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Effect of Phenanthrene Pollution with One-time and Cumulative Patterns on Soil Enzymatic Activity

菲不同污染方式对土壤酶活性的影响


菲作为多环芳烃类污染物的代表,正以低剂量叠加的方式在土壤中逐步累积,对土壤生态安全造成潜在威胁。本研究模拟菲在一次污染和累积污染方式下对土壤酶活性的影响及其与菲有效性之间的关系。结果表明,在菲累积和一次污染条件下,土壤菲可提取态和有效态含量随培养时间的延长呈现出前2周(1~14d)下降速率较快,3~8周(14~56d)逐渐减缓的趋势。与一次污染相比,累积污染的土壤菲可提取量和有效态含量均较低。在2种污染方式下,土壤脲酶,脱氢酶和蔗糖酶均存在不同程度的被抑制现象,并且酶活性在前2周被短时间抑制,3~8周酶活性被激活而增强。与一次污染相比,累积污染的土壤酶活性被抑制效应减弱。土壤脱氢酶对菲污染反应灵敏,并与土壤可提取态和有效态菲含量显著相关,最能反映菲在土壤中的环境风险。


全 文 :核 农 学 报摇 圆园员猿袁圆苑渊员园冤院员缘远园 耀 员缘远远
允燥怎则灶葬造 燥枣 晕怎糟造藻葬则 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽
收稿日期院圆园员圆鄄员圆鄄员怨摇 接受日期院圆园员猿鄄园缘鄄猿园
基金项目院国家自然科学基金项目渊源员园苑员员缘愿冤袁安徽农业大学青年基金项目渊圆园员圆扎凿园员员冤
作者简介院葛高飞袁女袁助理研究员袁主要从事土壤环境生态研究遥 耘鄄皂葬蚤造院 早藻早葬燥枣藻蚤岳 葬澡葬怎援 藻凿怎援 糟灶
通讯作者院郜红建袁男袁教授袁主要从事土壤污染生态研究遥 耘鄄皂葬蚤造院 澡躁早葬燥岳 葬澡葬怎援 藻凿怎援 糟灶
文章编号院员园园园鄄愿缘缘员渊圆园员猿冤员园鄄员缘远园鄄园苑
菲不同污染方式对土壤酶活性的影响
葛高飞员 摇 郑摇 彬圆 摇 王摇 景圆 摇 郜红建圆
渊员 安徽农业大学生物技术中心袁安徽 合肥摇 圆猿园园猿远曰圆 安徽农业大学资源与环境学院袁安徽 合肥摇 圆猿园园猿远冤
摘摇 要院菲作为多环芳烃类污染物的代表袁正以低剂量叠加的方式在土壤中逐步累积袁对土壤生态安全造
成潜在威胁遥 本研究模拟菲在一次污染和累积污染方式下对土壤酶活性的影响及其与菲有效性之间的
关系遥 结果表明袁在菲累积和一次污染条件下袁土壤菲可提取态和有效态含量随培养时间的延长呈现出
前 圆 周渊员 耀 员源凿冤下降速率较快袁猿 耀 愿 周渊员源 耀 缘远凿冤逐渐减缓的趋势遥 与一次污染相比袁累积污染的土
壤菲可提取量和有效态含量均较低遥 在 圆 种污染方式下袁土壤脲酶袁脱氢酶和蔗糖酶均存在不同程度的
被抑制现象袁并且酶活性在前 圆 周被短时间抑制袁猿 耀 愿 周酶活性被激活而增强遥 与一次污染相比袁累积
