李強(qiáng)，胡清菁,，張超蘭，靳振江，曹建華

1. 國土資源部廣西巖溶動力學(xué)重點實驗室，中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所，廣西 桂林 541004；2. 廣西大學(xué)環(huán)境學(xué)院，廣西 南寧 530004；3. 桂林理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣西 桂林 541004

基于土壤酶總體活性評價鉛鋅尾礦砂坍塌區(qū)土壤重金屬污染

李強(qiáng)1，胡清菁1,2，張超蘭2，靳振江3，曹建華1

1. 國土資源部廣西巖溶動力學(xué)重點實驗室，中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所，廣西 桂林 541004；2. 廣西大學(xué)環(huán)境學(xué)院，廣西 南寧 530004；3. 桂林理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣西 桂林 541004

為探討利用土壤酶總體活性表征鉛鋅尾礦砂造成的土壤重金屬污染程度，本文對陽朔思的村水稻田、柑橘園和玉米地土壤中鉛、鋅、銅、鎘的有效態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及參與土壤碳、氮、磷循環(huán)的纖維素酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶和酸性磷酸酶活性進(jìn)行了測定。結(jié)果表明：供試土壤中鎘、鉛、鋅的有效態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(分別為2.39～4.42、173.71～221.66、140.11～244.10 mg·kg-1)均高于其全量在GB15618-1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)，分別是Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)值的9.56～14.73、2.18～2.77、0.77～1.22倍，并且土壤中有效態(tài)鎘帶來的潛在生態(tài)風(fēng)險最高。為進(jìn)一步評價鉛鋅尾礦砂給不同土地利用類型土壤帶來的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險，在對土壤重金屬有效態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行歸一化處理后，發(fā)現(xiàn)土壤重金屬污染程度從高到低依次為水稻田、柑橘園、玉米地。由于土壤中的重金屬復(fù)合污染物鉛、鋅、銅、鎘對土壤酶活性的影響既有抑制作用，又有激活作用，因此不同土地利用類型下的單一土壤酶活性狀態(tài)與土壤所遭受的重金屬污染程度呈現(xiàn)出不一致的變化規(guī)律。而以土壤總體酶活性指數(shù)對各樣本進(jìn)行分類，發(fā)現(xiàn)水稻田、柑橘園、玉米地的土壤總體酶活性指數(shù)分別為4.345、5.153、5.502，其結(jié)果與以重金屬有效態(tài)歸一化處理之后獲得的綜合污染指數(shù)劃分結(jié)果呈反比，從而說明利用土壤總體酶活性指數(shù)來表征不同土地利用類型下的土壤重金屬綜合污染狀況是切實有效的。

鉛鋅尾礦砂；歸一化的重金屬有效態(tài)；土地利用方式；總體酶活性指數(shù)

尾砂壩坍塌是一種較常見的事故，但由于尾礦砂的大量遷移和擴(kuò)散，因而其對下游造成的生態(tài)環(huán)境問題逐漸成為人們關(guān)注的焦點（Li等，2005；周振民和李香園，2012）。翟麗梅等（2008）研究了廣西環(huán)江鉛鋅礦尾砂壩坍區(qū)農(nóng)田土壤不同層位的重金屬分布特征，李強(qiáng)等（2014a，b）在研究陽朔思的村土壤中的重金屬鉛、鋅、銅全量與土壤性質(zhì)之間的關(guān)系時，發(fā)現(xiàn)鉛鋅尾礦砂壩坍塌造成該區(qū)重金屬面源污染時空分異顯著，并對土壤酶產(chǎn)生不同的作用效果，然而以上研究均未利用土壤酶評價鉛鋅尾礦砂在不同土地利用類型下產(chǎn)生的環(huán)境風(fēng)險。

