不同土地利用方式下Cd、Pb复合污染对土壤酶活性的影响

为探寻合理的土地利用方式,减轻重金属污染,以上海市崇明岛为研究对象,结合室内盆栽模拟试验,研究了不同土地利用方式下Cd、Pb复合污染对土壤酶活性的影响,以期为合理规划土地功能和提高土壤健康程度提供科学依据。试验结果表明,农田、生活用地等受人类活动影响较明显的地区,其土壤酶活性低于湿地、林地、河道旁等人为扰动较少且水分充足的地区;土壤脲酶、磷酸酶和脱氢酶活性两两之间呈显著正相关(P<0.01),且土壤脲酶对Cd、Pb较敏感;土壤有机质与土壤酶活性呈显著正相关(P<0.05);Cd、Pb复合污染在低含量(Cd:0～1mg.kg-1;Pb:0～60mg.kg-1)时对土壤酶活性表现为促进作用,而高含量(Cd:0～20mg.kg-1;Pb:0～100mg.kg-1)时则表现为抑制作用。     

镉胁迫对吊兰生长与土壤酶活性的影响

选用观赏植物吊兰进行盆栽试验,研究了吊兰对Cd的耐性、高浓度Cd胁迫对土壤酶活性以及土壤有效态Cd含量的影响.结果表明,随着Cd浓度的不断提高,脲酶活性显著下降.过氧化氢酶和蔗糖酶活性在Cd浓度为10 mg.kg-1的时候均达到了顶峰,而土壤磷酸酶活性则在Cd浓度为50 mg.kg-1的时候最大.4种土壤酶对重金属的敏感顺序为:脲酶>磷酸酶>蔗糖酶>过氧化氢酶.吊兰对Cd具有很强的耐性,在1500 mg.kg-1Cd胁迫浓度范围内,吊兰对Cd的耐性指数均大于50%.土壤有效态Cd与土壤Cd添加量和土壤酶活性呈显著相关性,可将土壤有效态Cd含量和土壤酶活性这两类指标作为镉污染土壤的评价指标.     

重金属积累对土壤酶活性的影响

研究了华北平原某铅冶炼厂附近农田33个土壤样品中重金属积累对土壤酶活性的影响。结果表明,样品中Pb和Cd全量的平均值分别为144和5.59mg·kg-1,DTPA态Pb和Cd含量平均值分别为54.1和0.964mg·kg-1,均超过了未污染农田潮土的正常范围,而Cu、Ni和Zn的有效性和全量与未污染土壤接近;土壤过氧化氢酶活性与DTPA态Pb和Cd含量、全Pb含量均呈显著的负线性关系(P<0.01);与磷酸酶和脲酶相比,土壤脱氢酶活性更易受到土壤中Pb和Cd积累的影响;随DTPA-Ni含量增加,土壤蛋白酶和碱性磷酸酶活性增加(P<0.1);土壤脲酶活性与重金属全量或有效态重金属含量无显著相关性(P>0.1)。以上结果说明,利用土壤过氧化氢酶和脱氢酶活性能够表征基本性质较为一致的土壤中重金属污染程度;与重金属全量相比,有效态重金属对土壤酶活性影响更大。     

铅锌矿冶区土壤酶活性特征研究

分析测试了铅锌矿冶区Pb、Zn、Cu、Cd复合污染条件下的土壤酶活性，分析了土壤重金属污染状况与土壤酶活性的相关关系。结果表明，随着采样点偏离废气排放口主导风向程度增大，Pb、Zn、Cu、Cd综合污染指数PI逐渐降低，土壤蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶的活性逐渐增高且差异显著，变化程度中大到小的顺序为蛋白酶→脲酶→过氧化氢酶。剖面分布上，综合污染指数PI〉5的样地，基本呈现随土壤深度增加而土壤酶活性降低的趋势。蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶的活性间呈极显著正相关，3种土壤酶活性与全磷呈极显著正相关，与有机质相关性较低。蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶等土壤酶活性分布特征对矿冶区污染程度和土壤生态系统特性具有一定的指示作用。     

