两种化学修复剂对重金属污染土壤酶活性的影响研究

论文摘要

随着我国在工业、农业、采矿业以及有色金属冶炼等方面的不断发展，重金属污染状况日益严重，成为世界面临的主要环境问题之一。目前，研究较多的土壤重金属治理方法主要有化学修复、植物修复法、生物淋滤法等。其中化学方法有着高效快速的特点，广泛应用于重金属污染土壤的修复。但是化学药剂可能对土壤产生一定的作用，影响土壤环境质量。因此，本课题在国内外学者以及课题组前期研究的基础上，以土壤酶活性作为土壤环境质量的评价指标，选用研究较多的化学修复剂EDTA和生石灰，研究了两种化学剂施入后，重金属污染土壤中(取自长沙垃圾填埋场)土壤酶活性的变化情况，并进一步研究了不同施入量EDTA对土壤酶活性的影响，以期为化学修复剂对土壤环境质量的影响提供有益的参考。实验一结果表明：EDTA的施入能有效增加土壤重金属的迁移性，释放土壤中的残留态重金属，增加土壤重金属的迁移性。其中酸可提取态百分比上升的幅度为Cu＞Pb＞Zn，残留态的百分比下降幅度Pb＞Zn＞Cu。石灰的施入对土壤重金属Pb有一定的活化作用，增加了土壤中有效态Pb的百分比，而对Cu和Zn则表现出一定的钝化作用。EDTA和石灰对土壤过氧化氢酶活性均表现出一定的激活作用，其作用效果顺序为EDTA＞石灰。EDTA对土壤脲酶活性的影响较小，施入初期脲酶活性有小幅度提高，培养7天后酶活性基本恢复到原有水平；石灰的施入抑制了95%以上的脲酶活性。为了进一步探明不同施入量的EDTA对土壤酶活性的影响，在供试土样中施入不同量的EDTA：0.56g/kg、1.40g/kg、2.23g/kg、2.79g/kg、4.19g/kg，研究四种土壤酶活性(过氧化氢酶、脲酶、转化酶、蛋白酶)的变化，以期得到对土壤酶活性最有利的EDTA施入量。实验二结果表明：EDTA的施入能提高土壤过氧化氢酶、脲酶和转化酶的活性，三种酶活性的增加幅度为过氧化氢酶活性＞转化酶活性＞脲酶活性；EDTA的施入并不能激活土壤蛋白酶活性，反而有一定的抑制作用。不同EDTA施加量对土壤酶活性的影响也不同，EDTA施入量为2.23g/kg和2.79g/kg时，对提高土壤酶活性效果最佳。各处理组对酶活性的效应顺序为D(2.79g/kg)≥C(2.23g/kg)＞E(4.19g/kg)＞B(1.40g/kg)＞A(0.56g/kg)。综合不同浓度EDTA对四种酶活性的影响，并考虑到EDTA施入量从2.23g/kg上升到2.79g/kg时，土壤酶活性提升幅度非常小，为降低成本，在工艺设计中选用2.23g/kg EDTA施入量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 重金属污染土壤的主要修复技术
• 1.1.1 物理修复法
• 1.1.2 化学修复法
• 1.1.3 生物修复法
• 1.2 主要化学修复技术及其研究进展
• 1.2.1 主要化学修复方法及其原理
• 1.2.2 常用化学修复剂及其研究进展
• 1.2.3 化学修复的影响因素
• 1.3 土壤酶概述
• 1.3.1 土壤酶的来源
• 1.3.2 土壤酶分类
• 1.3.3 土壤酶随空间和时间的变化情况
• 1.3.4 酶的存在状态
• 1.3.5 土壤酶的主要作用
• 1.3.6 土壤酶活性研究进展
• 1.3.7 土壤酶活性的影响因素
• 1.4 本论文的研究意义和重点
• 第2章 污染土壤理化性质及重金属形态分析
• 2.1 土壤样品的采集与保存
• 2.1.1 土壤样品的采集
• 2.1.2 土壤样品的处理与保存
• 2.2 土壤理化性质分析
• 2.2.1 土壤 pH 值（H2O）的测定
• 2.2.2 土壤的含水率的测定
• 2.2.3 土壤有机质含量的测定
• 2.2.4 土壤中 Pb、Cd 全量测定
• 2.2.5 土壤中 Cu、Zn 全量测定
• 2.2.6 重金属形态分析
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 土壤样品主要理化性质及重金属含量
• 2.3.2 土壤样品中重金属形态
• 2.4 本章小结
• 第3章 EDTA 和石灰对土壤重金属形态及酶活性的影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 供试土样
• 3.1.2 实验药品与仪器
• 3.1.3 实验设计
• 3.1.4 分析测定与数据处理
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 两种化学修复剂对重金属形态分布的影响
• 3.2.2 两种化学修复剂对土壤酶活性的影响
• 3.3 本章小结
• 第4章 EDTA 对重金属污染土壤酶活性的影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 供试土样
• 4.1.2 实验药品与仪器
• 4.1.3 实验设计
• 4.1.4 分析测定与数据处理
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 EDTA 对土壤过氧化氢酶活性的影响
• 4.2.2 EDTA 对土壤脲酶活性的影响
• 4.2.3 EDTA 对土壤蛋白酶活性的影响
• 4.2.4 EDTA 对土壤转化酶活性的影响
• 4.3 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 研究展望
• 参考文献
• 附录 A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录
• 致谢