Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Độc tính và Tích lũy Chì trong Thực vật Bản địa Úc
Tóm tắt
Chì (Pb) là một chất ô nhiễm lan rộng trong cảnh quan đất liền. Nó gây hại nghiêm trọng cho đời sống thực vật và động vật và không có chức năng sinh học nào được biết đến. Tuy nhiên, có rất ít thông tin đáng tin cậy về phản ứng của các loài thực vật Úc và các loài thực vật khác đối với sự tiếp xúc với Pb ở các liều lượng độc hại cho thực vật. Trong nghiên cứu này, phản ứng của ba loài cỏ bản địa Úc và hai loài cây gỗ đối với Pb trong môi trường dung dịch dinh dưỡng đã được điều tra. Cây trồng đã được tiếp xúc với nồng độ Pb trung bình dao động từ 0.020 đến 15.2 μM. Các loài thực vật bao gồm Acacia decurrens, Austrodanthonia richardsonii, Bothriochloa macra, Eucalyptus camaldulensis, và Dichanthium sericeum. Một số triệu chứng trên lá rất ít thấy ở bất kỳ loài thực vật nào, mặc dù một số hiện tượng đổi màu ở lá non của E. camaldulensis đã được ghi nhận từ mức 1 μM, và B. macra cho thấy sự đỏ bừng rõ rệt ở các mức điều trị cao nhất. Loài thực vật có khả năng chịu đựng cao nhất được nghiên cứu dựa trên kết quả EC50 dung dịch và rễ (μM) là B. macra (7.0 ± 0.2), tiếp theo là A. decurrens (3.9 ± 0.2), D. sericeum (2.9 ± 0.3), E. camaldulensis (1.1 ± 0.3), và A. richardsonii (0.4). Giá trị nồng độ nguy hiểm (HC5) (n = 9) cho dung dịch đất được ước tính là 0.16 μM. A. richardsonii rất nhạy cảm với Pb và có khả năng hạn chế sự chuyển hóa Pb đến đỉnh cây rất kém. B. macra có khả năng chịu đựng nồng độ Pb cao ở rễ (3924 mg kg−1) và đỉnh cây (743.0 mg kg−1). A. decurrens đã loại bỏ Pb khỏi đỉnh cây của nó. Sự chịu đựng cao của A. decurrens đối với Pb và sự chuyển hóa hạn chế đến đỉnh cây cho thấy nó có thể hữu ích trong việc phục hồi đất bị ô nhiễm Pb.
Từ khóa
#Chì #thực vật bản địa Úc #độc tính #tích lũy #ô nhiễm đấtTài liệu tham khảo
Adriano DC (2001) Trace elements in the environment: biogeochemistry, bioavailability, and risks of metals. Springer, New York, NY
Aldenberg T, Jaworska JS (2000) Uncertainty of the hazardous concentration and fraction affected for normal species sensitivity distributions. Ecotoxicol Environ Saf 46:1–18
Antosiewicz DM (2005) Study of calcium-dependent lead tolerance on plants differing in their level of Ca-deficiency tolerance. Environ Pollut 134:23–34
Archer JG, Caldwell RA (2004) Response of six Australian plant species to heavy metal contamination at an abandoned mine. Water Air Soil Pollut 157:257–267
Arriagada CA, Herrera MA, Ocampo JA (2005) Contribution of arbuscular mycorrhizal and saprobe fungi to the tolerance of Eucalyptus globulus to Pb. Water Air Soil Pollut 166:31–47
Asher CJ, Loneragan JF (1967) Response of plants to phosphate concentration in solution culture. Part 1. Growth and phosphorus content. Soil Sci 103:225–233
Barzi F, Naidu R, McLaughlin MJ (1996) Contaminants in the Australian environment. In: Naidu R, Kookana RS, Oliver DP, Rogers S, McLaughlin MJ (eds) Contaminants and the soil environment in the Australasia-Pacific region: proceedings of the first conference on contaminants and soil environment in the Australasia-Pacific region, Adelaide, Australia, 18–23 February, pp 451–484
Efroymson RA, Will ME, Suter GW II, Wooten AC (1997) Toxicological benchmarks for screening contaminants of potential concern for effects of terrestrial plans: 1997 revision. United States Department of Energy, Oak Ridge, TN
Elliot HA, Liberati MR, Huang CP (1986) Competitive adsorption of heavy metals by soils. J Environ Qual 15:214–219
Grant CD, Campbell CJ, Charnock NR (2002) Selection of species suitable for derelict mine site rehabilitation in New South Wales, Australia. Water Air Soil Pollut 139:215–235
Kachenko AG, Singh B, Bhatia NP (2007) Heavy metal tolerance in common fern species. Aust J Bot 55:63–73
Kim KR, Owens G, Naidu R (2009) Heavy metal distribution, bioaccessibility, and phytoavailability in long-term contaminated soils from Lake Macquarie, Australia. Aust J Soil Res 47:166–167
Kopittke PM, Asher CJ, Blamey FPC, Menzies NW (2007a) Toxic effects of Pb2+ on the growth and mineral nutrition of signal grass (Brachiaria decumbens) and Rhodes grass (Chloris gayana). Plant Soil 300:127–136