废塑料资源化产品对土壤中过氧化氢酶和脲酶活性的影响(Effect of Waste Plastics Recycling Products on Activities of Soil Catalase and Urease)

为探讨废塑料资源化产品对土壤酶活性的影响,通过室内培养试验研究了废塑料资源化产品暴露后土壤中过氧化氢酶和脲酶活性的变化.结果表明:废塑料资源化产品对土壤酶活性具有显著影响.250mg·kg-1、1250mg·kg-1、7250mg·kg-1废塑料资源化产品浓度处理对土壤中过氧化氢酶和脲酶影响明显不同.在土壤培养l～5d内,添加废塑料资源化产品的3个浓度处理土壤中过氧化氢酶活性显著低于对照(p<0.05),表现出明显的抑制作用,且浓度越高抑制作用越强.而后(5～35d),低浓度(250mg·kg-1)废塑料资源化产品对土壤过氧化氢酶一直表现为激活作用,但是,高浓度(1250mg·kg-1和7250mg·kg-1)处理对土壤过氧化氢酶活性则表现为激活-抑制-激活作用,且抑制、激活程度与处理浓度成呈相关.3个废塑料资源化产品浓度处理对脲酶活性影响在培养1～28d内主要是激活作用,且激活作用随着处理浓度的增大而增强,而后(28～35d)对脲酶活性表现为抑制作用.     

污泥中锌对土壤酶活性的影响及评价

以磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶、转化酶等四种土壤酶为考察指标,研究了重金属Zn浓度为0～6000 mg·kg-1时对水稻土和施加污泥的土壤中酶活性的影响.结果表明,污泥堆肥施入土壤后可以显著提高土壤磷酸酶的活性,同时还能缓解外源金属Zn对土壤酶的产生的抑制作用.4种酶对Zn抑制作用的敏感性由大到小依次为:过氧化氢酶,磷酸酶,脲酶,转化酶,过氧化氢酶和磷酸酶受到的抑制作用可以用sigmoidal剂量一效应模型表征和计算生态剂量值,将过氧化氢酶作为评价施泥土壤Zn污染程度的指标具有一定的可行性.     

除草剂使它隆对土壤酶活性及呼吸强度的影响

通过室内避光培养法研究了添加不同质量分数使它隆对土壤酶活性、土壤呼吸强度以及土壤全酚的影响.结果表明使它隆在0.5 mg·kg-1和5 mg·kg-1质量分数时对土壤多酚氧化酶、酸性磷酸酶和呼吸强度的影响为轻微抑制-激活-恢复稳定的趋势,50 mg·kg-1质量分数时为轻微激活-抑制-恢复稳定的趋势;使它隆在0.5 mg·kg-1和50 mg·kg-1质量分数时对土壤脲酶活性的影响为激活-恢复稳定的趋势,5 mg·kg-1时则处于抑制-激活的趋势;各质量分数的使它隆浓度对土壤蔗糖酶和土壤全酚均为抑制作用,且质量分数越大抑制越强烈.研究表明,施用一定量的使它隆对土壤生态环境是安全的.     

