發(fā)布時間：2017-08-07 19:15

  本文關鍵詞：鈾及伴生重金屬對土壤酶活性影響的研究

  更多相關文章： 鈾尾礦 鈾及伴生重金屬 土壤酶 微生物 生物指標

【摘要】：本論文在國家核設施退役及放射性廢物治理科研重點項目(14ZG6101)的資助下,圍繞鈾及伴生重金屬污染的生態(tài)效應和生物學評價問題,以某典型鈾尾礦環(huán)境土壤和添加外源重金屬的盆栽土壤為研究對象,研究了鈾及伴生重金屬與土壤酶活性的關系,旨在為同類污染的土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、評價和預警提供科學依據(jù)。研究結(jié)果如下:(1)鈾尾礦環(huán)境鈾及伴生重金屬污染嚴重,綜合污染指數(shù)PN遠大于3,鈾尾礦226Ra、U、Cd和Pb污染嚴重,Th、Mn和Cu污染較輕。多因子潛在生態(tài)危害指數(shù)(RI)表明,鈾及伴生重金屬具有極強生態(tài)危害。其中226RaCdUPbCu、Th、Mn。U-Th、Mn-Cd、Mn-Cu互作極顯著相關,相關系數(shù)0.5。污染顯著影響了土壤肥力,理化性質(zhì)發(fā)生顯著變化,有機質(zhì)、全氮、陽離子交換量等大幅降低,其最大降幅分別為47%、80.8%、87.2%。(2)鈾尾礦環(huán)境土壤細菌、真菌、放線菌數(shù)量大幅降低,最大降幅分別為85.1%、90.9%、83.8%,微生物總數(shù)下降43.8%~83.5%。微生物數(shù)量細菌真菌放線菌。微生物數(shù)量與U、226Ra含量負相關,而與Th正相關,可作為鈾尾礦環(huán)境污染的生物學指標之一。鈾尾礦環(huán)境土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶活性大幅降低,最大降幅分別為95.9%、81.8%、79.4%,過氧化物酶活性則大幅升高,最大增幅為55.1%。U和226Ra與4種土壤酶的作用相近而Th的作用相反。脲酶對鈾污染最敏感,其次是酸性磷酸酶和過氧化物酶,三者可作為鈾尾礦環(huán)境污染的生物指標之二。除過氧化物酶外,夏秋季節(jié)的土壤微生物數(shù)量和酶活性高于冬春季節(jié)。土壤微生物數(shù)量和酶活性隨著土層深度增加而減小。微生物數(shù)量在土壤p H 4~5時最多,脲酶和過氧化物酶活性總體上隨著p H的升高而增強,酸性磷酸酶和蔗糖酶則相反。有機質(zhì)等能緩解鈾及伴生重金屬對土壤微生物數(shù)量和酶活性的影響。(3)鈾及伴生重金屬單一污染對土壤酶活性的影響各不相同,脲酶、酸性磷酸酶、脫氫酶對鈾及伴生重金屬敏感,多表現(xiàn)為抑制作用,過氧化物酶也較敏感但多表現(xiàn)為促進作用。鈾及伴生重金屬復合污染中,Mn、Pb及U+Cd互作對脲酶活性顯著抑制;U及伴生重金屬對酸性磷酸酶活性有極顯著抑制作用;U顯著影響蔗糖酶活性;U、Mn及互作極顯著促進過氧化物酶活性;Mn及Pb+Cd互作極顯著抑制脫氫酶活性。酸性磷酸酶、過氧化物酶、脫氫酶對U、Cd、Mn、Pb復合污染敏感,脲酶較敏感,蔗糖酶不敏感。(4)脲酶、酸性磷酸酶、過氧化物酶、脫氫酶是鈾及伴生重金屬污染的敏感酶。主成分分析結(jié)果顯示,鈾尾礦環(huán)境土壤敏感酶(脲酶、酸性磷酸酶、過氧化物酶)指標系統(tǒng)的第一、二主成分累積方差貢獻率達94.53%。據(jù)此對各供試土樣進行土壤環(huán)境等級分類,其結(jié)果與以綜合污染指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法為依據(jù)的劃分結(jié)果基本吻合。由敏感酶活性構(gòu)建的土壤敏感酶指標系統(tǒng)能在一定程度上反映鈾及伴生重金屬污染狀況,可作為類似生境的放射性污染環(huán)境風險評估因子之一。由土壤敏感酶指標系統(tǒng)構(gòu)建的鈾及伴生重金屬污染預警體系能粗略地對鈾尾礦環(huán)境污染進行預警。
