[发明专利]一种利用土壤过氧化氢酶表征土壤重金属污染的方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤重金属污染的预警方法技术领域，尤其涉及一种利用土壤过氧化氢酶表征土壤重金属污染的方法。

背景技术

采矿、冶炼、加工、发电、废物泄漏和化石燃料的燃烧是水体和农田土壤重金属污染的主要原因，其与有机污染物不同，重金属在土壤和水体中通常是不可改变、不可降解和持久性存在的，因此严重威胁生态安全和人体健康。到目前为止，许多土壤微生物参数例如土壤微生物量C、土壤微生物量N、基础呼吸、微生物群落结构等都已经被用作指示土壤质量的一个指标。但表征上述指标的方法都需要相对昂贵的设备，且步骤也相对繁琐，此外对操作人员的技术能力要求也较高。因此，通过测定土壤酶活力的变化来表征重金属的污染是一种快速、简单、廉价的方法。近年来越来越多的研究开始采用酶活力来评价土壤质量和环境健康。

土壤酶参与各类氧化还原反应以及营养物质的循环，尤其是C、N和P的循环。已经报道的可参与C循环的淀粉酶、芳香基硫酸酯酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶和蔗糖酶；参与N循环的蛋白酶和脲酶；参与有机磷化合物转化的磷酸酶已经被用于指示特定的环境污染，但是由于不同来源的土壤样品其土壤酶活性对重金属离子的响应不完全相同，况且不同的研究结果也不尽相同。目前尚未发现一种可以简单、通用、广谱的可表征重金属离子污染程度的酶，这也限制了该技术的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术之不足，提供一种利用土壤过氧化氢酶表征土壤重金属污染的方法，其以过氧化氢酶活性的变化快速表征特定区域土壤的污染程度，为后续的土壤重金属污染防治提供技术支撑。

本发明提供的一种利用土壤过氧化氢酶表征土壤重金属污染的方法采用的主要技术方案为：其包括以下步骤：

a、土壤样品的采集；

b、土壤样品的预处理；

c、土壤过氧化氢酶活性的测定；

d、根据过氧化氢酶活性大小评价土壤重金属污染程度。

本发明提供的一种利用土壤过氧化氢酶表征土壤重金属污染的方法还采用如下附属技术方案：

步骤a中采集特定区域的土壤样品时，须去除地上部分的植被，采集1～20厘米处的表层土壤，且同一区域至少采集3个生物学重复样品。

步骤b中土壤样品的预处理方法，包括如下步骤：

1)取两个相同容量的具塞三角瓶，向一个具塞三角瓶中加入一定量的土壤样品，另一个具塞三角瓶不加土壤样品作为对照样，向两个具塞三角瓶加入相同量的甲苯并摇匀，置于3～5℃冰箱中25～35min；

2)取出具塞三角瓶，快速向两个具塞三角瓶中加入相同量的3％的H₂O₂水溶液，充分混匀后再置于3～5℃冰箱中1h；

3)再次取出具塞三角瓶，向两个具塞三角瓶中加入相同量的2M的硫酸溶液，混合均匀，分别过滤，得土壤样品滤液和对照样滤液待用。

步骤c中土壤过氧化氢酶活性的测定方法，包括以下步骤：

步骤一，量取相同体积的土壤样品滤液和对照样滤液分别加入两个三角瓶中，向两只三角瓶中分别依次加入相同体积的蒸馏水和相同体积的2M的硫酸溶液，混合均匀，待用；

步骤二，用0.02M的高锰酸钾溶液分别滴定步骤一配制的土壤样品液和对照样品液，滴定至溶液呈淡红色，且30s不褪色，即为反应终点；

步骤三，根据对照样品和土壤样品的滴定差，求出相当于分解的H₂O₂的量所消耗的高锰酸钾的量，高锰酸钾消耗量越大，过氧化氢酶活性越低。

所述根据土壤过氧化氢酶活性评价土壤重金属污染程度是指根据各位点采集土壤样品中过氧化氢酶的活性来判断该位点的土壤重金属污染状况，土壤样品中过氧化氢酶活性变化越显著，该位点的土壤中重金属污染越严重。

所述土壤过氧化氢酶的活性以每克土壤消耗的0.1M高锰酸钾溶液的体积数表示，所述高锰酸钾溶液体积以毫升计算。

步骤1)中所述甲苯的加入量为土壤质量的8.7％。

步骤2)中所述H₂O₂的加入量为土壤质量的15％。

步骤3)中所述硫酸的加入量为土壤质量的98％。

步骤一中所述滤液、蒸馏水和2M的硫酸溶液的体积比为1∶5∶5。