铅锌冶炼废渣堆场土壤重金属污染特征研究

在铅锌冶炼过程中产生了大量含重金属的废渣,这些废渣未经有效处置堆放于空旷地,由于风化、淋洗等作用导致废渣中重金属进入废渣堆场及周边土壤中。采用野外取样调查、室内化学分析及污染评价等方法,研究了湖南某铅锌冶炼厂冶炼废渣堆场及周边土壤中重金属的含量和分布规律。研究结果表明:废渣堆场表层土壤中各重金属的质量分数分别为Pb1 889.60 mg·kg-1、Zn 5 682.00 mg·kg-1、Cd 48.40 mg·kg-1和Cu 1 848.60 mg·kg-1,此值已超出国家规定的二级标准值(GB 15618─1995),其中Pb超出5.40倍,Zn超出18.94倍,Cd超出80.67倍,Cu超出18.49倍。距渣场10 m远处表层土壤中Pb、Zn、Cd和Cu的质量分数分别为641.01、1 509.61、38.45和1 240.10 mg·kg-1,10 m远处表层土壤中Pb、Zn、Cd和Cu相对国家二级标准值的超标倍数分别为2.14、6.04、128.17和12.40倍。1 000 m远处表层土壤中Pb、Zn、Cd和Cu的质量分数分别为309.80、685.71、8.81和875.13 mg·kg-1,1 000 m远处表层土壤中Pb、Zn、Cd和Cu各超标1.03倍、2.74倍、29.33倍和8.75倍。由此可见,废渣堆场周边土壤同样遭受重金属Pb、Zn、Cd和Cu不同程度的污染。纵向上,废渣堆场土壤重金属Pb、Zn、Cd和Cu在表层(0~20 cm)土壤中的质量分数均大于其在表层以下各土层中的质量分数,其中在40~60 cm土层中的质量分数又高于20~40,60~80和80~100 cm等土层,但其分布总体上呈现出随土层深度增加而减少的规律;横向上,废渣堆场各土壤剖层重金属Pb、Zn、Cd和Cu的质量分数均高于渣场外10和1 000 m远处各土层的质量分数,即土壤中重金属含量随距污染源距离的增加而逐渐减少。因此,冶炼废渣的大量堆置已使周围环境遭受了重金属的严重污染,相关部门有必要加强对冶炼废渣的处置和管理。     

外源Cd胁迫下施污土壤中重金属的形态特征和土壤酶活性的关系

采用外源添加重金属和Tessier五步连续浸提法研究重金属镉(Cadmium,Cd)在添加不同比例(0%、2%和8%)城市污泥的施污土壤中各形态的转化,并探讨了不同程度Cd胁迫下,3种城市污泥添加比例的施污土壤中Cd的各形态特征与3种土壤酶(蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶)活性之间的关系.结果表明,3种不同污泥比例施污土壤的对照处理中,Cd均以残渣态为主要赋存形态,随着Cd胁迫增加,施污土壤中Cd各形态含量均随之增加,且可交换态对外界胁迫响应程度最大,Cd的主要赋存形态均由残渣态转变为碳酸盐结合态和铁锰氧化态.且不同比例施污土壤中蔗糖酶活性、脲酶活性和碱性磷酸酶活性均随着Cd胁迫水平的增加呈现先升高后降低的趋势,相同胁迫水平下,3种酶活性均随着施入土壤中城市污泥比例的增加而增大.对酶活性起促进作用的主要为可交换态和碳酸盐结合态,起抑制作用的主要为铁锰氧化态.     

镉、铜、铅复合污染对枇杷园土壤微生物的生态毒理效应(Ecotoxicological Effect of Cd-Cu-Pb Compound Pollution on Loquat Soil Microbe)

以土壤微生物生化过程与数量、土壤酶活性为指标,通过正交实验,在室内培养条件下探讨了Cd、Cu、Pb复合污染对土壤微生物的生态毒理效应.结果表明,1)Cd、Cu、Pb复合污染可显著降低土壤脲酶、蔗糖酶活性,对土壤过氧化氢酶和磷酸酶则表现出协同抑制或激活效应,不同重金属对土壤酶抑制效应顺序为Cd>Cu>Pb,土壤脲酶、蔗糖酶活性可作为指示土壤Cd、Cu、Pb复合污染程度的预警指标;2)不同微生物对Cd、Cu、Pb复合污染的敏感性为:细菌>放线菌>真菌,对微生物种群数量的影响强度为Cd>Cu>Pb;3)Cd、Cu、Pb复合污染对土壤微生物呼吸强度的影响较小,抑制率普遍较低,个别组出现激活作用.     

