Contrasting plant-induced changes in heavy metals dynamics: Implications for phytoremediation strategies in estuarine wetlands

Autor(es)

Ferreira, Amanda Duim ; Queiroz, Hermano Melo ; Boim, Alexys G. Friol ; Duckworth, Owen W. ; Otero, Xose L. ; Bernardino, Angelo Fraga ; Ferreira, Tiago Osorio

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: ECOTOXICOLOGY AND ENVIRONMENTAL SAFETY; v. 279, p. 11-pg., 2024-05-15.

Resumo

Wetland plants play a crucial role in regulating soil geochemistry, influencing heavy metal (HM) speciation, bioavailability, and uptake, thus impacting phytoremediation potential. We hypothesized that variations in HM biogeochemistry within estuarine soils are controlled by distinct estuarine plant species. We evaluated the soils (pH, redox potential, rhizosphere pH, HM total concentration, and geochemical fractionation), plant parts (shoot and root), and iron plaques of three plants growing in an estuary affected by Fe-rich mine tailings. Though the integration of multiple plant and soil analysis, this work emphasizes the importance of considering geochemical pools of HM for predicting their fate. Apart from the predominance of HM associated with Fe oxides, Typha domingensis accumulated the highest Cr and Ni contents in their shoots (> 100 mg kg(-1)). In contrast, Hibiscus tiliaceus accumulated more Cu and Pb in their roots (> 50 mg kg(-1)). The differences in rhizosphere soil conditions and root bioturbation explained the different potentials between the plants by altering the soil dynamics and HM's bioavailability, ultimately affecting their uptake. This study suggests that Eleocharis acutangula is not suitable for phytoextraction or phytostabilization, whereas Typha domingensis shows potential for Cr and Ni phytoextraction. In addition, we first showed Hibiscus tiliaceus as a promising wood species for Cu and Pb phytostabilization. (AU)

• Processo FAPESP: 22/00296-6 - Adição de sideróforos em rejeitos de mineração ricos em Fe: triagem de uma estratégia potencial para fitomineração de Fe
• Beneficiário: Amanda Duim Ferreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 21/00221-3 - De drenos a emissores: vulnerabilidade de solos de mangue como sumidouros de carbono frente as mudanças climáticas globais
• Beneficiário: Hermano Melo Queiroz
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/08408-2 - Estudos comparativos de transformações minerais de nanopartículas de óxidos de ferro em solos e sedimentos afetados por rejeitos de mineração e seus impactos na mobilização e fixação de metais pesados em dois ambientes redox contrastantes
• Beneficiário: Tiago Osório Ferreira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 19/14800-5 - Plantas estuarinas e seu controle na biogeoquímica de metais em solos impactados pelo `desastre de Mariana´
• Beneficiário: Amanda Duim Ferreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/04259-2 - Biogeoquímica de ferro e seu controle sobre a dinâmica de metais traço nos solos do estuário do Rio Doce após o "desastre de Mariana"
• Beneficiário: Hermano Melo Queiroz
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 20/12823-5 - Impactos do rejeito da mineração de Fe na bioacessibilidade oral de elementos potencialmente tóxicos: um estudo de caso sobre o maior desastre de mineração do mundo
• Beneficiário: Alexys Giorgia Friol Boim
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/19987-6 - Solos e plantas do estuário do Rio Doce e seu controle sobre a biogeoquímica de ferro e metais em resposta ao desastre de Mariana (MG)
• Beneficiário: Tiago Osório Ferreira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular