Cadmium toxicity symptoms and uptake mechanism in plants: a review

Abstract Cadmium (Cd) is one of non-essential heavy metals which is released into environment naturally or anthropogenically. It is highly persistent toxic metals that are exceptionally distressing industrial and agriculture activities by contaminating soil, water and food. Its long-duration endurance in soil and water results in accumulation and uptake into plants, leading to the food chain. This becomes a serious global problem threatening humans and animals as food chain components. Living organisms, especially humans, are exposed to Cd through plants as one of the main vegetative food sources. This review paper is concentrated on the symptoms of the plants affected by Cd toxicity. The absorption of Cd triggers several seen and unseen symptoms by polluted plants such as stunted growth, chlorosis, necrosis and wilting. Apart from that, factors that affect the uptake and translocation of Cd in plants are elaborated to understand the mechanism that contributes to its accumulation. By insight of Cd accumulation, this review also discussed the phytoremediation techniques-phytoextraction, phytostimulation, phytostabilization, phytovolatization and rhizofiltration in bioremediating the Cd.

Resumo O cádmio (Cd) é um dos metais pesados não essenciais que é liberado no meio ambiente de forma natural ou antropogênica. São metais tóxicos altamente persistentes que prejudicam excepcionalmente as atividades industriais e agrícolas, contaminando o solo, a água e os alimentos. Sua resistência de longa duração no solo e na água resulta em acúmulo e absorção pelas plantas, levando à cadeia alimentar. Isso se torna um sério problema global que ameaça humanos e animais como componentes da cadeia alimentar. Os organismos vivos, principalmente os humanos, são expostos ao Cd através das plantas como uma das principais fontes de alimento vegetativo. Este artigo de revisão concentra-se nos sintomas das plantas afetadas pela toxicidade do Cd. A absorção de Cd desencadeia vários sintomas visíveis e invisíveis por plantas poluídas, como crescimento atrofiado, clorose, necrose e murcha. Além disso, são elaborados fatores que afetam a absorção e translocação de Cd nas plantas para entender o mecanismo que contribui para o seu acúmulo. A partir do conhecimento do acúmulo de Cd, esta revisão também discutiu as técnicas de fitorremediação - fitoextração, fitoestimulação, fitoestabilização, fitovolatização e rizofiltração na biorremediação do Cd.

Cadmium toxicity symptoms and uptake mechanism in plants: a review / Sintomas de toxicidade de cádmio e mecanismo de absorção em plantas: uma revisão

Cadmium (Cd) is one of non-essential heavy metals which is released into environment naturally or anthropogenically. It is highly persistent toxic metals that are exceptionally distressing industrial and agriculture activities by contaminating soil, water and food. Its long-duration endurance in soil and water results in accumulation and uptake into plants, leading to the food chain. This becomes a serious global problem threatening humans and animals as food chain components. Living organisms, especially humans, are exposed to Cd through plants as one of the main vegetative food sources. This review paper is concentrated on the symptoms of the plants affected by Cd toxicity. The absorption of Cd triggers several seen and unseen symptoms by polluted plants such as stunted growth, chlorosis, necrosis and wilting. Apart from that, factors that affect the uptake and translocation of Cd in plants are elaborated to understand the mechanism that contributes to its accumulation. By insight of Cd accumulation, this review also discussed the phytoremediation techniques-phytoextraction, phytostimulation, phytostabilization, phytovolatization and rhizofiltration in bioremediating the Cd.

O cádmio (Cd) é um dos metais pesados ​​não essenciais que é liberado no meio ambiente de forma natural ou antropogênica. São metais tóxicos altamente persistentes que prejudicam excepcionalmente as atividades industriais e agrícolas, contaminando o solo, a água e os alimentos. Sua resistência de longa duração no solo e na água resulta em acúmulo e absorção pelas plantas, levando à cadeia alimentar. Isso se torna um sério problema global que ameaça humanos e animais como componentes da cadeia alimentar. Os organismos vivos, principalmente os humanos, são expostos ao Cd através das plantas como uma das principais fontes de alimento vegetativo. Este artigo de revisão concentra-se nos sintomas das plantas afetadas pela toxicidade do Cd. A absorção de Cd desencadeia vários sintomas visíveis e invisíveis por plantas poluídas, como crescimento atrofiado, clorose, necrose e murcha. Além disso, são elaborados fatores que afetam a absorção e translocação de Cd nas plantas para entender o mecanismo que contribui para o seu acúmulo. A partir do conhecimento do acúmulo de Cd, esta revisão também discutiu as técnicas de fitorremediação - fitoextração, fitoestimulação, fitoestabilização, fitovolatização e rizofiltração na biorremediação do Cd.

Assessment of phytoremediation potencial of Allium cepa L. in raw sewage treatment / Avaliação do potencial de fitorremediação da Allium cepa L. no tratamento do esgoto bruto

Abstract Whereas the effects of the substances found in domestic sewage on live organisms is important to evaluate the use of plants to remove pollutants from the environment. The objective of this study was to assess the phytoremediation activity of Allium cepa L. (onion) roots exposed to raw sewage, as well as the acute toxic activity of this effluent for the bioindicators A. cepa, through a cytotoxicity test, and Artemia salina L., through a mortality/immobility test. The physicochemical assessments of the sewage were conducted in two scenarios: immediately after collection and after being in contact with onion roots (phytoremediation) for 24 hours. The physicochemical data indicate there was a reduction in nitrogen and phosphorus levels and in biochemical oxygen demand in sewage treated. The results from the cytotoxicity test with A. cepa indicated a reduction in the mitotic cell divisions of the onions treated with the raw sewage. The mortality/immobility test with A. salina indicated that the concentrations with 50 and 100% of raw sewage induced the mortality of the nauplii. Thus, the data suggest new studies that seek greater efficiency, efficacy and viability of onion phytoremediation.

