1土壤酶对污水、污泥污染的指示作用
工业污水、污泥由于其富含一些有价值的有机无机营养物,在处理后能够改善土壤肥力,常应用在农业领域进行农田的灌溉。研究发现污水污泥的应用可以促进土壤生物活性增加基底呼吸和微生物的生物量,从而引起酶活性也发生相应的变化。如 Kizilkaya 等研究发现灌溉污水污泥的土壤,脲 酶、磷酸单酯酶、芳基硫酸酯酶的活性增加;大麦田污水污泥对土壤 BAA-蛋白酶、脲酶、磷酸酶和 β-葡糖苷酶活性有促进作用。但也有研究表明,污 水污泥施用后,土壤酶活性降低。如 Filip 等发现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等发现污泥处理后根际和非根际土壤的土壤脱氢酶活性都明显降低。污水污泥对土壤酶活性的不同影响与其施用量和成分有密切关系,如有研究发现污水污泥中含有重金属会严重抑制土壤脱氢酶的活性;Kannan 和 Oblisami发现用纸浆污染的水灌溉土壤会使土壤转化酶和脱氢酶的活性升高;李慧等发现土壤脱氢酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性与土壤中石油烃含量呈显著正相关,而土壤脲酶活性与土壤中石油烃含量呈显著负相关;何艺等也发现含油污的水对土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶和脲酶均有一定程度的刺激作用。
2土壤酶对城市固体垃圾污染的指示作用
城市固体垃圾是人们在生产建设、日常生活和其他活动中产生的废弃物质,其中所含的有害物质会改变土壤结构和土质,影响土壤中微生物的活动,酶活性随之变化。已有的研究表明,城市固体垃圾会影响土壤 β-葡糖苷酶、脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶、过氧化氢酶、纤维素酶、蛋白酶等的活性。如 Garcia Gil 等发现城市固体垃圾堆肥增加了农田土壤脱 氢酶和过氧化氢酶的活性。李俊等发现随着垃圾填埋深度的加深,土壤脲酶和纤维素酶的活性有下降的趋势,而过氧化氢酶和蛋白酶的活性变化不大。Felipe 等发现城市固体垃圾会导致 β-葡糖苷酶、碱 性磷酸酶活性增加。Carmine 等发现城市固体垃圾堆肥能增加土壤脱氢酶和硝酸还原酶活性。Claire等发现土壤中过氧化物酶的活性在城市固体垃圾堆肥污染后增加,但对酰胺酶和脲酶的影响不大。
3土壤酶对重金属污染的指示作用
众所周知,重金属在生态系统中具有长期的毒性作用且对土壤酶催化过程有着负面的影响。它们通过抑制其催化反应活跃的基团、改变蛋白质的构象或与其他金属共同参与破坏酶复合物的形成从而破坏土壤酶的活性。Marzadori及 Aoyama 和 Naguno指出, 土壤脲酶、酸性磷酸酶、脱氢酶都对土壤重金属污染 比较敏感,是指示土壤重金属污染的指标。土壤脱氢 酶活性更易受到土壤 Pb 和 Cd 积累的影响,较适合 用于反映土壤中 Pb 和 Cd 污染程度。Pankhurst发现芳基硫酸酯酶可被用作土壤重金属污染的敏感 指标。还有研究发现 L-谷氨酰胺酶、纤维素酶和 β-葡糖苷酶活性受 Hg、Ag、Cr 和 Cd 等金属元素抑制。杨志新等发现中壤质潮褐土中随Cd、Zn复合浓度的增加,过氧化氢酶活性显著降低。龙建等发现矿区红壤受 Cu、Zn、Pb、Cd 混合污染后,土 壤多酚氧化酶活性降低。罗红等对 Ni、Cu、Cd 复合污染的深层红壤进行研究,发现 Ni 浓度增加抑制 土壤转化酶的活性,随 Cu 浓度的增加蛋白酶活性显著降低,Cd 对蛋白酶活性具有明显抑制作用。Frankenberger 和 Tabatabai发现重金属如 Hg、Ag、Cr、Cd 对 L-天冬酰胺酶和硫酯酶均有抑制作用;Bardgett 等也发现这 4 种重金属可抑制酸性磷酸酶和脲酶活性;Al-khafaji 和 Tabatabai也发现 其对芳基硫酸酯酶有抑制作用。Fu?sun 和 Esin发现芳基硫酸酯酶、碱性磷酸酶和脲酶的活性与 Pb、Cr、Mn 总含量呈显著负相关。
但也有研究表明,土壤酶活性在重金属污染土壤的修复中有一定的积极作用。如在 Cd、Zn、Pb 复合污染的中壤质潮褐土中过氧化氢酶活性随着 Pb 浓度增加而增加;Gao 等发现 Cd、Cu、Ni 对磷酸酶活性均表现出一定的激活效应;Mikanova发现蛋白酶和脲酶活性受重金属的抑制较弱。在红壤中重金属 Cu、Zn、Pb、Cd 污染对土壤转化酶影响不大