变化,这种变化规律以数学模型表达并可求出生物指数,反映水质变化的规律。生物指数法包括贝克(Beck)生物指数、硅藻生物指数、颤蚓类与全部底栖动物之比生物指数、水生昆虫与寡毛类湿重之比生物指数、特伦特(Trent)生物指数、种数递减生物指数、钱德勒(Chandler)计分生物指数等。③种类多样性指数法。种类多样性是由群落中生物的种类数和各个种的数量分布组成的。种类多样性指数越高,表明自动调节的能力越强,群落的稳定性越大,所反映的水质环境质量越好。种类多样性指数包括香农-韦弗种类多样性指数、组合型多样性指数、马加莱夫(Margalef)多样性指数、连续比较多样性指数等。④生物体残毒法。许多水生生物对重金属、有机农药、多环芳烃等有很强的富集能力。根据测定污染物在生物体中的残留量,可推断水体污染的程度。⑤生物检测法和生理生化法。测定生物对污染物的反应或响应进行监测,包括致死反应、酶学反应、血液反应、呼吸频率反应、行为反应、渔业环境生物标志物检测,以及遗传学反应,如微核检测、艾姆氏(Ames)检测等。
渔业水域生物监测的特点和重要性体现在只有直接掌握生物的健康状况,才能把握环境胁迫因子毒性的强度,进而有效保护渔业生物所处生态系统的功能和质量;同时水生生物不仅能对渔业环境中污染物浓度产生反应,还能反映各种污染物与环境因子之间联合作用的毒性效应,故生物监测可有效地弥补单纯物理监测、化学监测的不足。需要注意的是,无论是上述生物积累监测技术还是水质生态学监测技术都需要一系列可靠的环境分类和污染预警判别或安全浓度的基准/标准。这可以有针对性地在实验室开展相应的急性、慢性、生物积累毒性效应试验,从分子水平、细胞/亚细胞水平、个体水平、种群/群落水平和生态系统水平掌握毒性机理和影响因素,从而建立更为客观的渔业水域生物监测指标及基准/标准体系。
扩展阅读
- 贾晓平.南海海洋渔业可持续发展研究.北京:科学出版社,2003.
- YAP C K, SHARIFINIA M, CHENG W H, et al.A commentary on the use of bivalve mollusks in monitoring metal pollution levels.Internation Journal of Environmental Research and Public Health,2021,18:3386.