污染的土壤酶活性被抑制效应减弱遥 土壤脱氢酶对菲污染反应灵敏袁并与土壤可提取态和有效态菲含
量显著相关袁最能反映菲在土壤中的环境风险遥
关键词院菲曰累积污染曰土壤酶曰有效性
摇 摇 土壤酶主要来源于微生物细胞和动植物残体袁是
参与土壤新陈代谢的重要物质袁表征土壤中物质尧能量
代谢旺盛程度和土壤质量水平的一个重要生物指
标咱员暂 遥 土壤酶活性能反映土壤生物活性和土壤生化
反应强度袁是评价土壤肥力尧土壤质量和土壤健康的重
要指标咱员 原 源暂 遥
菲由 猿 个苯环连接而成袁具有较高的活性和水溶
性袁在土壤中广泛分布袁不仅对人的呼吸道和皮肤有急
性毒害作用袁而且具有与致癌多环芳烃类似的区域结
构袁对土壤生态安全造成严重威胁咱缘 原 远暂 遥 菲进入土壤
后会对土壤酶活性尧土壤微生物的活性和多样性造成
显著影响咱苑 原 愿暂 袁宫璇等咱怨暂发现菲对土壤酶活性具有显
著地影响袁 允蚤葬灶早等咱员园暂的研究结果表明菲污染降低了
土壤细菌的功能多样性遥 当前袁研究土壤菲的生态毒
理效应多采用一次性污染的试验方法袁然而该法与土
壤中菲的真实污染过程要要要逐步累积污染效应存在一
定差异遥 研究表明袁随着菲在土壤中残留时间的增加袁
它的可浸提性和生态毒性会逐渐下降咱苑袁员员 原 员圆暂 遥 张静
等咱员猿暂人也曾指出袁菲尧芘在土壤中的可提取率随着时
间的延长逐渐降低袁呈现出开始老化速率较快尧后期老
化速率减慢的趋势袁并且菲尧芘与土壤颗粒接触时间越
长其生物有效性越低遥 此外袁一些研究以提取总量而
不是有效态含量来评价土壤菲的污染程度袁但这两者
提取方法在毒理上的效果对比却少有提及遥 本文采用
逐步添加的方法模拟菲在土壤中的累积过程袁研究菲
对土壤酶的毒性效应及其在土壤中的生物有效性变
化袁为用土壤酶活性作为菲污染的生态毒理指标提供
理论依据遥
员摇 材料与方法
员郾 员摇 试验材料
供试试剂为菲渊悦员源 匀员园 冤袁购买 杂蚤早皂葬 公司的标准
试剂遥 试验所用土壤为黄褐土袁采自安徽省合肥市 园
耀 圆园糟皂 耕层的土壤遥 土壤采集后袁风干袁过 圆 皂皂 筛袁
混匀保存备用遥 在试验之前袁测定土壤的基本理化性
质咱员源暂 袁并将含水量调节为土壤最大持水量 远园豫 袁置于
圆缘益生化培养箱中活化培养 员 周渊视为新鲜土壤冤遥
土壤基本理化性质如下院有机质 员员郾 苑愿早窑噪早 原员袁全氮
园郾 远怨早窑噪早 原员袁碱解氮 远员郾 猿怨皂早窑噪早 原员袁有效磷 渊 孕 冤
员园郾 圆缘皂早窑噪早 原员袁速效钾 渊 运冤 员苑缘郾 源怨皂早窑噪早 原员袁 责匀 值
远郾 苑远遥
园远缘员
摇 员园 期 菲不同污染方式对土壤酶活性的影响
员郾 圆摇 试验设置
用丙酮作溶剂配制高浓度菲污染土壤袁待丙酮散
尽后袁磨碎过 园郾 员 皂皂网筛袁以此作为母土遥 一次性污
染试验院一次性将母土添加到供试土壤中袁菲浓度分别
为 园尧猿园园滋早窑噪早 原员渊低菲冤和 员圆园园滋早窑噪早 原员 渊高菲冤袁放于
圆缘益培养箱中进行暗培养袁并于培养后的 员尧苑尧员源尧圆愿
