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环境监测中微生物检测技术探讨


录入时间:2015-11-25 15:32:36
   
   近年来,我国环境污染日益加剧,已经严重影社会和谐与可持续发展,环境监测作为开展一切环境工作的前提,是了解环境质量水平,为环境管理和污染治理获取充足的数据。微生物检测技术针对多种因子污染对微生物的综合效应进行检测,以判断环境污染的历史状况,能有效弥补物理、化学检测的不足,在环境监测中有得天独厚的优势。文章就环境监测中微生物检测技术的应用进行了浅要的探讨。
  1 引言
  自进入二十一世纪以后,人类社会得到了突飞猛进的发展,无论是工业发展速度、社会经济发展速度还是人口增长速度,都给生态环境带来巨大的压力,环境污染与能源问题已经影响到人类社会的生存与发展,环境问题已经成为关系整个人类社会可持续发展的重要问题。面对严峻的环境问题,全球各国都加强了环境污染监测与治理方面的工作,微生物对环境污染或环境变化极为敏感,利用微生物检测技术对微生物进行检测,能有效的通过微生物信息掌握环境状况,从生物学角度监测和评估环境质量,并且还能反映出环境污染的历史情况,能有效弥补物理、化学检测的不足,在环境监测中有着得天独厚的优势。
  2 常用微生物检测技术
  目前常用的微生物检测技术有显微技术、染色技术、分离纯化技术、微生物鉴定技术、细菌诊断技术、聚合酶技术等几大类。
  2.1 显微技术
  显微技术是微生物检测中常用的技术之一,包括普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜、电子显微镜等多种设备,在不同的检测需求中所运用的检测设备并不相同。显微技术是微生物检测中最为简便,操作最为容易的检测技术之一,但检测结果准确度和检测控制较差,直接观测的结果有可能会产生极大的误差。
  2.2 染色技术
  染色技术则是对微生物细胞进行染色后,对微生物进行观察检测的一种技术,不过由于染色后微生物标准基本是死的,其形态和结构会在染色过程中发生一定变化,无法切实反应出活细胞的真实情况,因此通常只作为辅助检测手段。在实际操作中,整个流程也较为繁琐,染色、脱色都需要严格控制,否则将会影响检测结果的准确性。
  2.3 分离纯化技术
  自然环境中的微生物通常是杂居混生的,在微生物检测中需要对混生微生物群体进行分离纯化,以对纯微生物进行检测的技术,分离纯化技术常用于菌种鉴定中,分离纯化技术是微生物检测的一项重要技术,是微生物检测的重要基础。
  2.4 其它技术
  在微生物常规检测中,通常对微生物进行形态结构、培养特性方面的观察,再利用化学反应来测定微生物的代谢物,以鉴别一些形态和其它方面不易区别的微生物,以更好的进行微生物分类鉴定。近年来,在环境监测中,微生物检测技术运用方法较为广泛,如运用细菌总数和粪便污染指示菌监测水质,运用发光细菌检测环境有毒物质,运用水中藻类生长量监测水质或物质霉性等等,这些方法都已经有了较为成熟的操作手段和检验标准,具有较强的实践价值。
  3 环境监测中常用微生物检测技术
  3.1 微生物群落监测
  微生物群落监测是一种较为经济、快速、有效的微生物检测方法,被广泛应用于各种废水、土壤、空气监测中。如重金属、农业、石油、化工、冶炼、食品加工、制药、绵纺、化肥、生活污水等方面,即大量运用了微生物群落监测技术。由于环境污染物的含量会随着时间变化而变化,会随着其它环境条件的变化而且变化,因此对一定区域内的微生物群落进行监测,能更好的将一定时间范围内环境污染的变化情况、环境污染历史情况更好的描述出来。目前,急需运用现代微生物群落监测技术,对微生物群落的群落生态、个体生态进行监测,对微生物进行毒性测定、致突变测定,对微生物进行生理、生化指标测定等等。
  3.2 环境污染细菌学监测
  环境污染对硅藻生物、丛生植物等生物的影响较为明显,对细菌等异养生物的影响不太生长感。不过环境污染依然会对细菌等异养生物造成巨大的影响,在环境监测中进行细菌学监测,也能获得丰富的数据。在实际环境监测中,通常会利用检验细菌总数的方法,来间接判断环境污染程度,为水污染、土壤污染提供细菌学指标,如通过检验总大肠菌群、烘大肠菌群、粪链球菌、肠道病毒等,能有效判断出水的卫生学质量。虽然空气并非是菌群生长繁殖的天然环境,不存在固定的菌落群,但随着土壤、水、人体等进入空气中,依然可以对空气中的菌落群进行检测以获得环境污染的监测数据。在空气污染监测中,也可以通过对细菌的分布、生长状况、变异特性、生理生化指标、细菌群落系统变化等来研究空气污染情况,测定空气中的污染物毒性。包括如敏感菌群的消失、抗性强菌群的保留和发展、菌群个体的发育状况、菌群适应性的变化、菌群生化反应等等。
  3.3 微生物毒理学监测及其它检测技术
  环境污染物除了对人体、动植物造成影响外,对微生物也会造成影响,通过监测微生物对环境污染物的生物效应,进行污染物毒理性质、作用机理、损坏现象等检测,用以探明环境污染物对微生物造成的影响,把握环境中污染物各项指标情况,为环境监测提供早期敏感性指标,判断环境状况和寻求治理路径。此外,还有其它一些近两年得到迅速发展的微生物检测技术,如生物传感器技术、PCR技术、酶免疫技术、核酸探针技术等。生物传感器技术利用微生物传感器,如甲烷生物传感器、氨生物传感器、菌浓度检测器等对环境进行自动、连续检测,能准确及时的获取环境污染信息,具有极高的时效性和灵敏度。PCR技术利用微生物异性DNA片段,对微生物进行序列分析、基因克隆等获取环境污染信息。
  4 微生物检测技术和化学、物理分析法的对比
  传统的化学、物理检测方法大多集中针对环境污染物的性质、来源、含量、分布状态等进行检测,所需仪器和设备通常较为复杂,并且部分检测方法存在缺陷,如重量法在环境污染物浓度较低时会产生较大误差,容量法虽然操作方法但灵敏度不高,光学分析法多适用于水和液体试样的分析,在实际应用中,这些方法存在不少不足和缺陷,无法较全面的把握环境污染数据。微生物检测技术针对微生物对环境污染或环境变化的反应进行监测,所需仪器设备相对物理、化学检测更易操作,且样本受污染影响较小,具有较高的灵敏度、可靠性、稳定性、实时性,并能广泛应用于各种环境的监测之中,从生物学的角度反应出环境污染的情况和历史背景,获取丰富的数据。

 

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