二氧化钛纳米颗粒对湖滨沼泽土壤氮矿化的影响

作者：范峰华; 郑荣波; 郭雪莲^*; 方昕; 付倩; 刘爽

来源：环境科学学报, 2020, 40(06): 2220-2228.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2020.0024

• 二氧化钛
• 沼泽
• 氮矿化
• 酶活性

二氧化钛纳米颗粒(TiO2NPs)的广泛应用使其环境释放量不断增加,从而影响到土壤氮的转化过程.然而,目前关于TiO2NPs对湖滨沼泽土壤氮矿化的影响机制尚不明确.因此,本研究以典型沼泽土壤为研究对象,通过室内培养实验研究不同剂量TiO2NPs处理(0 mg·kg-1(CK)、10 mg·kg-1(A10)、100 mg·kg-1(A100)、250 mg·kg-1(A250)、1000 mg·kg-1(A1000))对土壤理化性质、酶活性和氮矿化过程的影响,探讨TiO2NPs输入对土壤氮矿化过程影响的内在机制.结果表明:①不同剂量TiO2NPs处理显著降低了土壤pH和总有机碳(TOC)含量(p<0.05),A100、A250和A1000处理显著降低了硝态氮(NO-3-N)含量(p<0.05).②A250和A1000处理显著抑制了过氧化氢酶活性(p<0.05);培养7 d,不同剂量TiO2NPs处理均显著促进了脲酶活性(p<0.05),抑制了脱氢酶活性(p<0.05);随着培养时间延长,TiO2NPs处理对脲酶和脱氢酶活性的抑制作用逐渐减弱,表明TiO2NPs的负面作用会随时间减弱.③不同剂量TiO2NPs处理对氨化速率没有显著影响(p>0.05),A250、A1000处理对硝化和矿化速率有显著抑制作用(p<0.01).④土壤氮矿化速率与土壤pH、总磷(TP)、NO-3-N含量呈显著正相关,与脲酶、过氧化氢酶活性呈显著负相关.TiO2NPs主要通过改变沼泽土壤NO-3-N含量影响氮矿化过程.本研究可为湖滨湿地保护和TiO2NPs环境风险评估提供理论依据.

• 单位
  西南林业大学; 国家高原湿地研究中心