和 缘远凿取样遥 模拟菲在土壤中的累积试验院总累积过
程设为 员圆 周袁每周将一定量的母土按比例与供试土壤
混合袁使土壤菲浓度增加 员园园滋早窑噪早 原员遥 高浓度处理先
进行累积污染袁怨 周后低浓度处理开始进行累积污染袁
到 员圆 周时土壤菲累积浓度分别达到 猿园园滋早窑噪早 原员和
员圆园园滋早窑噪早 原员遥 累积污染到最终浓度后于 圆缘益培养箱
中进行暗培养 缘远凿袁在培养的 员袁苑袁员源袁圆愿 和 缘远凿 取样遥
土壤含水量维持土壤最大持水量的 远园豫 袁每周通气 圆
次遥 测定一次和累积试验样品中可提取态和有效态的
菲含量袁土壤脲酶尧蔗糖酶尧多酚氧化酶和脱氢酶活性遥
注院粤 和 月分别表示一次污染和累积污染遥 下图同遥
晕燥贼藻院 粤 葬灶凿 月 皂藻葬灶泽 燥灶藻鄄贼蚤皂藻 葬灶凿 葬糟糟怎皂怎造葬贼藻凿 责燥造造怎贼蚤燥灶泽袁 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠援 栽澡藻 泽葬皂藻 葬泽 贼澡藻 枣燥造造燥憎蚤灶早 枣蚤早怎则藻泽援
图 员摇 菲可提取态含量变化
云蚤早援 员摇 悦澡葬灶早藻泽 燥枣 泽燥蚤造 藻曾贼则葬糟贼葬遭造藻 责澡藻灶葬灶贼澡则藻灶藻 糟燥灶贼藻灶贼泽
员郾 猿摇 测定方法
员郾 猿郾 员摇 土壤菲含量的测定方法
员郾 猿郾 员郾 员摇 土壤菲全量渊可提取态含量冤提取要要要快速
溶剂萃取法咱员缘暂 院将土壤样品风干研磨后过 远园 目筛袁取
员园早土壤样品与硅藻土混合后填满 猿猿皂蕴萃取池袁以二
氯甲烷 辕丙酮混合液渊体积比为 员颐 员冤为溶剂袁用快速溶
剂萃取仪渊粤杂耘冤萃取遥
员郾 猿郾 员郾 圆摇 土壤有效态态菲的提取方法要要要栽藻灶葬曾 栽粤
提取方法咱员远暂 院称取 圆早 风干土袁加入 苑园皂蕴 园郾 园员皂燥造窑蕴 原员
悦葬悦造圆 和 园郾 园员皂燥造窑蕴 原员 晕葬晕猿 的混合溶液袁加入 园郾 圆早栽藻灶葬曾 栽粤 玻璃粉袁在室温渊圆园 依 圆益冤条件下震荡 员澡曰以
丙酮萃取 栽藻灶葬曾 栽粤 玻璃粉袁萃取液用真空旋转蒸发仪
浓缩近干曰用正己烷溶解残留物并定容至 圆皂蕴 以供纯
化遥
员郾 猿郾 员郾 猿摇 菲纯化方法要要要固相萃取方法院将上述菲提
取浓缩液转移到 杂孕耘 柱袁用 圆园皂蕴 石油醚和二氯甲烷
混合液渊体积比 怨颐 员冤净化遥 淋洗液用真空旋转蒸发仪
在 源园益浓缩至约 员皂蕴袁经 晕圆 吹干袁用乙腈溶解定容至员郾 园皂蕴遥
员郾 猿郾 员郾 源 摇 菲测定方法要要要高效液相色谱 渊 匀孕蕴悦冤
法咱员缘暂 院菲含量采用 杂怎责藻造糟燥 孕粤匀泽 专用色谱柱渊圆缘糟皂 伊
源郾 远皂皂 伊缘滋皂冤进行分离分析遥 匀孕蕴悦设定为荧光检测
器检测袁其激发波长 圆缘缘灶皂袁检测波长 猿愿园灶皂遥 流动相
为乙腈和水袁流速 员郾 缘皂蕴窑皂蚤灶 原员袁柱温 猿园益遥 梯度淋
洗程序为院缘园豫乙腈 辕 园 皂蚤灶袁员园园豫乙腈 辕 愿皂蚤灶袁缘园豫乙