Resumo Considerando os efeitos das substâncias encontradas no esgoto doméstico em organismos vivos, é importante avaliar o uso de plantas para remover poluentes do meio ambiente. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade de fitorremediação de raízes de Allium cepa L. (cebola) expostas ao esgoto bruto, bem como a atividade tóxica aguda desse efluente para os bioindicadores A. cepa, através de um teste de citotoxicidade, e Artemia salina L., através de um teste de mortalidade/imobilidade. As avaliações físico-químicas do esgoto foram realizadas em dois cenários: imediatamente após a coleta e após contato com raízes de cebola (fitorremediação) por 24 horas. Os dados físico-químicos indicam que houve redução nos níveis de nitrogênio e fósforo e na demanda bioquímica de oxigênio no esgoto tratado. Os resultados do teste de citotoxicidade com A. cepa indicaram uma redução nas divisões celulares mitóticas das cebolas tratadas com o esgoto bruto. O teste de mortalidade/imobilidade com A. salina indicou que as concentrações com 50 e 100% de esgoto bruto induziram a mortalidade dos náuplios. Assim, os dados sugerem novos estudos que busquem maior eficiência, eficácia e viabilidade de fitorremediação das cebolas.

Volatilization of ammonia in systems of treatment of swine manure with aquatic macrophytes / Volatilização de amônia em sistemas de tratamento de dejetos de suínos com macrófitas aquáticas

Abstract The usage of aquatic plants represents an alternative in the treatment of residues originating from swine. In these systems, one of the N removal methods is the ammonium (NH4 +) uptake and volatilization of ammonia (NH3). In this way, the objective of this work was to evaluate the volatilization rates of NH3 in waste treatment systems swine fluids (SSF) with aquatic macrophytes, as well as the concentration of NH 4+ present in the swine fluids. The experiment was carried out at Campus II/UNOESTE. The treatment systems were composed of 16 boxes of PVC and characterized as: T1 = Control sample 50% of SSF/50% of water; T2 = 50% SSF/50% water + Eichhornia crassipes (Mart.) Solms; T3 = 50% SSF/50% water + Pistia stratiotes L.; T4 = 50% SSF/50% water + Salvinia auriculata Aubl. The design was randomized blocks, with 4 treatments and 4 replicates. The hydrogen potential (pH) and the NH4 + content of the effluent were analyzed weekly, and the volatilization of NH 3 by means of collectors installed in each treatment unit. The presence of aquatic macrophytes promoted the reduction of NH4+ concentration and of the pH values ​​of swine fluids, and this resulted in the reduction of NH3 volatilization rates to the environment, with emphasis on the system with Eichhornia crassipes (Mart.) Solms, which presented the lowest rate of volatilization.

Resumo A utilização de plantas aquáticas representa uma alternativa no tratamento de resíduos oriundos da suinocultura. Nestes sistemas, uma das formas de remoção de nitrogênio (N) é a absorção de amônio (NH4+) pelas plantas, entretanto, também ocorre a volatilização de amônia (NH3). Dessa forma, o objetivo do trabalho foi avaliar as taxas de volatilização de NH3 em sistemas de tratamentos de dejetos líquidos de suínos (DLS) com macrófitas aquáticas, bem como a concentração de NH4+ presente nos dejetos. O experimento foi realizado em área de ambiente aberto no Campus II/UNOESTE. Os sistemas de tratamento foram constituídos de 16 caixas de PVC e caracterizados como: T1 = Testemunha 50% de DLS/50% de água; T2 = 50% de DLS/50% de água + Eichhornia crassipes (Mart.) Solms; T3 = 50% de DLS/50% de água + Pistia stratiotes L.; T4 = 50% de DLS/50% de água + Salvinia auriculata Aubl. O delineamento adotado foi em blocos casualizados, com 4 tratamentos e 4 repetições. Foram analisados o potencial hidrogeniônico (pH) e o teor de NH4 + do efluente semanalmente, e a volatilização de NH3 por meio de coletores instalados em cada unidade de tratamento. A presença das macrófitas aquáticas proporcionou a redução da concentração de NH4+ e dos valores de pH dos dejetos líquidos de suínos, e isto resultou na redução das taxas de volatilização de NH 3 ao meio ambiente, com destaque ao sistema com Eichhornia crassipes (Mart.) Solms, que apresentou a menor taxa de volatilização.

Cadmium tolerance of Typha domingensis Pers. (Typhaceae) as related to growth and leaf morphophysiology / A tolerância ao cádmio por Typha domingensis Pers. (Typhaceae) correlacionada com o crescimento e a morfofisiologia foliar

Abstract Typha domingensis (cattail) is a native macrophyte known by its capacity to tolerate several heavy metals effects and the potential use for phytoremediation. However, in despite that cadmium (Cd) is one of the most toxic pollutants; its effects in T. domingensis biology remain uninvestigated. Thus, the objective of this study was to study the tolerance of T. domingensis to cadmium contamination by evaluating its growth, Cd uptake, leaf anatomy and gas exchange. The experiment was designed using three cadmium concentrations (0, 10 and 50 µM) and ten replicates for 90 days. The cadmium uptake, growth, gas exchange, chlorophyll content and leaf anatomy were evaluated. Data was submitted to ANOVA and Scott-Knott test for P<0.05. Typha domingensis accumulates Cd proportionally to its concentration on the solution and the content of this metal was higher in roots as compared to shoots. Plants showed no significant modifications on growth parameters such as the biomass production, number of leaves, number of clones and the biomass allocation to organs. The photosynthesis, transpiration and chlorophyll content were not modified by Cd. Most anatomical traits evaluated were not modified by the metal but the stomatal density and the proportion of vascular tissues were reduced under 50 µM of Cd. In despite, the leaf anatomy showed no toxicity evidences for any Cd level. The absence of growth reduction and the stability of anatomical and physiological traits give insight about the Cd tolerance of this species. Therefore, T. domingensis is able to overcome Cd toxicity and shows potential for phytoremediation.