土壤酶是土壤的組成成分之一，由土壤微生物生命活動和植物根系產(chǎn)生，不但在土壤物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化過程中起主要的催化作用，而且通過它對進(jìn)入土壤的多種無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生的生命化學(xué)轉(zhuǎn)化，進(jìn)而保持土壤生物化學(xué)的相對穩(wěn)衡狀態(tài)（Salam等，1998；Badiane等，2001；周禮愷，1987），因此土壤酶活性成為土壤肥力以及自凈能力的重要評價指標(biāo)。土壤作為一個復(fù)雜的多相體系，土壤重金屬離子對土壤酶活性產(chǎn)生抑制或激活作用不同，盡管單一酶活性可提供一些重要信息，但也僅能反映其中部分信息，無法涵蓋全部或整體酶活性信息。因此，本文在獲取陽朔思的村不同土地利用類型農(nóng)田土壤鉛（Pb）、鋅（Zn）、銅（Cu）、鎘（Cd）有效態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用土壤總體酶活性指數(shù)評價鉛鋅尾礦砂對不同類型農(nóng)田造成的污染差異，以期為土壤污染控制和污染土地修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

思的村位于廣西陽朔縣東北峰林平原上（E 110°33′，N 24°58′），平均海拔150 m，年平均溫度28.5 ℃，年均降雨量1000～2000 mm。坐落于思的村東北方向的老廠鉛鋅礦自20世紀(jì)50年代進(jìn)行開采，并于1958年在采礦坑口建立小型浮選廠進(jìn)行選礦生產(chǎn)（覃朝科等，2005）。20世紀(jì)70年代的一次強(qiáng)降雨導(dǎo)致尾礦砂壩坍塌，尾礦砂沿河谷瀉入思的村，造成大面積農(nóng)田污染，隨后當(dāng)?shù)剞r(nóng)民陸續(xù)將淤積的尾礦砂深翻、平整，種植水稻、玉米、柑橘等作物。

2 樣品采集與分析

2.1 土壤樣品的采集

本研究將受到污染的農(nóng)田劃分為33個1 m×1 m樣方，樣品采自0～20 cm的表層土，每個樣方隨機(jī)采集3個相鄰的等量樣本，田間均勻混合為1個土樣，其中玉米地12個，水稻田12個，柑橘園9個。

2.2 樣品分析

土樣帶回實驗室，一部分經(jīng)風(fēng)干、混勻后，過100目篩，供土壤重金屬有效態(tài)和pH分析，一部分土樣放入-4 ℃冰箱中保存用于土壤酶分析。

土壤pH值的測定采用無CO2蒸餾水作為浸提劑，按照土水1∶0.5的比例混勻后用METTLER TOLEDO S220 pH計測定（畢桂英和馬新民，1998）。

土壤重金屬有效態(tài)采用DTPA浸提-火焰原子吸收光譜法測定（國家環(huán)境保護(hù)局和國家技術(shù)監(jiān)督局，1997a，b；國家環(huán)境保護(hù)總局，2004）。

土壤酶活性的測定參考關(guān)松蔭（1986）的方法，其中蔗糖酶采用3,5?二硝基水楊酸比色法，活性用24 h后每克干土中葡萄糖的毫克數(shù)表示；纖維素酶采用3,5-二硝基水楊酸比色法，活性用72 h后每克干土中葡萄糖的毫克數(shù)表示；脲酶采用苯酚?次氯酸鈉比色法，活性用24 h后每克干土中銨態(tài)氮的毫克數(shù)表示；土壤蛋白酶活性采用茚三酮比色法測定，活性以培養(yǎng)24 h后每克干土中氨基酸的毫克數(shù)表示；酸性磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法，活性用2 h后每克干土中苯酚的毫克數(shù)表示。

2.3 數(shù)據(jù)處理與分析

為消除重金屬有效態(tài)含量在樣本之間的差異，用多屬性決策法對4種重金屬有效態(tài)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別進(jìn)行歸一化處理（靳振江等，2013）。具體方法是：首先將所有樣本的3個重復(fù)值分別進(jìn)行歸一化，得到單個樣本歸一化值，計算公式為：

為全面揭示不同土地利用方式下土壤酶活性的變化規(guī)律，本文在所測定土壤酶活性的基礎(chǔ)上，采用加權(quán)和法計算土壤酶活性指數(shù)Et（Total enzyme activity index）（Li等，2014）。整個供試土樣酶活性的平均值為參比，分別計算各土樣酶活性的相對值，然后累加即為各土樣的酶活性指標(biāo)：

其中，Xi為供試樣品第i種酶活性實測值，X為同種酶活性平均值。

采用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件對重金屬有效態(tài)與土壤酶活性進(jìn)行相關(guān)分析，相關(guān)檢驗為spearman相關(guān)。

