【摘要】：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中帶來的比較常見的重金屬污染就是Cu、Zn的污染。而Cu、Zn的來源主要是農(nóng)藥和化肥的使用。為探究腐殖質對Cu、Zn污染的修復效果,主要以土壤酶活性為指標。首先,論文以采自云南省楚雄州大姚縣魯村徑流場的黃壤為試樣,研究了土壤腐殖質,包括胡敏酸(Humic Acid,HA)、富里酸(Fulvic Acid.FA)和胡敏素(Humin,HM)與四種土壤酶的相關性。四種土壤酶分別是:脲酶(Ure)、堿性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)和過氧化氫酶(CAT)。然后以農(nóng)耕地為例,外源添加HA、FA各三個濃度有機碳量(2.076g/kg、4.152g/kg、6.228g/kg)于土壤內,進行土培實驗一,測定四種酶的活性、pH,用元素分析儀分析HA、FA元素組成,探究兩者對四種土壤酶活性的影響及機制;然后再進行吸附試驗研究了外源HA和FA對黃壤Cu2+、Zn2+吸附-解吸行為的影響,用原子吸收分光光度計測定上清液Cu、Zn濃度,計算Cu、Zn解析前后的吸附量;隨后,研究不同程度Cu、Zn污染對土壤酶可能的影響,進行土培實驗二,測定四種酶活性、pH。確定外源添加Cu、Zn的兩個合適濃度(Cu:400mg/kg、800mg/kg;Zn:500mg/kσ、1000mg/kg),進行土培實驗三,在Cu、Zn污染下,再外源添加HA、FA各三個濃度有機碳量(2.076g/kg、4.152g/kg、6.228g/kg)對四種土壤酶的影響及作用機制,測定四種土壤酶活性、Cu、Zn有效態(tài)含量、pH,HA、FA進行紅外光譜分析。研究結果表明:(1)土壤有機質、腐殖質各組分以及四種土壤酶活性都隨著土層深度增加,含量和活性逐漸降低。相關性分析表明,有機質含量與腐殖質各組分含量與Ure、AKP、ACP和CAT活性都有著顯著相關性。HA對于促進AKP、ACP活性均有明顯作用,FA對于促進Ure、AKP和CAT活性提高有更好地效果,對于ACP的活性卻有明顯地抑制效果。此外,FA對于提高Ure的活性、AKP的活性和CAT的活性作用均比HA要好。外源FA相比于HA,C、H、O、N、S等營養(yǎng)元素含量更高,也含有更多的脂肪族碳和羧酸類碳源,這兩類碳源更易被微生物利用。因此,對于促進土壤酶活性作用更好。(2)HA和FA對黃壤吸附Cu2+、Zn2+的影響研究表明,HA的加入不利于土壤對Cu2+的吸附。Zn2+在高濃度時,HA的加入有利于土壤對Zn2+的吸附。FA對土壤吸附Cu2+、Zn2+的影響相似,在Cu2+、Zn2+低濃度時,不利于土壤對Cu2+、Zn2+的吸附,在高濃度時會增加土壤對其吸附量。土壤內專性吸附不容易被中性的鹽溶液解吸。土壤中對Zn2+的吸附作用中,可能是專性位點的吸附較多,并且土壤對Cu2+專性吸附率相比于Zn2+專性吸附率要低。(3)土壤內隨著外源Cu的濃度的增加,Ure、AKP、ACP和CAT活性是逐漸降低的,且AKP活性對于土壤內Cu污染更為敏感。Zn在外源添加最高濃度內(不高于2000mg/kg),對于Ure的活性和AKP的活性均有一定的激活作用,而僅在最高濃度時(2000mg/kg),對ACP的活性有明顯抑制效果。CAT的活性對于Cu、Zn都很敏感,隨著外源Zn濃度的增加,其活性也是逐漸降低的。低濃度Cu(400mg/kg)污染下,HA和FA對于Ure的活性和AKP的活性都有明顯地提高作用,并且FA的效果要更好。此外,FA還對ACP活性有明顯促進,且在FA高添加量(6.228g/kg)對CAT活性也有明顯的促進。在高濃度Cu(800mg/kg)污染下,FA對于Ure、AKP和ACP活性仍有明顯地促進,而HA只在較高添加量時,對Ure活性有一些促進。CAT以及相關微生物對Cu更為敏感些,在Cu高濃度污染時,HA和FA對于CAT的活性已均無恢復作用。過量Zn污染下,HA對于四種酶的活性提高均無明顯作用,FA對于Ure、AKP及CAT的活性的提高依然有強烈的作用。但是在低濃度鋅污染下,加入FA后,反而抑制了 ACP的活性。(4)HA和FA均可以降低土壤內的有效銅的含量,且在Cu低濃度(400mg/kg)脅迫時,FA效果好,在Cu高濃度時(800mg/kg)脅迫時,效果相似,這是因為HA和FA都含有許多羧基和醇羥基,其中FA中的兩種基團都要多,因此FA可更好地降低了 Cu有效態(tài)含量。而HA對于降低有效鋅的含量無明顯作用,FA在低添加量為(2.076g/kg)時,降低土壤內的有效鋅的含量效果最好。
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X53
【圖文】：

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本文編號：2724117