【關鍵詞】：鈾尾礦 鈾及伴生重金屬 土壤酶 微生物 生物指標
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X53;X771
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 1 緒論13-30
• 1.1 土壤中鈾及伴生重金屬來源14-16
• 1.1.1 鈾廢石15
• 1.1.2 鈾尾礦15-16
• 1.1.3 廢水16
• 1.2 鈾的環(huán)境行為16-17
• 1.3 土壤酶17-23
• 1.3.1 土壤酶的來源與分類18-20
• 1.3.2 土壤酶活性時空分布20-21
• 1.3.3 土壤酶與重金屬的關系及其機理21-23
• 1.4 影響土壤酶與重金屬關系的因素23-25
• 1.4.1 土壤理化性質(zhì)對土壤酶與重金屬關系的影響23-25
• 1.4.2 植物對土壤酶與重金屬關系的影響25
• 1.5 重金屬污染土壤酶學指標評價可用的研究方法25-27
• 1.5.1 根據(jù)土壤酶活性降幅確定重金屬污染指標25-26
• 1.5.2 根據(jù)土壤酶活性與重金屬濃度的擬合方程式確定污染指標26
• 1.5.3 利用特定擬合式的含義進行判斷26
• 1.5.4 采用線性擬合等方法獲得重金屬對土壤酶活性影響的臨界濃度26-27
• 1.5.5 采用數(shù)學分析方法27
• 1.6 目前相關研究存在的問題和展望27-28
• 1.7 本研究的創(chuàng)新點與意義28
• 1.7.1 創(chuàng)新點28
• 1.7.2 意義28
• 1.8 本課題的來源及主要研究內(nèi)容28-30
• 1.8.1 課題來源28
• 1.8.2 研究內(nèi)容28-30
• 2 鈾尾礦污染狀況與環(huán)境風險分析30-66
• 摘要30
• 引言30-31
• 2.1 材料與方法31-32
• 2.1.1 試驗材料31-32
• 2.1.2 試驗方法32
• 2.1.3 統(tǒng)計分析32
• 2.2 結(jié)果與分析32-64
• 2.2.1 鈾尾礦環(huán)境放射性核素含量分布情況55-57
• 2.2.2 鈾尾礦環(huán)境4種重金屬污染情況57-58
• 2.2.3 鈾尾礦環(huán)境環(huán)境風險評價58-61
• 2.2.4 鈾尾礦環(huán)境土壤核素及重金屬相關性61-62
• 2.2.5 鈾尾礦環(huán)境土壤理化性質(zhì)變化情況62-64
• 2.3 小結(jié)64-66
• 3 鈾尾礦鈾及伴生重金屬污染與土壤微生物數(shù)量66-83
• 摘要66
• 引言66-67
• 3.1 材料與方法67-68
• 3.1.1 試驗材料67
• 3.1.2 試驗方法67-68
• 3.1.3 統(tǒng)計分析68
• 3.2 結(jié)果與分析68-81
• 3.2.1 U與土壤微生物數(shù)量間的關系70-72
• 3.2.2 Th與土壤微生物數(shù)量間的關系72-73
• 3.2.3 226Ra與土壤微生物數(shù)量間的關系73-74
• 3.2.4 放射性核素與土壤微生物數(shù)量間相關分析和擬合分析74-76
• 3.2.5 鈾及伴生重金屬與土壤微生物數(shù)量間逐步回歸分析76-77
• 3.2.6 時空分布對土壤微生物數(shù)量的影響77-78
