水生生物學在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用爭論進展〔Hydrobiology〕是爭論水環(huán)境中生命現(xiàn)象和生物學過程規(guī)律的一門科學。水環(huán)境有淡水與海洋之分，它涵蓋了淡水生物學和海洋生物學兩門學科的內(nèi)容。早期的水生物學主要介紹水生生物的形態(tài)特征和分類檢索，隨著科學爭論的不斷深入和人們對自然界生疏的提高，現(xiàn)代的水生生物學已不僅僅是水生生物的分類檢索和形態(tài)特征，而是越來越跳出形態(tài)分類的圈子和分割爭論的格局，而趨向于以生態(tài)系統(tǒng)的概念作為指導原則來爭論各類水生生物在水域生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)造和功能中所起的作用，也就是說越來越突出其生態(tài)學意義。水生生物學的爭論，在廣泛的采集和調(diào)查的根底上，已獲得了大量的資料，初步摸清了我國水生生物的種類、分布和習性，并撰寫出一批內(nèi)容比較完整的各類專著，如中國海洋浮游硅藻類、中國海洋底棲硅藻類、中國淡水藻類志、淡水枝角類等，這些為開發(fā)利用水生生物資源供給了必要的根底。我國水生生物學的爭論特別是最近幾年已取得了相當大的成績，已進入南大洋、南極洲進展調(diào)查爭論，1985城站，1988科學進入的進展階段。水生生物學在實際社會問題中主要是作為漁業(yè)水域爭論評價和水質(zhì)監(jiān)測指標，以及在水環(huán)境保護中的應(yīng)用，目前這方面的爭論進展很快。水質(zhì)生物監(jiān)測通過指示生物的生理、生化狀況的轉(zhuǎn)變來反映水質(zhì)狀況。水質(zhì)的生物監(jiān)測結(jié)果是反映水環(huán)境質(zhì)量狀況的標準和依據(jù)之一，它直接反映了水環(huán)境質(zhì)量變化對生物的影響和危害程度，是實現(xiàn)水環(huán)境監(jiān)測目的的一種最直接而有效的手段。常見的指示生物主要有：浮游植物中的硅藻、顫藻、裸藻、衣藻、柵藻等；浮游動物中的砂殼蟲、龜甲輪蟲、多肢輪蟲、秀體蚤、鏢水蚤等；底棲動物中的水絲蚓、蘇氏尾鰓蚓、顫蚓及某些搖蚊幼蟲等。污染嚴峻的水域指示生物種類縫硅藻等能大量消滅在這種水體中。有時全是裸藻而無其他藻類，有時只有個別硅藻而無其他藻類，有時硅藻、綠藻很少，鞭毛藻和藍藻則較多。水體中細1mL水體有細菌多達數(shù)十萬至數(shù)百萬個，在這種對生命極端不利的環(huán)境條件下，生物種類極少，而其種的個體量卻極大〔鞭毛蟲和纖毛蟲〕。爭論說明，裸藻是耐污性較強的種類，其次是衣藻和柵藻等[2]。高的抵抗性，因而能生活在污水中，并能吞食污泥，生長生殖，故很多學者都[3]。此外，對脊椎動物體內(nèi)有毒物質(zhì)的檢出可以從肯定程度上反映出該水域的水質(zhì)。一般來說，汞殘留螺、蚌較高；其他有毒物的殘留，蝦較強，螺和蚌次之；砷、氟、[3]。雙翅目搖蚊科昆蟲種類繁多，分布廣泛，[4]。其幼蟲在整個水生態(tài)系統(tǒng)中占肯定地位，是一種重要的水生動物。搖蚊幼蟲作為水體污染的指示動物，具有很多優(yōu)點：集，假設(shè)進展室內(nèi)培育還可以得到統(tǒng)一標準的試驗材料。搖蚊幼蟲試驗周期30d，比用魚蝦類作試驗更節(jié)約時間和經(jīng)費；搖蚊幼蟲個體小，所要求試驗毒物數(shù)量少，適合較小容器的流水或靜水等各種試驗。污染輕度的水域指示生物種類在輕度污染水域，有大量綠藻、藍藻、硅藻存在，尤其是可以常見到接合藻〕，種類與數(shù)量都大大超過重污染型水體。爭論說明，中污至寡污性水正?！不蚬盐邸承偷乃蛑甘旧锓N類〔或寡污〕型水體中，水中的有機物、二氧化碳量偏少，硫化氫則幾乎完全消逝，pH硅藻、裸藻等，可見到大量的硅藻如帶列硅藻、平板藻屬、冠盤藻屬、卵形藻屬、雙菱藻屬、針桿藻屬、綠藻的凹頂鼓藻屬等，這些是寡污帶藻類的主要代表。漁業(yè)水域環(huán)境的評價和水產(chǎn)品的質(zhì)量，我國已公布實施的漁業(yè)水質(zhì)標準中，主要從化學和物理方30多種相關(guān)指標的標準值。