The potentials of Eichhornia crassipes for Pb, Cu, and Fe removal from polluted waters
- 1. Federal University of Technology
- 2. Eduardo Mondlane University
Description
Toxic metals are a major group of water pollutants that find their way into water bodies through municipal, industrial, and agricultural waste discharges. Phytoremediation of these metals has become popular because of the low-cost and environmental friendliness of the technique. Here, we evaluated the potential of Eichhornia crassipes (water hyacinth, WH) to remove lead (Pb), copper (Cu), and iron (Fe) from polluted waters. Five experimental prototypes (A–E) were developed for the phytoremediation. Prototypes A, B, C, and D contained 2 L of the underlay water spiked with 1, 2, 5, and 10 mL of Pb, Cu, and Fe stock solutions, respectively, whereas prototype E was the control (i.e., deionized water). About 200 g of live WH of the same rootstock was relocated into each prototype and exposed to the same environmental conditions. The concentrations of the metals were measured every three days for a 12-day remedial period. Also, the metal concentrations in the plant tissues (leaf, stem, and root) were monitored. We observed that in prototypes A and B, the WH achieved significant Cu, Pb, and Fe removal after 12 days. The removal efficiency (RE) of 45.81%, 19.29%, and 72.03% were achieved for Pb, Cu, and Fe, respectively in prototype A, whereas it was 25.63%, 10.69%, and 42.77% in prototype B. Generally, the order of removal followed the order Fe > Pb > Cu. Likewise, the metal contents found accumulated in the plant tissues followed the same order. The leaves of WH in prototypes C and D showed rapid wilting and final death by the 12th day. Consequently, phytoaccumulation was established because the metal concentrations were in the order: root > stem > leaves.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
المعادن السامة هي مجموعة رئيسية من ملوثات المياه التي تجد طريقها إلى المسطحات المائية من خلال تصريف النفايات البلدية والصناعية والزراعية. أصبحت المعالجة النباتية لهذه المعادن شائعة بسبب التكلفة المنخفضة والصديقة للبيئة لهذه التقنية. هنا، قمنا بتقييم إمكانات Eichhornia crassipes (صفير الماء، WH) لإزالة الرصاص (الرصاص) والنحاس (النحاس) والحديد (الحديد) من المياه الملوثة. تم تطوير خمسة نماذج أولية تجريبية (A - E) للمعالجة النباتية. احتوت النماذج الأولية (أ) و (ب) و (ج) و (د) على 2 لتر من المياه الأساسية التي ارتفعت مع 1 و 2 و 5 و 10 مل من محاليل مخزون الرصاص والنحاس والحديد، على التوالي، في حين كان النموذج الأولي (هـ) هو المتحكم (أي الماء منزوع الأيونات). تم نقل حوالي 200 غرام من الوزن الحي من نفس الجذر إلى كل نموذج أولي وتعرضت لنفس الظروف البيئية. تم قياس تركيزات المعادن كل ثلاثة أيام لفترة علاجية مدتها 12 يومًا. كما تم رصد تركيزات المعادن في أنسجة النبات (الأوراق والساق والجذر). لاحظنا أنه في النموذجين A و B، حقق المستودع إزالة كبيرة للنحاس والرصاص والحديد بعد 12 يومًا. تم تحقيق كفاءة الإزالة بنسبة 45.81 ٪ و 19.29 ٪ و 72.03 ٪ للرصاص والنحاس والحديد على التوالي في النموذج الأولي أ، في حين كانت 25.63 ٪ و 10.69 ٪ و 42.77 ٪ في النموذج الأولي ب. بشكل عام، اتبع ترتيب الإزالة الترتيب Fe > Pb > Cu. وبالمثل، اتبعت المحتويات المعدنية المتراكمة في أنسجة النبات نفس الترتيب. أظهرت أوراق المستودع في النموذجين ج و د ذبولًا سريعًا وموتًا نهائيًا بحلول اليوم الثاني عشر. وبالتالي، تم إثبات التراكم النباتي لأن تركيزات المعادن كانت بالترتيب: الجذر > الجذع > الأوراق.Translated Description (French)
Les métaux toxiques sont un groupe majeur de polluants de l'eau qui se retrouvent dans les plans d'eau par les rejets de déchets municipaux, industriels et agricoles. La phytoremédiation de ces métaux est devenue populaire en raison du faible coût et du respect de l'environnement de la technique. Ici, nous avons évalué le potentiel d'Eichhornia crassipes (jacinthe d'eau, WH) pour éliminer le plomb (Pb), le cuivre (Cu) et le fer (Fe) des eaux polluées. Cinq prototypes expérimentaux (A–E) ont été développés pour la phytoremédiation. Les prototypes A, B, C et D contenaient 2 L d'eau sous-jacente enrichie avec 1, 2, 5 et 10 mL de solutions mères de Pb, Cu et Fe, respectivement, tandis que le prototype E était le témoin (c.