一氯苯對土壤酶活性影響的研究.pdf

1、農(nóng)藥因其廣譜、高效、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，在提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量方面發(fā)揮了重要作用。但由于農(nóng)藥，特別是有機(jī)氯等類農(nóng)藥的大量施用，隨之帶來了許多土壤、水體等的環(huán)境問題，如農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)降低，土壤農(nóng)藥殘留超標(biāo)，土壤肥力水平降低等，最終對人畜的健康造成威脅。 土壤酶作為土壤中重要的組成部分，參與包括土壤中發(fā)生的所有生物化學(xué)反應(yīng)，在自然界營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、能量代謝、污染物監(jiān)測與治理等方面發(fā)揮著十分重要的作用。農(nóng)藥通過各種途徑進(jìn)入土壤后，與土壤酶發(fā)生作用，

2、因此以土壤酶作為目標(biāo)物，開展農(nóng)藥生態(tài)毒理的研究，在理論上可揭示土壤酶與農(nóng)藥的作用機(jī)理，在實(shí)踐上可為農(nóng)藥的清除、治理與監(jiān)測提供理論依據(jù)?？梢姶朔矫娴难芯烤哂惺种匾睦碚摵蛯?shí)踐意義。但近十年來各國學(xué)者此方面的文獻(xiàn)報(bào)道多局限于土壤酶活性的研究，且結(jié)論不盡一致，同時(shí)鮮見土壤酶動(dòng)力學(xué)及其作用機(jī)理的研究報(bào)道。 本論文選取農(nóng)藥一氯苯為材料，以催化土壤中碳、氮、磷循環(huán)的三種水解酶(脲酶、轉(zhuǎn)化酶和堿性磷酸酶)為對象，較為系統(tǒng)地研究了有機(jī)氯類農(nóng)藥

3、對土壤酶活性的影響及其因素，并采用動(dòng)力學(xué)手段對二者的作用機(jī)理進(jìn)行了探討。結(jié)果表明: 1.乙醇可顯著激活土壤脲酶活性，其濃度與酶活性之間達(dá)到顯著正相關(guān)關(guān)系。乙醇作用時(shí)間與土壤脲酶活性間關(guān)系可用拋物線模型可較好表征。動(dòng)力學(xué)特征表明乙醇的加入導(dǎo)致土壤脲酶與底物(尿素)的親和力增加，從本質(zhì)上加速了脲酶-尿素復(fù)合物的解離，增強(qiáng)了酶促反應(yīng)的速度，使酶促反應(yīng)更易進(jìn)行；對轉(zhuǎn)化酶乙醇可明顯抑制其活性，從動(dòng)力學(xué)特征獲知該抑制為完全抑制作用，包括競爭

4、性和非競爭性。乙醇作用時(shí)間可明顯降低土壤轉(zhuǎn)化酶的活性，但規(guī)律性不強(qiáng)。 2.土壤脲酶、轉(zhuǎn)化酶、堿性磷酸酶活性在一定程度上可以用于表征不同類型土壤的肥力水平。 3.一氯苯可顯著抑制土壤轉(zhuǎn)化酶和堿性磷酸酶的活性，而激活了土壤脲酶的活性，反映出土壤轉(zhuǎn)化酶和堿性磷酸酶可在一定程度上表征土壤受一氯苯類物質(zhì)的污染程度；同時(shí)我們得到了能夠反映土壤輕微污染程度的生態(tài)劑量ED10值，(土婁)土和紅壤分別為5.3％和3.2％。 4.一

5、氯苯的加入導(dǎo)致土壤轉(zhuǎn)化酶和堿性磷酸酶促反應(yīng)的米氏常數(shù)Km增大，最大反應(yīng)速度Vmax值減小，揭示出其間的作用機(jī)理為非競爭性抑制；高肥力的土壤由于其有機(jī)質(zhì)和粘粒含量都比較高，因而對土壤酶的保護(hù)作用和對農(nóng)藥的緩沖作用較強(qiáng)，對一氯苯的反應(yīng)較遲鈍。 5.一氯苯增大了填土脲酶的Km和Vmax值，而對紅壤的Km影響不明顯，Vmax呈現(xiàn)波動(dòng)式變化，可見填土和紅壤的脲酶變化規(guī)律有所差異。 6.pH作為影響土壤酶促反應(yīng)的主要因素之一，其對土

6、壤酶與外源污染物的關(guān)系有重要影響。在供試pH范圍(5.3～8.68)內(nèi)，土壤脲酶酶促反應(yīng)的最適pH為pH6.7，pH降低或升高，都不利于酶促反應(yīng)的進(jìn)行。動(dòng)力學(xué)參數(shù)表明隨pH的增大，農(nóng)藥引起脲酶與底物間的親和力的降幅越大。脲酶的Vmax和Vmax/Km的值隨pH由大到小的順序?yàn)閜H6.7＞pH5.3＞pH8.68。 7.不同pH條件下，土壤轉(zhuǎn)化酶活性的順序?yàn)閜H5.5＞pH7.0＞pH8.5；一氯苯的加入顯著抑制了土壤轉(zhuǎn)化酶活性；