Published May 11, 2023 | Version v1
Publication Open

Toxicological response and bioaccumulation of strontium in Festuca rubra L. (red fescue) and Trifolium pratense L. (red clover) in contaminated soil microcosms

  • 1. Rajamangala University of Technology Krungthep
  • 2. University of Strathclyde

Description

Abstract Potentially toxic elements (PTE) from industrial activities remain a global concern for their environmental hazards. In particular, strontium is found in drinking water and food, primarily from contamination from the nuclear industry, petroleum extractions, fireworks, and electronics. Its carbonate form is bioavailable and closely resembles calcium; thus, it has become a health concern, and phytoremediation has often been considered for Sr 2+ . We toxicologically determined Sr 2+ tolerance in Festuca rubra (red fescue) and Trifolium pratense (red clover), and their ability to bio-accumulate strontium was compared to the sorption capacity of the soils. These plants were chosen for their ubiquity and as primary colonisers in soils. Experimentally uncontaminated farm soils from Lanarkshire, Scotland, were used, along with these two common plants. Further, seed-germination and plant-growth assays demonstrated that strontium chloride exposures impact both species (0–40mM; p < 0.05). Moreover, translocation factors suggest that T. pratense more efficiently accumulated strontium, and F. rubra has the potential to be the excluder species, which restricts strontium to the roots. This knowledge is relevant to how strontium contamination may be phytoremediated, and suggests using clover during the early stages of ecological succession to sequester strontium from soils.

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

Translated Description (Arabic)

تظل العناصر السامة المحتملة (PTE) من الأنشطة الصناعية مصدر قلق عالمي لمخاطرها البيئية. على وجه الخصوص، يوجد السترونتيوم في مياه الشرب والغذاء، في المقام الأول من التلوث الناجم عن الصناعة النووية، واستخراج النفط، والألعاب النارية، والإلكترونيات. شكل كربوناته متوفر بيولوجيًا ويشبه الكالسيوم إلى حد كبير ؛ وبالتالي، أصبح مصدر قلق صحي، وغالبًا ما تم النظر في المعالجة النباتية لـ Sr 2+ . لقد حددنا من الناحية السمية تحمل Sr 2+ في Festuca rubra (اللفافة الحمراء) و Trifolium pratense (البرسيم الأحمر)، وتمت مقارنة قدرتها على التراكم الحيوي للسترونتيوم بقدرة الامتصاص للتربة. تم اختيار هذه النباتات لوجودها في كل مكان وكمستعمرات أولية في التربة. تم استخدام تربة زراعية غير ملوثة تجريبيًا من لاناركشاير، اسكتلندا، جنبًا إلى جنب مع هذين النباتين الشائعين. علاوة على ذلك، أظهرت اختبارات إنبات البذور ونمو النبات أن التعرض لكلوريد السترونتيوم يؤثر على كلا النوعين (0-40 mM ؛ p < 0.05). علاوة على ذلك، تشير عوامل الانتقال إلى أن T. pratense تراكم السترونتيوم بشكل أكثر كفاءة، و F. rubra لديه القدرة على أن يكون النوع المستبعد، الذي يقيد السترونتيوم إلى الجذور. هذه المعرفة ذات صلة بكيفية معالجة تلوث السترونتيوم نباتيًا، وتقترح استخدام البرسيم خلال المراحل المبكرة من التعاقب البيئي لعزل السترونتيوم عن التربة.

Translated Description (French)

Résumé Les éléments potentiellement toxiques (ETP) issus des activités industrielles restent une préoccupation mondiale pour leurs dangers environnementaux. En particulier, le strontium se trouve dans l'eau potable et les aliments, principalement à cause de la contamination de l'industrie nucléaire, des extractions de pétrole, des feux d'artifice et de l'électronique. Sa forme carbonatée est biodisponible et ressemble étroitement au calcium ; ainsi, elle est devenue un problème de santé, et la phytoremédiation a souvent été envisagée pour le Sr 2+ . Nous avons déterminé toxicologiquement la tolérance au Sr 2+ chez Festuca rubra (fétuque rouge) et Trifolium pratense (trèfle rouge), et leur capacité à bioaccumuler le strontium a été comparée à la capacité de sorption des sols. Ces plantes ont été choisies pour leur ubiquité et comme colonisateurs primaires dans les sols. Des sols agricoles non contaminés expérimentalement du Lanarkshire, en Écosse, ont été utilisés, ainsi que ces deux plantes communes. De plus, les essais de germination des graines et de croissance des plantes ont démontré que l'exposition au chlorure de strontium a un impact sur les deux espèces (0-40 mM ; p < 0,05). De plus, les facteurs de translocation suggèrent que T. pratense accumule plus efficacement le strontium et que F. rubra a le potentiel d'être l'espèce d'exclusion, ce qui limite le strontium aux racines. Ces connaissances sont pertinentes pour la façon dont la contamination par le strontium peut être phytoremédiée, et suggèrent d'utiliser le trèfle pendant les premiers stades de la succession écologique pour séquestrer le strontium des sols.