Resumo A espécie Typha domingensis (taboa) é uma macrófita nativa conhecida por sua tolerância a vários metais pesados e potencial uso na fitorremediação. Contudo, apesar de que o Cd é um dos poluentes mais tóxicos; Seus efeitos em T. domingensis ainda não foram investigados. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar a tolerância de T. domingensis ao cádmio, avaliando o crescimento, absorção de Cd, anatomia foliar e trocas gasosas. O experimento foi conduzido utilizando três concentrações de Cd (0, 10 e 50 µM) e dez repetições por 90 dias.. O crescimento, trocas gasosas e o teor de clorofila e anatomia foliar foram avaliados. Os dados foram submetidos à ANOVA e ao teste de Scott-Knott para P<0,05. A absorção de cádmio, crescimento, trocas gasosas, teor de clorofila e anatomia foliar foram analisados. As plantas de T. domingensis podem acumular Cd proporcionalmente à sua concentração na solução e o teor deste metal foi maior nas raízes em comparação com a parte aérea. As plantas não apresentam modificações significativas nos parâmetros de crescimento como produção de biomassa, número de folhas, número de clones produzidos e alocação de biomassa nos órgãos. A fotossíntese, transpiração e conteúdo de clorofila não foram afetados de forma significativa pelo Cd. A maioria das características anatômicas avaliadas não apresentou diferenças, mas houve redução na densidade estomática e na proporção de tecidos vasculares na concentração de 50 µM de Cd. A anatomia foliar não mostrou evidências de toxicidade em nenhum dos níveis de Cd. A ausência de redução de crescimento e estabilidade das características anatômicas e fisiológicas caracteriza alta tolerância da espécie ao Cd. Portanto, T. domingensis é capaz de superar a toxicidade do Cd e demostra potencial para fitorremediação.

Eficiência de um sistema piloto utilizando áreas alagadas no pós-tratamento do lixiviado gerado no Aterro Sanitário de Curitiba, Curitiba, Paraná, Brasil / Efficiency of a pilot system using wetlands in the post-treatment of the leachate generated in the Curitiba Landfill, Curitiba, Paraná, Brazil

RESUMO No Aterro Sanitário de Curitiba ocorre o pós-tratamento do lixiviado em áreas alagadas naturais. Para avaliar o papel das macrófitas nesse pós-tratamento, foi desenvolvido um sistema piloto. Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar a eficiência do sistema piloto utilizado para o pós-tratamento do lixiviado desse aterro sanitário. O sistema foi construído com duas caixas d'água: na primeira foi colocada a macrófita Echinochloa polystachya e na segunda, Eichhornia crassipes. O sistema operou em batelada e foi realizado um ciclo de sete dias. Para o monitoramento do sistema foram efetuadas coletas e análises do lixiviado, do substrato e das macrófitas. A eficiência do sistema no pós-tratamento do lixiviado foi de 72% para demanda bioquímica de oxigênio, 30% para demanda química de oxigênio, 76% para fósforo total e fósforo inorgânico, 38% para nitrato, 33% para nitrito, 58% para nitrogênio amonical, 44% para nitrogênio orgânico e 13% para zinco.

ABSTRACT In the Curitiba Landfill the post-treatment of the leachate occurs in natural wetlands. In order to evaluate the role of macrophytes in this post-treatment, it was developed a pilot system. Thus, the objective of this study was to evaluate the effectiveness of the pilot system in the post-treatment of the leachate in this landfill. The system was built with two water tanks: the macrophyte Echinochloa polystachya was placed in the first one; and the Eichhornia crassipes was placed in the second one. The system operated in batch in a seven-day cycle. For monitoring the system, samples were collected, and analyses of the leachate, the substrate, and the macrophytes were performed. The efficiency of the system in the post-treatment of the leachate was 72% for biochemical oxygen demand, 30% for chemical oxygen demand, 76% for total phosphorus and inorganic phosphorus, 38% for nitrate, 33% for nitrite, 58% for ammoniacal nitrogen, 44% for organic nitrogen, and 13% for zinc.

Accumulation of copper by the aquatic macrophyte Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) / Acumulação de cobre pela macrófita aquática Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae)

Abstract Aquatic macrophytes have properties and mechanisms which are useful for the removal of substances in solution, commonly used in phytoremediation processes in aquatic environments. This study evaluated the performance of copper (Cu) accumulation by Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) in different metal concentrations (1, 3 and 5 µg mL-1), as well as the control treatment, measured at intervals of 0, 7 and 14 days under laboratory conditions, with control as to pH and luminosity. After the experiment, the S. biloba biomass was washed, kiln dried, crushed and subjected to the process of digestion, and subsequently the accumulated copper content was determined by atomic absorption spectroscopy. The results showed that S. biloba is apt at accumulating copper, varying significantly between different treatments and days of exposure to the contaminant, as well as its interaction (treatment × days). The highest accumulation values were observed in treatment with 5 µg mL-1, which at 14 days, with 11,861 µg g-1 of copper. We observed symptoms of toxicity and mortality in plants, probably indicating the effect of copper on the species when at high levels. Salvinia biloba is an efficient species in the removal of copper in solution, its recommendation as a remediating agent in aquatic ecosystems being possible.