Kopittke PM, Asher CJ, Kopittke RA, Menzies NW (2007b) Toxic effects of Pb2+ on growth of cowpea (Vigna unguiculata). Environ Pollut 150:280–287
Kopittke PM, Asher CJ, Menzies NZ (2008a) Prediction of Pb speciation in concentrated and dilute nutrient solutions. Environ Pollut 153:548–554
Kopittke PM, Asher CJ, Blamey FPC, Auchterlonie GJ, Guo YN, Menzies NW (2008b) Localisation and chemical speciation in roots of Signal grass (Brachiaria decumbens) and Rhodes grass (Chloris gayana). Environ Sci Technol 42:4595–4599
Lamb DT, Ming H, Megharaj M, Naidu R (2009a) Heavy metal (Cu, Zn, Cd and Pb) partitioning and bioaccessibility in uncontaminated and long-term contaminated soils. J Haz Mat 171:1150–1158
Lamb DT, Ming H, Megharaj M, Naidu R (2009b) Relative tolerance of a range of Australian native plant species and lettuce to copper, zinc, cadmium and lead. Arch Environ Contam Toxicol (submitted)
Lindsay WL (2001) Chemical equilibria in soil. Blackburn Press, Caldwell, NJ
Liu W, Zhou Q, Zhang Y, Wei S (2009) Lead accumulation in different Chinese cabbage cultivars and screening for pollution-safe cultivars. J Environ Manage 91:781–788
Lottermoser BG, Ashley PM, Munksgaard NC (2008) Biogeochemistry of Pb-Zn gossans, northwest Queensland, Australia: Implications for mineral exploration and mine site rehabilitation. Appl Geochem 23:723–742
Martínez CE, Jacobson AR, McBride MB (2004) Lead phosphate minerals: Solubility and dissolution by model and natural ligands. Environ Sci Technol 38:5584–5590
McBride MB (1994) Environmental chemistry of soils. Oxford University Press, New York NY
McBride MB, Suavé S, Hendershot W (1997) Solubility control of Cu, Zn, Cd and Pb in contaminated soils. Euro J Soil Sci 48:337–346
Moorby H, Nye PH (1983) A nutrient film technique for the simultaneous measurement of root growth and nutrient uptake. Plant Soil 70:151–154
National Environmental Protection Council (1999) Schedule B(5) guideline on ecological risk assessment. Australian Government, Canberra, Australia
National Research Council (United States) (2005) Mineral tolerance of animals. National Academy of Sciences, Washington, DC
Nriagu JO (1973) Lead orthophosphates-II. Stability of chloropyromorphite at 25°C. Geochim Cosmochim Acta 37:367–377
Orlic I, Siegele R, Menon DD, Markich SJ, Cohen DD, Jefree RA et al (2002) Heavy metal pathways and archives in biological tissue. Nucl Instrum Methods Phys Res B 190:439–444
Påhlsson AB (1989) Toxicity of heavy metals (Zn, Cu, Cd, Pb) to vascular plants: a literature review. Water Air Soil Pollut 47:287–319
Parkhurst DL, Appelo CAJ (1999) User’s guide to PHREEQC (Version 2)―a computer program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations. United States Department of the Interior, United States Geological Survey. Available at: http://wwwbrr.cr.usgs.gov/projects/GWC_coupled/phreeqc/. Accessed October 2006
Shaw BP, Prasad MNV, Jha VK, Sahu BB (2006) Detoxification/defense mechanisms in metal-exposed plants. In: Prasad MNV, Sajwan KS, Naidu R (eds) Trace elements in the environment. Biogeochemistry, biotechnology and bioremediation. CRC Press, Boca Raton, FL
Strantforth R, Qiu J (2001) Effect of phosphate treatment on the solubility of lead in contaminated soil. Environ Geol 41:1–10
Wierzbicka M, Antosiewicz D (1993) How lead can easily enter the food chain—a study of plant roots. Sci Total Environ 134(Suppl):423–429
Wong MH (2003) Ecological restoration of mine degraded soils, with emphasis on metal contaminated soils. Chemosphere 50:775–780
Wong MH, Bradshaw AD (1982) A comparison of the toxicity of heavy metals, using root elongation of Rye grass, Lolium perenne. New Phytol l 91:255–261
Xie L, Giammar DE (2007) Equilibrium solubility and dissolution rate of the lead phosphate chloropyromorphite. Environ Sci Technol 41:8050–8055
Xiong ZT, Zhao F, Li M (2006) Lead toxicity in Brassica pekinensis Rupr.: Effect on nitrate assimilation and growth. Environ Toxicol 21:147–153
Zhang P, Ryan JA (1999) Transformation of Pb(II) for cerrusite to chloropyromorphite in the presence of hydroxyapatite under varying conditions of pH. Environ Sci Technol 33:625–630