3 結(jié)果與討論

3.1 土地利用類型對重金屬有效態(tài)的影響

重金屬在土壤中的形態(tài)分為水溶態(tài)、離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、殘留態(tài)等，其中水溶態(tài)、離子交換態(tài)統(tǒng)稱為有效態(tài)（雷鳴等，2005）。土壤中有效態(tài)的重金屬元素易于轉(zhuǎn)化和遷移，最容易被農(nóng)作物吸收利用而進(jìn)入食物鏈，從而其帶來的生物有效性及環(huán)境風(fēng)險程度最高（滕曼和付強(qiáng)，2009）。任麗敏等（2013）曾利用湖底沉積物中的重金屬有效態(tài)評價其帶來的生態(tài)風(fēng)險。季輝等（2013）對高速公路沿線農(nóng)田土壤重金屬總量和有效態(tài)含量的空間分布特征開展了初步研究，然而由于重金屬有效態(tài)的測定沒有統(tǒng)一的國標(biāo)方法，加之尾礦砂分布不均、土地利用存在差異，造成土壤中有效重金屬含量存在較大差異（李強(qiáng)等，2014），因而僅用有統(tǒng)一國標(biāo)方法的重金屬全量來評價土壤質(zhì)量不能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供全面的參考。由于土壤中重金屬有效態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與土壤類型、pH、土壤質(zhì)地和土地利用類型密切相關(guān)，因此為消除因鉛鋅尾礦砂在土壤分布不均而造成的樣本差異，本文利用重金屬有效態(tài)的歸一化結(jié)果來探討其在不同土地利用類型中的變化規(guī)律。

根據(jù)國家環(huán)境保護(hù)總局GB15618-1995（1995）土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，旱地和水稻田土壤屬于Ⅱ類土壤，應(yīng)該執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)。通過表1和表2可以看出，有效態(tài)Pb的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高值為221.66 mg·kg-1，是土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值的2.77倍，有效態(tài)Pb的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由高到低依次為水稻田＞玉米地＞柑橘園；土壤重金屬有效態(tài)Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大值高達(dá)244.10 mg·kg-1，是土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值的1.22倍，有效態(tài)Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由高到低依次為水稻田＞柑橘園＞玉米地；土壤重金屬有效態(tài)Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大值高達(dá)27.19 mg·kg-1，是土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值的0.54倍，有效態(tài)Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由高到低依次為玉米地＞水稻田＞柑橘園；土壤重金屬有效態(tài)Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大值高達(dá)4.42 mg·kg-1，是土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值的14.73倍，有效態(tài)Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由高到低依次為水稻田＞柑橘園＞玉米地。重金屬有效量嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品中重金屬的積累，并通過食物鏈嚴(yán)重危害人體健康，因此根據(jù)土壤中Pb、Zn、Cu、Cd有效態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以看出鉛鋅尾礦砂對農(nóng)田土壤造成嚴(yán)重的生態(tài)危害。此外，由于Cd2+半徑（0.97?）和Ca2+半徑（0.99?）相近，Cd2+易替換碳酸鹽礦物中的Ca2+、Mg2+（Wu等，2011），導(dǎo)致Cd具有較強(qiáng)的地球化學(xué)活性和潛在生態(tài)風(fēng)險，因而Cd在該區(qū)造成的環(huán)境風(fēng)險最高。

表1 土壤重金屬有效態(tài)及其歸一化結(jié)果Table 1 The contents for soil available heavy metals of Pb、Zn、Cu、Cd and their normalized results

表2 土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Secondary standard of soil environmental quality

