原生動物環(huán)境保護(hù)論文

一原生動物在環(huán)境保護(hù)中的優(yōu)勢

在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的污染物的毒性生物測試，和在戶外進(jìn)行的生物測定研究，其中魚類、大型底棲無脊椎動物，大型浮游動物、藻類等常常作為指示生物來進(jìn)行測定和監(jiān)測，而原生動物通常在環(huán)境保護(hù)中被人們忽略．比較來說，稍高等的動物無論是對實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施的要求，還是在野外采集樣品都會受到很高的限制．原生動物種類繁多，結(jié)構(gòu)簡單且特殊，分布廣泛，由此看來，在環(huán)境保護(hù)的工作中原生動物作為指示生物也是合適的．與稍高等的動物相比較，原生動物最具代表性的特征表現(xiàn)在生理和群落上，原生動物是單細(xì)胞生物，其細(xì)胞體積大，身體構(gòu)造簡單，細(xì)胞膜直接與周圍環(huán)境接觸，有毒有害物質(zhì)直接作用于細(xì)胞，因而對環(huán)境的改變所需的反應(yīng)時(shí)間更短、也更迅速，因而影響群落組成、結(jié)構(gòu)和行為等．原生動物采集簡單，易于喂養(yǎng)，生長周期短，得到數(shù)據(jù)快．由于原生動物生命周期短分裂快，因此可以在快速的檢測出有毒物質(zhì)或污染物對其生長周期，分裂速度，代謝水平及身體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響．原生動物的分布是世界性的，且其在形態(tài)、生態(tài)和遺傳學(xué)等方面具有大體相似的特征，因此原生動物可以當(dāng)做世界性的指示生物，這可以將不同區(qū)域的檢測數(shù)據(jù)作比較．根據(jù)國內(nèi)外的許多研究可以發(fā)現(xiàn)，環(huán)境的改變對原生動物群落所造成的影響反應(yīng)也遵循許多高等生物反應(yīng)發(fā)展的一般規(guī)律．無論是由金屬離子超標(biāo)還是由有機(jī)污物染引起的環(huán)境條件的劇烈變化，都會引起原生動物的細(xì)胞構(gòu)造與生理生化的改變．

二原生動物在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

1原生動物作為指示生物

在污水監(jiān)測中的應(yīng)用指示生物又叫生物指標(biāo)物，它是指那些在固定的區(qū)域范圍內(nèi)的，能通過其特性、數(shù)量、種類和種群等的變化，來指示環(huán)境或某一環(huán)境因子特征的生物．自然界中水質(zhì)在遭受一定程度的破壞后，通過自然界的物理、化學(xué)及生物等過程，將會起到凈化污染的作用．根據(jù)特點(diǎn)，水體被劃分為為多污性水體，α—中污性水體，β—中污性水體和寡污性水體．在現(xiàn)實(shí)生活的應(yīng)用中，適宜應(yīng)用常見的優(yōu)勢種作為水體污染的指示物．通過原生動物群落的組成和演替規(guī)律來監(jiān)測和評價(jià)水體的改變，是當(dāng)前生物測定的發(fā)展方向．在原生動物群落水平的水質(zhì)測定中，經(jīng)常應(yīng)用PFU原生動物群落生物監(jiān)測．PFU(聚氨酯泡沫塑料塊)方法是美國弗吉尼亞工程學(xué)院及州立大學(xué)環(huán)境研究中心的Cains等于1969年創(chuàng)建的用以測定微型生物的群集速度的一項(xiàng)技術(shù)，將該項(xiàng)技術(shù)引入并加以改善的是中國科學(xué)院水生生物研究所的沈韞芬院士，該技術(shù)在生態(tài)效應(yīng)水平來檢測水質(zhì)污染，并最終發(fā)展為我國水體微型生物群落監(jiān)測的國家標(biāo)準(zhǔn)．李鳳超等運(yùn)用PFU微型生物群落監(jiān)測方法，對白洋淀水質(zhì)進(jìn)行了監(jiān)測，該水體經(jīng)常處于低水位狀態(tài)下．研究顯示，由于受到府河污水的影響，白洋淀內(nèi)的內(nèi)源性污染物對原生動物群落造成了嚴(yán)重的影響．除了群落水平的測定外，也有學(xué)者對原生動物的個體水平、細(xì)胞水平進(jìn)行了測定研究實(shí)驗(yàn)．馬正學(xué)等人以上海四膜蟲為樣本，以細(xì)胞生長和分裂等生物學(xué)特性為指標(biāo)，針對黃河蘭州段的水質(zhì)情況進(jìn)行了檢測．王麗等將原生動物四膜蟲作為研究材料，與檢測DNA損傷與修復(fù)極敏感的彗星實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，檢測不同來源的水質(zhì)的四膜蟲DNA的損壞情況．馬世軍利用原生動物的優(yōu)勢類群，及其對水質(zhì)的指示作用綜合評價(jià)了汾河太原段及晉陽湖兩大水體的污染情況．

