生物芯片技术及其在水体环境生物监测中的应用

水源微生物污染严重威胁着人类的健康。为有效控制水体环境生物安全,水体环境中微生物快速而准确地监测是关键的技术基础之一。生物芯片(biochip)技术是20世纪90年代初期发展起来的一门新兴技术,能迅速检测出水中的微生物。本文阐述了生物芯片的基本概念,对基因芯片技术作了简介。重点叙述了生物芯片技术在水体环境生物监测方面的应用,并就其应用前景作了展望。     

基于遥感的官厅水库水质监测研究

遥感监测具有监测面积广、速度快、成本低等优势,常用于大面积水质监测。以北京官厅水库为研究对象,通过野外和实验室测量数据建立水质参数遥感反演的生物光学模型,对夏季官厅水库的非色素颗粒物浓度、叶绿素a浓度和有色可溶性有机物(CDOM)浓度进行了反演。该模型研究的目的就是通过建立反演模型,利用卫星数据进行水质参数反演,从而得到大面积水体的水质分布图。采用CHRIS/Proba高光谱数据反演官厅水库的水体组分浓度,对库区水质反演要素的空间分布规律进行了分析。结果表明,所采用的遥感反演模型基本适用于官厅水库水质监测,反演出的叶绿素a、总悬浮物和CDOM的空间分布与实际测量值的空间分布基本吻合。     

淡水藻类在监测水质和净化污水中的应用

淡水藻类作为水体中的初级生产者,分布广泛,适应性强,在水生生态系统食物链中占据着十分重要的地位,在水质监测中起着关键的作用。通过对藻类生长与水环境之间的相互关系进行简要的概述,探讨了pH值和氮磷对淡水藻类的生长的影响,以及淡水藻类的生长对外界环境的影响。藻类不但应用于水质监测,而且还能去除水体中的氮、磷等营养物质和其它有机物,对自然水域中的污水有良好的净化作用。重点论述淡水藻类在水质监测和污水净化中的作用以及利用淡水藻类来处理污水的方法。并提出了保护水资源的相关建议,为综合监测和治理水环境提供一定的理论依据和支持。     

微型生物群落eDNA-PFU监测

微型生物群落在水生态系统中起着至关重要的作用, 是水生态系统食物链的关键环节, 其结构和功能可以很好地反映不同生境的水质特征。《水质 微型生物群落监测 PFU法》是我国首个生物监测国家标准, 被证明是一种快速、经济、准确的监测方法。然而, 由于PFU法对专业知识要求较高、费时耗力且不易标准化, 严重阻碍了该方法进一步的推广与应用。近年来, 环境DNA(eDNA)技术的快速发展突破了微型生物形态鉴定的瓶颈, 能高效、准确地鉴定出水环境中包括微型生物在内的各种水生生物。为此, 文章提出微型生物群落eDNA-PFU法, 即基于eDNA技术改进的PFU法, 对微型生物群落进行监测。为了对eDNA-PFU法进行验证, 文章针对武汉东湖水体中的原生动物群落开展了预实验, 结果表明eDNA-PFU法较传统PFU法覆盖度与灵敏度均更高, 可以真实、全面、准确地揭示水体中微型生物群落结构特征。因此, 基于eDNA-PFU法的微型生物群落监测有望为湖泊、河流、水库等水体的生态考核提供新一代的生物监测标准。     

原生动物在生物监测中的作用与应用

原生动物是水生态系统的重要组成部分,并在其中发挥着重要的生态作用。在水环境质量变化评价与发展趋势预测中,原生动物可作为指示生物来衡量水体的受污染程度。探讨了原生动物在水体监测中的作用及实际应用情况,展望了原生动物在生物监测中的应用前景。     

水生双翅目昆虫监测水体重金属污染的研究

水生双翅目昆虫是监测水体重金属污染的理想对象。文章归纳用于监测重金属污染的水生双翅目昆虫的种类,重点介绍水生双翅目昆虫在重金属污染下外部形态、内部结构、生化及分子水平的变化,以及相关生物标志物的研究,为水生双翅目昆虫用于水体重金属污染的生物监测提供科学依据。     

东湖移殖背角无齿蚌中重金属的含量变化简

正贝类具有分布广泛、活动性差、对污染物耐受性强等特点被作为"生物指示物",广泛用于监测水体中持久性污染物的背景[1],如著名的"贻贝观察[2]"(Mussel Watch)监测工作等。近年来进一步发展起来的"贝类移殖监测"的尝试由于具有将贝移殖到待测地点[3]、免受水体理化(盐度等)条件的影响[4]、能够评价可控时间段内的     

