Interactions Between Arbuscular Mycorrhizae and Plants in Phytoremediation of Metal-Contaminated Soils: A Review

Pedosphere ◽  
2013 ◽  
Vol 23 (5) ◽  
pp. 549-563 ◽  
Author(s):  
Ho-Man LEUNG ◽  
Zhen-Wen WANG ◽  
Zhi-Hong YE ◽  
Kin-Lam YUNG ◽  
Xiao-Ling PENG ◽  
...  
2013 ◽  
Vol 21 (2) ◽  
pp. 85-92 ◽  
Author(s):  
Sheku A. Kanu ◽  
Jonathan O. Okonkwo ◽  
Felix D. Dakora

Aspalathus linearis (Burm. F.) R. Dahlg., commonly referred to as Rooibos tea, grows naturally in nutrient-poor, sandy, acidic soils (pH 3–5.3) with high aluminum concentration ranging from 110 to 275 μg Al g−1in the Cederberg’s mountainous areas in South Africa. Earlier studies found significant differences in Al concentration in organs of A. linearis, with roots having higher amounts (1262–4078 μg Al g−1), suggesting that the plant is capable of accumulating excess Al in acidic soils. Identification of the mineralogical constituents of organs of A. linearis using X-ray diffraction (XRD) analysis revealed the presence of an Al–Si complex (aluminosilicate or hydroxyaluminosilicate (HAS) species) in the shoot and root, possibly to internally ameliorate Al toxicity. In addition, A. linearis has specialized cluster roots that exude Al-chelating organic acid ligands such as citric, malic, and malonic acids. Organic acids can bind strongly to Al in the plant and rhizosphere to reverse its phytotoxic effects to the plants. Field and glasshouse studies revealed significant differences in pH between rhizosphere and nonrhizosphere soils of A. linearis and also showed that roots of the plant release OH−and HCO3−anions to raise rhizosphere pH possibly to immobilize Al through complexation. Furthermore, A. linearis is easily infected by arbuscular mycorrhizae (AM) fungi, but mycorrhizal associations are known to inhibit transport of metallic cations into plant roots. These features of A. linearis are perceived as good indicators for bioremediation; and the plant could, therefore, be a suitable candidate for phytoremediation technologies such as phytoaccumulation, phytostabilization, and phytodegradation. The environmental and economic implications of the potential of A. linearis to bioremediate Al-contaminated soils are briefly discussed. Furthermore, this review briefly highlights future studies investigating the utilization of the shoot of A. linearis as adsorbent for the removal of trace and (or) heavy metal from aqueous solutions.


2013 ◽  
Vol 62 (2) ◽  
pp. 373-386 ◽  
Author(s):  
György Czira ◽  
László Simon ◽  
György Vincze ◽  
József Koncz ◽  
Gyula Lakatos

Magyarországon a robbanóanyaggal és lőszerszármazékokkal szennyezett területek kármentesítése környezetvédelmi és nemzetgazdasági érdek. Egy hazai lőtérről, illetve lőszer-megsemmisítő telepről vett talajban 900 mg·kg−1 ólom- és 133 mg·kg−1 rézszennyeződést mértünk. A fitoextrakció célja, hogy a növényi szervekbe helyezzük át a nehézfémeket, lecsökkentve ezzel a mobilis, toxikus elemkészletet a szennyezett talajokban. Megvizsgáltuk, hogy egy lőszerszármazékokkal szennyezett talajba, illetve ólommal mesterségesen elszennyezett talajba kijuttatott kelátképzőszerekkel (EDTA, EGTA, citromsav) indukálható-e, megnövelhető-e a növényi szervek Pb- és Cu-akkumulációja?Tenyészedény-kísérletünkben kukoricát neveltünk a fenti ólommal és rézzel elszennyezett lőtéri talajon, illetve a közelben gyűjtött szennyezetlen talajt mesterségesen szennyeztük el 100 mg·kg-1 ólommal. Míg a kontroll (kelátképzővel nem kezelt) szennyezett talajon fejlődő kukorica gyökerében 554 μg·g−1 ólom volt mérhető, addig az EDTA hatására a gyökerekben 4611 μg·g−1-ra (több mint nyolcszorosára), a hajtásokban pedig 158-ról 302 μg·g−1-ra (91%-kal) nőtt az ólomkoncentráció. Mindkét változás statisztikailag szignifikánsnak bizonyult. Az EGTA a Cufelvételt serkentette; a kontrollkultúrák gyökerében 516 μg·g−1, a kezelt kultúrákban viszont 1063 μg·g−1 értéket mértünk (ez kétszeres szignifikáns növekmény). A hajtásokban 69%-kal, 29,9-ról 50,7 μg·g−1-ra emelkedett a réztartalom, ez azonban nem bizonyult statisztikailag szignifikánsnak. A citromsav az ólom hajtásokba történő áthelyeződését nem indukálta, rézfelvétel-serkentő hatása csak a gyökerekben volt szignifikáns.Tenyészedény-kísérleteink alapján kijelenthető, hogy elsősorban az EDTA, illetve részben az EGTA a talajba kijuttatva mobilisabbá, könnyebben felvehetővé teszi az ólmot és a rezet, elősegítve ezzel e két toxikus elem növényekben történő akkumulációját. Szabadföldi körülmények között is feltételezhető, hogy a növények betakarításával a toxikus elemek egy része eltávolítható a szennyezett talajból.


Author(s):  
I.А. Degtyareva ◽  
◽  
I.А. Shaydullina ◽  
А.Ya. Davletshina ◽  
T.Yu. Motina ◽  
...  
Keyword(s):  

Author(s):  
Nikolay S. Shulaev ◽  
◽  
Valeriya V. Pryanichnikova ◽  
Ramil R. Kadyrov ◽  
Inna V. Ovsyannikova ◽  
...  

The most essential scientifific and practical task in the area of ecological safety of pipelines operation is the development and improvement of methods of purifification and restoration of oil-contaminated soils. One of the most effificient and cost effective methods is electrochemical purifification, that does not require the use of expensive chemical reagents and soil excavation. However, the consideration of non-uniform contamination of various soil sections is required. The article examines the features of the organization and technological infrastructure for electrochemical purifification of non-uniformly contaminated soils when using a single electrical energy source, a method for calculating the design parameters of the corresponding installation is proposed. Effificient purifification of non-uniformly contaminated soil when using a specifified voltage is possible through the use of different-sized electrodes. For each soil type, the amount of transmitted electric charge required for soil purifification is determined by the concentration of the contaminant. Allocation of cathodes and anodes as parallel batteries and their connection using individual buses is an effective and energy-effificient solution, since an almost-uniform electric fifield is created in an inter-electrode space, thus allowing the reduction of the interelectrode resistance of the medium.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document