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摘 要：为了研究膨润土对铜污染土壤的修复机理,通过油菜盆栽试验研究了粘土矿物膨润土对铜污染土壤酶活性的影响.结果表明：随着铜污染程度的增加,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶的活性都受到不同程度的抑制.膨润土的施加能显著提高铜污染的土壤酶活性,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶的活性分别提高了6.4%～15.4%、4.0%～19.3%、1.26%～1.85%和4.6%～10.9%,且对4种酶活性的增加幅度为：碱性磷酸酶>脲酶>硝酸还原酶>过氧化氢酶,并表现出在高污染下对土壤脲酶和碱性磷酸酶的增幅大于低浓度污染,在低浓度污染下对土壤过氧化氢酶和硝酸还原酶的增幅大于高浓度铜污染.说明膨润土对铜污染的土壤有一定的修复能力.
关键词：膨润土；铜污染；土壤酶
中图分类号：X53 文献标志码：A 论文编号：2013-0881
Effects of Bentonite on Soil Enzyme Activity in Copper Contaminated Soil
Jia Zhengrong1, Li Yongshan1, Hao Jiali1, Yang Zhiguo1, Liu Xiuzhen2, Bu Yushan2
（1Cotton Research Institute, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Yuncheng 044000, Shanxi, China；
2College of Resource and Environment Science, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, Shanxi, China）
Abstract： In order to study on the remediation mechanism of bentonite on copper contaminated soil, a pot experiment of rape was conducted to study the effects of clay minerals about bentonite on soil enzyme activity of copper contaminated soil. The results showed that： activities of urease, alkaline phosphatase, catalase and nitrate reductase in soil were significantly restrained with increase of concentration of copper in contaminated soil. Bentonite significantly increased activities of urease, alkaline phosphatase, catalase and nitrate reductase by 6.4%-15.4%, 4.0%-19.3%, 1.26%-1.85%, 4.6%-10.9% in the copper contaminated soil, respectively and the increase rates of 4 enzyme activity were in order： alkaline phosphatase>urease>nitrate reductase>catalase. Increase rates of urease and alkaline phosphatase activities were greater in high concentration copper contaminated soils than in the low concentration of copper contaminated soils, but catalase and nitrate reductase activities were greater in low concentration than in high concentration of copper contaminated soils. Therefore, bentonite could amend copper contaminated soils.
Key words： Bentonite； Copper Contamination； Soil Enzyme Activity
0 引言
随着工农业的快速发展,大量含有重金属的废水、废渣进入农田,导致土壤环境质量进一步恶化[1].土壤重金属污染修复是当前土壤学和环境科学面临的挑战之一.土壤酶活性作为表征土壤质量变化的重要指标[2],可用于评价土壤铜污染状况.铜作为典型的土壤重金属污染元素之一,是当今研究的热点之一,相关铜污染对土壤酶活性的影响,目前的研究报道较少.陈怀满[3]研究表明,重金属可通过破坏酶的活性位点和空间结构,导致土壤中酶的活性下降；也可以通过抑制微生物的生长、繁殖,减少微生物体内酶的合成和分泌,最终使单位土壤中酶的活性降低.然而,和铜污染密切相关的脲酶、硝酸还原酶、过氧化氢酶、纤维素酶、磷酸酶、水解酶等大多土壤酶,其活性大都受到铜的抑制[4-5].研究认为,重金属铜在含量较高和较低时都可对土壤酶活性产生钝化或抑制作用,前者可能是大量铜离子和酶蛋白的沉淀所致[6]；而含量较低时的抑制作用,可能是因为金属离子和某些酶分子的巯基、胺基和羧基的结合[7].因此,利用土壤中的酶活性来评价土壤铜污染的修复效果是科学合理的方法.
粘土矿物膨润土是一种具有较强吸附性、阳离子交换性、粘着性等特性的环保材料[8],当前被广泛用于重金属污染的土壤和水体的环境治理.笔者通过膨润土对铜污染土壤酶活性的影响,以期为膨润土修复重金属污染土壤提供一定的参考价值和科学依据.
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