• 3.2.7 土壤理化性質(zhì)對鈾尾礦環(huán)境土壤酶活性的影響78-81
• 3.3 小結(jié)81-83
• 4 鈾尾礦鈾及伴生重金屬污染與土壤酶活性83-114
• 摘要83
• 引言83-84
• 4.1 材料與方法84-87
• 4.1.1 試驗材料84
• 4.1.2 試驗方法84-87
• 4.2 結(jié)果與分析87-112
• 4.2.1 U與土壤酶活性間的關系97-99
• 4.2.2 Th含量與土壤酶活性間的關系99-100
• 4.2.3 226Ra比活度與土壤酶活性間的關系100-102
• 4.2.4 放射性核素與土壤酶活性相關、擬合和通徑分析102-106
• 4.2.5 鈾及伴生重金屬與土壤酶活性間逐步回歸分析106-107
• 4.2.6 時空分布對鈾尾礦環(huán)境土壤酶活性的影響107-109
• 4.2.7. 土壤理化性質(zhì)與鈾尾礦環(huán)境土壤酶活性109-112
• 4.3 小結(jié)112-114
• 5 鈾及伴生重金屬單一污染對土壤酶活的影響114-135
• 摘要114
• 引言114-115
• 5.1 材料與方法115-117
• 5.1.1 試驗材料115-116
• 5.1.2 盆栽實驗設計116
• 5.1.3 測定方法116-117
• 5.1.4 統(tǒng)計分析117
• 5.2 結(jié)果與分析117-133
• 5.2.1 U對土壤酶活性的影響117-121
• 5.2.2 Cd對土壤酶活性的影響121-123
• 5.2.3 Mn對土壤酶活性的影響123-126
• 5.2.4 Pb對土壤酶活性的影響126-129
• 5.2.5 As對土壤酶活性的影響129-131
• 5.2.6 Hg對土壤酶活性的影響131-133
• 5.3 小結(jié)133-135
• 6 鈾及伴生重金屬復合污染對土壤酶活性的影響135-157
• 摘要135
• 引言135-136
• 6.1 實驗材料和方法136-138
• 6.1.1 實驗材料136
• 6.1.2 試驗方法136-138
• 6.1.4 統(tǒng)計分析138
• 6.2 結(jié)果與分析138-156
• 6.2.1 U、Cd、Mn、Pb復合污染對土壤脲酶活性的影響138-142
• 6.2.2 U、Cd、Mn、Pb復合污染對土壤酸性磷酸酶活性的影響142-145
• 6.2.3 U、Cd、Mn、Pb復合污染對土壤蔗糖酶活性的影響145-147
• 6.2.4 U、Cd、Mn、Pb復合污染對土壤過氧化物酶活性的影響147-151
• 6.2.5 U、Cd、Mn、Pb復合污染對土壤脫氫酶活性的影響151-156
• 6.3 小結(jié)156-157
• 7 基于敏感酶的環(huán)境風險分析和預警體系構(gòu)建157-173
• 摘要157
• 引言157-158
• 7.1 研究材料和方法158-159
• 7.1.1 研究材料158
• 7.1.2 土壤酶的的篩選158
• 7.1.3 主成分分析158-159
• 7.1.4 統(tǒng)計分析159
• 7.2 結(jié)果與分析159-171
• 7.2.1 敏感酶的篩選159-160
• 7.2.2 基于敏感酶的環(huán)境風險評價160-166
• 7.2.3 基于敏感酶的預警體系的構(gòu)建166-171
• 7.3 小結(jié)171-173
• 結(jié)語173-176
• 致謝176-177
• 參考文獻177-190
• 學位攻讀期間發(fā)表的論文及科研成果190

【參考文獻】

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本文編號：636267