水生生物学在水环境监测中的应用研究进展更多文档分类

水生生物学在水环境监测中的应用争论进展〔Hydrobiology〕是争论水环境中生命现象和生物学过程规律的一门科学。水环境有淡水与海洋之分，它涵盖了淡水生物学和海洋生物学两门学科的内容。早期的水生物学主要介绍水生生物的形态特征和分类检索，随着科学争论的不断深入和人们对自然界生疏的提高，现代的水生生物学已不仅仅是水生生物的分类检索和形态特征，而是越来越跳出形态分类的圈子和分割争论的格局，而趋向于以生态系统的概念作为指导原则来争论各类水生生物在水域生态系统的构造和功能中所起的作用，也就是说越来越突出其生态学意义。水生生物学的争论，在广泛的采集和调查的根底上，已获得了大量的资料，初步摸清了我国水生生物的种类、分布和习性，并撰写出一批内容比较完整的各类专著，如中国海洋浮游硅藻类、中国海洋底栖硅藻类、中国淡水藻类志、淡水枝角类等，这些为开发利用水生生物资源供给了必要的根底。我国水生生物学的争论特别是最近几年已取得了相当大的成绩，已进入南大洋、南极洲进展调查争论，1985城站，1988科学进入的进展阶段。水生生物学在实际社会问题中主要是作为渔业水域争论评价和水质监测指标，以及在水环境保护中的应用，目前这方面的争论进展很快。水质生物监测通过指示生物的生理、生化状况的转变来反映水质状况。水质的生物监测结果是反映水环境质量状况的标准和依据之一，它直接反映了水环境质量变化对生物的影响和危害程度，是实现水环境监测目的的一种最直接而有效的手段。常见的指示生物主要有：浮游植物中的硅藻、颤藻、裸藻、衣藻、栅藻等；浮游动物中的砂壳虫、龟甲轮虫、多肢轮虫、秀体蚤、镖水蚤等；底栖动物中的水丝蚓、苏氏尾鳃蚓、颤蚓及某些摇蚊幼虫等。污染严峻的水域指示生物种类缝硅藻等能大量消灭在这种水体中。有时全是裸藻而无其他藻类，有时只有个别硅藻而无其他藻类，有时硅藻、绿藻很少，鞭毛藻和蓝藻则较多。水体中细1mL水体有细菌多达数十万至数百万个，在这种对生命极端不利的环境条件下，生物种类极少，而其种的个体量却极大〔鞭毛虫和纤毛虫〕。争论说明，裸藻是耐污性较强的种类，其次是衣藻和栅藻等[2]。高的抵抗性，因而能生活在污水中，并能吞食污泥，生长生殖，故很多学者都[3]。此外，对脊椎动物体内有毒物质的检出可以从肯定程度上反映出该水域的水质。一般来说，汞残留螺、蚌较高；其他有毒物的残留，虾较强，螺和蚌次之；砷、氟、[3]。双翅目摇蚊科昆虫种类繁多，分布广泛，[4]。其幼虫在整个水生态系统中占肯定地位，是一种重要的水生动物。摇蚊幼虫作为水体污染的指示动物，具有很多优点：集，假设进展室内培育还可以得到统一标准的试验材料。摇蚊幼虫试验周期30d，比用鱼虾类作试验更节约时间和经费；摇蚊幼虫个体小，所要求试验毒物数量少，适合较小容器的流水或静水等各种试验。污染轻度的水域指示生物种类在轻度污染水域，有大量绿藻、蓝藻、硅藻存在，尤其是可以常见到接合藻〕，种类与数量都大大超过重污染型水体。争论说明，中污至寡污性水正常〔或寡污〕型的水域指示生物种类〔或寡污〕型水体中，水中的有机物、二氧化碳量偏少，硫化氢则几乎完全消逝，pH硅藻、裸藻等，可见到大量的硅藻如带列硅藻、平板藻属、冠盘藻属、卵形藻属、双菱藻属、针杆藻属、绿藻的凹顶鼓藻属等，这些是寡污带藻类的主要代表。渔业水域环境的评价和水产品的质量，我国已公布实施的渔业水质标准中，主要从化学和物理方30多种相关指标的标准值。而且，随着人类生活的进程和工业的进展，水污染的内容及形式在发生变化，对某一渔业水域的水质评价应是对包括各种生物共同生存的一个生物群落的水域生态环境的评价，应包括水质的化学和物理评价、生物学评价以及热污染、光污染、放射污染、电磁污染及噪[3]，这样才能更全面、准确地反映某渔业水域的水质水平。水生生物与其生存的水环境是相互依存、相互影响的。当水体发生变化水体其他指标的近似值[5]。水域境的生物调查底栖生物、细菌及大型水生植物等。水体富养分化的最初表现是浮游植物和水[6]，所以测定浮游植物和水草的种类和数量对推断水域的富养分化程度很重要；浮游植物的过度生殖，能引起以它为食的二级、三级生产者的过度生殖，使水环境发生变化，从而诱发生物种类的演替；细菌在对水体有机物的分解、变化中起重要的作用，将细菌分解植物所产生水中有机物的量及其变化作为综合性水质指标之一，可作为水质评价的参考依据。原生动物和水细菌关系亲热，Sanders等指出无论在淡水或海洋生态系统中，细菌和鞭毛虫的数量有着较为稳定的比例〔1000∶1〕[7]。由于细菌细胞富含氮和磷，原生动物通过对细菌的捕食作用成为重要的机盐再生者，因而在水体的物质循环中[8]。由于原生动物的捕食作用可以大大降低出水中细菌的密度，提高水质量，故有“清道夫”之称[9]。水域环境的生物学养分水平评价体生物学的养分水平对渔业方面有利弊之分，一方面水肥、饲料丰富，但另一方面富养分化会给水体的利用带来很多问题。