有機(jī)無機(jī)復(fù)合污染對土壤生化屬性的影響.pdf

1、在土、水環(huán)境中，單一的污染是很少的，絕大多數(shù)污染是多種污染物質(zhì)共存所造成的復(fù)合污染。但國內(nèi)外有關(guān)研究大多只涉及單一污染物的環(huán)境效應(yīng)，對多種污染物所形成的環(huán)境復(fù)合污染效應(yīng)及其機(jī)理的認(rèn)識還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。由于根據(jù)單一物質(zhì)制定的有關(guān)環(huán)境容量和環(huán)境評價標(biāo)準(zhǔn)無法真實(shí)的反映實(shí)際狀況，因此復(fù)合污染的研究已引起科技工作者的高度重視，并已成為當(dāng)前環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。相繼開展了土壤環(huán)境中多種無機(jī)污染物(重金屬)之間和多種有機(jī)污染物之間交互作用的研究工作。由于

2、有機(jī)污染物和重金屬在性質(zhì)上存在極大的差異，致使開展有機(jī)污染物與重金屬之間復(fù)合污染效應(yīng)和機(jī)理的研究還存在一定的難度。這方面的研究很少。本論文采用室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，探討了銅、鋅和鉛重金屬復(fù)合污染和鋅、鉛和草甘磷有機(jī)無機(jī)復(fù)合污染對土壤生化屬性的影響，主要研究了在復(fù)合污染下土壤過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶和脲酶活性的變化以及對土壤微生物生物鼉碳和微生物熵的影響，為復(fù)合污染下土壤修復(fù)、土壤質(zhì)量評價提供參考。主要結(jié)果有以下兒方面：

3、1.在銅、鋅和鉛復(fù)合污染下，土壤酶活性在各處理和各培養(yǎng)時期表現(xiàn)出較大的變化，以轉(zhuǎn)化酶活性的變異系數(shù)最大(58.81％)，其次是脲酶活性(23.75％)，過氧化氫酶活性最小(5.59％)。從趨勢分析可以看出，在這三種添加的外源物中，銅對土壤過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶、土壤微生物生物量碳及微生物熵的影響最大，鋅次之，鉛最小。方差分析結(jié)果支持這一結(jié)果，銅對土壤過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶和脲酶活性都有顯著影響且對微生物生物量碳和微生物熵也有一定的影響，鋅

4、對微生物熵具有顯著影響，鉛對這些屬性都未有顯著影響。銅對土壤過氧化氫酶和轉(zhuǎn)化酶活性在低濃度時(＜100 mg kg-1)具有激活作用，在高濃度時(＜400mg kg-1)則表現(xiàn)為抑制作用；對脲酶活性具有抑制作用且隨著銅濃度的增加而增強(qiáng)；對土壤微生物生物量碳和微生物熵具有抑制且高濃度間(≥100 mg kg-1)差異不大。由多元回歸方程所得，銅對這三種酶活性都具有抑制作用。鋅對土壤轉(zhuǎn)化酶活性在低濃度時(＜250 mg kg-1)表現(xiàn)為激活

5、作用，在高濃度時(500 mg kg-1)則表現(xiàn)抑制作用；對脲酶活性和微生物生物量碳含量具有抑制作用且隨著鋅濃度的增加而增強(qiáng)；對微生物熵也具有抑制作用而其抑制強(qiáng)度隨著鋅濃度的增加而減弱。由多元回歸方程所得，鋅對轉(zhuǎn)化酶和脲酶活性具有抑制作用。鉛對土壤過氧化氫酶活性在低濃度時(35mg kg-1)表現(xiàn)為抑制作用，在高濃度時(500 mg kg-1)表現(xiàn)激活作用；對轉(zhuǎn)化酶活性在低濃度時(35 mg kg-1)表現(xiàn)出激活作用，在高濃度時(≥25

6、0 mg kg-1)表現(xiàn)為抑制作用；對土壤脲酶活性、微生物生物量碳含量及微生物熵有抑制作用但與鉛濃度關(guān)系不大。由多元回歸方程所得，鉛對過氧化氫酶和脲酶活性有激活作用，對轉(zhuǎn)化酶活性有抑制作用。土壤過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶、微生物生物量碳和微生物熵可以在一定程度上表征銅、鋅和鉛復(fù)合污染程度，是指示環(huán)境變化的敏感地、有效地生物學(xué)指標(biāo)。 2.在鋅、鉛和草甘磷復(fù)合污染下，土壤酶活性在不同處理和不同培養(yǎng)時期都表現(xiàn)出較大的動態(tài)變化，以土壤轉(zhuǎn)化

7、酶活性的變異最大(20.16％)，其次是土壤脲酶活性(16.67％)，土壤過氧化氫酶活性最小(7.27％)。從趨勢分析可以看出，在這三種添加的外源物質(zhì)中，草甘磷對土壤過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶、土壤微生物生物量碳及微生物熵的影響最大，鉛次之，鋅最小。方差分析結(jié)果支持這一結(jié)果，但只有草甘磷對微生物熵的影響達(dá)到顯著水平，而其它物質(zhì)對這些屬性的影響均未達(dá)到顯著水平。鋅對土壤轉(zhuǎn)化酶活性有一定的激活作用且激活強(qiáng)度隨鋅濃度的增加而降低，對脲酶活性則在

8、低濃度(＜250 mg kg-1)有抑制作用且隨著濃度的增加抑制作用降低，甚至在高濃度(500 mg kg-1)時有激活作用；草甘磷在低濃度(8 nag kg-1)時對土壤過氧化氫酶活性有激活作用，而在高濃度(32 mg kg-1)時則有抑制作用；對轉(zhuǎn)化酶有激活作用且激活強(qiáng)度隨濃度增加而降低，對脲酶活性、土壤微生物生物量碳以及微生物熵都在草甘磷添加量為8 nag kg-1時有最小值，隨著添加量的增加抑制作用減弱。鉛對土壤過氧化氫活性和轉(zhuǎn)

9、化酶活性在低濃度時(35 mg kg-1)有抑制作用，而在高濃度時(500 mg kg-1)則有激活作用；對脲酶活性和微生物熵則具有抑制作用且隨著鉛濃度的增加抑制強(qiáng)度減弱。土壤過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶、微生物生物量碳以及微生物熵可以在一定程度上表征鋅、鉛和草甘磷復(fù)合污染程度，是指示環(huán)境變化的敏感地、有效地生物學(xué)指標(biāo)。 3.采用主成分分析法對復(fù)合污染下土壤生化性狀因子進(jìn)行篩選并進(jìn)行了相應(yīng)的分析。在復(fù)合污染體系中對照處理的主因子綜合

10、得分要高于其它處理。在重金屬復(fù)合污染處理中對照處理與其他處理有較大的差值獨(dú)立成為一個等級,此土壤綜合指標(biāo)可以反映類似重金屬復(fù)合污染下土壤重金屬的污染狀況，可以作為評價重金屬污染土壤環(huán)境質(zhì)量的生物學(xué)指標(biāo)，但由于本研究采用的室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)重金屬是人為添加的與在自然土壤環(huán)境中有一定的差別，將其運(yùn)用需進(jìn)一步驗(yàn)證其可操作性和實(shí)踐性。在有機(jī)無機(jī)復(fù)合污染中對照處理的綜合得分并未與一些處理有差距并與處理6、7和9成為一個等級，因此將此綜合指標(biāo)用來評價有機(jī)