關于環(huán)境工程方面的論文范文(2)
關于環(huán)境工程方面的論文范文篇2
試談原生動物水質(zhì)監(jiān)測的研究現(xiàn)狀
引言
現(xiàn)代社會，環(huán)境的破壞日益加重，工業(yè)污染也越來越嚴重，在研究環(huán)境的治理問題中，認識到想要準確反映污染物對生物體或者是生態(tài)系統(tǒng)的整體效應，單方面依靠理化的監(jiān)測，一定不能對污染物做出準確的評價和規(guī)劃治理。觀測原生動物種群，從多種角度研究水體污染的危害程度，監(jiān)測水體破壞和改善水質(zhì)，引起國內(nèi)外的廣泛重視。
原生動物不但能在自然形成的水域中大范圍的分布，而且可以在凈化廢液和污水時構建的人工體系中棲居，在污水凈化的人工體系中，污水處理的程度和原生動物種群的密度密不可分。
1原生動物在水質(zhì)監(jiān)測中的地位
早期的探究主要是直接的反映不同濃度下單個毒物對受試體的形態(tài)變化、生長刺激、增殖抑制、死亡誘發(fā)等方面以及不同種類毒物的綜合效應。林利明等早期利用尾草履蟲作為實驗材料，分析他們在不同水質(zhì)的趨向性，記錄他們在不同水樣中的數(shù)目，可以判斷出水樣的毒性強和弱。吳偉等利用陽性致突變物誘發(fā)四膜蟲刺泡發(fā)射，結果表明，四膜蟲對致突變陽性物質(zhì)相當敏感，且有劑量效應關系。王麗等在“四膜蟲彗星實驗在環(huán)境水質(zhì)檢測中的應用”文章中敘述了不同水資源對四膜蟲DNA破壞的等級程度。
2原生動物在水質(zhì)監(jiān)測中的優(yōu)勢
在水質(zhì)監(jiān)測中，大型動物有很多優(yōu)點，但是和原生動物比較以后，優(yōu)勢明顯降低，并且原生動物有著很大的優(yōu)勢。
原生動物繁殖速度很快，可以在短時間內(nèi)測出幾世代的毒性效應。但是，高等動物就不同了，如果要測出上述數(shù)據(jù)，則需要數(shù)天、數(shù)與甚至數(shù)年才能完成，因為高等動物的繁殖速度很慢。除了考慮繁殖速度的問題，高等動物的實驗用品和器械設備，要比原生動物的實驗用品和器具設備昂貴很多。
原生動物屬于單細胞生物，它的細胞膜直接暴漏在水中，并且與高等動物的細胞比較，體積也比高等動物細胞體積大很多，原生動物與周圍水質(zhì)和污染體直接接觸，水體的細微變化都會被它覺察到，這些變化也會使群落組成、結構和行為發(fā)生變化。
原生動物的形態(tài)、生化和遺傳學等方面的特點相似，一些原生動物在世界各地幾乎可以發(fā)現(xiàn)，并且不局限于地區(qū)和氣候。為不同地區(qū)的實驗結果提供了參考價值，同時可以作為全球性指示生物。
文獻中記載很多種原生動物，也說明原生動物種類眾多，大約有8萬種，其中至少半數(shù)是存在的，并且在土壤，水體等地方都能發(fā)現(xiàn)。
3原生動物在水質(zhì)監(jiān)測中的應用研
目前，原生動物己經(jīng)被稱為指示生物，經(jīng)常用于水質(zhì)監(jiān)測和評價中。原生動物也是構成水域中的重要生物群體，一方面原生動物的數(shù)量可以直接影響到水體食物網(wǎng)的組成，同時影響到了高等動物的密度。另一方面，大多數(shù)原生動物，對水質(zhì)的任何變化，都很敏感，大多數(shù)研究者都把原生動物看作是指示生物。許多的研究結果表明:急劇的水質(zhì)變化，都會引起原生動物的特征和種群數(shù)量變化。
3.1監(jiān)測赤潮
