Published December 1, 2021 | Version v1
Publication Metadata-only

Marginal quality water arbitrated essential oil contents in metal hoarded flower petals of scented roses

Creators

  • 1. Islamia University of Bahawalpur
  • 2. University of Agriculture Faisalabad
  • 3. University of Education
  • 4. University of Okara
  • 5. University of Hohenheim
  • 6. Muhammad Nawaz Shareef University of Agriculture
  • 7. Ghazi University
  • 8. Zhejiang Gongshang University
  • 9. McGill University

Description

Climate change and the consequent alteration in agricultural circumstances enhance the susceptibility of fresh water use particularly in water-scarce regions. Marginal quality water reuse is a common alternative practice but possible perils of metal accretion in plant parts are mostly ignored. The present research aimed to probe the impact of treated wastewater (TWW) and untreated wastewater (UTWW) on metal accumulation in flower petals and their influence on essential oil contents of fragrant Rosa species (R. Gruss-an-teplitz, R. bourboniana, R. centifolia, R. damascena) in a peri-urban area of Faisalabad, Pakistan during January, 2017 to December, 2018. The mineral and chemical contents in canal water (CW) and TWW were less than recommended levels of national environmental quality standards (NEQS) for wastewater of Pakistan. The experimentally UTWW possessed higher electrical conductivity (EC), biological and chemical oxygen demand (BOD and COD), and some metals (Pb, Co, Cr) that were above the permissible levels. The experimental data revealed that except Cr other metals contents in the flower petals were less than the WHO recommended limits (for medicinal plants) under experimental irrigation regimes. Rosa centifolia and R. damascena possessed higher metal i.e. Zn, Cu, Pb, Cr, Co contents while Fe and Ni contents were higher in R. Gruss-an-Teplitz and R. bourboniana respectively. There were twelve constituents which were detected in essential oil by gas chromatography. Major constituents were phenyl ethyl alcohol, citronellol, geranyl acetate, γ- undelactone, methyl eugenol, and limonene whose share was 48.17%, 41.11%, 8.46%, 4.82%, 4.44%, and 4.15% respectively whereas concentrations of other 06 constituents were less than 3.7%. Phenyl ethyl alcohol, lion shared constituent of essential oil was found highest (48.17%) in R. Gruss-an-Teplitz whereas minimum level was recorded in R. damascena (28.84%) under CW. In contrast, citronellol (chief component of fragrance) was highest in R. damascena (41.11%) in UTWW while the lowest level was found in R. Gruss-an-Teplitz (17.41%) in CW. This study confirmed the variations in metal concentrations of Rosa species due to different absorbability of each metal in flower petals. It also indicates that wastewater did not affect the composition but there were quantitative differences in aroma constituents and chemical composition of essential oil.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعزز تغير المناخ وما يترتب عليه من تغير في الظروف الزراعية من قابلية استخدام المياه العذبة خاصة في المناطق التي تعاني من ندرة المياه. تعد إعادة استخدام المياه ذات الجودة الحدية ممارسة بديلة شائعة ولكن يتم تجاهل المخاطر المحتملة لتراكم المعادن في الأجزاء النباتية في الغالب. يهدف هذا البحث إلى التحقيق في تأثير مياه الصرف الصحي المعالجة (TWW) ومياه الصرف الصحي غير المعالجة (UTWW) على تراكم المعادن في بتلات الزهور وتأثيرها على محتويات الزيوت الأساسية لأنواع الورد العطرية (R. Gruss - an - teplitz، R. bourboniana، R. centifolia، R. damascena) في منطقة شبه حضرية في فيصل أباد، باكستان خلال الفترة من يناير 2017 إلى ديسمبر 2018. كانت المحتويات المعدنية والكيميائية في مياه القناة (CW) و TWW أقل من المستويات الموصى بها لمعايير الجودة البيئية الوطنية (NEQS) لمياه الصرف الصحي في باكستان. يمتلك UTWW تجريبيًا موصلية كهربائية أعلى (EC)، وطلب الأكسجين البيولوجي والكيميائي (BOD و COD)، وبعض المعادن (Pb، Co، Cr) التي كانت أعلى من المستويات المسموح بها. كشفت البيانات التجريبية أنه باستثناء Cr، كانت محتويات المعادن الأخرى في بتلات الزهور أقل من الحدود التي أوصت بها منظمة الصحة العالمية (للنباتات الطبية) في ظل أنظمة الري التجريبية. تمتلك Rosa centifolia و R. damascena معدنًا أعلى، أي محتويات Zn و Cu و Pb و Cr و Co بينما كانت محتويات Fe و Ni أعلى في R. Gruss - an - Teplitz و R. bourboniana على التوالي. كان هناك اثنا عشر مكونًا تم اكتشافها في الزيت الأساسي عن طريق كروماتوغرافيا الغاز. كانت المكونات الرئيسية هي كحول الفينيل الإيثيلي، والسيترونيلول، وأسيتات الجيرانيل، وغاما أونديلاكتون، ويوجينول الميثيل، والليمونين التي كانت حصتها 48.17 ٪، و 41.11 ٪، و 8.46 ٪، و 4.82 ٪، و 4.44 ٪، و 4.15 ٪ على التوالي في حين كانت تركيزات المكونات 06 الأخرى أقل من 3.7 ٪. تم العثور على كحول فينيل إيثيل، المكون المشترك للأسد من الزيت العطري الأعلى (48.17 ٪) في R. Gruss - an - Teplitz في حين تم تسجيل الحد الأدنى من المستوى في R. damascena (28.84 ٪) تحت CW. في المقابل، كان السترونيلول (المكون الرئيسي للعطر) أعلى في R. damascena (41.11 ٪) في UTWW بينما تم العثور على أدنى مستوى في R. Gruss - an - Teplitz (17.41 ٪) في CW. أكدت هذه الدراسة الاختلافات في تركيزات المعادن لأنواع ROSA بسبب قابلية الامتصاص المختلفة لكل معدن في بتلات الزهور. كما يشير إلى أن مياه الصرف الصحي لم تؤثر على التركيبة ولكن كانت هناك اختلافات كمية في مكونات الرائحة والتركيب الكيميائي للزيوت الأساسية.