Resumo Macrófitas aquáticas apresentam propriedades e mecanismos úteis à remoção de substâncias presentes em solução, comumente, utilizadas em processos de fitorremediação de ambientes aquáticos. Este estudo avaliou o desempenho de acumulação de cobre (Cu) por Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) em diferentes concentrações do metal (1, 3 e 5 µg mL-1), além do tratamento controle, avaliados em intervalos de 0, 7 e 14 dias, sob condições laboratoriais, com controle de pH e luminosidade. Após o experimento a biomassa de S. biloba, foi lavada, seca em estufa, triturada e submetida ao processo de digestão, sendo, posteriormente, o teor de cobre acumulado determinado por espectroscopia de absorção atômica. Os resultados evidenciaram que S. biloba é hábil em acumular cobre em sua biomassa, variando significativamente entre os diferentes tratamentos e dias de exposição ao contaminante, bem como por sua interação (tratamentos × dias). Os maiores teores de acúmulo foram observados no tratamento com 5 µg mL-1, que aos 14 dias apresentou até 11.861 µg g-1 de Cu. Observamos sintomas de toxicidade e mortalidade nas plantas, evidenciando, provavelmente, o efeito do cobre sobre a espécie quando em elevados níveis. Salvinia biloba é uma espécie eficiente na remoção do cobre em solução, sendo possível sua recomendação como agente de remediação em ecossistemas aquáticos.

Investigating lead and zinc uptake and accumulation by Stipa hohenackeriana trin and rupr. in field and pot experiments / Investigação sobre a captação e acúmulo de chumbo e zinco por Stipa hohenackeriana trin. & rupr. em experimentos de campo e em vaso

This study was conducted to evaluate Pb and Zn uptake, mobility, and accumulation in Stipa hohenackeriana using field soil in pot and field experiments. Moreover, the effects of Municipal Solid Waste Compost (MSWC) (0, 1, and 2%) and Nano-Silica (NS) (0, 250, and 500 mg/kg) on Stipa biomass, Pb and Zn availability in the soil, and Pb and Zn uptake and accumulation were studied using pot experiments. Samples of soil, root, and shoots of Stipa were collected from field and greenhouse and after drying, extraction of Pb and Zn was done by acid digestion. Bio- Concentration Factor (BCF) and Translocation Factor (TF) were calculated to determine Pb and Zn phytoremediation efficiency. The amount of Zn and Pb remediation by Stipa from soil was determined by remediation factor (RF). The results of field experiments showed the Pb and Zn level decreased in the order of: soil >shoot>root. Results of the pot experiments also showed that plants grown in NS500-amended pots had 33% and 32% higher Pb in roots and shoots compared to control pots, respectively. In comparison, roots Pb concentration in pots amended with MSWC1% and MSWC2% decreased 22.4% and 1.7%, respectively. Roots and shoots Zn concentration in NS500-amended pots was 5.6% and 6.5% higher, respectively. However, root Zn concentration in treatments of MSWC1% and MSWC2% decreased 52.3% and 39.4%, respectively. Shoots Zn concentration decreased 52.5% and 40.0%, respectively. Although MSWC decreased the uptake and accumulation of Pb and Zn in Stipa roots and shoots, it improved the plant growth and consequently increased RF and soil remediation compared to the NS. Thus, it seems that applying MSWC and NS simultaneously can be a suitable strategy for the purpose of improving phytoremediation capability of Stipa in the Pb and Zn contaminated soils. In general, Stipa can be a suitable candidate for the accumulation of heavy metals, especially for Pb and Zn contaminated soils.

Este estudo foi conduzido para avaliar a absorção, mobilidade e acumulação de Pb e Zn em Stipa hohenackeriana em experiências usando solo de campo em vaso e em campo. Além disso, os efeitos do Composto Municipal de Resíduos Sólidos (MSWC) (0, 1 e 2%) e de nanopartículas de sílica (NS) (0, 250 e 500 mg/kg) na biomassa de Stipa, na disponibilidade de Pb e Zn no solo, e na absorção e acúmulo de Pb e Zn foram estudados usando experiências em vaso. Amostras de solo, raiz e brotos de Stipa foram coletadas do campo e da estufa e, após a secagem, a extração de Pb e Zn foi feita por digestão ácida. O Fator de Bioconcentração (BCF) e o Fator de Translocação (TF) foram calculados para determinar a eficiência de fitorremediação de Pb e Zn. A quantidade de remediação de Zn e Pb pela Stipa a partir do solo foi determinada pelo Fator de Remediação (RF). Os resultados das experiências de campo mostraram que o nível de Pb e Zn diminuiu na seguinte ordem: solo > broto > raiz. Os resultados das experiências em vaso também mostraram que as plantas cultivadas em vasos corrigidos com NS500 apresentaram teores de Pb 33% e 32% maiores em raízes e brotos em comparação com vasos de controle, respectivamente. Em comparação, a concentração de Pb em raízes em vasos corrigidos com MSWC1% e MSWC2% diminuiu 22,4% e 1,7%, respectivamente. A concentração de Zn em raízes e brotos em vasos corrigidos com NS500 foi de 5,6% e 6,5% maior, respectivamente. No entanto, a concentração de Zn da raiz nos tratamentos de MSWC1% e MSWC2% diminuiu 52,3% e 39,4%, respectivamente. A concentração de Zn nos brotos diminuiu 52,5% e 40,0%, respectivamente. Embora o MSWC tenha diminuído a absorção e acumulação de Pb e Zn nas raízes e brotos de Stipa, melhorou o crescimento da planta e consequentemente aumentou o RF e a remediação do solo em relação ao NS. Assim, parece que aplicar MSWC e NS simultaneamente pode ser uma estratégia adequada com o objetivo de melhorar a capacidade de fitorremediação de Stipa nos solos contaminados com Pb e Zn. Em geral, a Stipa pode ser um candidato adequado para a acumulação de metais pesados, especialmente para solos contaminados com Pb e Zn.