而且，隨著人類生活的進程和工業(yè)的進展，水污染的內(nèi)容及形式在發(fā)生變化，對某一漁業(yè)水域的水質(zhì)評價應(yīng)是對包括各種生物共同生存的一個生物群落的水域生態(tài)環(huán)境的評價，應(yīng)包括水質(zhì)的化學和物理評價、生物學評價以及熱污染、光污染、放射污染、電磁污染及噪[3]，這樣才能更全面、準確地反映某漁業(yè)水域的水質(zhì)水平。水生生物與其生存的水環(huán)境是相互依存、相互影響的。當水體發(fā)生變化水體其他指標的近似值[5]。水域境的生物調(diào)查底棲生物、細菌及大型水生植物等。水體富養(yǎng)分化的最初表現(xiàn)是浮游植物和水[6]，所以測定浮游植物和水草的種類和數(shù)量對推斷水域的富養(yǎng)分化程度很重要；浮游植物的過度生殖，能引起以它為食的二級、三級生產(chǎn)者的過度生殖，使水環(huán)境發(fā)生變化，從而誘發(fā)生物種類的演替；細菌在對水體有機物的分解、變化中起重要的作用，將細菌分解植物所產(chǎn)生水中有機物的量及其變化作為綜合性水質(zhì)指標之一，可作為水質(zhì)評價的參考依據(jù)。原生動物和水細菌關(guān)系親熱，Sanders等指出無論在淡水或海洋生態(tài)系統(tǒng)中，細菌和鞭毛蟲的數(shù)量有著較為穩(wěn)定的比例〔1000∶1〕[7]。由于細菌細胞富含氮和磷，原生動物通過對細菌的捕食作用成為重要的機鹽再生者，因而在水體的物質(zhì)循環(huán)中[8]。由于原生動物的捕食作用可以大大降低出水中細菌的密度，提高水質(zhì)量，故有“清道夫”之稱[9]。水域環(huán)境的生物學養(yǎng)分水平評價體生物學的養(yǎng)分水平對漁業(yè)方面有利弊之分，一方面水肥、飼料豐富，但另一方面富養(yǎng)分化會給水體的利用帶來很多問題。當水體富養(yǎng)分化消滅“水華”，常引起魚類缺氧大批死亡，從養(yǎng)分環(huán)節(jié)來掌握富養(yǎng)分化，使養(yǎng)分物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟愋枰慕K極產(chǎn)品〔魚〕而不是“水華”?！不颉橙祟惢顒拥挠绊懴?，大量養(yǎng)分鹽輸入水體，使湖泊、水庫等大型水體逐步由生產(chǎn)力水平較低的貧養(yǎng)分狀態(tài)向生產(chǎn)力水平較高的富養(yǎng)分狀態(tài)變化的一種現(xiàn)象。在自然狀態(tài)下，湖泊的這種演化過程是極為緩慢的，往往需要幾千年，甚至更長的時間才能完成。但在人類活動的影響下，這種演化過程大大加快，富養(yǎng)分化引起的環(huán)境問題日益嚴重。Shannon-wiener指數(shù)〔H′〕、Willams〔d〕指數(shù)和污染指示生物法常作為湖泊水環(huán)境生態(tài)學評價的指標。SladeckQ值大小〔Q=B/T，B為臂尾輪屬輪蟲的種數(shù)，T為異尾輪屬輪蟲的種數(shù)〕可用來評價水體的養(yǎng)分水平：Q水體為中養(yǎng)分型；Q＜1，水體為寡養(yǎng)分型[10]。因此，有必要建立一種科學、統(tǒng)一的評價方法，以便加強對湖泊的管理，保護湖泊生態(tài)環(huán)境。因而可以利用湖泊藻類生長旺季的葉綠素〔湖水中藻3個月的平均值〕TP、TN、COD、Mn、SD的相關(guān)關(guān)系，確定評分值，從而推斷湖泊養(yǎng)分程度[11]。輪蟲是浮游動物的重要組成局部之一。由于輪蟲個體較小，因而其生物量一般比浮游甲殼動物相對小一些；但它的發(fā)育時間短，周轉(zhuǎn)快，生產(chǎn)量高，通常整個浮游動物生產(chǎn)量的[12]，所以它在水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)造、功能和生物生產(chǎn)力中具有重要意義。對貧養(yǎng)分、中養(yǎng)分和富養(yǎng)分湖泊、水庫和池塘中輪蟲的群落構(gòu)造及其季節(jié)演替的爭論，國外已有很多報道，SommerPEG模型[13]。