Translated Description (French)

Le changement climatique et l'altération des conditions agricoles qui en résulte augmentent la vulnérabilité de l'utilisation de l'eau douce, en particulier dans les régions où l'eau est rare. La réutilisation de l'eau de qualité marginale est une pratique alternative courante, mais les risques possibles d'accrétion de métaux dans les parties de la plante sont pour la plupart ignorés. La présente recherche visait à sonder l'impact des eaux usées traitées (TWW) et des eaux usées non traitées (UTWW) sur l'accumulation de métaux dans les pétales de fleurs et leur influence sur la teneur en huiles essentielles des espèces parfumées de Rosa (R. Gruss-an-teplitz, R. bourboniana, R. centifolia, R. damascena) dans une zone péri-urbaine de Faisalabad, au Pakistan, de janvier 2017 à décembre 2018. Les teneurs en minéraux et produits chimiques dans l'eau du canal (CW) et les TWW étaient inférieures aux niveaux recommandés des normes nationales de qualité de l'environnement (NEQS) pour les eaux usées du Pakistan. Les UTWW possédaient expérimentalement une conductivité électrique (CE), une demande biologique et chimique en oxygène (DBO et DCO) et certains métaux (Pb, Co, Cr) supérieurs aux niveaux admissibles. Les données expérimentales ont révélé qu'à l'exception du Cr, les teneurs en autres métaux dans les pétales des fleurs étaient inférieures aux limites recommandées par l'OMS (pour les plantes médicinales) dans les régimes d'irrigation expérimentaux. Rosa centifolia et R. damascena possédaient des teneurs plus élevées en métaux, à savoir Zn, Cu, Pb, Cr, Co, tandis que les teneurs en Fe et Ni étaient plus élevées chez R. Gruss-an-Teplitz et R. bourboniana respectivement. Douze constituants ont été détectés dans l'huile essentielle par chromatographie en phase gazeuse. Les principaux constituants étaient l'alcool phényléthylique, le citronellol, l'acétate de géranyle, la γ- undélactone, le méthyleugénol et le limonène, dont la part était respectivement de 48,17 %, 41,11 %, 8,46 %, 4,82 %, 4,44 % et 4,15 %, tandis que les concentrations des autres constituants 06 étaient inférieures à 3,7 %. L'alcool phényl éthylique, constituant partagé par le lion de l'huile essentielle, a été trouvé le plus élevé (48,17 %) chez R. Gruss-an-Teplitz alors que le niveau minimum a été enregistré chez R. damascena (28,84 %) sous CW. En revanche, le citronellol (composant principal du parfum) était le plus élevé chez R. damascena (41,11 %) dans l'UTWW tandis que le niveau le plus bas était trouvé chez R. Gruss-an-Teplitz (17,41 %) dans l'CW. Cette étude a confirmé les variations des concentrations en métaux des espèces de Rosa en raison de la capacité d'absorption différente de chaque métal dans les pétales de fleurs. Il indique également que les eaux usées n'ont pas affecté la composition, mais qu'il y avait des différences quantitatives dans les constituants aromatiques et la composition chimique de l'huile essentielle.