土壤pH值是直接影響土壤中重金屬元素存在形態(tài)、有效性及遷移轉(zhuǎn)化情況的重要因子（Elzahabi和Yong，2001）。通過表1可以看出，土壤pH均值由高到低依次為水稻田＞柑橘園＞玉米地，并與歸一化的鉛鋅銅鎘結(jié)果在上述3種土地利用類型中的變化規(guī)律一致。土壤中的鉛鋅尾礦砂具有一定的酸化潛力，其酸化物質(zhì)源于廢棄物中硫化物（主要是黃鐵礦）暴露于空氣中，硫化物被水和氧氣在細(xì)菌的催化下氧化，產(chǎn)生大量的酸（Ehrlich，1996），造成pH值通常低于2.3。然而，由于思的村坐落在峰林平原上，土壤富含碳酸鹽巖。碳酸鹽巖除了對酸具有緩沖作用能力，提高土壤pH值外，還能在一定程度上抑制尾礦砂釋放重金屬的速率。水稻田土壤在淹水狀態(tài)下，由于氧的供給被切斷，土壤中原有的氧氣因微生物呼吸而很快被消耗殆盡，至使土壤從氧化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原狀態(tài)，土壤的氧化還原電位（Eh）值下降，pH升高，造成土壤中高價位的Cu2+，Zn3+，Pb4+等離子作為電子受體而被還原為低價位的Cu+，Zn2+，Pb2+等物質(zhì)（Samanta和Jena，2012)，因而在3種土地利用類型中，水稻田的pH最高，受重金屬污染程度最高?？紤]到柑橘園和玉米地均屬旱地類型，盡管其pH存在一定的差異，但對其重金屬有效態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)歸一化處理后發(fā)現(xiàn)這2種土地利用類型所遭受的重金屬污染程度相差不大。研究結(jié)果表明：耕作過程中的水分管理可改變土壤微環(huán)境（Ehrlich，1996），土壤pH值產(chǎn)生一定的差異，進(jìn)而改變重金屬由難溶態(tài)向有效態(tài)轉(zhuǎn)化的速率，并在不同土地利用類型的土壤產(chǎn)生相應(yīng)的化學(xué)活性和生態(tài)環(huán)境風(fēng)險。

3.2 重金屬有效態(tài)與土壤酶活性關(guān)系

土壤酶參與了土壤中發(fā)生的所有生化反應(yīng)，推動了營養(yǎng)物質(zhì)碳、氮、磷和其他元素循環(huán)轉(zhuǎn)化、能量代謝和污染物質(zhì)凈化等，并成為土壤生態(tài)系統(tǒng)的核心（Angle等，2003；Caldwell，2005；Tabatabai等，2002）。纖維素酶和蔗糖酶是參與土壤有機(jī)碳循環(huán)的酶，其活性反映了土壤有機(jī)碳累積與分解轉(zhuǎn)化的規(guī)律。脲酶和蛋白酶活性的提高有利于土壤有機(jī)態(tài)氮向有效氮的轉(zhuǎn)化，提高土壤氮素供應(yīng)水平。磷酸酶是土壤有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷的作用酶類，可提高土壤中有效磷的含量。由于重金屬參與土壤中生物化學(xué)反應(yīng)，因而對土壤酶有一定的激活或抑制效應(yīng)。重金屬對酶的作用，主要表現(xiàn)重金屬與構(gòu)成酶的蛋白質(zhì)分子的作用，分為3種類型：（1）重金屬離子以酶的輔基形式參與反應(yīng)，促進(jìn)酶活性部位與底物進(jìn)行配位結(jié)合，提高酶的活性；（2）重金屬離子占據(jù)酶的活性中心，與土壤酶分子的巰基、胺基和羧基等基團(tuán)結(jié)合，破壞酶的結(jié)構(gòu)，阻礙酶參與化學(xué)反應(yīng)，抑制酶的活性；（3）重金屬與土壤酶不存在專一性對應(yīng)關(guān)系，酶活性不發(fā)生改變（聶靜茹等，2013）。土壤中的Pb、Zn、Cu、Cd有效態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與土壤酶活性的相關(guān)分析結(jié)果表明：酸性磷酸酶活性與復(fù)合污染物中的Cd、Zn之間均呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；蔗糖酶活性與復(fù)合污染物中的Pb呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；蛋白酶與復(fù)合污染物中的Zn呈顯著的正相關(guān)關(guān)系（表3），因而復(fù)合污染物中的Pb、Zn、Cu、Cd對土壤酶活性的影響既有抑制作用，又有激活作用。由于不同種類的酶活性在土壤中參與的生化反應(yīng)作用不同，造成土壤酶活性與重金屬污染物之間的相關(guān)性存在著一定的差異，該研究結(jié)果與楊志新等（2001）通過模擬實驗獲取的Cd、Zn、Pb復(fù)合污染對土壤酶活性的影響情況相一致。

