利用生物有机体作为“监测者”来追踪环境污染物的生物监测学时代正在到来，请看——

早在20世纪80年代，香港一个临近海湾的废旧品处理工厂在对电池进行的处理中向大海释放了大量的多氯代联苯、铅和锌。表面上看，这一违法事件并没有留下痕迹，然而生活在海湾里的藤壶和贻贝的体内聚集了这些污染物，给当地的研究人员以及伦敦自然博物馆的同事们提供了很好的证据，有助于专家们制止这些违法行径。

对生物有机体的研究可以提供对环境造成危害的信息，这并不是一种新的观点。在现代安全设施出现以前，矿工们就密切注意笼中金丝雀的健康，因为金丝雀会向他们发出危险气体聚集的警告。但是由于研究人员只是把精力集中在自己偏爱的监测技术上，所以，准确、标准的生物监测方法的出现一直很缓慢。像香港那样成功的例子依然很少。

然而，生物监测技术的推崇者认为，生物监测技术的研究领域已经形成气候。他们指出：最近的研究手段不仅仅是能够简单地提供生态系统健康状态的一般标记，在许多情况下，研究人员能够把生态研究同化学分析相结合，提供诸如污染对生物有机体的影响、造成污染的化学制品的鉴别，甚至这些化学制品的来源等诸多方面的资料。英国自然环境研究委员会生态学和水文学中心主任、生态毒理学家彼德 · 马西森（Peter Matthiessen）说：“在过去的几年里，政府一直敦促相关的机构在监测环境治理时，要把生物监测和化学监测结合起来。”

生物监测长期以来一直与水质、空气、土壤这种直接的化学分析联系不太紧密。生物监测的提倡者说，化学监测能对环境污染状况提供高度精确的数字信息。但是在某些方面，这种信息不太合乎逻辑。虽然仪器能确定环境中污染物的量，但是如果污染物没有被生物体吸收，那么它对生态系统几乎造成不了什么破坏。况且污染物被生物体吸收的程度可能取决于多种因素，包括气候和酸度。除此之外，对环境进行化学抽样检测只能对可能是高度必威在线网站首页网址 的情况提供一时的反馈，而一些生物体在整个一生中都对环境保持连续不断的记录。

群落的价值

上世纪初，两名德国生物学家理查德 · 科尔奎兹（Richard Kolkwitz）和马克西米里安 · 马森（Maximilian Marsson）意识到一些淡水无脊椎动物要比其他无脊椎动物对污染的敏感度更高——这意味着在一个特定地区发现的种群群落，更能说明该地区的污染情况。在英国，这项技术已被用来监测遍及全国7000条江河流域区的污染情况。

尽管以群落生态为基础的评估能够很好地发现严重的污染事件，但当生态系统面临压力时，它们就不能有效地提供敏感的警告性提示。马森说：“他们只能告诉你在那次污染事件之后所受到的巨大影响”。但是通过把聚集在动、植物体内的污染物状况采用生态观察和化学测量相结合的方法，能够提供一种更加敏感的、预测性的分析。

海洋科学家在这项研究中处于领先地位。在欧洲，他们的工作受到了1992年大西洋海洋环境保护公约的推动。这项公约又称OSPAR公约，大多数欧洲国家都签署了这个公约。OSPAR公约，涉及到东北大西洋、北海、部分北冰洋地区及地中海。它的签署国保证要“采取一切可能的措施，防止和消除污染。”

在OSPAR公约中，要求对污染物（包括重金属、化工和农药、放射性废物）及石油、天然气工业对海洋生物的影响进行监测。但是由于20世纪90年代对环境保护所采取的措施越来越多，很明显，这些措施使得对哪种方法最为有效很难作出比较。

1998年即OSPAR实施的那年，欧洲联盟开始了一项被称作“海洋监控的生物效应质量保证”或称“BEQUALM”的项目研究，以使海洋监测标准化。到今年10月份项目结束之时，英国、挪威、瑞典和德国的实验室将共同研制出大约6～7个标准化测量法。这些测量法包括能够处理微量金属和有机污染物的鱼体内酶活性水平、鱼肝脏的病理分析以及对生活在海床的浮游植物和无脊椎动物的群落分析。马森说：由于所涉及的技术范围很广，目前在技术的一致性方面没有取得很大进展。