Differential behavior of the summer cover crops in the absorption and translocation of copper / Comportamento diferencial das plantas de cobertura de verão na absorção e translocação do cobre

ABSTRACT: Phytoremediation is an alternative technique used to treat copper-contaminated soils. The objective of this research was to explore the behavior of nine summer cover crops regarding the growth, absorption and translocation of copper in soils with contamination levels exceeding the Value of Prevention, with a view to selecting plants for phytoremediation programs. In the experiments the Cambisol was contaminated with copper, added in doses of 0, 100, 200, 400, 500 and 600mg kg-1, in which the following nine plants were cultivated under greenhouse conditions: Canavalia ensiformis, Cajanus cajan, Dolichos lablad, Mucuna cinereum, Mucuna aterrima, Crotalaria juncea, Crotalaria spectabilis, Pennisetum glaucum and Paspalum notatum. At 90 days after sowing the plants were evaluated for dry mass of shoot and root, Cu, N, P, K, Ca, Zn, and Fe levels in the shoot and Cu in the roots. High soil Cu levels induced a decline in the phosphorus absorption by the plants. Canavalia ensiformis displayed high potential for phytoextraction as these plants could translocate high copper concentrations to the aerial plant parts, while the Mucuna cinereum and M. aterrima are indicated for the copper phytostabilization programs, due to the high copper accumulation in their root systems.

RESUMO: A fitorremediação é uma alternativa para o tratamento de solos contaminados com cobre. O objetivo do trabalho foi conhecer o comportamento de nove plantas de cobertura de verão quanto ao crescimento, absorção e translocação do cobre em solos com contaminação acima dos Valores de Prevenção, com vistas a seleção de plantas para programas de fitorremediação. Um Cambissolo foi contaminado com doses de 0, 100, 200, 400, 500 e 600mg kg-1 de cobre e cultivado em casa de vegetação com nove plantas: Canavalia ensiformis, Cajanus cajan, Dolichos lablad, Mucuna cinereum, Mucuna aterrima, Crotalaria juncea, Crotalaria spectabilis, Pennisetum glaucum e Paspalum notatum. Aos 90 dias após a semeadura as plantas foram avaliadas quanto à produção de massa seca de parte aérea e raízes, teores de Cu, N, P, K, Ca, Zn, e Fe na parte aérea e de Cu nas raízes. As altas concentrações de Cu no solo reduziram a absorção de fósforo pelas plantas. O feijão-de-porco apresenta potencial para a fitoextração, pois apresentou translocação de altas concentrações de cobre para os tecidos aéreos, enquanto que as mucunas preta e cinza são indicadas para programas de fitoestabilização de cobre, pois acumularam elevada concentração de cobre no sistema radicular.

Accumulation of copper by the aquatic macrophyte Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae)

Abstract Aquatic macrophytes have properties and mechanisms which are useful for the removal of substances in solution, commonly used in phytoremediation processes in aquatic environments. This study evaluated the performance of copper (Cu) accumulation by Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) in different metal concentrations (1, 3 and 5 µg mL-1), as well as the control treatment, measured at intervals of 0, 7 and 14 days under laboratory conditions, with control as to pH and luminosity. After the experiment, the S. biloba biomass was washed, kiln dried, crushed and subjected to the process of digestion, and subsequently the accumulated copper content was determined by atomic absorption spectroscopy. The results showed that S. biloba is apt at accumulating copper, varying significantly between different treatments and days of exposure to the contaminant, as well as its interaction (treatment × days). The highest accumulation values were observed in treatment with 5 µg mL-1, which at 14 days, with 11,861 µg g-1 of copper. We observed symptoms of toxicity and mortality in plants, probably indicating the effect of copper on the species when at high levels. Salvinia biloba is an efficient species in the removal of copper in solution, its recommendation as a remediating agent in aquatic ecosystems being possible.

Resumo Macrófitas aquáticas apresentam propriedades e mecanismos úteis à remoção de substâncias presentes em solução, comumente, utilizadas em processos de fitorremediação de ambientes aquáticos. Este estudo avaliou o desempenho de acumulação de cobre (Cu) por Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) em diferentes concentrações do metal (1, 3 e 5 µg mL-1), além do tratamento controle, avaliados em intervalos de 0, 7 e 14 dias, sob condições laboratoriais, com controle de pH e luminosidade. Após o experimento a biomassa de S. biloba, foi lavada, seca em estufa, triturada e submetida ao processo de digestão, sendo, posteriormente, o teor de cobre acumulado determinado por espectroscopia de absorção atômica. Os resultados evidenciaram que S. biloba é hábil em acumular cobre em sua biomassa, variando significativamente entre os diferentes tratamentos e dias de exposição ao contaminante, bem como por sua interação (tratamentos × dias). Os maiores teores de acúmulo foram observados no tratamento com 5 µg mL-1, que aos 14 dias apresentou até 11.861 µg g-1 de Cu. Observamos sintomas de toxicidade e mortalidade nas plantas, evidenciando, provavelmente, o efeito do cobre sobre a espécie quando em elevados níveis. Salvinia biloba é uma espécie eficiente na remoção do cobre em solução, sendo possível sua recomendação como agente de remediação em ecossistemas aquáticos.