基于土壤酶总体活性评价铅锌尾矿砂坍塌区土壤重金属污染

为探讨利用土壤酶总体活性表征铅锌尾矿砂造成的土壤重金属污染程度,本文对阳朔思的村水稻田、柑橘园和玉米地土壤中铅、锌、铜、镉的有效态质量分数以及参与土壤碳、氮、磷循环的纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶和酸性磷酸酶活性进行了测定。结果表明：供试土壤中镉、铅、锌的有效态质量分数（分别为2.39-4.42、173.71-221.66、140.11-244.10 mg＆#183; kg-1）均高于其全量在GB15618-1995《土壤环境质量标准》中的Ⅱ级标准,分别是Ⅱ级标准值的9.56-14.73、2.18-2.77、0.77-1.22倍,并且土壤中有效态镉带来的潜在生态风险最高。为进一步评价铅锌尾矿砂给不同土地利用类型土壤带来的生态环境风险,在对土壤重金属有效态质量分数进行归一化处理后,发现土壤重金属污染程度从高到低依次为水稻田、柑橘园、玉米地。由于土壤中的重金属复合污染物铅、锌、铜、镉对土壤酶活性的影响既有抑制作用,又有激活作用,因此不同土地利用类型下的单一土壤酶活性状态与土壤所遭受的重金属污染程度呈现出不一致的变化规律。而以土壤总体酶活性指数对各样本进行分类,发现水稻田、柑橘园、玉米地的土壤总体酶活性指数分别为4.345、5.153、5.502,其结果与以重金属有效态归一化处理之后获得的综合污染指数划分结果呈反比,从而说明利用土壤总体酶活性指数来表征不同土地利用类型下的土壤重金属综合污染状况是切实有效的。     

钢铁工业遗留场地土壤重金属洗脱剂筛选研究

土壤重金属污染限制了工业遗留场地再利用,通过振荡试验考察了HCl、HNO3和EDTA对工业遗留场地土壤中超标重金属Pb、Zn、Cd和As的洗脱效果。结果表明：土壤Pb、Zn、Cd、As的脱除效果均随洗脱剂浓度增加而增加;HCl、HNO3和EDTA等3种洗脱剂浓度分别为0.5、0.5和0.1 mol.L-1时,土壤Pb、Cd质量分数可降低至场地安全再利用的控制标准以内（分别为140 mg.kg-1、1mg.kg-1）;洗脱剂浓度分别增至2、2和0.2 mol.L-1时,土壤Pb、Cd质量分数继续降低,Zn、As质量分数有大幅降低但没有达到其相应的场地安全控制标准（分别为200、20 mg.kg-1）;与EDTA相比,HCl在低浓度时的重金属脱除效果较差,但HCl浓度增加对重金属脱除率的提高效果更为明显;洗脱液pH值（7.88~0.15）与重金属脱除率均呈显著负相关且与As的负相关系数最小,说明洗脱液pH值变化对As去除的影响相对较小;与HCl和HNO3相比,EDTA洗脱液pH值与Pb脱除率之间的负相关系数较大,与Zn、Cd、As脱除率之间的负相关系数较较小,说明EDTA洗脱液pH值变化更易对Pb的去除产生影响。     

土壤中草甘膦与镉的交互作用对3种土壤酶活性的影响

研究了两种土壤中草甘膦与镉交互作用对土壤三种酶活性的影响．结果发现,低浓度镉略促进乌栅土中的脲酶活性,而高浓度镉则显著抑制了其脲酶活性,当与草甘膦共存时,草甘膦的存在增强了镉对脲酶活性的抑制作用; 镉对红壤中脲酶活性的影响较小,而草甘膦单一或与Cd共存时均显著抑制了红壤中脲酶的活性．镉抑制了乌栅土中酸性和碱性磷酸酶活性,而草甘膦的存在增加了镉的毒性,两者表现为协同作用;低浓度镉促进了红壤酸性磷酸酶活性,而高浓度镉则抑制了土壤酸性磷酸酶活性,草甘膦的存在降低了红壤中镉的毒性,两者表现为颉颃作用．镉对红壤中碱性磷酸酶的活性影响较小．     