鱼类多样性监测的理论方法及中国内陆 水体鱼类多样性监测

近年来, 生物多样性监测网络的建设得到广泛重视, 全球、地区或国家生物多样性观测网不断组建。生物多样性观测的理论框架得到发展, 提出了生物多样性核心监测指标(Essential Biodiversity Variables, EBV)。鱼类多样性监测的理论框架包含于生物多样性核心监测指标之内, 在遗传、物种、生态系统等多层次进行。基于鱼类监测提出的生物完整性指数(index of biotic integrity, IBI)强调不同物种的生态功能, 可以综合反映群落结构和功能的变化, 得到广泛应用。鱼类多样性的监测方法是传统网具和现代水声学等方法的结合。监测结果的分析可以进行简单的指数比较, 也可以进行长期的趋势分析, 寻找关键节点, 探讨宏观生态格局的变化。中国内陆水体鱼类多样性监测网隶属于中国生物多样性监测与研究网络, 拟选取长江、黄河、黑龙江、珠江、澜沧江、怒江、塔里木河及青海湖8大流域, 对25个重要区域和24个重点物种(类群)进行监测, 从重要区域鱼类群落结构、重点物种(类群)种群动态和个体生物学特征、遗传多样性、早期资源等不同层次, 全面监测我国内陆水体鱼类生物多样性状况。     

应用苔藓植物监测水体污染——研究、应用与展望

苔藓植物是环境污染的重要指示生物,目前,国内开展的主要是应用苔藓植物进行大气污染的监测,事实上国外已有较多应用苔藓植物进行水体质量监测的工作。该文首先统计分析了国际上应用苔藓植物进行水环境质量监测研究文献,然后从苔藓植物监测的水体污染物类型、监测用苔藓植物种类、苔藓植物材料存活状态对监测效果的影响、影响苔藓植物富集水体重金属元素的环境因素、应用苔藓植物进行水体污染监测的主动与被动方法、样品预处理方法和水体质量监测的应用案例等方面,系统介绍了国际上应用苔藓植物进行水体污染监测的研究和应用概况,提出了今后应用苔藓植物监测水体污染研究值得关注的领域。     

同步辐射技术在环境污染监测及生态毒理研究中的应用

随着环境问题的日趋严重,其研究也愈加深入,更多的高新技术也应用到该领域中。同步辐射是电子以接近光速的速度作圆周运动或蛇形运动,在改变运动方向时,沿着运动轨道的切线方向发出的电磁辐射,可在宽广的能量区域中利用高亮度、性能优越的光。本文综述了同步辐射技术在水体、大气和极地环境的污染监测中的作用,同时总结了其在有机化合物、典型重金属元素生态毒性研究中的应用,并进一步展望了该技术在环境领域的应用前景。     

基于景感生态学的生态环境物联网框架构建

更高的城市化率造成新的城市生态环境问题和变化趋势，新理论与新技术也为生态环境监测与管理提供了新方法。景感生态学是以可持续发展为目标，基于生态学的基本原理，从自然要素、物理感知、心理感知、社会经济、过程与风险等相关方面，研究土地利用规划、建设与管理的科学。基于景感生态学理论，开展生态环境物联网的监测网络设计与监测平台构建。首先，从自然要素中的光、热、水、土壤、综合气象等，以及物理感知的视觉、嗅觉、听觉、触觉等作为监测要素并进行特征分析；其次，结合多目标约束和聚类分析约束条件，提出非规则网格最优法进行生态环境监测网络的布设。再其次，重点探讨了联合地面固定监测站、无人船与无人机构建的"陆海空一体化"的生态环境数据采集与监测；其中，在地面构建综合气象与土壤传感器，可监测自然要素的光照、热量、雨量、气压，以及物理感知要素的风速、风向温度、湿度及噪声等；在海洋中，基于无人船搭载的水环境与水质传感器，可监测水体温度、水浑浊度与水污染状况，以及水体总磷与水体质量等；在空中，基于无人机搭载的气体监测仪、多/高光谱传感器与数码相机，可获取不同区域与不同高度的CO₂、SO₂、PM_1.5、PM_2.5、NO、O₃等大气环境状况及粒子溶度与污染物扩散状况。最后，从全方位、多要素的数据获取、有线网络与无线网络相结合的数据传输、数据分类处理、数据智能控制，以及包含实时监测、预报预警、综合分析和平台管理的远程监控平台等五个模块来构建物联网监测平台。构建的生态环境物联网框架可实现生态环境全方位、全天候、多维度的远程实时监测与智能预警预报，为提升城市生态环境监测与管理提供支撑平台，增强了生态环境安全，满足人民日益增长的优美生态环境需要，提高了城市生态环境动态监测和智能管理的效益。     

两栖动物在水体污染生物监测中作为指示生物的研究概况

简单介绍了两栖动物作为指示生物在环境监测中的优越性及其研究历史和现状,同时也概述了我国学者在这方面的研究,总结了污染水体中部分蝌蚪的形态行为特征,并且提出了利用两栖动物的形态和行为模式建立水体污染生物监测仪器的可能性,为生物监测提供了科学依据。     

生物监测的多指标模糊综合评判

以地木耳为材料,现场监测郑州市大气污染。选择含硫量、伤害面积、ＰＨ值为指标,同时以例行监测的大气环境质量综合指数为参照,对每项指标作定量化计算,确定其分级标准,用模糊数学方法对大气环境质量作综合评判。结果表明,地木耳多指标模糊综合评判法与综合指标数一致,具有较主同的可靠性。     