Cadmium tolerance of Typha domingensis Pers. (Typhaceae) as related to growth and leaf morphophysiology

Abstract Typha domingensis (cattail) is a native macrophyte known by its capacity to tolerate several heavy metals effects and the potential use for phytoremediation. However, in despite that cadmium (Cd) is one of the most toxic pollutants; its effects in T. domingensis biology remain uninvestigated. Thus, the objective of this study was to study the tolerance of T. domingensis to cadmium contamination by evaluating its growth, Cd uptake, leaf anatomy and gas exchange. The experiment was designed using three cadmium concentrations (0, 10 and 50 µM) and ten replicates for 90 days. The cadmium uptake, growth, gas exchange, chlorophyll content and leaf anatomy were evaluated. Data was submitted to ANOVA and Scott-Knott test for P 0.05. Typha domingensis accumulates Cd proportionally to its concentration on the solution and the content of this metal was higher in roots as compared to shoots. Plants showed no significant modifications on growth parameters such as the biomass production, number of leaves, number of clones and the biomass allocation to organs. The photosynthesis, transpiration and chlorophyll content were not modified by Cd. Most anatomical traits evaluated were not modified by the metal but the stomatal density and the proportion of vascular tissues were reduced under 50 µM of Cd. In despite, the leaf anatomy showed no toxicity evidences for any Cd level. The absence of growth reduction and the stability of anatomical and physiological traits give insight about the Cd tolerance of this species. Therefore, T. domingensis is able to overcome Cd toxicity and shows potential for phytoremediation.

Resumo A espécie Typha domingensis (taboa) é uma macrófita nativa conhecida por sua tolerância a vários metais pesados e potencial uso na fitorremediação. Contudo, apesar de que o Cd é um dos poluentes mais tóxicos; Seus efeitos em T. domingensis ainda não foram investigados. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar a tolerância de T. domingensis ao cádmio, avaliando o crescimento, absorção de Cd, anatomia foliar e trocas gasosas. O experimento foi conduzido utilizando três concentrações de Cd (0, 10 e 50 µM) e dez repetições por 90 dias.. O crescimento, trocas gasosas e o teor de clorofila e anatomia foliar foram avaliados. Os dados foram submetidos à ANOVA e ao teste de Scott-Knott para P 0,05. A absorção de cádmio, crescimento, trocas gasosas, teor de clorofila e anatomia foliar foram analisados. As plantas de T. domingensis podem acumular Cd proporcionalmente à sua concentração na solução e o teor deste metal foi maior nas raízes em comparação com a parte aérea. As plantas não apresentam modificações significativas nos parâmetros de crescimento como produção de biomassa, número de folhas, número de clones produzidos e alocação de biomassa nos órgãos. A fotossíntese, transpiração e conteúdo de clorofila não foram afetados de forma significativa pelo Cd. A maioria das características anatômicas avaliadas não apresentou diferenças, mas houve redução na densidade estomática e na proporção de tecidos vasculares na concentração de 50 µM de Cd. A anatomia foliar não mostrou evidências de toxicidade em nenhum dos níveis de Cd. A ausência de redução de crescimento e estabilidade das características anatômicas e fisiológicas caracteriza alta tolerância da espécie ao Cd. Portanto, T. domingensis é capaz de superar a toxicidade do Cd e demostra potencial para fitorremediação.

Volatilization of ammonia in systems of treatment of swine manure with aquatic macrophytes

Abstract The usage of aquatic plants represents an alternative in the treatment of residues originating from swine. In these systems, one of the N removal methods is the ammonium (NH4 +) uptake and volatilization of ammonia (NH3). In this way, the objective of this work was to evaluate the volatilization rates of NH3 in waste treatment systems swine fluids (SSF) with aquatic macrophytes, as well as the concentration of NH 4+ present in the swine fluids. The experiment was carried out at Campus II/UNOESTE. The treatment systems were composed of 16 boxes of PVC and characterized as: T1 = Control sample 50% of SSF/50% of water; T2 = 50% SSF/50% water + Eichhornia crassipes (Mart.) Solms; T3 = 50% SSF/50% water + Pistia stratiotes L.; T4 = 50% SSF/50% water + Salvinia auriculata Aubl. The design was randomized blocks, with 4 treatments and 4 replicates. The hydrogen potential (pH) and the NH4 + content of the effluent were analyzed weekly, and the volatilization of NH 3 by means of collectors installed in each treatment unit. The presence of aquatic macrophytes promoted the reduction of NH4+ concentration and of the pH values of swine fluids, and this resulted in the reduction of NH3 volatilization rates to the environment, with emphasis on the system with Eichhornia crassipes (Mart.) Solms, which presented the lowest rate of volatilization.