Translated Description (Spanish)

Resumen Los elementos potencialmente tóxicos (PTE) de las actividades industriales siguen siendo una preocupación mundial por sus peligros ambientales. En particular, el estroncio se encuentra en el agua potable y los alimentos, principalmente por la contaminación de la industria nuclear, las extracciones de petróleo, los fuegos artificiales y la electrónica. Su forma de carbonato es biodisponible y se asemeja mucho al calcio; por lo tanto, se ha convertido en un problema de salud, y la fitorremediación a menudo se ha considerado para Sr 2+ . Determinamos toxicológicamente la tolerancia a Sr 2+ en Festuca rubra (festuca roja) y Trifolium pratense (trébol rojo), y se comparó su capacidad para bioacumular estroncio con la capacidad de sorción de los suelos. Estas plantas fueron elegidas por su ubicuidad y como colonizadores primarios en los suelos. Se utilizaron suelos agrícolas experimentalmente no contaminados de Lanarkshire, Escocia, junto con estas dos plantas comunes. Además, los ensayos de germinación de semillas y crecimiento de plantas demostraron que las exposiciones al cloruro de estroncio afectan a ambas especies (0-40 mM; p < 0.05). Además, los factores de translocación sugieren que T. pratense acumuló estroncio de manera más eficiente, y F. rubra tiene el potencial de ser la especie excluidora, que restringe el estroncio a las raíces. Este conocimiento es relevante para la forma en que la contaminación por estroncio puede ser fitorremediada, y sugiere el uso del trébol durante las primeras etapas de la sucesión ecológica para secuestrar el estroncio de los suelos.

Files

s40068-023-00297-5.pdf

Files (1.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b3d47805a9b5c39f56204c52702a3118
1.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الاستجابة السمية والتراكم البيولوجي للسترونتيوم في Festuca rubra L. (الفيسكو الأحمر) و Trifolium pratense L. (البرسيم الأحمر) في جسيمات التربة الملوثة
Translated title (French)
Réponse toxicologique et bioaccumulation du strontium chez Festuca rubra L. (fétuque rouge) et Trifolium pratense L. (trèfle rouge) dans des microcosmes de sol contaminés
Translated title (Spanish)
Respuesta toxicológica y bioacumulación de estroncio en Festuca rubra L. (festuca roja) y Trifolium pratense L. (trébol rojo) en microcosmos de suelo contaminado

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4376134311
DOI
10.1186/s40068-023-00297-5

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1970818949
  • https://openalex.org/W1971702957
  • https://openalex.org/W1972447483
  • https://openalex.org/W1983090947
  • https://openalex.org/W1989548131
  • https://openalex.org/W1990805162
  • https://openalex.org/W2002244942
  • https://openalex.org/W2002839605
  • https://openalex.org/W2018466869
  • https://openalex.org/W2021864012
  • https://openalex.org/W2025809070
  • https://openalex.org/W2028735154
  • https://openalex.org/W2043224085
  • https://openalex.org/W2055754389
  • https://openalex.org/W2061919014
  • https://openalex.org/W2063999774
  • https://openalex.org/W2073317899
  • https://openalex.org/W2082917714
  • https://openalex.org/W2098965699
  • https://openalex.org/W2120649819
  • https://openalex.org/W2146219427
  • https://openalex.org/W2149225485
  • https://openalex.org/W2151324561
  • https://openalex.org/W2155304374
  • https://openalex.org/W2164951101
  • https://openalex.org/W222374937
  • https://openalex.org/W2268495191
  • https://openalex.org/W2316638216
  • https://openalex.org/W2320203501
  • https://openalex.org/W2325429999
  • https://openalex.org/W2337618210
  • https://openalex.org/W2582562894
  • https://openalex.org/W2805180574