当水体富养分化消灭“水华”，常引起鱼类缺氧大批死亡，从养分环节来掌握富养分化，使养分物质转变为人类需要的终极产品〔鱼〕而不是“水华”。〔或〕人类活动的影响下，大量养分盐输入水体，使湖泊、水库等大型水体逐步由生产力水平较低的贫养分状态向生产力水平较高的富养分状态变化的一种现象。在自然状态下，湖泊的这种演化过程是极为缓慢的，往往需要几千年，甚至更长的时间才能完成。但在人类活动的影响下，这种演化过程大大加快，富养分化引起的环境问题日益严重。Shannon-wiener指数〔H′〕、Willams〔d〕指数和污染指示生物法常作为湖泊水环境生态学评价的指标。SladeckQ值大小〔Q=B/T，B为臂尾轮属轮虫的种数，T为异尾轮属轮虫的种数〕可用来评价水体的养分水平：Q水体为中养分型；Q＜1，水体为寡养分型[10]。因此，有必要建立一种科学、统一的评价方法，以便加强对湖泊的管理，保护湖泊生态环境。因而可以利用湖泊藻类生长旺季的叶绿素〔湖水中藻3个月的平均值〕TP、TN、COD、Mn、SD的相关关系，确定评分值，从而推断湖泊养分程度[11]。轮虫是浮游动物的重要组成局部之一。由于轮虫个体较小，因而其生物量一般比浮游甲壳动物相对小一些；但它的发育时间短，周转快，生产量高，通常整个浮游动物生产量的[12]，所以它在水生态系统构造、功能和生物生产力中具有重要意义。对贫养分、中养分和富养分湖泊、水库和池塘中轮虫的群落构造及其季节演替的争论，国外已有很多报道，SommerPEG模型[13]。国内对淡水湖泊中包括轮虫在内的浮游动物群落构造的争论也有很多报道，但对轮虫密度的季节变化与环境因子间关系的争论相对较少[14，15]。因而争论浮游生物及其与环境因子间的关系对渔业的水域环境具有重要的意义。水生生物技术在水环境保护方面的应用评价和治理人类赖以生存的环境，其主要争论内容涵盖以下几个方面。污染物毒性的藻类生物监测技术农药、有机污染物、工业废水及固体废弃物等，均可应用藻类生物测试方法对2070取得很大进展并积存了大量有参考价值的资料。张伟等人认为，藻类细胞体积的大小和藻类细胞壁外表的含硫基的差异均是导致藻类对重金属敏感性不同的主要缘由[13]。早期利用藻类生物测试方法对农药毒性评价的结果证明，农药对藻类的毒性强弱取决于农药的化学构造及其理化性质，取决于不同藻类的个体习性及其所处环境条件。农药主要通过破坏藻类生物膜的构造和功能而影响藻类的光合作用、呼吸作用和固氮作用；通过转变藻类细胞的生化组分而降低其代谢活性和生理进程；通过与藻类细胞中的某种酶发生作用影响藻类的正常生长生殖[16]。污水藻类生物处理技术藻类生物技术是其争论的重要组成局部。由于藻类具有耐污性强，对温已从争论走向应用。我国的藻类生物技术争论虽起步较国外晚，争论时间较用藻类生物技术处理污水一般具有工程投资省、运行费用低、治理简洁等特[17]、活性藻技术[18]、藻类固定化技术[19]、着生丝状藻类等。污水净化技术———水生生物系统近来，一种的污水净化技术———水生生物系统[20]。正在以其独具的高经济效益和能量效益越来越为人们所重视。利用水生生物系统处理废水，主要是利用自然环境中生长的植物和动物来达处处理的目的。传统的污水处理是承受严格治理和掌握的环境对污水处理快速处理，而水生生物系统是利用自然环境，在此环境中对污水进展慢速处理。正由于水生生物系统是更多利用自然环境，因而该系统为满足污水处理要求所需的建设和设施费用较低。依据所用材料和操作技术，用于污水处理的水生生物系统可分为3类：一是水生植物系统，利用此系统中水生维管束植物〔如水胡芦、浮萍、香蒲等〕、蕨类植物〔如槐叶萍、细萍等〕和藻类植物来处理污水；二是水生动物系统，利用系统中的水生动物如鱼类、软体动物和甲壳类来处理；三是混合统与传统处理设施相结合的系统。一般仅限于用来掌握害虫或对已处理过的污水作进一步净化。承受水生植物系统可以有效地提高现有水塘的处理效果。大型水生植物在水污染治理中可以发挥多种作用[21]，通过自身的生长代谢可以大量吸取氮、磷等水体中的养分物质，而其中一些种类还可以富集不同类型的重金属或吸取降解某些有机污染物；通过抑制低等藻类的生长，掌握富养分化的表现形式等。美国环境保护局的争论说明，在现有水塘系统中引进水生植物可以改善出水水质，而不需要增加水力负荷和停留时间，在水塘系统中种植水生植物，可使池塘形成阴暗环境，而削减丝状藻类的滋生，避开了二次污染。获将其固定的氮、磷带出水体。这些特点是利用大型水生植物进展污水处理，特别是针对湖泊富养分化治理的理论根底。当前，以活性污泥为主的污水处理系统，无论二级处理还是深度处理投资费用都比较高，而且由于需要大量电能，运行费用也相当高，以致于一些经济不兴旺的国家和地区难以承受。大型水生植物为主的污水处理系统，主要由太阳能来驱动。并且在对污水进展深度处理的时，还可以回收资源和固定能源，加之处理过程根本不使用