不同大气污染区林木根区土壤重金属和酶活性研究

黄埔区是广州市污染较严重的地区,其中林木也受到了大气等污染物的危害。林木根区的土壤重金属和酶活性是探讨污染对林木影响机制和反映污染程度的重要指标。作者分别在该区的石化厂、硫酸厂附近林地和非污染的华南农业大学校园(对照)共3个区选择了台湾相思、马尾松、尾叶桉和荔枝4个树种、11个采样点,共采集了33个供试土壤样品,分析了林木根区土壤重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)全量、有效量和土壤酶(脲酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶和蛋白酶)活性。结果表明,(1)石化厂重金属含量总体上与对照区差异不大,而硫酸厂区重金属含量则显著地高于对照区,污染严重。(2)不同调查区根区土壤酶活性存在显著差异,各调查区平均土壤酶活性大小顺序基本上表现为:对照区>石化厂区>硫酸厂区,尤其是硫酸厂区显著地低于对照区;而同一调查区不同树种之间的酶活性也存在差异,台湾相思根区土壤脲酶的活性均比其它树种高;从酶活性看,在硫酸厂严重污染胁迫下,台湾相思比尾叶桉更耐污染。(3)对土壤重金属含量和酶活性进行典型相关分析得出:根区土壤有效Zn含量对过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性有明显的刺激作用,但抑制了蛋白酶活性;有效Cd则抑制了过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性,但刺激了蛋白酶活性。     

低浓度Pb^2＋对Cd^2＋污染下冬小麦幼苗根微域土壤水解酶活性及与根微域土壤生化特征关系的影响

采用盆栽试验法探讨了Cd^2＋、低于国家“土壤环境质量标准”规定的II类土壤环境基准值300mg-kg^-1干土时的Pb^2＋与Cd^2＋复合处理对冬小麦幼苗根微域土壤磷酸酶、转化酶和脲酶活性及与根微域土壤微生物数量和生化特征关系的影响特征。结果表明：（1）Cd^2＋对冬小麦幼苗根微域土壤转化酶、脲酶和磷酸酶活性表现为显著抑制效应;而低浓度Pb^2＋主要表现为协同Cd抖污染抑制根微域土壤水解酶活性效应;（2）Cd^2＋处理下,磷酸酶活性与微域土壤有机质含量呈极显著正相关;转化酶活性与细菌、真菌和放线菌数量呈显著负相关,与有机质呈显著正相关;脲酶活性与细菌、真菌和放线菌数量及微生物量碳表现为极显著正相关;（3）Pb^2＋／cd^2＋处理下,碱性磷酸酶活性与微生物量碳表现为显著正相关;转化酶活性与全氮含量表现为显著负相关,与有机质含量呈极显著正相关;脲酶活性与全氮呈极显著正相关,与有机质为极显著负相关,总体来讲,Cd^2＋／Pb2＋与Cd^2＋处理之间酶活性与生化特征的关系存在明显差异;同时Pb^2＋／Cd^2＋处理下磷酸酶、转化酶和脲酶活性与土壤微生物数量之间的相关性特点与Cd^2＋处理下也明显不同。     

麻疯树对铅胁迫的生理耐性研究

通过盆栽试验研究土壤中不同浓度（0、200、400、800、1 600和3 200 mg.kg-1）Pb胁迫对麻疯树生长、Pb吸收及相关生理指标的影响。结果表明,当土壤w（Pb）≥800 mg.kg-1时,麻疯树生长受到明显抑制;麻疯树植株不同部位Pb含量随土壤Pb浓度的升高而增加,且各部位Pb含量从高到低依次为根、叶和茎;当土壤w（Pb）≥800mg.kg-1时,麻疯树叶中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,以及可溶性糖、脯氨酸和酸溶性巯基（SH）含量均显著提高,而谷胱甘肽（GSH）含量仅在土壤w（Pb）为3 200 mg.kg-1时才显著增加;可溶性蛋白质含量随Pb浓度的增加呈倒＂W＂型变化,当土壤w（Pb）为400 mg.kg-1时,其含量最大;上述生理指标的变化可缓解重金属Pb对麻疯树的毒害。主成分分析结果表明Pb胁迫处理的聚类结果与各处理麻疯树生物量及生理指标的变化规律相吻合,POD活性和可溶性糖含量对缓解重金属Pb毒害的贡献较大。可见,麻疯树在Pb污染土壤修复中具有一定的应用前景。     

