活性X-3B染料对作物吸收营养元素铁的抑制和其生态化学机制.pdfVIP

活性X．3B染料对作物吸收营养元素铁的抑制及其生态化学机制* 周启星 (中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程开放研究实验室，沈阳110016) 随着人民生活水平的不断提高，在我们的日常生活中，已越来越离不开 有机染料的生产和使用。据报道，目前全世界有机染料的年消耗量已达 8．1×108蚝。这些被消耗的有机染料最后以进入环境系统并有可能对环境系 统产生危害，例如色彩斑斓的衣服在洗涤过程中总有一定数量的有机染料从 织物上脱离而进入水中。特别是，近年来我国乡镇印染、纺织和染料工业发 展迅速，大量含有机染料的污水源源不断地排入环境。有机染料己成为我国 环境系统中最为重要的一大类有机污染物之一。然而，一直来，我们的注意 力主要放在含有机染料污水的处理及有机染料的脱色研究，而忽视了对环境 中存在的有机染料的环境化学行为的研究，特别是土壤中有机染料对作物品 质的影响更是不清楚。所幸的是，在我们对有机染料污染分析的野外系统调 查中，偶然发现：西瓜可食部分和大豆籽实中营养元素铁的含量随着灌溉水 有机染料的升高及农业土壤中有机染料的积累而有所降低。为此，我们采用 盆栽实验对这一现象进行了模拟研究，并从生态化学角度对其机制进行了探 讨，现将结果简要报告如下。 1盆栽实验：供试土壤样品为辽宁棕壤、浙江绍兴水稻土和广东红壤，采样 cm。土壤中铁的总量顺序为：红壤棕壤水稻土。供试作物为 深度为O．20 sativa)和西瓜(CitrullusSchrad)。加 大豆(Glycinemax)、水稻(Oryza VulgarhF 入土壤中活性X．3B红染料的剂量由先前的调查结果确定，分别为5、10和20 kg。。所有处理重复4次。结果表明，当加入土壤中的活性X一3B红染料达 mg 至1J20 mgkg1，大豆、水稻籽实及西瓜可食部分中铁的含量分别依次只有 77．10、25．65和10．78 mgkg～；相反，对照土壤条件下，各作物相应部位中 铁的含量分别依次为126．33、45．73年t136．43 mgk91。．可见，大豆、水稻籽实 及西瓜可食部分中的铁含量，经活性X．3B红处理的比对照要低得多，这与 以往调查结果相一致。 面家自幕辑季基金项目(批准和中科院．财政部“引进国外杰出 人才”及“污染生态化学”百人计划项目部分工作． N 2化学浸提：采用1．0 4，8)浸提土壤，水：土比为4：1。 NH。Ae溶液(pH 结果表明，在没有加入活性X一3B染料的土壤中，尽管总铁含量最低。但化 学可浸提铁含量却最高；经活性X一3B红染料处理的土壤中化学可浸提铁的 含量明显下降，并随加入的活性X一3B红染料的增加而减少，两者呈负显著 相关关系；作物对铁的摄取与总铁没有显著相关关系，而与化学可浸提铁呈 显著正相关关系。这就是说，Fe2+等易于为作物吸收的化学浸提铁容易被活 性X．3B红等有机染料螯合而被土壤大分子所固定，即存在可能的化学固定 机制。 3铁还原酶活性测定：通常情况下，Fe“以不可溶性形态[如Fe：O，、Fe(OH)，、 Fe：(SO。)，、FePO。和Fe2S，等]存在于土壤中，对作物为非有效状态。但是， 在铁还原酶的作用下，Fe“能够被还原为对作物有效的形态，即 铁还原酶 为此，根据张志明等(1988)所提出的成熟方法对土壤中铁还原酶活性进行 了测定。结果表明，土壤中铁还原酶的活性随着加入土壤中活性X．3B红染 料浓度的增加而下降；当加入土壤中活性X．3B红染料浓度为5 mgk91，棕 壤、红壤和水稻土等土壤中铁还原酶的活性分别依次下降到空白时的 89．87％、90．15％和92．07％；当加入土壤中活性X．3B红染料浓度达到20 mg kg1，土壤中铁还原酶的活性分别依次下降到空白时的