水體中有很多微小的浮游生物，例如藍藻和纖毛蟲等的過多繁育和高密度聚集到一起可以引起赤潮，從而對水體中的生物造成負的影響。早期有人發(fā)現(xiàn)赤潮對原生動物的群落數(shù)量、種群的結構特征和代謝活動產(chǎn)生影響。Rosettan等Aiyama X57發(fā)現(xiàn)在1991年日本廣島灣發(fā)生了赤潮異彎藻( Heterosigma akashiwo)，赤潮時期砂殼纖毛蟲的數(shù)量有所變化:在赤潮出現(xiàn)時砂殼纖毛蟲主要出現(xiàn)在深水表層，伴著赤潮的退去，砂殼纖毛蟲逐漸向水的表層移動，并且隨著赤潮的消失，砂殼纖毛蟲也逐漸減少，知道最后消失。
而Eutintinnus tuhulosus和Helicostomellalonga在赤潮出現(xiàn)期間，大部分在潛水層出現(xiàn)，每當赤潮異彎藻減少至103個/mL的時候，Eutin-tinnus tuhulosus大多數(shù)在水表層1~2 m處，并且當赤潮消退的時候在水表層1 m處達到610個/mL; Helicostomella longa在赤潮異彎藻消失時，才會形成種群。Kamiyam。等在隨后的研究中又發(fā)現(xiàn)在該海域的圓鱗異囊藻( Hetero-capsacircularisquama)。這些實驗說明經(jīng)常出現(xiàn)赤潮的水域，利用原生動物數(shù)量，種群變化、種群結構、攝氏率、生命活動周期等來監(jiān)測赤潮也是可行的。
3.2水體中重金屬的監(jiān)測
早期有學者研究了Cu2+ Zn+對尾草履蟲的急性毒性，并且實驗得出，CuZ+和Zn+濃度越大，毒性效應越強，并且CuZ+的毒性大于Zn+的毒性。研究發(fā)現(xiàn)，當水體中不止一種離子時，同時或者多種重金屬離子，這些離子也會出現(xiàn)協(xié)同作用，所以我們在監(jiān)測重金屬離子對水質(zhì)污染時不要考慮單一離子，還要考慮多種離子共同作用。Martn-Gonzle，等研究了Cd,Zn和Cu對原生動物旋轉(zhuǎn)單鐮蟲、暗尾絲蟲、游仆蟲的細胞毒性作用。這個實驗得出三種離子對這些原生動物的毒性作用是Cu > Cd > Zn或者Cd>Cu>Zn，因為當Zn作用時，Cd的離子毒性會降低，上述實驗說明可以用纖毛蟲來監(jiān)測重金屬離子污染，同時可以作為監(jiān)測重金屬的指示生物。
4原生動物評價水質(zhì)的方式
原生動物與它們生存的水質(zhì)環(huán)境是相互依賴的統(tǒng)一整體，當水質(zhì)受到污染、發(fā)生變化時，原生動物也會產(chǎn)生影響，，其影響對水質(zhì)監(jiān)測提供良好依據(jù)，也構成了水體監(jiān)測的基本過程。
4. 1微生物種群監(jiān)測法
當水體受到污染時，同樣這幾個參數(shù)發(fā)生改變，平衡也會受到破壞。因此，在微型生物在PFU上的聚集過程中觀察3個參數(shù)的改變，可以監(jiān)測水體的污染和水質(zhì)的改變。20世紀80年代初，沈錫芬將此技術引入中國，并經(jīng)10余年的修正、改進、驗證和推廣。并在1991年確定為我國水質(zhì)微生物種群監(jiān)測的國家標《水質(zhì)微型生物群落監(jiān)測-PFU法》( GB /T 12990一91)。
王智慧對紅楓湖PFU原生動物群落群集參數(shù)進行調(diào)查，在污染嚴重的水體中，Seq少、G低、T90%長;在干凈水體中，Seq多、G高、T90 %短。王榮昌、孫剛等利用PFU法分別在清華園和長春南湖兩個地點進行水質(zhì)的分析。其結果表明水體微型生物群落參數(shù)和水質(zhì)指標之間具有良好的相關性。陳廷在廣州市區(qū)人工湖泊用PFU原生動物群落群集參數(shù)(Seq, G, T90% )對水質(zhì)進行評價，群集參數(shù)反映出的水質(zhì)狀況與該湖理化指標評價結果一致。許木啟在白洋淀研究PFU原生動物群集速度與水質(zhì)的關系，發(fā)現(xiàn)受污水體的采樣點，PFU原生動物的群集速度緩慢;離開污染源較遠的采樣點，由于湖水的稀釋和自凈作用，水質(zhì)得以改善，PFU原生動物的群集速度明顯上升。