Translated Description (Spanish)

El cambio climático y la consiguiente alteración de las circunstancias agrícolas aumentan la susceptibilidad del uso de agua dulce, particularmente en regiones con escasez de agua. La reutilización del agua de calidad marginal es una práctica alternativa común, pero los posibles peligros de la acumulación de metales en las partes de las plantas se ignoran en su mayoría. La presente investigación tuvo como objetivo investigar el impacto de las aguas residuales tratadas (TWW) y las aguas residuales no tratadas (UTWW) en la acumulación de metales en los pétalos de las flores y su influencia en el contenido de aceites esenciales de las especies fragantes de Rosa (R. Gruss-an-teplitz, R. bourboniana, R. centifolia, R. damascena) en un área periurbana de Faisalabad, Pakistán, durante enero de 2017 a diciembre de 2018. El contenido mineral y químico en el agua del canal (CW) y TWW fue inferior a los niveles recomendados de las normas nacionales de calidad ambiental (NEQS) para las aguas residuales de Pakistán. El UTWW experimentalmente poseía una mayor conductividad eléctrica (EC), demanda biológica y química de oxígeno (Bod y COD) y algunos metales (Pb, Co, Cr) que estaban por encima de los niveles permitidos. Los datos experimentales revelaron que, excepto el Cr, el contenido de otros metales en los pétalos de las flores era inferior A los límites recomendados por la OMS (para plantas medicinales) en regímenes de riego experimentales. Rosa centifolia y R. damascena poseían contenidos más altos de metal, es decir, Zn, Cu, Pb, Cr, Co, mientras que los contenidos de Fe y Ni eran más altos en R. Gruss-an-Teplitz y R. bourboniana, respectivamente. Había doce constituyentes que se detectaron en los aceites esenciales mediante cromatografía de gases. Los principales constituyentes fueron alcohol feniletílico, citronelol, acetato de geranilo, γ- undelactona, metil eugenol y limoneno, cuya proporción fue del 48,17%, 41,11%, 8,46%, 4,82%, 4,44% y 4,15%, respectivamente, mientras que las concentraciones de otros 06 constituyentes fueron inferiores al 3,7%. El alcohol fenil etílico, constituyente del aceite esencial compartido por el león, se encontró más alto (48.17%) en R. Gruss-an-Teplitz, mientras que el nivel mínimo se registró en R. damascena (28.84%) bajo CW. Por el contrario, el citronelol (componente principal de la fragancia) fue más alto en R. damascena (41.11%) en UTWW, mientras que el nivel más bajo se encontró en R. Gruss-an-Teplitz (17.41%) en CW. Este estudio confirmó las variaciones en las concentraciones de metales de las especies de Rosa debido a la diferente capacidad de absorción de cada metal en los pétalos de las flores. También indica que las aguas residuales no afectaron la composición, pero hubo diferencias cuantitativas en los constituyentes del aroma y la composición química del aceite esencial.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
المياه ذات الجودة الحدية تحكيم محتويات الزيوت العطرية في بتلات الزهور المعدنية المكتنزة من الورود المعطرة
Translated title (French)
L'eau de qualité marginale arbitrait la teneur en huile essentielle des pétales de fleurs de roses parfumées thésaurisées en métal
Translated title (Spanish)
El agua de calidad marginal arbitró el contenido de aceite esencial en pétalos de flores metálicas acumuladas de rosas perfumadas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3204548988
DOI
10.1016/j.ecoenv.2021.112853