天津城市道路灰尘重金属污染特征

以天津城市道路灰尘重金属为研究对象,按照环线分布将天津市中心城区划分为内环以内、内环-中环、中环以外3个区域,总共设置93个采样点。对表层灰尘进行采样收集,预处理后测定样品的理化性质,采用原子吸收光谱仪测定道路灰尘中重金属Cd、Cr、Cu、Ni和Pb的含量,进而分析天津市道路灰尘重金属的含量水平,运用ArcGIS软件中的地统计分析方法内插得出其空间分布特征,通过Pearson相关分析和主成分分析判析重金属来源。研究结果表明：道路灰尘颗粒粒径表现为双峰,主峰对应粒径较小,且为非正态分布,大量小粒径颗粒的存在使重金属含量增高;市区和各环区有机质变异系数较大,道路灰尘中有机质的空间分布差异较大,因而人为因素影响广泛;市区道路灰尘中重金属 Cd、Cr、Cu、Ni 和 Pb的平均含量依次为0.99、121.41、100.62、43.35和61.48 mg·kg-1,分别为天津土壤环境背景值的11.00倍、1.44倍、3.49倍、1.30倍和2.93倍;Cd、Cr和Cu的空间分布差异较大,Ni和Pb的空间分布差异较小;Pearson相关分析表明Pb-有机质（P＜0.05）, Cu-Ni（P＜0.01）和Cr-Cu（P＜0.05）之间存在显著正相关关系,主成分分析人为因素的积累贡献率为33.050%,自然因素的积累贡献率为57.315%,因此得出重金属受人为因素影响较大,交通尾气排放和工业污染为天津道路灰尘重金属污染的重要来源,且以多因子复合影响为主。     

新乡市郊区大棚菜地土壤重金属Pb、Cd、Cr和Hg污染评价

科学评估菜地土壤重金属污染对保障食品安全和公众身体健康具有重要的现实意义。采用原子吸收光谱法和冷原子吸收光谱法,研究了新乡市郊区菜地土壤重金属Pb、Cd、Cr和Hg的质量分数,并参照HJ 333-2006《温室蔬菜产地环境质量评价标准》,对土壤重金属污染进行评价。结果表明：菜地土壤重金属Cd、Pb、Cr、Hg的平均质量分数分别为25.64、156.18、992.38、0.316 mg·kg-1。东黑堆、前河头、后河头和东水东菜地土壤重金属Cd、Pb、Cr均全部超标,其中以Cd污染最为严重,后河头土壤重金属Cd的质量分数达到33.78 mg·kg-1,超过土壤环境质量评价指标限值的111.6倍,东水东采样点次之,也超标66倍。除了前辛庄Hg污染超标127%以外,其他采样点重金属Hg均不超标。表层（0~10 cm）土壤重金属Hg质量分数高于耕层（10~20 cm）,其他重金属没有表现出明显的规律性。在不同季节,Cr质量分数随着季节变化逐渐递增,Hg质量分数则呈递减的趋势;Cd和Pb质量分数没有明显规律性。不同采样点综合污染指数以后河头的为最高,达到了82.49,其他依次为前河头、前辛庄、东黑堆、东水东。总体上讲,新乡市近郊菜地土壤重金属综合污染指数远远超过Ⅴ级的限值3.0,前河头、后河头和前辛庄菜地土壤都处于极高风险的重金属污染状态;东黑堆和东水东菜地土壤也处于高风险状态。     

大冶矿区土壤重金属积累对土壤酶活性的影响

大冶矿区位于湖北省的东南部,是我国的青铜之乡,长期的采矿和冶炼活动已使该矿区土地生产力和农产品品质严重下降。为了探明相关重金属的污染状况,应用野外调查与采样分析相结合的方法,研究了大冶矿区土壤酶活性和土壤中重金属的累积特性。结果表明:矿区土壤Cu、Pb、Zn、Cd、As全量的平均值分别是该区土壤背景值的35.1倍、16.0倍、3.0倍、29.8倍、1.1倍。不同样点土壤酶活性存在一定程度的差异。土壤重金属胁迫对土壤酶活性主要表现为抑制作用,其中对土壤重金属响应较敏感的酶为脲酶和过氧化氢酶,这两种酶与重金属Cu、Pb、Zn、Cd、As的全量分别呈显著或极显著的负相关。这些研究结果对于大冶矿区土壤环境质量评价及生态修复有一定的指导意义。