腈 辕 怨皂蚤灶袁缘园豫乙腈 辕 员缘皂蚤灶遥
员郾 猿郾 圆摇 土壤酶的测定方法摇 土壤脱氢酶活性采用氯
化三苯基四氮唑渊栽栽悦冤法袁多酚氧化酶活性采用邻苯
三酚比色法袁脲酶活性采用苯酚 原次氯酸钠比色法袁蔗
糖酶采用水杨酸比色法进行测定咱员苑暂 遥
员郾 源摇 数据统计分析方法
试验各组数据均用 耘曾糟藻造 圆园园猿 进行处理袁计算平
均值和标准偏差袁采用 杂孕杂杂员远郾 园 统计分析软件进行
相关性分析渊孕 约 园郾 园缘 为显著水平冤遥
圆摇 结果与分析
圆郾 员摇 菲污染对土壤菲可提取态和有效态的影响
圆郾 员郾 员摇 菲污染对土壤菲可提取态的影响摇 如图 员 所
示袁在一次污染方式下袁低菲和高菲处理土壤菲可提取
态含量随培养时间的延长均呈现出前 圆 周渊员 耀 员源凿冤
下降迅速袁猿 耀 愿 周渊员源 耀 缘远凿冤下降缓慢的趋势遥 但对
高菲处理来说这种趋势尤其明显袁员源凿 时由最初浓度
下降到 缘猿苑郾 愿猿滋早窑噪早 原员袁而低菲仅从 圆源愿郾 苑源滋早窑噪早 原员下
员远缘员
核摇 农摇 学摇 报 圆苑 卷
降到 员缘远郾 源园滋早窑噪早 原员遥 此后袁低菲和高菲下降趋缓袁
缘远凿 时袁浓度分别为 员员苑郾 猿园滋早窑噪早 原员 和 猿苑怨郾 园愿滋早窑
噪早 原员遥 累积污染方式下高菲处理的可提取菲含量的变
化趋势与一次污染明显不同袁其最初浓度仅约为一次
污染方式的 员 辕 圆袁且 员源凿 仅下降了 圆远郾 远愿豫 袁之后下降
趋势趋缓袁最终浓度渊缘远凿时冤为 圆缘猿郾 远猿 滋早窑噪早 原员袁比一
次污染低 猿猿郾 园怨豫 袁而累积污染方式下低菲处理的变
化趋势与一次污染相差不大遥
图 圆摇 菲有效态含量变化
云蚤早援 圆摇 悦澡葬灶早藻泽 燥枣 泽燥蚤造 葬增葬蚤造葬遭造藻 责澡藻灶葬灶贼澡则藻灶藻 糟燥灶贼藻灶贼泽
图 猿摇 土壤脲酶活性变化
云蚤早援 猿摇 悦澡葬灶早藻泽 燥枣 泽燥蚤造 怎则藻葬泽藻 葬糟贼蚤增蚤贼赠 蚤灶 责澡藻灶葬灶贼澡则藻灶藻 责燥造造怎贼藻凿 泽燥蚤造
圆郾 员郾 圆摇 菲污染对土壤菲有效态的影响摇 由图 圆 可以
看出袁一次和累积污染方式下菲的有效态含量均远低
于可提取态含量袁且高菲处理下一次和累积污染方式
的最初菲有效态差异仅为 员员郾 园员豫 袁显著低于最初可
提取态差异遥 无论高菲还是低菲处理袁在 圆 种污染方
式下的有效态含量均呈现出前 圆 周渊员 耀 员源凿冤下降较
快袁猿 耀 愿 周渊员源 耀 缘远凿冤下降缓慢的趋势遥 一次污染高
菲与低菲处理最终有效态浓度分别为 员源怨郾 园员滋早窑噪早 原员
和 源苑郾 猿猿滋早窑噪早 原员袁累积污染高菲与低菲处理最终有效
态浓度分别为 员源苑郾 园圆滋早窑噪早 原员和 源缘郾 猿猿 滋早窑噪早 原员遥
圆郾 圆摇 菲污染对土壤脲酶活性的影响
由图 猿 可以看出袁一次性向土壤添加一定量的菲
后袁脲酶活性在添加污染物后的第 员凿就表现被抑制的
现象袁低菲和高菲处理的抑制率分别为 员圆郾 员缘豫 和