Resumo A utilização de plantas aquáticas representa uma alternativa no tratamento de resíduos oriundos da suinocultura. Nestes sistemas, uma das formas de remoção de nitrogênio (N) é a absorção de amônio (NH4+) pelas plantas, entretanto, também ocorre a volatilização de amônia (NH3). Dessa forma, o objetivo do trabalho foi avaliar as taxas de volatilização de NH3 em sistemas de tratamentos de dejetos líquidos de suínos (DLS) com macrófitas aquáticas, bem como a concentração de NH4+ presente nos dejetos. O experimento foi realizado em área de ambiente aberto no Campus II/UNOESTE. Os sistemas de tratamento foram constituídos de 16 caixas de PVC e caracterizados como: T1 = Testemunha 50% de DLS/50% de água; T2 = 50% de DLS/50% de água + Eichhornia crassipes (Mart.) Solms; T3 = 50% de DLS/50% de água + Pistia stratiotes L.; T4 = 50% de DLS/50% de água + Salvinia auriculata Aubl. O delineamento adotado foi em blocos casualizados, com 4 tratamentos e 4 repetições. Foram analisados o potencial hidrogeniônico (pH) e o teor de NH4 + do efluente semanalmente, e a volatilização de NH3 por meio de coletores instalados em cada unidade de tratamento. A presença das macrófitas aquáticas proporcionou a redução da concentração de NH4+ e dos valores de pH dos dejetos líquidos de suínos, e isto resultou na redução das taxas de volatilização de NH 3 ao meio ambiente, com destaque ao sistema com Eichhornia crassipes (Mart.) Solms, que apresentou a menor taxa de volatilização.

Assessment of phytoremediation potencial of Allium cepa L. in raw sewage treatment

Abstract Whereas the effects of the substances found in domestic sewage on live organisms is important to evaluate the use of plants to remove pollutants from the environment. The objective of this study was to assess the phytoremediation activity of Allium cepa L. (onion) roots exposed to raw sewage, as well as the acute toxic activity of this effluent for the bioindicators A. cepa, through a cytotoxicity test, and Artemia salina L., through a mortality/immobility test. The physicochemical assessments of the sewage were conducted in two scenarios: immediately after collection and after being in contact with onion roots (phytoremediation) for 24 hours. The physicochemical data indicate there was a reduction in nitrogen and phosphorus levels and in biochemical oxygen demand in sewage treated. The results from the cytotoxicity test with A. cepa indicated a reduction in the mitotic cell divisions of the onions treated with the raw sewage. The mortality/immobility test with A. salina indicated that the concentrations with 50 and 100% of raw sewage induced the mortality of the nauplii. Thus, the data suggest new studies that seek greater efficiency, efficacy and viability of onion phytoremediation.

Resumo Considerando os efeitos das substâncias encontradas no esgoto doméstico em organismos vivos, é importante avaliar o uso de plantas para remover poluentes do meio ambiente. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade de fitorremediação de raízes de Allium cepa L. (cebola) expostas ao esgoto bruto, bem como a atividade tóxica aguda desse efluente para os bioindicadores A. cepa, através de um teste de citotoxicidade, e Artemia salina L., através de um teste de mortalidade/imobilidade. As avaliações físico-químicas do esgoto foram realizadas em dois cenários: imediatamente após a coleta e após contato com raízes de cebola (fitorremediação) por 24 horas. Os dados físico-químicos indicam que houve redução nos níveis de nitrogênio e fósforo e na demanda bioquímica de oxigênio no esgoto tratado. Os resultados do teste de citotoxicidade com A. cepa indicaram uma redução nas divisões celulares mitóticas das cebolas tratadas com o esgoto bruto. O teste de mortalidade/imobilidade com A. salina indicou que as concentrações com 50 e 100% de esgoto bruto induziram a mortalidade dos náuplios. Assim, os dados sugerem novos estudos que busquem maior eficiência, eficácia e viabilidade de fitorremediação das cebolas.

Growth of tropical tree species and absorption of copper in soil artificially contaminated

Abstract Reclamation of copper contaminated sites using forest species may be an efficient alternative to reduce the negative impact. The aim of this study was to quantify the growth and evaluate the quality of seedlings of native species at different doses of copper in the soil. The experimental design was completely randomized, with seven replications in a factorial arrangement (3×9), using three indigenous species of plants (Anadenanthera macrocarpa, Mimosa scabrella and Apuleia leiocarpa) and nine doses of copper in the soil (0, 60, 120, 180, 240, 300, 360, 420 and 480 mg kg1).The experiment was carried out in a greenhouse which the seedlings were grown for 180 days. The experimental units were plastic pots of 125 cm3 filled with Oxisol. The results indicated that the levels of copper applied to the soil decreased the quality of seedlings and growth of Apuleia leiocarpato a lesser extent compared with Mimosa scabrella and Anadenanthera macrocarpa. Anadenanthera macrocarpa was the forest species that resulted in the lowest copper translocation from roots to shoots. In addition, the Apuleia leiocarpa exhibited high resistance and tolerance for copper in the soil and also, it is highlighted an ability for copper phytoremediation.

Resumo A recuperação de áreas contaminadas com cobre utilizando espécies florestais pode ser uma alternativa eficiente para reduzir o impacto negativo deste elemento nestas áreas. O objetivo deste estudo foi quantificar o crescimento e avaliar a qualidade de mudas de espécies nativas em diferentes doses de cobre no solo. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com sete repetições, em um esquema fatorial (3×9), utilizando-se três espécies nativas de plantas (Anadenanthera macrocarpa, Mimosa scabrella e Apuleia leiocarpa) e nove doses de cobre no solo (0, 60, 120, 180, 240, 300, 360, 420 e 480 mg kg1). O experimento foi realizado em casa de vegetação, onde as plantas foram cultivadas por 180 dias. As unidades experimentais foram vasos de plástico de 125 cm3, preenchidos com Latossolo Vermelho distrófico. Os resultados indicaram que o nível de cobre aplicado ao solo reduziu a qualidade de plântulas e crescimento de Apuleia leiocarpa para um menor grau comparado com bracatinga e angico. Anadenanthera macrocarpa foi a espécie florestal que apresentou menor translocação de cobre a parte aérea das mudas. Além disso, a Apuleia leiocarpa exibiu elevada tolerância para o cobre no solo e também destaca-se mostrando uma capacidade para fitoremediação de áreas contaminadas com cobre.