2原生動物在水質(zhì)凈化中的應(yīng)用

原生生物不僅可以作為污水的指示生物，還可以通過其自身特性來凈化受污染的水體．最近幾年來，由于環(huán)境問題越來越嚴(yán)重，很多國家為了解決這一難題，從而利用生物的生理性能，建立可以迅速并有效凈化污染物質(zhì)以及將污染轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源的技術(shù)系統(tǒng)．利用原生動物能夠使受污染水體得到凈化的性質(zhì)，建造多種污水處理廠．一般采用活性污泥法、滲透過濾、流離生物床法等．

2．1原生動物在活性污泥系統(tǒng)中的應(yīng)用

活性污泥法處理城市污染水體和有機(jī)工業(yè)廢水主要利用的是好氧微生物(包括兼性微生物)．在大多數(shù)情況下，在活性污泥凈化過程中細(xì)菌和真菌表現(xiàn)的最為活躍，占主導(dǎo)作用，通過直接處理觀察細(xì)菌的生長情況，來分析受污染水體在處理過程中的變化或處理后水體的好壞．由于細(xì)菌很微小，對于細(xì)菌的觀察和分類需要較長的時(shí)間，對于生產(chǎn)的指示和預(yù)警不能及時(shí)的產(chǎn)生效應(yīng)．原生動物較細(xì)菌個體大，更有利于觀察和計(jì)數(shù)，更能敏感的反映出環(huán)境的變化，可以直接觀測原生動物的種類組、數(shù)量、生長繁殖的變化情況，由此來分析細(xì)菌的生長和變化狀況，間接地分析污染水體的處理過程和處理效應(yīng)的好壞，從而指導(dǎo)生產(chǎn)．

2．2原生動物在滲透過濾過程中的應(yīng)用

滲透過濾系統(tǒng)是由沉淀池、無氧消化池和濾床等幾部分組成．有機(jī)廢水通過沉淀池、無氧消化池進(jìn)入濾床，在適宜的濾床上流動時(shí)，能夠使得細(xì)菌快速繁殖．細(xì)菌將有機(jī)碎屑作為食物，在基質(zhì)上形成菌膜，然后可以發(fā)現(xiàn)藻類和真菌，最終會產(chǎn)生原生動物．纖毛蟲是原生動物中的優(yōu)勢種，很常見，纖毛蟲在游動的過程中，會向環(huán)境中分泌粘多糖物質(zhì)，使懸浮得顆粒狀物質(zhì)粘連成絮狀沉淀，從而使渾濁的水體變得清澈．

3原生動物在土壤環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

生活在土壤中的動物能反映出土壤環(huán)境的微小改變，土壤原生動物也包括在內(nèi)．Foissner認(rèn)為原生動物作為監(jiān)測生物較其他土壤生物更具優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在以下幾方面的特征:(1)基數(shù)很大從而產(chǎn)生很大的生產(chǎn)力，土壤的形成及肥力受其數(shù)量的變化和群落結(jié)構(gòu)改變的影響;(2)原生動物具有分裂繁殖迅速的特點(diǎn)，由于細(xì)胞膜直接暴露于周圍的環(huán)境，能夠非常敏感地感覺到外部環(huán)境的細(xì)微變化，可以將其作為預(yù)警生物;(3)原生動物是真核生物，與細(xì)菌等原核生物相比，原生動物同后生動物對于環(huán)境變化的反應(yīng)更為接近;(4)原生動物在形態(tài)、生態(tài)和遺傳上分化較低，分布在不同地區(qū)的原生動物不都很接近，從而可以作為世界性的指示生物;(5)原生動物對于生境的要求較低，很多高等生物無法生活的惡劣環(huán)境，一般原生動物都可以生存．