愿郾 园源豫 袁但与对照相比差异不显著遥 第 苑凿 时袁低菲和
高菲处理都显著地抑制了土壤脲酶的活性袁抑制率分
别达到 员愿郾 猿源豫和 员缘郾 愿苑豫 袁并且这种抑制作用持续到
培养后的第 员源凿遥 培养 圆愿凿 后袁低菲处理的脲酶活性
仍低于对照袁高菲处理的脲酶活性则被刺激而显著高
于对照遥 缘远凿后袁各处理的土壤脲酶活性没有显著差
别遥 与一次污染相比袁菲累积污染对脲酶活性的抑制
效应和抑制强度均有所推迟袁并且低菲处理的抑制效
应不明显遥 高菲处理从培养的第 员 原 圆愿凿 这段时间都
显著地降低了脲酶活性袁并且 员源凿 时的抑制强度最大
渊抑制率 圆怨郾 苑源豫 冤袁圆愿凿 时抑制作用减弱袁缘远凿 时显著
增强了土壤脲酶活性遥
圆郾 猿摇 菲污染对土壤蔗糖酶活性的影响
如图 源 所示袁菲一次污染后的培养初期渊第 员 天
圆远缘员
摇 员园 期 菲不同污染方式对土壤酶活性的影响
时冤对土壤蔗糖酶没有显著影响袁第 苑 天时菲对土壤
蔗糖酶表现出显著的抑制效应袁并且高菲处理的抑制
作用渊猿缘郾 员愿豫 冤显著强于低菲处理渊圆猿郾 缘苑豫 冤遥 培养
到 员源凿时袁低菲处理的蔗糖酶活性仍明显低于对照袁而
高菲处理的蔗糖酶活性增强并显著高于对照遥 培养到
缘远凿时袁高菲处理的蔗糖酶活性明显高于低菲处理和
对照遥 与一次污染不同袁菲累积污染的培养初期渊第
员凿冤土壤菲处理显著降低了土壤酶活性袁抑制率分别
为 员苑郾 源缘豫 渊低菲冤和 员源郾 怨员豫 渊高菲冤袁但低菲和高菲
处理间没有显著差异遥 苑凿时袁菲对土壤蔗糖酶活性的
抑制效应消失袁员源凿 后高菲处理的土壤蔗糖酶活性显
著高于低菲处理和对照袁培养到 缘远凿时袁菲对蔗糖酶活
性既无抑制效应也无激活作用袁各处理间没有显著差
异遥
图 源摇 土壤蔗糖酶活性变化
云蚤早援 源摇 悦澡葬灶早藻泽 燥枣 泽燥蚤造 泽怎糟则葬泽藻 葬糟贼蚤增蚤贼赠 蚤灶 责澡藻灶葬灶贼澡则藻灶藻 责燥造造怎贼藻凿 泽燥蚤造
图 缘摇 土壤脱氢酶活性变化
云蚤早援 缘摇 悦澡葬灶早藻泽 燥枣 泽燥蚤造 凿藻澡赠凿则燥早藻灶葬糟藻 葬糟贼蚤增蚤贼赠 蚤灶 责澡藻灶葬灶贼澡则藻灶藻 责燥造造怎贼藻凿 泽燥蚤造
圆郾 源摇 菲污染对土壤脱氢酶活性的影响
由图 缘 可知袁一次性添加与累积添加菲污染物到
土壤里对土壤脱氢酶活性的影响明显不同遥 一次污染
条件下袁高菲处理在添加污染物后的第 员 天即表现出
明显的抑制作用袁抑制率达 猿园郾 圆猿豫 袁第 苑 天时高菲处
理的抑制作用消失袁表现出对土壤脱氢酶的激活效应遥
低菲处理在培养前期对土壤脱氢酶无显著影响袁员源凿
时显著增加了脱氢酶活性遥 高菲处理对脱氢酶的激活
效应显著高于低菲处理遥 培养末期渊缘远凿冤袁菲处理与
对照的脱氢酶活性无明显差异遥 累积污染条件下袁培
养初期菲处理对土壤脱氢酶活性没有显著影响袁培养
苑凿时高菲处理表现出一定的抑制作用 渊抑制率达
圆园郾 远园豫 冤袁培养的 猿 耀 愿 周两个菲处理的脱氢酶活性与
对照相比无明显差异遥
圆郾 缘摇 菲污染对土壤多酚氧化酶的影响
