铀及伴生重金属对土壤酶活性影响的研究

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1、铀及伴生重金属对土壤酶活性影响的研究2012张飞硕士环境工程罗学刚教授ClassifiedIndex：X53U.D.C：502SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisEffectsofUraniumandAssociatedHeavyMetalsonSoilEnzymeActivitiesGrade:2012Candidate:ZhangFeiAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:EnvironmentalEngi

2、neeringSupervisor:Prof.LuoXuegangMar.13,2015独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被査阅和借

3、阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要本论文在国家核设施退役及放射性废物治理科研重点项目（14ZG6101）的资助下，围绕铀及伴生重金属污染的生态效应和生物学评价问题，以某典型铀尾矿环境土壤和添加外源重金属的盆栽土壤为研究对象，研究了铀及伴生重金属与土壤酶活性的关系，旨在为同类污染的土壤环境质量监测、评价和预警提供科学依据。研究结果如下：（1）铀尾矿环境铀及伴生重金属污染严重，综合污染指数PN远大于3，

4、226铀尾矿Ra、U、Cd和Pb污染严重，Th、Mn和Cu污染较轻。多因子潜226在生态危害指数（RI）表明，铀及伴生重金属具有极强生态危害。其中Ra＞Cd＞U＞Pb＞Cu、Th、Mn。U-Th、Mn-Cd、Mn-Cu互作极显著相关，相关系数＞0.5。污染显著影响了土壤肥力，理化性质发生显著变化，有机质、全氮、阳离子交换量等大幅降低，其最大降幅分别为47%、80.8%、87.2%。（2）铀尾矿环境土壤细菌、真菌、放线菌数量大幅降低，最大降幅分别为85.1%、90.9%、83.8%，微生物总数下降43.8%~83.5%。微生物数量细菌>2

5、26真菌>放线菌。微生物数量与U、Ra含量负相关，而与Th正相关，可作为铀尾矿环境污染的生物学指标之一。铀尾矿环境土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶活性大幅降低，最大降幅分别为95.9%、81.8%、79.4%，过氧化物酶226活性则大幅升高，最大增幅为55.1%。U和Ra与4种土壤酶的作用相近而Th的作用相反。脲酶对铀污染最敏感，其次是酸性磷酸酶和过氧化物酶，三者可作为铀尾矿环境污染的生物指标之二。除过氧化物酶外，夏秋季节的土壤微生物数量和酶活性高于冬春季节。土壤微生物数量和酶活性随着土层深度增加而减小。微生物数量在土壤pH4~5时最多，脲

6、酶和过氧化物酶活性总体上随着pH的升高而增强，酸性磷酸酶和蔗糖酶则相反。有机质等能缓解铀及伴生重金属对土壤微生物数量和酶活性的影响。（3）铀及伴生重金属单一污染对土壤酶活性的影响各不相同，脲酶、酸性磷酸酶、脱氢酶对铀及伴生重金属敏感，多表现为抑制作用，过氧化物酶也较敏感但多表现为促进作用。铀及伴生重金属复合污染中，Mn、Pb及U＋Cd互作对脲酶活性显著抑制；U及伴生重金属对酸性磷酸酶活性有极显著抑制作用；U显著影响蔗糖酶活性；U、Mn及互作极显著促进过氧化物酶活性；Mn及Pb＋Cd互作极显著抑制脱氢酶活性。酸性磷酸酶、过氧化物酶、脱氢酶

7、对U、Cd、Mn、Pb复合污染敏感，脲酶较敏感，蔗糖酶不敏西南科技大学硕士研究生学位论文第II页感。（4）脲酶、酸性磷酸酶、过氧化物酶、脱氢酶是铀及伴生重金属污染的敏感酶。主成分分析结果显示，铀尾矿环境土壤敏感酶（脲酶、酸性磷酸酶、过氧化物酶）指标系统的第一、二主成分累积方差贡献率达94.53%。据此对各供试土样进行土壤环境等级分类，其结果与以综合污染指数法和潜在生态危害指数法为依据的划分结果基本吻合。由敏感酶活性构建的土壤敏感酶指标系统能在一定程度上反映铀及伴生重金属污染状况，可作为类似生境的放射性污染环境风险评估因子之一。由土壤敏感

8、酶指标系统构建的铀及伴生重金属污染预警体系能粗略地对铀尾矿环境污染进行预警。关键词：铀尾矿铀及伴生重金属土壤酶微生物生物指标西南科技大学硕士研究生学位论文第III页AbstractThisstudywass