-à-d. eau désionisée). Environ 200 g de WH vivant du même porte-greffe ont été déplacés dans chaque prototype et exposés aux mêmes conditions environnementales. Les concentrations des métaux ont été mesurées tous les trois jours pendant une période de réparation de 12 jours. De plus, les concentrations de métaux dans les tissus végétaux (feuilles, tiges et racines) ont été surveillées. Nous avons observé que dans les prototypes A et B, le WH a obtenu une élimination significative du Cu, du Pb et du Fe après 12 jours. L'efficacité d'élimination (ER) de 45,81 %, 19,29 % et 72,03 % a été atteinte pour le Pb, le Cu et le Fe, respectivement dans le prototype A, alors qu'elle était de 25,63 %, 10,69 % et 42,77 % dans le prototype B. Généralement, l'ordre d'élimination a suivi l'ordre Fe > Pb > Cu. De même, les teneurs en métaux trouvées accumulées dans les tissus végétaux ont suivi le même ordre. Les feuilles de WH dans les prototypes C et D présentaient un flétrissement rapide et une mort finale au 12e jour. Par conséquent, la phytoaccumulation a été établie car les concentrations en métaux étaient dans l'ordre : racine > tige > feuilles.Translated Description (Spanish)
Los metales tóxicos son un grupo importante de contaminantes del agua que llegan a los cuerpos de agua a través de las descargas de residuos municipales, industriales y agrícolas. La fitorremediación de estos metales se ha vuelto popular debido al bajo costo y la amigabilidad ambiental de la técnica. Aquí, evaluamos el potencial de Eichhornia crassipes (jacinto de agua, WH) para eliminar el plomo (Pb), el cobre (Cu) y el hierro (Fe) de las aguas contaminadas. Se desarrollaron cinco prototipos experimentales (A–E) para la fitorremediación. Los prototipos A, B, C y D contenían 2 L del agua subyacente enriquecida con 1, 2, 5 y 10 mL de soluciones madre de Pb, Cu y Fe, respectivamente, mientras que el prototipo E era el control (es decir, agua desionizada). Aproximadamente 200 g de WH vivo del mismo portainjerto se reubicaron en cada prototipo y se expusieron a las mismas condiciones ambientales. Las concentraciones de los metales se midieron cada tres días durante un periodo de recuperación de 12 días. Además, se monitorearon las concentraciones de metales en los tejidos vegetales (hoja, tallo y raíz). Observamos que en los prototipos A y B, el WH logró una eliminación significativa de Cu, Pb y Fe después de 12 días. La eficiencia de eliminación (RE) de 45.81%, 19.29% y 72.03% se logró para Pb, Cu y Fe, respectivamente, en el prototipo A, mientras que fue de 25.63%, 10.69% y 42.77% en el prototipo B. Generalmente, el orden de eliminación siguió el orden Fe > Pb > Cu. Asimismo, los contenidos metálicos encontrados acumulados en los tejidos vegetales siguieron el mismo orden. Las hojas de WH en los prototipos C y D mostraron marchitamiento rápido y muerte final al duodécimo día. En consecuencia, se estableció la fitoacumulación porque las concentraciones de metales estaban en el orden: raíz > tallo > hojas.Files
s42452-020-03392-9.pdf.pdf
Files
(1.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1fcff11cc1bbf802eae33e18cb8b8d06
|
1.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- إمكانات Eichhornia crassipes لإزالة الرصاص والنحاس والحديد من المياه الملوثة
- Translated title (French)
- Les potentiels d'Eichhornia crassipes pour l'élimination du Pb, du Cu et du Fe des eaux polluées
- Translated title (Spanish)
- Los potenciales de Eichhornia crassipes para la eliminación de Pb, Cu y Fe de aguas contaminadas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3083863058
- DOI
- 10.1007/s42452-020-03392-9
References
- https://openalex.org/W1988338829
- https://openalex.org/W2028548339
- https://openalex.org/W2164512472
- https://openalex.org/W2198114876
- https://openalex.org/W2313916252
- https://openalex.org/W2319257288
- https://openalex.org/W262869635
- https://openalex.org/W2905176125
- https://openalex.org/W3031475461
- https://openalex.org/W4236519540