菲对土壤多酚氧化酶活性的影响如图 远 所示袁在
培养的前 员源凿里袁菲一次污染对土壤多酚氧化酶没有
显著影响袁员源凿后菲处理增强了土壤多酚氧化酶活性袁
培养末期各处理的多酚氧化酶活性差异不显著遥 菲累
积污染条件下袁菲处理对土壤多酚氧化酶有一定的抑
制作用袁但在整个培养过程中各处理间的多酚氧化酶
活性差异均不显著遥
猿远缘员
核摇 农摇 学摇 报 圆苑 卷
图 远摇 土壤多酚氧化酶活性变化
云蚤早援 远摇 悦澡葬灶早藻泽 燥枣 泽燥蚤造 责燥造赠责澡藻灶燥造燥曾蚤凿葬泽藻 葬糟贼蚤增蚤贼赠 蚤灶 责澡藻灶葬灶贼澡则藻灶藻 责燥造造怎贼藻凿 泽燥蚤造
表 员摇 土壤酶活性与土壤可提取态和有效态菲含量的相关关系
栽葬遭造藻 员摇 悦燥则则藻造葬贼蚤燥灶 遭藻贼憎藻藻灶 泽燥蚤造 藻灶扎赠皂藻 葬糟贼蚤增蚤贼蚤藻泽 葬灶凿 泽燥蚤造 孕澡藻灶葬灶贼澡则藻灶藻 糟燥灶贼藻灶贼泽
方式
酝燥凿藻
形态
杂贼葬贼藻
处理
栽则藻葬贼皂藻灶贼
酶活性 耘灶扎赠皂葬贼蚤糟 葬糟贼蚤增蚤贼蚤藻泽
脲酶
哉则藻葬泽藻
蔗糖酶
杂怎糟则葬泽藻
脱氢酶
阅藻澡赠凿则燥早藻灶葬糟藻
多酚氧化酶
孕燥造赠责澡藻灶燥造燥曾蚤凿葬泽藻
一次污染 可提取态 员圆园园 原 园援 员圆 原 园援 园愿 原 园援 怨源鄢 原 园援 缘源
韵灶藻 原 贼蚤皂藻 责燥造造怎贼蚤燥灶 耘曾贼则葬糟贼葬遭造藻 泽贼葬贼藻 猿园园 园援 远猿 园援 远苑 原 园援 愿源 原 园援 猿远
有效态 员圆园园 原 园援 员猿 原 园援 园缘 原 园援 愿愿鄢 原 园援 源员
粤增葬蚤造葬遭造藻 泽贼葬贼藻 猿园园 园援 源远 园援 怨园鄢 原 园援 猿愿 原 园援 员苑
累积污染 可提取态 员圆园园 园援 员源 原 园援 员远 园援 愿猿 原 园援 员园
粤糟糟怎皂怎造葬贼藻凿 责燥造造怎贼蚤燥灶 耘曾贼则葬糟贼葬遭造藻 泽贼葬贼藻 猿园园 园援 猿苑 园援 园圆 园援 怨缘鄢 原 园援 圆远
有效态 员圆园园 园援 源缘 原 园援 缘圆 园援 苑愿 原 园援 圆缘
粤增葬蚤造葬遭造藻 泽贼葬贼藻 猿园园 园援 员圆 原 园援 猿猿 园援 愿怨鄢 原 园援 猿员
摇 摇 注院鄢 表示相关性达到显著水平渊孕 约 园郾 园缘冤遥
晕燥贼藻院 鄢 泽蚤早灶蚤枣蚤糟葬灶贼 渊 孕 约 园郾 园缘冤 援
圆郾 远摇 土壤菲含量对土壤酶活性的影响
在 圆 种污染方式下袁菲含量对土壤酶活性的影响
规律是一致的遥 培养初期渊前 苑凿冤袁菲处理对土壤酶活
性产生了抑制作用袁抑制强度与土壤菲可提取态和有
效态含量成正比渊脲酶除外冤袁即院菲含量越高抑制率
越大遥 培养的中后期渊圆愿 耀 缘远凿冤袁菲处理对土壤酶活
产生了刺激 辕激活作用袁激活程度也与土壤中可提取态
和有效态的菲含量成正比袁即院菲含量越高激活能力越
强渊图 猿 原图 远冤遥 并且袁土壤脱氢酶活性与土壤菲含
量间表现出较好的相关性渊表 员冤遥 在整个培养期间袁
土壤酶活性随着土壤菲含量的降低而逐渐减弱遥
