Cu、Zn、Pb、Cd单一污染对潮棕壤生物活性的影响

论文摘要

采用室外盆栽培养和室内实验相结合的研究方法,探讨了Cu、Zn、Pb、Cd污染对土壤微生物及其活性的影响,以期为重金属污染土壤的修复、环境质量评价及寻找土壤重金属污染程度的预警指标提供有益的参考。选取潮棕壤为供试土壤,以不同含量梯度的Cu、Zn、Pb、Cd对土壤进行处理,以未处理土壤为对照,研究了潮棕壤在不同重金属单一污染下,微生物呼吸作用、氨化作用、硝化作用、固氮作用、纤维素分解作用、土壤微生物生物量C、N、P含量以及土壤磷酸单酯酶、蔗糖酶、蛋白酶、脲酶、脱氢酶、多酚氧化酶、L-天冬酰胺酶、硝酸还原酶活性随重金属含量的变化规律。各金属处理以三级土壤环境标准量为起点,添加外源Cu2+含量分别为400,800,1200 mg·kg-1土；Zn2+为500,1000,1500 mg·kg-1土；Pb2+为500,1000,1500 mg·kg-1土；Cd2+为1,10,20 mg·kg-1土。结果表明,随着重金属离子含量的增加,4种重金属对土壤微生物生物量C、N、P及呼吸作用、氨化作用均有不同程度的抑制现象。Cu、Zn、Pb、Cd添加量与代谢商呈显著的正相关。微生物商则与重金属含量呈显著的负相关。Cu 400 mg·kg-1处理对磷酸单酯酶、多酚氧化酶、硝酸还原酶活性表现为激活,随着金属添加量的增加活性逐渐受到抑制。蛋白酶、脲酶、脱氢酶、蔗糖酶、L-天冬酰胺酶等土壤酶活性均受抑制；外源Zn添加量较低时对磷酸单酯酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、硝酸还原酶活性有促进作用,添加量较高时起抑制作用；而蛋白酶、脲酶、脱氢酶、L-天冬酰胺酶活性随金属添加量的增加抑制程度增强；Pb处理下磷酸单酯酶、蔗糖酶、脱氢酶、多酚氧化酶活性在低添加量时受到激活,而随着添加量的增加酶活性受到显著抑制。硝酸还原酶、蛋白酶、脲酶、L-天冬酰胺酶活性随着Pb含量增加抑制程度增强；脱氢酶活性在较低Cd添加量时上升,而其它酶活性均随着Cd添加量增加而出现下降趋势。微生物生物量、呼吸作用强度、固氮作用、氨化作用、代谢商、微生物商、蛋白酶、脲酶、脱氢酶和L-天冬酰胺酶活性与重金属离子添加量之间均存在着线性回归关系,可作为这几种重金属单一污染程度的指示指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 土壤重金属污染定义及其来源
• 1.1.1 土壤重金属污染的定义
• 1.1.2 土壤重金属来源
• 1.2 土壤重金属污染特点及危害
• 1.3 重金属污染对土壤生物活性的影响
• 1.3.1 重金属污染对微生物区系组成的影响
• 1.3.2 重金属污染对微生物生物量的影响
• 1.3.3 重金属污染对微生物生化过程强度的影响
• 1.3.4 重金属污染对土壤酶活性的影响
• 1.4 土壤重金属污染治理状况
• 1.4.1 工程措施
• 1.4.2 生物措施
• 1.4.3 农业化学措施
• 1.5 研究目的与意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 土壤采集地点及其自然概况
• 2.2 实验处理
• 2.3 土壤理化性质和重金属含量测定方法
• 2.4 土壤生物化学强度测定方法
• 2.4.1 土壤固氮作用
• 2.4.2 土壤硝化作用
• 2.4.3 土壤氨化作用
• 2.4.4 土壤纤维素分解
• 2.4.5 微生物呼吸强度
• 2.5 土壤微生物生物量的测定方法
• 2.6 土壤酶活性的测定方法
• 2.6.1 脲酶的测定
• 2.6.2 磷酸单酯酶的测定
• 2.6.3 蔗糖酶的测定
• 2.6.4 蛋白酶的测定
• 2.6.5 脱氢酶的测定
• 2.6.6 硝酸还原酶的测定
• 2.6.7 多酚氧化酶的测定
• 2.6.8 L-天冬酰胺酶的测定
• 2.7 数据处理方法
• 第三章 结果分析与讨论
• 3.1 Cu、Zn、Pb、Cd单一重金属污染对土壤生化过程强度的影响
• 3.1.1 对呼吸强度的影响
• 3.1.2 对纤维素分解的影响
• 3.1.3 对固氮作用的影响
• 3.1.4 对硝化作用的影响
• 3.1.5 对土壤氨化作用的影响
• 3.2 Cu、Zn、Pb、Cd单一重金属污染对土壤微生物生物量的影响
• 3.3 Cu、Zn、Pb、Cd单一重金属污染对土壤酶活性的影响
• 3.3.1 对磷酸单酯酶活性的影响
• 3.3.2 对蔗糖酶活性的影响
• 3.3.3 对蛋白酶活性的影响
• 3.3.4 对脲酶活性的影响
• 3.3.5 对脱氢酶活性的影响
• 3.3.6 对多酚氧化酶活性的影响
• 3.3.7 对硝酸还原酶活性的影响
• 3.3.8 对L-天冬酰胺酶活性的影响
• 第四章 结论
• 第五章 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表论文