生物的监测

20世纪 80年代 ,香港海湾发生的对废旧电池的非法处置 ,将大量的多氯联苯、铅和锌等排入了水体 ,但在当时却并未察觉出有什么严重后果。然而 ,生存在海湾中的藤壶和贻贝却将这些污染物集中到了自身的体内。对生物有机体的研究和利用 ,可以提供有关环境灾害方面的信息 ,早在现代的安全设备问世以前 ,井下作业的矿工们就曾借助关在笼中的金丝雀的健康反应来警示矿井中有害气体的超量危险。由于研究人员一般都热衷于各自所钟爱的技术 ,所以精确的标准化的生物监测方法反倒姗姗来迟。有关人士认为 ,现在生物监测的时代已经到来了 ,并日趋成熟。…     

城市黑臭水体遥感监测与筛查研究进展

持续改善城市水环境,加强黑臭水体整治,不仅是“水污染防治行动计划(水十条)”的国家战略需求,也是人民群众的关注热点.国内外以往的研究侧重于黑臭水体的成因、评价方法和治理措施,而关于遥感手段监测黑臭水体的研究十分少见,很难满足国家的业务化监测需求.本文总结了黑臭水体遥感监测与筛查迫切需要解决的问题,包括完善城市黑臭水体的识别和分级标准,开展遥感监测黑臭水体的关键技术研究,构建城市黑臭水体遥感筛查体系.其中,重点归纳了核心关键技术,主要包括: 面向黑臭水体提取的高分影像预处理技术,城市水体提取技术,黑臭水体分类技术,基于星、空、地基遥感的黑臭水体识别与分级模型.本文总结基于高分遥感技术手段监测与筛查城市黑臭水体的研究进展、提出研究思路,将利于全面掌握黑臭水体的空间分布状况、治理进展情况,为城市黑臭水体整治提供有力的技术支撑.     

青岛沿岸水体原生生物群落与水质状况的关系

于2007年9—10月间利用改良的PFU(polyurethane foam unit)法——BPFU(bottled PFU)法对青岛沿岸水体中原生生物群落的结构和功能参数进行了快速观测,进而分析了原生生物群落与水质状况间的相互关系,并结合理化指标对水体的水质状况进行了评价。期间共观测到原生生物263种:其中硅藻83种,鞭毛虫59种,肉足虫31种,纤毛虫90种。结果表明:用BPFU法测定和计算的原生生物群落的结构参数(种类数、丰度、多样性指数)和功能参数(Seq、G、T90%)所反映的水质状况和理化指标所反映的基本一致,证明BPFU法适用于海洋近岸水体的快速监测。同时将通过原生生物群落所得的结构参数和功能参数与通过原生动物群落所得的进行了比较,发现由原生生物群落计算的结构参数和功能参数能更有效、更准确地反映水质的状况。     

大型无脊椎动物群落指数和群落数量指数在河流水质评价中的应用

本文介绍了新西兰常用的大型无脊椎动物群落指数(MCI)和大型无脊椎动物群落数量指数(QMCI)的原理及使用方法,并利用MCI和QMCI对新西兰惠灵顿地区40条河流53个监测点进行评价.结果表明:MCI和QMCI均与河流营养指标呈极显著相关关系,可用来监测和评价水体的营养污染状况;二者快速准确地监测出惠灵顿地区河流水质总体良好,但部分河流污染严重,并分析了污染的原因.MCI与QMCI存在极显著相关关系,但MCI与营养指标间的相关关系大于QMCI,可以准确地反映出水体中营养元素的富集状况.     

龟鱼混养水质变化对鱼病影响研究

通过对龟鱼混养水体水质与养鱼水体水质进行监测,观察龟鱼混养对水质的影响。实验结果表明龟鱼混养可调节水体酸碱度,增加水体透明度,提高水体溶解氧,降低水体有机物污染,净化水质,改善水体生态环境,同时还能在一定程度上抑制总大肠菌群。龟鱼混养改善了水质,有利于减少鱼病的发生,对减轻鱼病防治中化学性药物对水体环境的危害、建立生态养殖之路、降低养殖成本和推进集约化养殖具有重要的现实意义。     

用微型生物群落评价常德市水系的研究

本文应用PFU法对常德水系四季微型生物群落的结构和功能进行了分析。根据MacArthur-Wilson平衡模型提出了3个功能参数,测定了微型生物的2个结构参数。同步进行了16个站四季的水质分析,提出化学综合污染指数(P)。经统计学处理,P和微型生物群落的HI、S_(eq)、G、T_(90％)等指数均呈显著性相关。物种多样性(d)也在一定程度上反映出城市水体的不同污染程度。再次证明PFU微型生物监测方法的科学性,为生物监测提供了快速、经济、正确的新方法。     

用蛋白磷酸酶抑制法比色法检测水中微囊藻毒素类物质

水体富营养化加剧水华的发生已成为全球性环境问题,水华的普遍发生使微囊藻毒素成为了一种存在广、影响大的天然有毒物,对水体尤其是富营养化水体中微囊藻毒素水平的监测是水环境监测的重要任务。