國內(nèi)對淡水湖泊中包括輪蟲在內(nèi)的浮游動物群落構(gòu)造的爭論也有很多報道，但對輪蟲密度的季節(jié)變化與環(huán)境因子間關(guān)系的爭論相對較少[14，15]。因而爭論浮游生物及其與環(huán)境因子間的關(guān)系對漁業(yè)的水域環(huán)境具有重要的意義。水生生物技術(shù)在水環(huán)境保護方面的應(yīng)用評價和治理人類賴以生存的環(huán)境，其主要爭論內(nèi)容涵蓋以下幾個方面。污染物毒性的藻類生物監(jiān)測技術(shù)農(nóng)藥、有機污染物、工業(yè)廢水及固體廢棄物等，均可應(yīng)用藻類生物測試方法對2070取得很大進展并積存了大量有參考價值的資料。張偉等人認為，藻類細胞體積的大小和藻類細胞壁外表的含硫基的差異均是導致藻類對重金屬敏感性不同的主要緣由[13]。早期利用藻類生物測試方法對農(nóng)藥毒性評價的結(jié)果證明，農(nóng)藥對藻類的毒性強弱取決于農(nóng)藥的化學構(gòu)造及其理化性質(zhì)，取決于不同藻類的個體習性及其所處環(huán)境條件。農(nóng)藥主要通過破壞藻類生物膜的構(gòu)造和功能而影響藻類的光合作用、呼吸作用和固氮作用；通過轉(zhuǎn)變藻類細胞的生化組分而降低其代謝活性和生理進程；通過與藻類細胞中的某種酶發(fā)生作用影響藻類的正常生長生殖[16]。污水藻類生物處理技術(shù)藻類生物技術(shù)是其爭論的重要組成局部。由于藻類具有耐污性強，對溫已從爭論走向應(yīng)用。我國的藻類生物技術(shù)爭論雖起步較國外晚，爭論時間較用藻類生物技術(shù)處理污水一般具有工程投資省、運行費用低、治理簡潔等特[17]、活性藻技術(shù)[18]、藻類固定化技術(shù)[19]、著生絲狀藻類等。污水凈化技術(shù)———水生生物系統(tǒng)近來，一種的污水凈化技術(shù)———水生生物系統(tǒng)[20]。正在以其獨具的高經(jīng)濟效益和能量效益越來越為人們所重視。利用水生生物系統(tǒng)處理廢水，主要是利用自然環(huán)境中生長的植物和動物來達處處理的目的。傳統(tǒng)的污水處理是承受嚴格治理和掌握的環(huán)境對污水處理快速處理，而水生生物系統(tǒng)是利用自然環(huán)境，在此環(huán)境中對污水進展慢速處理。正由于水生生物系統(tǒng)是更多利用自然環(huán)境，因而該系統(tǒng)為滿足污水處理要求所需的建設(shè)和設(shè)施費用較低。依據(jù)所用材料和操作技術(shù)，用于污水處理的水生生物系統(tǒng)可分為3類：一是水生植物系統(tǒng)，利用此系統(tǒng)中水生維管束植物〔如水胡蘆、浮萍、香蒲等〕、蕨類植物〔如槐葉萍、細萍等〕和藻類植物來處理污水；二是水生動物系統(tǒng)，利用系統(tǒng)中的水生動物如魚類、軟體動物和甲殼類來處理；三是混合統(tǒng)與傳統(tǒng)處理設(shè)施相結(jié)合的系統(tǒng)。一般僅限于用來掌握害蟲或?qū)σ烟幚磉^的污水作進一步凈化。承受水生植物系統(tǒng)可以有效地提高現(xiàn)有水塘的處理效果。大型水生植物在水污染治理中可以發(fā)揮多種作用[21]，通過自身的生長代謝可以大量吸取氮、磷等水體中的養(yǎng)分物質(zhì)，而其中一些種類還可以富集不同類型的重金屬或吸取降解某些有機污染物；通過抑制低等藻類的生長，掌握富養(yǎng)分化的表現(xiàn)形式等。美國環(huán)境保護局的爭論說明，在現(xiàn)有水塘系統(tǒng)中引進水生植物可以改善出水水質(zhì)，而不需要增加水力負荷和停留時間，在水塘系統(tǒng)中種植水生植物，可使池塘形成陰暗環(huán)境，而削減絲狀藻類的滋生，避開了二次污染。獲將其固定的氮、磷帶出水體。這些特點是利用大型水生植物進展污水處理，特別是針對湖泊富養(yǎng)分化治理的理論根底。當前，以活性污泥為主的污水處理系統(tǒng)，無論二級處理還是深度處理投資費用都比較高，而且由于需要大量電能，運行費用也相當高，以致于一些經(jīng)濟不興旺的國家和地區(qū)難以承受。大型水生植物為主的污水處理系統(tǒng)，主要由太陽能來驅(qū)動。并且在對污水進展深度處理的時，還可以回收資源和固定能源，加之處理過程根本不使用