生物监测技术在大气环境监测领域的应用案例

以下是一些生物监测技术在大气环境监测领域的应用案例：

• 利用植物进行监测：

• 苔藓植物：苔藓植物对大气污染敏感，且取材容易、调查检测方法简便。例如，在一些城市中，通过对苔藓植物的分布、生长状况以及体内污染物含量的分析，来监测大气中的重金属（如铅、镉、汞等）、二氧化硫、氮氧化物等污染物的浓度和分布情况。其原理是苔藓植物叶片多为单层细胞，体表无蜡质角质层被覆，可直接吸收外界环境中的离子，极易对大气环境中的污染因子产生反应，并通过特定的受害病症反映污染物质的类型和大概浓度。长期以来，苔藓植物一直被用作大气污染监测的典型生物学指标 5。

• 地衣：地衣也常被用于大气污染监测。地衣对二氧化硫等污染物敏感，当大气中二氧化硫浓度升高时，地衣会出现生长受抑制、颜色变化、结构破坏等现象。通过观察地衣的这些变化，可以对大气污染状况进行评估，像在一些工业城市周边，利用地衣监测大气中二氧化硫的污染程度，为环境管理提供依据 4。

• 利用动物进行监测：

• 果蝇：在室内空气污染监测中，果蝇可作为生物模型。由于果蝇具有饲养便利、繁殖量大、生存周期短且与哺乳动物特征相似等特点，可通过观察果蝇在不同室内环境中的生存状况、寿命变化等，来判断室内空气的污染情况，如装修材料释放的甲醛、苯等污染物对果蝇寿命的影响，进而间接反映室内空气污染水平 6。

• 鸟类：在湿地等生态环境中，鸟类可用于大气环境监测。鸟类处于食物链顶端，其营养级别与人类相近，对环境变化较为敏感。通过观察鸟类的数量、种类、繁殖成功率以及行为变化等，可以了解大气环境质量对其生存的影响，从而推断大气环境的整体状况。例如，湿地水位变化和大气污染可能影响鸟类的繁殖，通过对鸟类相关指标的监测，可评估大气环境对湿地生态系统的影响 6。

• 利用微生物进行监测：

• 细菌和真菌：某些细菌和真菌对大气中的特定污染物具有敏感性。例如，一些细菌对有机污染物有降解作用，通过监测这些细菌的活性、数量变化，可以反映大气中有机污染物的存在和浓度情况。在一些受污染的区域，研究人员通过分析土壤或空气中相关微生物的变化，来了解大气污染对生态系统的影响。

• 利用生物标志物进行监测：

• 呼出气标志物：北京大学要茂盛团队研发了基于大鼠活体传感的实时在线监测空气污染健康效应系统，通过监测大鼠呼出气标志物，实现了空气污染的实时监测与显示。实验中，将大鼠暴露在不同污染空气或特定污染物环境中，使用集成式呼出气阵列传感器监测污染空气暴露前后大鼠呼出气体中挥发性有机物的增减，同时检测血液生物标志物。结果表明，大鼠呼吸污染空气时多种呼出气标志物会发生重要变化，且与污染物浓度具有相关性，从而可以反演空气污染程度及其对健康的影响。该成果已在北京、太原、呼和浩特等多个城市试点应用，可实时、同步、在线观测不同城市的大气污染健康效应，实现对污染事件的快速预警和不同地区空气污染差异的有效区分