近年來,我國環境汙染日益加劇,已經嚴重影社會和諧與可持續發展,環境監測作為開展一切環境工作的前提,是了解環境質量水平,為環境管理和汙染治理獲取充足的數據。微生物檢測技術針對多種因子汙染對微生物的綜合效應進行檢測,以判斷環境汙染的曆史狀況,能有效彌補物理、化學檢測的不足,在環境監測中有得天獨厚的優勢。文章就環境監測中微生物檢測技術的應用進行了淺要的探討。
1 引言
自進入二十一世紀以後,人類社會得到了突飛猛進的發展,無論是工業發展速度、社會經濟發展速度還是人口增長速度,都給生態環境帶來巨大的壓力,環境汙染與能源問題已經影響到人類社會的生存與發展,環境問題已經成為關係整個人類社會可持續發展的重要問題。麵對嚴峻的環境問題,全球各國都加強了環境汙染監測與治理方麵的工作,微生物對環境汙染或環境變化極為敏感,利用微生物檢測技術對微生物進行檢測,能有效的通過微生物信息掌握環境狀況,從生物學角度監測和評估環境質量,並且還能反映出環境汙染的曆史情況,能有效彌補物理、化學檢測的不足,在環境監測中有著得天獨厚的優勢。
2 常用微生物檢測技術
目前常用的微生物檢測技術有顯微技術、染色技術、分離純化技術、微生物鑒定技術、細菌診斷技術、聚合酶技術等幾大類。
2.1 顯微技術
顯微技術是微生物檢測中常用的技術之一,包括普通光學顯微鏡、暗視野顯微鏡、相差顯微鏡、熒光顯微鏡、電子顯微鏡等多種設備,在不同的檢測需求中所運用的檢測設備並不相同。顯微技術是微生物檢測中最為簡便,操作最為容易的檢測技術之一,但檢測結果準確度和檢測控製較差,直接觀測的結果有可能會產生極大的誤差。
2.2 染色技術
染色技術則是對微生物細胞進行染色後,對微生物進行觀察檢測的一種技術,不過由於染色後微生物標準基本是死的,其形態和結構會在染色過程中發生一定變化,無法切實反應出活細胞的真實情況,因此通常隻作為輔助檢測手段。在實際操作中,整個流程也較為繁瑣,染色、脫色都需要嚴格控製,否則將會影響檢測結果的準確性。
2.3 分離純化技術
自然環境中的微生物通常是雜居混生的,在微生物檢測中需要對混生微生物群體進行分離純化,以對純微生物進行檢測的技術,分離純化技術常用於菌種鑒定中,分離純化技術是微生物檢測的一項重要技術,是微生物檢測的重要基礎。
2.4 其它技術
在微生物常規檢測中,通常對微生物進行形態結構、培養特性方麵的觀察,再利用化學反應來測定微生物的代謝物,以鑒別一些形態和其它方麵不易區別的微生物,以更好的進行微生物分類鑒定。近年來,在環境監測中,微生物檢測技術運用方法較為廣泛,如運用細菌總數和糞便汙染指示菌監測水質,運用發光細菌檢測環境有毒物質,運用水中藻類生長量監測水質或物質黴性等等,這些方法都已經有了較為成熟的操作手段和檢驗標準,具有較強的實踐價值。
3 環境監測中常用微生物檢測技術
3.1 微生物群落監測
微生物群落監測是一種較為經濟、快速、有效的微生物檢測方法,被廣泛應用於各種廢水、土壤、空氣監測中。如重金屬、農業、石油、化工、冶煉、食品加工、製藥、綿紡、化肥、生活汙水等方麵,即大量運用了微生物群落監測技術。由於環境汙染物的含量會隨著時間變化而變化,會隨著其它環境條件的變化而且變化,因此對一定區域內的微生物群落進行監測,能更好的將一定時間範圍內環境汙染的變化情況、環境汙染曆史情況更好的描述出來。目前,急需運用現代微生物群落監測技術,對微生物群落的群落生態、個體生態進行監測,對微生物進行毒性測定、致突變測定,對微生物進行生理、生化指標測定等等。
3.2 環境汙染細菌學監測
環境汙染對矽藻生物、叢生植物等生物的影響較為明顯,對細菌等異養生物的影響不太生長感。不過環境汙染依然會對細菌等異養生物造成巨大的影響,在環境監測中進行細菌學監測,也能獲得豐富的數據。在實際環境監測中,通常會利用檢驗細菌總數的方法,來間接判斷環境汙染程度,為水汙染、土壤汙染提供細菌學指標,如通過檢驗總大腸菌群、烘大腸菌群、糞鏈球菌、腸道病毒等,能有效判斷出水的衛生學質量。雖然空氣並非是菌群生長繁殖的天然環境,不存在固定的菌落群,但隨著土壤、水、人體等進入空氣中,依然可以對空氣中的菌落群進行檢測以獲得環境汙染的監測數據。在空氣汙染監測中,也可以通過對細菌的分布、生長狀況、變異特性、生理生化指標、細菌群落係統變化等來研究空氣汙染情況,測定空氣中的汙染物毒性。包括如敏感菌群的消失、抗性強菌群的保留和發展、菌群個體的發育狀況、菌群適應性的變化、菌群生化反應等等。
3.3 微生物毒理學監測及其它檢測技術
環境汙染物除了對人體、動植物造成影響外,對微生物也會造成影響,通過監測微生物對環境汙染物的生物效應,進行汙染物毒理性質、作用機理、損壞現象等檢測,用以探明環境汙染物對微生物造成的影響,把握環境中汙染物各項指標情況,為環境監測提供早期敏感性指標,判斷環境狀況和尋求治理路徑。此外,還有其它一些近兩年得到迅速發展的微生物檢測技術,如生物傳感器技術、PCR技術、酶免疫技術、核酸探針技術等。生物傳感器技術利用微生物傳感器,如甲烷生物傳感器、氨生物傳感器、菌濃度檢測器等對環境進行自動、連續檢測,能準確及時的獲取環境汙染信息,具有極高的時效性和靈敏度。PCR技術利用微生物異性DNA片段,對微生物進行序列分析、基因克隆等獲取環境汙染信息。
4 微生物檢測技術和化學、物理分析法的對比
傳統的化學、物理檢測方法大多集中針對環境汙染物的性質、來源、含量、分布狀態等進行檢測,所需儀器和設備通常較為複雜,並且部分檢測方法存在缺陷,如重量法在環境汙染物濃度較低時會產生較大誤差,容量法雖然操作方法但靈敏度不高,光學分析法多適用於水和液體試樣的分析,在實際應用中,這些方法存在不少不足和缺陷,無法較全麵的把握環境汙染數據。微生物檢測技術針對微生物對環境汙染或環境變化的反應進行監測,所需儀器設備相對物理、化學檢測更易操作,且樣本受汙染影響較小,具有較高的靈敏度、可靠性、穩定性、實時性,並能廣泛應用於各種環境的監測之中,從生物學的角度反應出環境汙染的情況和曆史背景,獲取豐富的數據。
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