重金属污染对安徽主要类型土壤特性及对油菜—水稻土系统的影响研究

摘要

随着工业化、城市化、农业现代化的发展,向土壤中排放的重金属逐年增加,重金属污染已日益成为威胁人类健康和影响人类生活质量的严重的环境问题和社会问题。本文研究了安徽省范围内主要类型土壤中重金属与土壤酶活性之间的关系和外源重金属Cu、Zn对油菜—水稻土系统的影响，探索了Cu、Zn污染水稻土上油菜生长状况及积累特征，为重金属Cu、Zn污染土壤种植油菜的食品安全科学评价提供参考。
　　采用小麦农田取样，对土壤中的重金属运用连续提取方法，研究了皖北砂姜黑土中Cu、Cd、Zn的化学形态特征及其与四种土壤酶(过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶)活性间的关系。结果表明：在砂姜黑土中，残留态Cu、Cd、Zn在总量中所占比例很高，交换态、有机态、碳酸盐结合态含量明显低于残留态。在三种元素中，Zn的化学形态变化趋势最为一致，表现为残留态>碳酸盐结合态>铁锰结合态>有机态>交换态；砂姜黑土中交换态Cu、Cd、Zn对脲酶活性有显著抑制作用，有机态Cu、Cd、Zn对过氧化氢酶表现为一定程度的促进作用。因此，在砂姜黑土壤中，把交换态Cu、Cd、Zn和脲酶以及中性磷酸酶的活性共同作为评价土壤Cu、Cd、Zn污染程度的主要生化指标是可行的。
　　通过野外调查和实验分析，对安徽几类不同地貌下的水稻土中重金属Cu、Zn、Pb的化学形态特征及其与四种土壤酶活性间的关系进行了研究。结果表明：五种不同地区水稻土中，残留态和有机态Cu、Zn、Pb含量在总量中所占比例最高。平原和丘陵地区水稻土中有机结合态Cu、Zn、Pb明显高于山区；而山区水稻土中Fe-Mn氧化物结合态Cu、Zn、Pb相对含量高于平原和丘陵地区。在水稻土中，碳酸盐结合态Cu、Zn对过氧化氢酶活性的抑制作用最大，交换态Pb对脲酶活性的抑制作用最大。反映水稻土Cu、Zn污染用碳酸盐结合态Cu、Zn和过氧化氢酶活性指标，而反映Pb污染用交换态Pb和脲酶活性指标是可行的。
　　通过盆栽试验研究了Cu、Zn污染对油菜幼苗的生长和土壤酶活性的影响。结果表明： Cu Zn污染对水稻土中土壤酶活性的影响表现不同，Cu对脲酶活性的抑制能力强于Zn，Cu对脲酶活性影响最为强烈，而Zn对过氧化氢酶活性酶活性影响最为强烈。Cu处理对油菜干物重的影响程度要明显高于Zn处理，Cu对油菜生长的毒害能力要高于Zn的毒害能力。Cu、Zn主要通过抑制根的生长和其物质积累达到对油菜幼苗生长的抑制。因子分析发现，根干重较其他生长指标对Cu、Zn敏感，可用于Cu、Zn污染的检测指标。

目录

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答辩

第一章 绪论

1 重金属污染土壤中重金属的形态分布

1.1 土壤中的重金属污染

1.2 重金属污染的危害

1.3 污染土壤中重金属形态分布特征

2 重金属污染对土壤酶活性的影响

2.1 土壤酶学研究进展

2.2 重金属污染对土壤酶活性的影响研究

3 土壤和植物中重金属的积累与分布

3.1 土壤中重金属的分布及有效性

3.2 植物体中重金属的形态分布

4 国内土壤重金属污染研究现状

5 本项目研究的目的和意义

第二章 砂姜黑土中重金属Cu、Cd、Zn形态分布与土壤酶活性研究

1 材料与方法

1.1 试验设计与分析方法

1.2 数据分析方法

2 结果分析与讨论

2.1 砂姜黑土中Cu、Cd、Zn 含量

2.2 砂姜黑土中Cu Cd Zn 的形态分布特征

2.3 砂姜黑土中土壤酶活性

2.4 土壤中Cu Cd Zn 各形态与土壤酶活性的关系

2.5 土壤中Cu Cd Zn 总量与土壤酶活性之间的关系

3 结论

第三章 安徽主要水稻土中重金属形态分布与土壤酶活性研究

1 材料与方法

1.1 供试土样

1.2 分析方法

1.3 数据分析

2 结果与分析

2.1 土壤中重金属含量水平

2.2 土壤中重金属形态分布特征

2.3 土壤酶活性

2.4 土壤中重金属形态与土壤酶活性的关系

3 讨论

3.1 土壤重金属形态分布特征及其相关因素的分析

3.2 土壤重金属污染与土壤酶活性关系的分析

4 结论

第四章 Cu Zn污染对油菜-水稻土系统的影响

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 实验设计

1.3 测定方法

1.4 数据分析

2 结果与分析

2.1 Cu、Zn污染对油菜植株生长的影响

2.2 Cu、Zn污染对油菜生物量的影响

2.3 Cu、Zn污染对土壤酶活性的影响

3 讨论

结论与展望

参考文献

致谢

附:本人在读研期间发表科研论文、论著及获奖情况一览表