● 摘要
本学位论文以某冶炼厂周围1km范围内的农田土壤为对象,利用X-Ray荧光光谱仪测定了土壤中主要重金属铜(Cu)、铬(Cr)、锌(Zn)、铅(Pb)、镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、钒(V)的含量,分析了表层土壤样品中重金属的含量分布、污染水平及生态风险。同时,通过模拟实验,探究了脲酶(Urease)、过氧化氢酶(Catalase)、碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase)活性与重金属Pb、Zn浓度的关系。主要结论如下:
1. 冶炼厂周围土壤中脲酶活性变化范围在0.33~15.61 mgNH3-N/g土·24h之间,均值为5.52 mgNH3-N/g土·24h;过氧化氢酶活性变化范围在1.45~2.02 ml(0.02mol/L KMnO4)/g土,均值为1.73 ml(0.02mol/L KMnO4)/g土;碱性磷酸酶活性的变化范围为4.07~78.89mg酚/g土·24h。
2.土壤中脲酶活性与粘粒含量之间呈显著性负相关,与砂粒含量之间呈显著性正相关;过氧化氢酶活性与粘粒含量之间呈弱相关;碱性磷酸酶活性与理化指标相关性较弱。
3. 内梅罗综合污染评价结果显示,冶炼厂周围土壤污染程度由重到轻依次为:东南>西北>东北>西南,其中除东南方向上的土壤处于中度污染外,其它方向上均处于轻度污染。潜在生态风险评价结果表明,该区土壤处于重金属的低度潜在生态风险水平;而总潜在生态风险指数表明,土壤处于重金属复合污染的中等潜在生态风险水平。
4. 土壤中脲酶活性与Ni、V、Mn之间相关系数分别为-0.378、-0.313、-0.310,在0.01水平上,相关性显著,为负相关。而脲酶活性与Cu之间相关性较弱。土壤中过氧化氢酶活性与V呈显著性负相关,与Cu呈正相关。此外,土壤中碱性磷酸酶活性与Ni之间的相关性系数为0.417,在0.01水平上,呈显著性相关。
5. 在Pb作为单一污染元素时,脲酶可作为土壤高浓度时Pb污染的预测指标;而过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性,随着时间的推移,变化趋势复杂。三者随不同重金属浓度下、不同培养时间条件下变化各异,对于该地区土壤Pb的污染具有一定的指示意义。在Zn作为单一污染元素时,过氧化氢酶可作为土壤Zn污染程度的指标,而脲酶和碱性磷酸酶不宜作为土壤Zn污染的指标。
6. 在Pb和Zn复合污染时,随着重金属Pb、Zn浓度的增加,其中脲酶、过氧化氢酶活性均受到不同程度的抑制作用;而碱性磷酸酶活性总体上来说,受到一定的激活作用。由此表明,脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶均可以作为土壤重金属Pb、Zn污染的指示指标。
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