猿摇 讨论
猿郾 员摇 土壤菲可提取态和有效态含量
本研究表明袁在相同浓度处理下袁可提取态菲的含
量远高于有效态含量袁这是由于测定方法不同所造成
的遥 土壤菲可提取量是指借助一定的仪器和溶剂利用
耗竭法提取的土壤中菲的总浓度袁不仅包含土壤溶液
中的菲袁还包含与土壤表面吸附态的菲遥 而有效态菲
是指能从土壤固相解吸下来袁溶解在土壤孔隙水中的
菲遥 研究结果还表明袁污染方式对菲在土壤中的有效
态影响较小袁但对菲可提取态影响显著遥 对于有效态
菲来讲袁这可能是因为无论一次污染还是累积污染袁菲
在土壤吸附界面和土壤溶液之间始终保持着吸附要要要
解吸的动态平衡袁从而导致 圆 种污染方式下有效态菲
的含量差异不显著遥 而对于可提取态菲来讲袁由于提
取技术可将土壤颗粒表面的菲解吸下来袁导致其动态
变化与菲的吸附状态密切相关遥 在一次污染条件下袁
菲以一次方式大量进入土壤袁与土壤颗粒相互作用时
源远缘员
摇 员园 期 菲不同污染方式对土壤酶活性的影响
间较短袁老化作用不完全袁菲与土壤组分结合程度低袁
被有机质固定的少袁因此土壤中菲可提取态含量较高遥
而在累积污染条件下袁菲以叠加累积的方式进入土壤袁
其与土壤颗粒的相互作用是逐步进行的袁随着累积时
间的延长袁每次进入土壤中的菲均能与土壤充分接触袁
被分布到土壤强吸附位点或与土壤组分形成共价键袁
老化作用完全袁这可能是一次污染高菲处理可提取态
浓度远高于累积污染的原因遥
一般认为袁菲可提取态高估了土壤或沉积物中的
实际污染水平袁一些科研工作者常考虑采用生物有效
性来评价土壤中化合物的污染水平袁并以其为标准进
行污染水平研究和风险评价咱员远袁员愿暂 遥 而本研究结果表
明袁在高浓度菲污染下渊员圆园园滋早窑噪早 原员 冤袁菲可提取态含
量较有效态含量的表征度更高袁应选取菲可提取态来
进行测定与风险评估遥
猿郾 圆摇 土壤酶活性
土壤酶活性作为一项生态毒理学指标袁被许多学
者用来判断外来物质对土壤的污染程度以及可能对生
态环境造成的影响袁因其对 孕粤匀泽 污染具有较高的敏
感度常用于 孕粤匀泽污染土壤生物毒性的评价指标咱员怨暂 遥
酝葬造蚤泽扎藻憎泽噪葬鄄运燥则凿赠遭葬糟澡等咱圆园暂研究了土壤脱氢酶尧脲酶尧
土壤呼吸和微生物生物量对 孕粤匀泽 污染的响应袁发现
这些指标均能反映土壤受污染的状况袁而脱氢酶灵敏
度最高袁这一结论与作者的研究结果一致渊表 员冤袁这可
能是因为脱氢酶属胞内酶袁其活性与微生物活性紧密
相关袁而脲酶袁蔗糖酶等胞外酶能够被微生物或者植物
根系分泌到土壤中袁并且在适合的条件下短期内维持
一定的活性咱圆员暂 袁因此即便微生物受毒害活性降低袁土
壤也能表现出较高的酶活性遥 本研究中袁在一次污染
条件下袁脲酶袁蔗糖酶和脱氢酶活性均表现出前期渊园
耀 苑凿冤受抑制袁后期升高的趋势渊图 猿尧图 缘冤遥 前人研
究表明袁污染物对酶活性的抑制是一种暂时现象袁经过
一段时间后袁酶活性就能得到一定程度的恢复袁又因为
有更多的碳源可以被微生物利用袁使得微生物活性增