与此同时，其他生物监测领域的研究人员同样也在进行标准化研究。皮尔 · 鲁奇 · 尼米斯（Pier Luigi Nimis），一位在意大利得里雅斯特大学工作并利用地衣监测空气污染的植物学家说：“当每一位科学家都拥有自己的方法的时候，就会出现一个混乱的阶段。他相信“通过自然选择方法”，最佳方法将会出现。

意大利地衣学家们采取了一种双重的方法。他们编制了地衣生物多样性的索引，并设计了用来计算地衣生物多样性的抽样方法，以此作为测量二氧化硫和氮氧化物大气状态的指示物。与此种方法相结合，他们还对每个地区一个地衣体内的17种微量金属的聚集情况进行了测量。

政府对此表示了关注。ANPA——意大利的环保机构，已经开始了一项地衣图谱项目。具有影响力的德国工程师协会打算把意大利的方法稍加修改呈交给在布鲁塞尔的欧洲标准化委员会，请求在欧洲范围内推广该方法。

生物监测技术的推崇者认为：生物监测的费用要比传统的化学监测费用低。尼米斯也认为：自动化学监测仪的价格和维修费用都很高，而生物方法能告诉我们在什么地方能够最有效地使用这些自动化学监测仪。举例来说，可以告诉我们最应该进行不间断化学监测的重要污染区。他说：“偏离500米可能会有很大的差别。”

里丁大学的动物学家史蒂夫 · 霍普金（Steve Hopkin）目前正在尝试用蚯蚓和土鳖的生物监测方法来吸引英格兰、威尔士环保机构的关注，他说：“仪器太容易遭窃或损坏，如果你想在城市里放置空气抽样器，那么，它是呆不了多久的，除非你在它周围安上电栅栏。

星罗棋布的指示物

随着生物监测慢慢得到法规机构的认可，一些充当“指示物”的物种星罗棋布般地出现了。在海洋里，当之无愧的冠军是紫贻贝（Mytilus edulis）。当贻贝用水过滤食物时，它们也留住了污染物，这些污染物在它们的组织内会高度聚集。它们固定附着的生活方式使我们不难弄清它们吞食化学制品的地点。在北半球，大量的贻贝随处可见，它们是许多动物主要的食物来源。

已有几个国家开始了贻贝的观察项目，目的是为了揭示贻贝大规模、长期的动向。由国家海洋大气管理委员会主持的美国贻贝监测项目，于1986年开始。该项目监测美国海岸线附近的263个地域的贻贝，重点监测像多氯代联苯这样的微量金属和有机化合物。自从项目开始以来，大多数合成化合物和镉的量已经下降，而其他微量金属的量保持稳定不变。

在没有贻贝生存的比较暖和的气候里，甲壳纲有可能成为首选的监测生物。英国自然博物馆的菲利普 · 兰鲍（Philip Rainbow）说，特别是藤壶，是“微量金属非凡的积堆器”。兰鲍提倡使用世界性分布的甲壳纲动物，如纵条纹藤壶（Balanus amphitrite），它通过附着在船体上而散布于世界各地。

兰鲍是监测香港水域藤壶和贻贝项目的负责人之一。除了监测特定的污染物质以外，该项目还记录了前英国殖民地工业和污染的变化模式。在20世纪80年代期间，污染的中心从南部的维多利亚港转移到北部的Tolo港。在20世纪90年代，随着Tolo港的净化，污染物的分布说明了在中国相邻地区的工业发展情况。

尽管像贻贝和藤壶这种充当“指示物”的物种很重要，但仅仅一两种生物体不能揭示整个生态系统的情况。为了对海洋环境有一个完全的理解，从贻贝这样的滤食者得到的情况应当扩大到对海草的分析，海草吸收溶解的化学物质，并且像虫子一样，是一个地下居住者。

尽管大多数生物监测专家乐观地认为，这种大范围方法的使用将会增加，但他们也意识到许多管理者还是愿意用化学分析方法，因为化学分析方法实施起来比较容易，并且遇有违反污染控制的情况，便于在法庭上进行说明。马森说：“这种情况不会一夜之间改变”。但是既然生物监测已经进入了管理者的视野，他相信，生物监测的时代就要到来。

[Nature，2001年6月29日]