Is supplement to
https://openalex.org/W4385732671 (Other)
https://openalex.org/W3012263373 (Other)
https://openalex.org/W2762310050 (Other)
https://openalex.org/W2740630326 (Other)
https://openalex.org/W2381101607 (Other)
https://openalex.org/W2370295735 (Other)
https://openalex.org/W2183564221 (Other)
https://openalex.org/W2098475750 (Other)
https://openalex.org/W2049079653 (Other)
https://openalex.org/W2026306910 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1486460631
  • https://openalex.org/W1504364411
  • https://openalex.org/W1784403820
  • https://openalex.org/W1824293352
  • https://openalex.org/W1854143638
  • https://openalex.org/W1856219842
  • https://openalex.org/W1873554993
  • https://openalex.org/W1873987754
  • https://openalex.org/W1968582748
  • https://openalex.org/W1969543763
  • https://openalex.org/W1971702133
  • https://openalex.org/W1972153086
  • https://openalex.org/W1974948717
  • https://openalex.org/W1976826861
  • https://openalex.org/W1982836372
  • https://openalex.org/W1983169890
  • https://openalex.org/W1988032397
  • https://openalex.org/W1993806577
  • https://openalex.org/W2026052459
  • https://openalex.org/W2027444299
  • https://openalex.org/W2028106778
  • https://openalex.org/W2047321989
  • https://openalex.org/W2053333352
  • https://openalex.org/W2058433237
  • https://openalex.org/W2060896662
  • https://openalex.org/W2065102018
  • https://openalex.org/W2070894373
  • https://openalex.org/W2077564564
  • https://openalex.org/W2081752400
  • https://openalex.org/W2083356915
  • https://openalex.org/W2088769180
  • https://openalex.org/W2090607748
  • https://openalex.org/W2104237754
  • https://openalex.org/W2139053096
  • https://openalex.org/W2153723569
  • https://openalex.org/W2157254860
  • https://openalex.org/W2185693402
  • https://openalex.org/W2187830298
  • https://openalex.org/W2249998287
  • https://openalex.org/W2330782482
  • https://openalex.org/W2345416387
  • https://openalex.org/W2352683383
  • https://openalex.org/W2394714431
  • https://openalex.org/W2515031866
  • https://openalex.org/W2549186206
  • https://openalex.org/W2553241033
  • https://openalex.org/W2588111342
  • https://openalex.org/W2610345040
  • https://openalex.org/W2725628177
  • https://openalex.org/W2786569966
  • https://openalex.org/W2792236149
  • https://openalex.org/W2794557448
  • https://openalex.org/W2809935096
  • https://openalex.org/W2901065930
  • https://openalex.org/W2911700627
  • https://openalex.org/W2913081641
  • https://openalex.org/W2914108018
  • https://openalex.org/W2915110751
  • https://openalex.org/W2941078122
  • https://openalex.org/W2942992593
  • https://openalex.org/W2948343460
  • https://openalex.org/W2952576506
  • https://openalex.org/W2953389426
  • https://openalex.org/W2955287284
  • https://openalex.org/W2970153311
  • https://openalex.org/W2989724215
  • https://openalex.org/W2995572431
  • https://openalex.org/W3006078097
  • https://openalex.org/W3036166481
  • https://openalex.org/W3047520867
  • https://openalex.org/W3083181550
  • https://openalex.org/W3094390352
  • https://openalex.org/W3115414773
  • https://openalex.org/W3127127128
  • https://openalex.org/W3163114400
  • https://openalex.org/W3167177970
  • https://openalex.org/W3173114962
  • https://openalex.org/W4244789187
  • https://openalex.org/W980902791