水污染指示生物知多少？

Posted 2023-01-11 生物

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指示生物是判定水污染重要方法
新华网近日报道，我国民间水污染调查逐渐兴起，越来越多的环保组织和志愿者通过实地检测，探究我国河流水质。事实上，除了人们所熟知的理化检测方法外，借助指示生物进行生物监测也是判定水污染的重要方法之一。那么，什么是水污染指示生物？有哪些具体指示生物？指示生物如何指征水污染？本期应知为您解答。
1 什么是水污染指示生物？
定义：指示生物又叫做生物指示物，是指在一定地区范围内，能通过其特性、数量、种类或群落等变化，指示环境或某一环境因子特征的生物。它可分为水污染指示生物和大气污染指示生物。
水污染指示生物是在一定水质条件下生存，对水体环境质量的变化反应敏感而被用来监测和评价水体污染状况的水生生物。水污染指示生物包括浮游生物、着生生物、底栖动物、鱼类和细菌等。
由来：1909年，有德国学者对一些受有机物污染河流的生物分布情况进行了调查，发现河流的不同污染带存在着表示这一污染带特性的生物。他们在此基础上提出了指示生物的概念。例如，水中存在着责翅目、蜉蝣目稚虫或毛翅目幼虫，水质一般比较清洁；而颤蚓类大量存在或食蚜蝇幼虫出现时，水体一般是受到严重的有机物污染。
2 指示生物如何指征水污染？
■行为特征大量研究表明，在人为设计污染水区和非污染水区的迷宫回避装置中，未经训练的鱼类在受到亚致死剂量的有毒污染物刺激时，能主动回避受污染水域，游向清洁水区。
■数量特征在稳定的水体环境中，生物种群数量多，个体数量适中；但若水体受到污染，则敏感指示生物种类的数量减少甚至消失，而污染种类个体数量大增，形成优势种。
■种群、群落特征人们常常以各类水污染指示生物群在群落中所占比例作为判定水污染程度的指标。以藻类为例，绿藻和蓝藻数量多，甲藻、黄藻和金藻数量少，往往是水体污染的象征。反之，则说明水体质量向好。
■遗传特征水体污染可能造成指示生物细胞结构和遗传物质的破坏，导致机体畸变、癌变。
■形态特征人们可以利用某些指示生物的生理指标对水体污染进行定性分析。如牡蛎肉体颜色的改变可以反映海水中铜离子的污染。
3 指示生物法有何优点？
用指示生物测评水污染有许多优势。以测评污水处理厂净化能力为例，在传统的污水处理厂水质监测与评价中通常采用仪器测定和化学分析手段，对污染物种类和质量浓度进行分析测定。其中一些常规参数如温度、pH值、溶解氧、氧化还原电位及电导率等，可以连续监测，但大部分测定项目或参数则需要定期采样，因而只能反映采样瞬时的污染物浓度，不能及时反映污泥生长状况和污水处理效果。如果靠此测定结果来指导生产运行，就会使工艺调整滞后。而辅之以指示生物监测，则有助解决这一问题。与传统理化手段相比，指示生物测评具有以下优点：
连续监测污水中污染物的含量和其他环境条件随时间而变化。这些变化是因为污水的水量和水质不稳定而造成的。生活在污水中的生物不断受到影响，能把一段时间内环境变化情况反映出来。
真实全面污水处理过程和效果是水中各种因素综合作用的结果，不是简单的加减关系，而理化分析得到的结果只能反映某个因素的作用，并不能反映综合作用的真实情况。指示生物在污水中受周围环境共同的影响，更能真实、全面、直接地反映污水状况。
反应灵敏指示生物中某些生物对水中物质的敏感性有时比精密仪器还要强，根据监测结果能更及时地掌握生产运行情况。
4 指示生物法有何缺陷？
利用指示生物可以对水体污染程度作出综合判断并进行定性分析，但这项应用目前仍然存在一些问题。
标准难统一所选择的指示生物生活在自然环境中，除受到污染物影响外，还受到其他条件的影响，如地理、气候，以及河流的底质、流速、水深等对生物生存和分布的影响，而且河流上游和下游的生物区系也存在天然差异。因此，建立标准化的监测方法，使获得的结果具有可比性，才更有应用价值。
指示生物的选择较为困难由于选用的是活体生物，同一生物不同生长时期对污染物的敏感性和反应不同，而且即使是同一种生物也存在个体差异，如何挑选合适的生物进行监测，要视监测的环境、污染物类型和受检环境中生物对污染物反应情况而定。
无法准确定量目前，人们仅借助指示生物还无法对引起生物体反应的原因进行准确的定量分析。因此，指示生物对污染进行监测的结果应与理化监测结果较好地结合起来，这样不仅能对污染物的性质和浓度进行监测，还能对污染物引起的生物学综合效应作出恰当的评价。
指示生物主要有哪些？
■按指示生物群落划分：
浮游生物指悬浮在水体中的生物，在淡水中，浮游动物主要由原生动物、轮虫、枝角类和桡足类组成，浮游植物主要是藻类。浮游生物是水生食物链的基础，其中多种对环境变化反应很敏感，在水污染调查中，常被列为主要研究对象之一。
着生生物指附着于长期浸没在水中的各种基质（植物、动物、石头、人工）表面上的有机体群落，包括真菌、藻类、原生动物等。它们可以指示水体的污染程度，对河流水质评价效果尤佳。
底栖动物指栖息在水体底部淤泥内、石块或砾石表面及其间隙中，以及附着在水生植物之间的肉眼可见的水生无脊椎动物。包括大型甲壳类、软体动物、环节动物等，是应用较多的指示生物。底栖动物的移动能力差，故在正常环境下比较稳定的水体中种类比较多。当水体受到污染后，其群落结构便发生变化。严重的有机污染和毒物的存在，会使多数较为敏感的种类和不适应缺氧的种类逐渐消失，而仅保留耐污染种类，成为优势种类。
鱼类由于鱼类和无脊椎动物的生理特点不同，某些污染物对低等生物可能不引起明显变化，但鱼类却可能受到影响。因此，鱼类的状况能够全面反映水体的总体质量。
■按水污染程度划分：
水体严重污染的指示生物
颤蚓类、毛蠓、细长摇蚊幼虫、绿色裸藻、静裸藻、小颤藻等，均有在低溶解氧条件下生活的能力。颤蚓类在溶解氧为15%的水体中，仍能正常生活，所以成为受有机物污染十分严重的水体的优势种。
水体中度污染的指示生物
居栉水虱、瓶螺、被甲栅藻、四角盘星藻、环绿藻、脆弱刚毛藻、蜂巢席藻和美洲眼子菜等，对低溶解氧也有较好的耐受能力，会在中度有机物污染的水体中大量出现。
清洁水体的指示生物
纹石蚕、扁蜉和蜻蜓的稚虫，以及田螺、肘状针杆藻、簇生竹枝藻等，只能在溶解氧很高、未受污染的清洁水体中大量繁殖。