表3 土壤因子之間的相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficients for soil factors in Sidi village

3.3 土地利用類型對土壤酶活性的影響

國內(nèi)外眾多學(xué)者曾采用土壤酶活性評價土壤重金屬污染。譬如：前蘇聯(lián)學(xué)者提出蔗糖酶活性可作為土壤重金屬污染的評價指標(biāo)（Grigoryan和Galstyan，1979）；磷酸酶活性可用作褐色森林生草土壤重金屬污染的評價指標(biāo)（Grigoryan和Galstyan，1986）；脲酶和轉(zhuǎn)化酶活性可作為土壤重金屬污染的預(yù)測指標(biāo)（Alkorta等，2003）。然而由于土壤中可測定的酶種類約有60種（Nannipieri等，1992），單一酶活性盡管可提供一些重要信息，但也僅能反映其中部分信息，而無法涵蓋全部或整體酶活性信息。為此，一些學(xué)者采用主成分、聚類等分析來尋找這么一個總體酶活性指標(biāo)，獲得了土壤酶信息系統(tǒng)，效果較好，但計算繁雜抽象，難以廣泛應(yīng)用（李博文等，2006），因而在對土壤酶研究的基礎(chǔ)上，我們利用土壤總體酶活性指標(biāo)Et來表征不同土地利用類型所遭受的重金屬污染情況（Li等，2014）。

參與土壤有機(jī)碳循環(huán)的纖維素酶和蔗糖酶的活性指數(shù)在遭受重金屬污染程度最高的水稻田最低，這是因為在重金屬復(fù)合污染物的抑制作用下，纖維素酶和蔗糖酶的活性降低，水稻田中的碳循環(huán)過程嚴(yán)重受阻，在表觀上產(chǎn)生水稻田促進(jìn)土壤有機(jī)碳積累的假象（水稻田、柑橘園、玉米地有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為18.14、14.43和13.72 g·kg-1）（胡清菁等，2014）；參與磷循環(huán)的酸性磷酸酶活性指數(shù)在土壤重金屬復(fù)合污染物的抑制作用下表現(xiàn)出水稻田最低、玉米地最高的現(xiàn)象；參與土壤氮循環(huán)的脲酶和蛋白酶的活性指數(shù)在3種土地利用類型中表現(xiàn)出截然相反的變化趨勢（表4）。通過表4可以看出利用單一酶的活性指數(shù)難以表征不同類型土壤所遭受的鉛鋅尾礦砂污染狀況。而通過計算土壤總體酶活性指數(shù)，可以看出在3種土地利用類型中，總體酶活性指數(shù)表現(xiàn)為：玉米地＞柑橘園＞水稻田，并且與其遭受的重金屬污染程度呈反比（圖1）。由于柑橘園和玉米地中的土壤重金屬有效態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)歸一化結(jié)果相差不大，因而其土壤總體酶活性指數(shù)也呈現(xiàn)出差別性不大的結(jié)果。水稻田中總體酶活性指數(shù)最低是因為重金屬污染較為嚴(yán)重，酶活性受高濃度重金屬污染抑制有關(guān)。因此，利用參與土壤碳、氮、磷循環(huán)的蔗糖酶、纖維素酶、脲酶、蛋白酶與酸性磷酸酶構(gòu)成一個綜合的評價體系，可以定量評價鉛鋅尾礦砂對不同土地利用類型土壤產(chǎn)生的污染差異。

圖1 歸一化的土壤重金屬有效態(tài)與土壤酶總體活性指數(shù)的關(guān)系Fig. 1 The relationship between normalized soil available heavy metals and total enzyme activity index

表4 不同土地利用類型下總體酶活性指數(shù)Table 4 The total enzyme activity index in different land use types

4 結(jié)論

（1）鉛鋅尾礦砂向環(huán)境釋放重金屬是一個持續(xù)而緩慢的動態(tài)過程，因此根據(jù)其重金屬有效態(tài)結(jié)果，認(rèn)為陽朔思的村土壤受到不同程度的Cu、Cd、Zn、Pb污染，其中Cd帶來的環(huán)境風(fēng)險最為嚴(yán)重。因此應(yīng)加強(qiáng)鉛鋅尾礦砂污染區(qū)重金屬釋放遷移狀況的監(jiān)測，降低其生態(tài)危害。