4. 2指數(shù)評價法
指數(shù)評價法是依據(jù)多種污染因子生物群落對的各種影響，用數(shù)學形式表現(xiàn)群落結構變化來指示生物環(huán)境。主要包括指示物種、群落結構和功能類群。
4. 2. 1指示物種
指示生物是指對某一環(huán)境特征具有某種指示特性的生物。某一水域被污染后，在這個水域生活的生物群落會發(fā)生改變，耐受污的種群數(shù)量會越來越多，相反，則越來越少。馬正學發(fā)現(xiàn)被鋅和鉛污染后的甘肅徽縣水陽江，草履唇滴蟲( Chilomonas paramaecium )、阿氏波豆蟲(Bodoalex原eieffii)、普通表殼蟲(A rcella vulgaris)、瓜形膜袋蟲(Cyclidium citrullu)、尾草履蟲(Paramo-ecium cauda原tum)、薄漫游蟲(Litonotus lamell)可以在水陽江中生存，并且成為了很有優(yōu)勢的種群。
4.2.2群落結構 水
體中的原生動物是由個體、種群、群落從低級到高級的連續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)，因此對某個體的生理、生態(tài)、毒理研究不能全面的反映污染物對水體的影響，應把群落作為一個獨立的單元。種群結構包括類別組成、單個密度、物種數(shù)量、優(yōu)勢種、物種多樣性等。根據(jù)沈錫芬、許木啟、施心路、徐潤林等在我國多個水域中研究原生動物群落結構與水質(zhì)污染中發(fā)現(xiàn)，隨著污染的增加，物種種類越來越少。而有一部分物種數(shù)量增加，使得水質(zhì)環(huán)境中物種多樣性大幅度減少。并且這種現(xiàn)象越來越嚴重，使得物種越來越少甚至消失。
5目前原生動物在水質(zhì)監(jiān)測中存在的問題和今后的發(fā)展方向
國內(nèi)外科研人員對原生動物在水質(zhì)監(jiān)測中的應用做了很多實質(zhì)性探究，也為以后的可行性做了分析。但是在當前原生動物在水質(zhì)監(jiān)測中的應用也存在幾方面問題:
(1)個別物種的缺陷。如部分原生動物在水質(zhì)中對毒物的靈敏度不是很高，并且同種原生動物生長階段不同，對毒物的靈敏度也不同。
(2)除了毒物以外的其他污染源影響監(jiān)測結果。如生活在一定水域的原生動物受到毒物和水質(zhì)的影響外，還受到季節(jié)，氣候和地域等其他因素的影響，很多原生動物對毒物的研究是在實驗室環(huán)境下進行的，實驗室相對室外而言，環(huán)境差異大，所以對環(huán)境的監(jiān)測還有一定局限。
根據(jù)上述這幾方面，原生動物用于水質(zhì)監(jiān)測中不能單一靠理化性質(zhì)來監(jiān)測，應該避免上述錯誤再次發(fā)生，還應該與生物統(tǒng)計、數(shù)學分析，生物技術，信息技術相結合，重視理論與實踐的相結合，設計合理的實驗方法。由于環(huán)境中的污染物有很多種，他們之間可能存在拮據(jù)，協(xié)同等作用，所以多種污染物的疊加在一起的毒性作用有待進一步拓展，控制監(jiān)控信號的偏差，建立靈敏的環(huán)境預警系統(tǒng)，在未來的水質(zhì)監(jiān)測預警等有著深淵意義。
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