酶作为土壤的组成部分，其活性的大小可较灵敏地反映土壤中生化反应的方向和强度。到本世纪70 年代，国内外学者将土壤酶应用到土壤重金属污染的研究领域中，在许多方面取得了显著的进展。下面就此作一简单综述，以期对环境保护研究有所帮助。

1 土壤酶与重金属的关系

    重金属对酶的作用机理分为3 种类型：

   （1）酶作为蛋白质，需要一定量的重金属离子作为辅基，此时重金属的加入能促进酶活性中心与底物间的配位结合，使酶分子及其活性中心保持一定的专性结构，改变酶催化反应的平衡性质和酶蛋白的表面电荷，从而可增强酶活性,即有激活作用； 

   （2）重金属占据了酶的活性中心，或与酶分子的巯基、胺基和羧基的结合，导致酶活性降低，即有抑制作用；

   （3）重金属与土壤酶没有专一性对应关系，酶活性没有受到影响。

    Kumar 等[1~2]将质量分数为50 mg/kg 或25mmol/g 的不同金属离子添加到土壤中，脲酶活性均受到抑制， 作用的顺序为： Ag+³Hg2+>Au3+>Cu2+>Cu+>Co2+>Pb2+、As3+、Pb+、Cr3+、Ni2+>其它离子；史长青[3]的研究表明，稻土土壤脲酶活性与Cd、Cu、Zn 呈显著负相关，过氧化氢酶与Pb 呈显著负相关；认为脲酶、过氧化氢酶可作为土壤污染指标。胡荣桂（1990）的试验发现，向红壤中投入Cd、Pb，当Cd 质量分数为30 mg/kg，Pb 为750 mg/kg时对脲酶有显著抑制作用，而低浓度Cd 和Pb 则有激活作用。许炼峰等[4]在蔬菜盆栽土壤上模拟Cd（0~1.0 mg/kg)、Pb（0~10 mg/kg）污水灌溉，发现蔗糖酶比脲酶对重金属更敏感。Lebedeva[5]发现质量分数为20 mg/kg 的Cd 不会引起脲酶活性明显降低，而100～150 mg/kg 的Zn 和80～100 mg/kg 的Pb 则使脲酶活性显著降低。沈桂琴等[6]的研究显示Hg、Cd、Pb 对土壤脲酶、转化酶、碱性磷酸酶和蛋白酶活性有明显的抑制作用，而Cr 具有激活作用，脲酶的反应最敏感；他们提出重金属的临界质量分数，Hg 为1.5 mg/kg、Cd 为3.0 mg/kg、Pb 为500 mg/kg；同时发现“抗性酶活性”现象，认为当重金属在土壤中达到一定质量分数时，大部分微生物死亡，而一小部分微生物在有毒物质污染下能生存下来，自行繁殖，从而产生抗性酶活性，表观上酶活性值降低后又增大，有时还会出现多个抗性峰。吴家燕[7~8]对水稻根系酶活性的研究也发现类似现象。Todorov 等[9]认为Pb 对蛋白酶活性没有影响，而明显激活脲酶活性，抑制淀粉酶。Chandes 等[10]发现铜与脱氢酶活性之间关系不密切，认为脱氢酶不能表征土壤铜污染的程度。Rogers 等发现Pb、Cu、Ni、Cd 和Zn 复合污染均会降低脱氢酶的活性；Deng 等[11]指出金属对土壤纤维素酶的抑制作用不是由于pH 的改变，而是由于微量元素与酶功能基团结合而导致的。《土壤环境质量标准》[12]规定当土壤酶活性的抑制率大于25％时，脲酶、碱性磷酸酶和蛋白酶镉的临界浓度分别为3、60 和10 mg/kg；土壤环境容量课题组对北京草甸褐土（pH 8.0～8.1）和沈阳草甸棕壤（pH 6.5～6.8）上添加不同用量的汞（HgCl2）发现草甸褐土汞的临界浓度为3 mg/kg，草甸棕壤的为0.5～6.0 mg/kg。北京师范大学[13]研究显示Cu、As 对脲酶抑制作用显著；在Cu 投加量为100 mg/kg 时，Cu 对脲酶的抑制率大于25%；As 对脲酶也有一定抑制影响，Cd、Pb 则未见规律性变化。杨志新等[14]发现，Cd、Zn、Pb 对土壤酶活性的抑制效应顺序为Cd>Zn>Pb；在过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、转化酶中，脲酶受重金属的抑制作用最为敏感。由上述可见，目前提出的土壤酶监测指标有土壤脲酶、脱氢酶、转化酶、磷酸酶等，而监测结果差异较大，其原因主要是由于酶类型、土壤性质等不同而导致的。

   声明：此文摘抄自本人投于《土壤与环境》2000, 9(2): 139~142的文章《土壤酶与重金属关系的研究现状》。版权所有，若需转载，请注明出处！