（2）不同種類的土壤酶所參與的生化反應(yīng)作用不同，受復(fù)合污染物中Pb、Zn、Cu、Cd既有抑制作用，又有激活作用的影響，該區(qū)土壤酶活性與重金屬污染物之間的相關(guān)性存在著一定的差異。

（3）土壤總體酶活性指數(shù)能較好地反映不同土地利用類型下土壤遭受的鉛鋅尾礦砂污染狀況，從而證明將土壤總體酶活性指數(shù)作為判別礦區(qū)重金屬復(fù)合污染程度的主要生化指標(biāo)是切實可行的。

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Assessment on Heavy Metals in the Pb-Zn Mine Tailing Dam Collapse Area Based on Total Enzyme Activity Index

LI Qiang1, HU Qiangjing1,2, ZHANG Chaolan2, JIN Zhenjiang3, CAO Jianhua1

1. Key Laboratory of Karst Dynamics, MLR & Guangxi, Institute of Karst Geology, CAGS, Guilin 541004, China; 2. School of Environment, Guangxi University, Nanning 530004, China; 3. Environmental Science and Engineering College, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China

To understand the influence from the compound pollution of Pb, Zn, Cu and Cd on soil enzyme activities (soil invertase, cellulose, urease, protease and acid phosphatase) in the Pb-Zn tailing dam collapse area, soil samples from different land-use types (paddy field, orange field and corn field) were collected in Sidi village, Guangxi Zhuang Autonomous Region, SW China. Based on the analysis of soil available heavy metals of Pb, Zn, Cu, Cd, the results show that in the top soil, the contents from soil available heavy metals of Cd, Pb and Zn are 2.39～4.42 mg·kg-1, 173.71～221.66 mg·kg-1and 140.11～244.10 mg·kg-1, which are 9.56～14.73, 2.18～2.77 and 0.77～1.22 times higher than those stipulated in the State Environmental Quality Standard for Soils (GB 15618-1995), respectively. Moreover, the above extraction experimental results prove the fact that Cd is the main ecology factor in this area. According to the normalized overall soil available heavy metals, the potential environmental risk caused by the compound pollution of Pb, Zn, Cu and Cd on soil indicated that the potential ecology risk of surface soil from Pb-Zn tailing sand was paddy field ＞orange field ＞corn field. Due to the complex relationship between the compound pollution of Pb, Zn, Cu, Cd and the soil enzyme activities, signal enzyme activity index can not reflect the pollution condition. When the total enzyme activity index is calculated, it is found the total enzyme activity indices in corn field, orange field and paddy field are 4.345, 5.153 and 5.502, respectively and there is a negative sequence between the total enzyme activity indices and the heavy metal combined pollution indices in the tested soils. Therefore, the research proves that the simple total enzyme activity index can be as a biochemical indicator in the heavy metal pollution soil.

land-use type; normalized soil available heavy metals; Pb-Zn mine tailing sand; total enzyme activity index

X53；S718

A

1674-5906（2014）11-1839-06

李強(qiáng)，胡清菁，張超蘭，靳振江，曹建華. 基于土壤酶總體活性評價鉛鋅尾礦砂坍塌區(qū)土壤重金屬污染[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報, 2014, 23(11): 1839-1844.

LI Qiang, HU Qiangjing, ZHANG Chaolan, JIN Zhenjiang, CAO Jianhua. Assessment on Heavy Metals in the Pb-Zn Mine Tailing Dam Collapse Area Based on Total Enzyme Activity Index [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(11): 1839-1844.

國家自然科學(xué)基金項目（41003038；41361054）；廣西自然科學(xué)基金項目（2014GXNSFCA118012；桂科合14123001-13；2011GXNSFD018002；2011GXNSFA018006；2010GXNSFB013004）；桂林科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計劃（20140122-1）；國土資源部公益性行業(yè)科研專項項目（201211086-05）

李強(qiáng)(1978年生)，男，副研究員，博士，主要從事巖溶生物地球化學(xué)研究。E-mail:glqiangli@163.com

2014-09-18