1土壤酶對污水、污泥污染的指示作用
工業(yè)污水、污泥由于其富含一些有價(jià)值的有機(jī)無機(jī)營養(yǎng)物,在處理后能夠改善土壤肥力,常應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行農(nóng)田的灌溉。研究發(fā)現(xiàn)污水污泥的應(yīng)用可以促進(jìn)土壤生物活性增加基底呼吸和微生物的生物量,從而引起酶活性也發(fā)生相應(yīng)的變化。如 Kizilkaya 等研究發(fā)現(xiàn)灌溉污水污泥的土壤,脲 酶、磷酸單酯酶、芳基硫酸酯酶的活性增加;大麥田污水污泥對土壤 BAA-蛋白酶、脲酶、磷酸酶和 β-葡糖苷酶活性有促進(jìn)作用。但也有研究表明,污 水污泥施用后,土壤酶活性降低。如 Filip 等發(fā)現(xiàn)在污水灌溉的土壤中,土壤 β-葡糖苷酶、β-乙酰氨 基葡糖苷酶、蛋白酶和磷酸酶活性受到抑制;Reddy等發(fā)現(xiàn)污泥處理后根際和非根際土壤的土壤脫氫酶活性都明顯降低。污水污泥對土壤酶活性的不同影響與其施用量和成分有密切關(guān)系,如有研究發(fā)現(xiàn)污水污泥中含有重金屬會(huì)嚴(yán)重抑制土壤脫氫酶的活性;Kannan 和 Oblisami發(fā)現(xiàn)用紙漿污染的水灌溉土壤會(huì)使土壤轉(zhuǎn)化酶和脫氫酶的活性升高;李慧等發(fā)現(xiàn)土壤脫氫酶、過氧化氫酶、多酚氧化酶活性與土壤中石油烴含量呈顯著正相關(guān),而土壤脲酶活性與土壤中石油烴含量呈顯著負(fù)相關(guān);何藝等也發(fā)現(xiàn)含油污的水對土壤過氧化氫酶、多酚氧化酶和脲酶均有一定程度的刺激作用。
2土壤酶對城市固體垃圾污染的指示作用
城市固體垃圾是人們在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的廢棄物質(zhì),其中所含的有害物質(zhì)會(huì)改變土壤結(jié)構(gòu)和土質(zhì),影響土壤中微生物的活動(dòng),酶活性隨之變化。已有的研究表明,城市固體垃圾會(huì)影響土壤 β-葡糖苷酶、脲酶、堿性磷酸酶、脫氫酶、過氧化氫酶、纖維素酶、蛋白酶等的活性。如 Garcia Gil 等發(fā)現(xiàn)城市固體垃圾堆肥增加了農(nóng)田土壤脫 氫酶和過氧化氫酶的活性。李俊等發(fā)現(xiàn)隨著垃圾填埋深度的加深,土壤脲酶和纖維素酶的活性有下降的趨勢,而過氧化氫酶和蛋白酶的活性變化不大。Felipe 等發(fā)現(xiàn)城市固體垃圾會(huì)導(dǎo)致 β-葡糖苷酶、堿 性磷酸酶活性增加。Carmine 等發(fā)現(xiàn)城市固體垃圾堆肥能增加土壤脫氫酶和硝酸還原酶活性。Claire等發(fā)現(xiàn)土壤中過氧化物酶的活性在城市固體垃圾堆肥污染后增加,但對酰胺酶和脲酶的影響不大。
3土壤酶對重金屬污染的指示作用
眾所周知,重金屬在生態(tài)系統(tǒng)中具有長期的毒性作用且對土壤酶催化過程有著負(fù)面的影響。它們通過抑制其催化反應(yīng)活躍的基團(tuán)、改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象或與其他金屬共同參與破壞酶復(fù)合物的形成從而破壞土壤酶的活性。Marzadori及 Aoyama 和 Naguno指出, 土壤脲酶、酸性磷酸酶、脫氫酶都對土壤重金屬污染 比較敏感,是指示土壤重金屬污染的指標(biāo)。土壤脫氫 酶活性更易受到土壤 Pb 和 Cd 積累的影響,較適合 用于反映土壤中 Pb 和 Cd 污染程度。Pankhurst發(fā)現(xiàn)芳基硫酸酯酶可被用作土壤重金屬污染的敏感 指標(biāo)。還有研究發(fā)現(xiàn) L-谷氨酰胺酶、纖維素酶和 β-葡糖苷酶活性受 Hg、Ag、Cr 和 Cd 等金屬元素抑制。楊志新等發(fā)現(xiàn)中壤質(zhì)潮褐土中隨Cd、Zn復(fù)合濃度的增加,過氧化氫酶活性顯著降低。龍建等發(fā)現(xiàn)礦區(qū)紅壤受 Cu、Zn、Pb、Cd 混合污染后,土 壤多酚氧化酶活性降低。羅紅等對 Ni、Cu、Cd 復(fù)合污染的深層紅壤進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn) Ni 濃度增加抑制 土壤轉(zhuǎn)化酶的活性,隨 Cu 濃度的增加蛋白酶活性顯著降低,Cd 對蛋白酶活性具有明顯抑制作用。Frankenberger 和 Tabatabai發(fā)現(xiàn)重金屬如 Hg、Ag、Cr、Cd 對 L-天冬酰胺酶和硫酯酶均有抑制作用;Bardgett 等也發(fā)現(xiàn)這 4 種重金屬可抑制酸性磷酸酶和脲酶活性;Al-khafaji 和 Tabatabai也發(fā)現(xiàn) 其對芳基硫酸酯酶有抑制作用。Fu?sun 和 Esin發(fā)現(xiàn)芳基硫酸酯酶、堿性磷酸酶和脲酶的活性與 Pb、Cr、Mn 總含量呈顯著負(fù)相關(guān)。
但也有研究表明,土壤酶活性在重金屬污染土壤的修復(fù)中有一定的積極作用。如在 Cd、Zn、Pb 復(fù)合污染的中壤質(zhì)潮褐土中過氧化氫酶活性隨著 Pb 濃度增加而增加;Gao 等發(fā)現(xiàn) Cd、Cu、Ni 對磷酸酶活性均表現(xiàn)出一定的激活效應(yīng);Mikanova發(fā)現(xiàn)蛋白酶和脲酶活性受重金屬的抑制較弱。在紅壤中重金屬 Cu、Zn、Pb、Cd 污染對土壤轉(zhuǎn)化酶影響不大