三原生動物在環(huán)境保護(hù)中的研究進(jìn)展

對于原生動物在環(huán)境測定中是否可行，國內(nèi)外研究人員作了很多有價(jià)值的探索．為日后的監(jiān)測研究的應(yīng)用提供了有力的證據(jù)，目前針對原生動物在環(huán)境測定中的應(yīng)用，有很多問題也是不容忽視的，對于這些問題，筆者歸納總結(jié)了以下幾個方面:(1)自身的問題，原生動物自身有許多缺陷．如敏感性問題，部分原生動物在實(shí)際環(huán)境檢測中仍有缺陷，且在污染物中同種原生動物的靈敏度和反應(yīng)狀況也有不同;(2)許多其他環(huán)境因子也會對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響．在自然水體中，除了污染物外，許多環(huán)境因子，如季節(jié)、地域、溫度等也會產(chǎn)生不同的影響;(3)認(rèn)為制造的環(huán)境和自然環(huán)境存在一定的差別，當(dāng)前許多原生動物檢測是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行，這些都是人為的，脫離了天然性;(4)受科技環(huán)境的制約，現(xiàn)今的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、技術(shù)方法等對原生動物檢測沒有辦法做到準(zhǔn)確無誤，特別是對其生化變化的因由、各種生理指標(biāo)均無法進(jìn)行定量分析．因此，今后的用原生動物檢測環(huán)境時(shí)，不能僅局限于理論研究，要走出實(shí)驗(yàn)室，從理論中跳出來，在實(shí)踐中運(yùn)用理論，做到理論與實(shí)踐并重．與此同時(shí)，也應(yīng)做好以下幾方面工作:(1)在研究時(shí)應(yīng)與生物技術(shù)，信息技術(shù)，數(shù)學(xué)分析與統(tǒng)計(jì)結(jié)合起來，為進(jìn)一步做到監(jiān)測的科學(xué)性、嚴(yán)密性，應(yīng)建立數(shù)學(xué)模型，以監(jiān)測預(yù)報(bào)環(huán)境質(zhì)量的預(yù)警系統(tǒng);(2)為提高預(yù)警系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，重要的是要控制信號傳導(dǎo)偏差，這就需要建立具有高敏感性和準(zhǔn)確性的原生動物傳感器;(3)當(dāng)今在多種污染物的聯(lián)合毒性監(jiān)測領(lǐng)域，仍是一片空白，這是因?yàn)榄h(huán)境污染物中有許多不可確定的復(fù)合污染物，它們之間存在拮抗、抑制和協(xié)同作用，要攻克這一空白領(lǐng)域，生物預(yù)警系統(tǒng)研究的發(fā)展前景不可限量．

四結(jié)語

環(huán)境保護(hù)和環(huán)境監(jiān)測在未來社會發(fā)展中越來越重要，要不斷加環(huán)境保護(hù)的投入和環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用．應(yīng)充分意識到原生動物在生態(tài)系統(tǒng)占據(jù)的重要位置，對于原生動物測定方法的探究，應(yīng)不斷改善，持續(xù)進(jìn)步，做到與理化檢測相互補(bǔ)充．其中數(shù)學(xué)模型對原生動物在環(huán)境監(jiān)測中的利用發(fā)起著至關(guān)重要的作用，要充分發(fā)揮其作用．建立數(shù)學(xué)模型，把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與應(yīng)用數(shù)學(xué)分析和計(jì)算機(jī)處理結(jié)合起來，在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)和扎實(shí)的實(shí)踐中，原生動物在環(huán)境保護(hù)與監(jiān)測中的作用會日益凸顯．

作者：張宗瑤單位：哈爾濱師范大學(xué)