加袁从而土壤酶活性增强咱怨袁圆圆 原 圆源暂 遥 这可能主要是由于
土壤微生物对污染物的忍耐性和适应性以及污染物的
降解和吸附作用袁引起了污染物生物可利用性的改
变咱圆缘暂 遥 另外袁 虽然土壤多酚氧化酶 渊 孕燥造赠责澡藻灶燥造
燥曾蚤凿葬泽藻冤在土壤芳香族化合物的循环中起到重要作
用咱圆远暂 袁但本研究表明袁菲对土壤多酚氧化酶活性影响
不显著袁可能是土壤中其他芳香度较高的化合物掩盖
了菲的效应袁也可能是因为多酚氧化酶本身不是很敏
感袁本研究的试验浓度不足以对土壤多酚氧化酶造成
抑制毒害遥
从菲可提取态和有效态含量的变化可以看出袁累
积污染的土壤可提取态菲和有效态菲含量均较一次污
染低袁同时累积污染对土壤酶活性的抑制或者刺激作
用较一次污染减弱遥 例如袁本研究中在累积污染下袁脱
氢酶第 员 天时酶活性为对照的 怨缘豫 袁而相同处理时间
中袁一次污染下该酶活仅为对照的 苑园豫 遥
猿郾 猿摇 土壤菲含量与土壤酶活性
本研究所测定的 源 种酶中袁脱氢酶活性与土壤菲
含量最为相关袁且表现在一次污染模式下袁高菲处理更
为相关袁而累积污染模式中袁低菲处理更为相关渊表
员冤遥 在一次污染下袁最初的剧烈变化渊员凿时冤分别导致
了高菲和低菲的对该酶的抑制和刺激效应渊图 缘冤袁之
后随着脱氢酶适应性加强袁以及菲浓度的下降毒害降
低的双重作用袁酶活逐渐上升遥 而在累积污染下袁污染
处理的脱氢酶活性与对照酶活交替降低袁表明累积污
染下袁脱氢酶对菲来说已具有一定耐性袁之后的培养模
式不会对脱氢酶产生明显的干扰效应袁污染对其酶活
并没有产生明显的抑制和刺激效应遥
源摇 结论
与一次污染相比袁累积污染的方式更能真实地反
映菲污染对土壤酶活性的影响袁反映现实中菲的环境
风险遥
菲可提取态和有效态袁均可对土壤菲污染进行测
定与风险评估袁但在高浓度菲污染下袁菲可提取态的表
征度更高遥
在测定的 源 种酶中袁土壤脱氢酶反应最灵敏袁且与
土壤菲的可提取态和有效态含量显著相关袁最能反映
菲在土壤中的生物毒性遥
参考文献院
咱 员 暂摇 王改玲袁李立科袁郝明德袁洪坚平援 长期施肥及不同施肥条件下
秸秆覆盖尧灌水对土壤酶和养分的影响咱 允暂 援 核农学报袁 圆园员圆袁
圆远渊员冤院 园员圆怨 原 园员猿源
咱 圆 暂摇 马忠明袁杜少平袁王平袁包兴国援 长期定位施肥对小麦玉米间作
土壤酶活性的影响咱允暂 援 核农学报袁 圆园员员袁 圆缘渊源冤院 园苑怨远 原 园愿园员
咱 猿 暂摇 杜慧玲袁吴济南袁王丽玲袁郭平毅援 苯磺隆对土壤酶活性的影响
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复合污染条件下不同老化阶段的提取速率及其生物有效性咱允暂 援
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溉含多环芳烃污水对稻田土壤酶活性与微生物种群数量的影响
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