關于環境工程方面的論文范文(2)
關于環境工程方面的論文范文篇2
試談原生動物水質監測的研究現狀
引言
現代社會，環境的破壞日益加重，工業污染也越來越嚴重，在研究環境的治理問題中，認識到想要準確反映污染物對生物體或者是生態系統的整體效應，單方面依靠理化的監測，一定不能對污染物做出準確的評價和規劃治理。觀測原生動物種群，從多種角度研究水體污染的危害程度，監測水體破壞和改善水質，引起國內外的廣泛重視。
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原生動物在水質監測中的地位
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變化、生長刺激、增殖抑制、死亡誘發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的趨向性，記錄他們在不同水樣中的數目，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四膜蟲刺泡發射，結果表明，四膜蟲對致突變陽性物質相當敏感，且有劑量效應關系。王麗等在“四膜蟲彗星實驗在環境水質檢測中的應用”文章中敘述了不同水資源對四膜蟲DNA破壞的等級程度。
2原生動物在水質監測中的優勢
在水質監測中，大型動物有很多優點，但是和原生動物比較以后，優勢明顯降低，并且原生動物有著很大的優勢。
原生動物繁殖速度很快，可以在短時間內測出幾世代的毒性效應。但是，高等動物就不同了，如果要測出上述數據，則需要數天、數與甚至數年才能完成，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、結構和行為發生變化。
原生動物的形態、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現，并且不局限于地區和氣候。為不同地區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，其中至少半數是存在的，并且在土壤，水體等地方都能發現。
3原生動物在水質監測中的應用研
目前，原生動物己經被稱為指示生物，經常用于水質監測和評價中。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量可以直接影響到水體食物網的組成，同時影響到了高等動物的密度。另一方面，大多數原生動物，對水質的任何變化，都很敏感，大多數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:急劇的水質變化，都會引起原生動物的特征和種群數量變化。
3.1監測赤潮
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。早期有人發現赤潮對原生動物的群落數量、種群的結構特征和代謝活動產生影響。Rosettan等Aiyama X57發現在1991年日本廣島灣發生了赤潮異彎藻( Heterosigma akashiwo)，赤潮時期砂殼纖毛蟲的數量有所變化:在赤潮出現時砂殼纖毛蟲主要出現在深水表層，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在赤潮出現期間，大部分在潛水層出現，每當赤潮異彎藻減少至103個/mL的時候，Eutin-tinnus tuhulosus大多數在水表層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現在該海域的圓鱗異囊藻( Hetero-capsacircularisquama)。這些實驗說明經常出現赤潮的水域，利用原生動物數量，種群變化、種群結構、攝氏率、生命活動周期等來監測赤潮也是可行的。
3.2水體中重金屬的監測
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。研究發現，當水體中不止一種離子時，同時或者多種重金屬離子，這些離子也會出現協同作用，所以我們在監測重金屬離子對水質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測重金屬離子污染，同時可以作為監測重金屬的指示生物。
4原生動物評價水質的方式
原生動物與它們生存的水質環境是相互依賴的統一整體，當水質受到污染、發生變化時，原生動物也會產生影響，，其影響對水質監測提供良好依據，也構成了水體監測的基本過程。
4. 1微生物種群監測法
當水體受到污染時，同樣這幾個參數發生改變，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個參數的改變，可以監測水體的污染和水質的改變。20世紀80年代初，沈錫芬將此技術引入中國，并經10余年的修正、改進、驗證和推廣。并在1991年確定為我國水質微生物種群監測的國家標《水質微型生物群落監測-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進行調查，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的分析。其結果表明水體微型生物群落參數和水質指標之間具有良好的相關性。陳廷在廣州市區人工湖泊用PFU原生動物群落群集參數(Seq, G, T90% )對水質進行評價，群集參數反映出的水質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的關系，發現受污水體的采樣點，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，水質得以改善，PFU原生動物的群集速度明顯上升。
4. 2指數評價法
指數評價法是依據多種污染因子生物群落對的各種影響，用數學形式表現群落結構變化來指示生物環境。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生改變，耐受污的種群數量會越來越多，相反，則越來越少。馬正學發現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發展的系統，因此對某個體的生理、生態、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、物種數量、優勢種、物種多樣性等。根據沈錫芬、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污染中發現，隨著污染的增加，物種種類越來越少。而有一部分物種數量增加，使得水質環境中物種多樣性大幅度減少。并且這種現象越來越嚴重，使得物種越來越少甚至消失。
5目前原生動物在水質監測中存在的問題和今后的發展方向
國內外科研人員對原生動物在水質監測中的應用做了很多實質性探究，也為以后的可行性做了分析。但是在當前原生動物在水質監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測結果。如生活在一定水域的原生動物受到毒物和水質的影響外，還受到季節，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境下進行的，實驗室相對室外而言，環境差異大，所以對環境的監測還有一定局限。
根據上述這幾方面，原生動物用于水質監測中不能單一靠理化性質來監測，應該避免上述錯誤再次發生，還應該與生物統計、數學分析，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。由于環境中的污染物有很多種，他們之間可能存在拮據，協同等作用，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，控制監控信號的偏差，建立靈敏的環境預警系統，在未來的水質監測預警等有著深淵意義。
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