Growth of tropical tree species and absorption of copper in soil artificially contaminated / Crescimento de espécies arbóreas tropicais e absorção de cobre em solo artificialmente contaminado

Abstract Reclamation of copper contaminated sites using forest species may be an efficient alternative to reduce the negative impact. The aim of this study was to quantify the growth and evaluate the quality of seedlings of native species at different doses of copper in the soil. The experimental design was completely randomized, with seven replications in a factorial arrangement (3×9), using three indigenous species of plants (Anadenanthera macrocarpa, Mimosa scabrella and Apuleia leiocarpa) and nine doses of copper in the soil (0, 60, 120, 180, 240, 300, 360, 420 and 480 mg kg–1).The experiment was carried out in a greenhouse which the seedlings were grown for 180 days. The experimental units were plastic pots of 125 cm3 filled with Oxisol. The results indicated that the levels of copper applied to the soil decreased the quality of seedlings and growth of Apuleia leiocarpato a lesser extent compared with Mimosa scabrella and Anadenanthera macrocarpa. Anadenanthera macrocarpa was the forest species that resulted in the lowest copper translocation from roots to shoots. In addition, the Apuleia leiocarpa exhibited high resistance and tolerance for copper in the soil and also, it is highlighted an ability for copper phytoremediation.

Resumo A recuperação de áreas contaminadas com cobre utilizando espécies florestais pode ser uma alternativa eficiente para reduzir o impacto negativo deste elemento nestas áreas. O objetivo deste estudo foi quantificar o crescimento e avaliar a qualidade de mudas de espécies nativas em diferentes doses de cobre no solo. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com sete repetições, em um esquema fatorial (3×9), utilizando-se três espécies nativas de plantas (Anadenanthera macrocarpa, Mimosa scabrella e Apuleia leiocarpa) e nove doses de cobre no solo (0, 60, 120, 180, 240, 300, 360, 420 e 480 mg kg–1). O experimento foi realizado em casa de vegetação, onde as plantas foram cultivadas por 180 dias. As unidades experimentais foram vasos de plástico de 125 cm3, preenchidos com Latossolo Vermelho distrófico. Os resultados indicaram que o nível de cobre aplicado ao solo reduziu a qualidade de plântulas e crescimento de Apuleia leiocarpa para um menor grau comparado com bracatinga e angico. Anadenanthera macrocarpa foi a espécie florestal que apresentou menor translocação de cobre a parte aérea das mudas. Além disso, a Apuleia leiocarpa exibiu elevada tolerância para o cobre no solo e também destaca-se mostrando uma capacidade para fitoremediação de áreas contaminadas com cobre.

Crescimento de plantas de girassol cultivadas em ambiente contaminado por chumbo / Growth of sunflower plants cultivated in lead contaminated environment

A utilização de técnicas para amenizar o potencial contaminante de metais no solo, dentre elas, a fitorremediação justifica a então realização de estudos que relacionam espécies vegetais que possuam capacidade de se adaptar aos ambientes contaminados. O presente trabalho teve como objetivo avaliar as características de crescimento e o índice de tolerância de plantas de girassol cultivadas em ambiente contaminado com chumbo. O experimento foi conduzido em casa de vegetação na Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, utilizando solução nutritiva. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, testando cinco doses de chumbo: 0; 51,8; 103,6; 207,2 e 414,4 mg L-1 de Pb, com quatro repetições. As plantas foram submetidas à aplicação dos tratamentos durante um período de 30 dias. Foram realizadas coletas das seguintes variáveis de crescimento: altura, diâmetro, número de folhas, número de folhas inviáveis, área foliar e clorofila total. Foram coletadas particionadas em folhas, haste (pecíolo+caule) e raiz e posteriormente quantificados os respectivos valores de massa desses componentes. A presença do chumbo promoveu efeito significativo nos valores de todas as variáveis de crescimento. O chumbo reduziu significativamente a massa seca das plantas de girassol quando estavam altas concentrações. As mudas de girassol apresentam um índice de tolerância próximo a 85%, quando cultivado em baixas concentrações.

The use of techniques to mitigate potential contaminant metals in the soil, among them, then justifies the phytoremediation studies relating plant species that have the capacity to adapt to environments contaminated. This study aimed to evaluate the growth characteristics and tolerance index of sunflower plants grown in the contaminated with lead. The experiment was conducted in a greenhouse at the Federal University in the Recôncavo of Bahia, using nutrient solution. We used a completely randomized design, testing five doses of lead: 0; 51.8; 103.6, 207.2 and 414.4 mg L-1 Pb, with four replications. The plants were subjected to the application of treatments over a period of 30 days. Were collected the following growth variables: height, diameter, number of leaves, leaf number unviable, leaf area, total chlorophyll. We collected partitioned into leaves, stem (petiole + stem) and root and subsequently measured their mass values of these components. The presence of lead promoted significant effect on the values of all variables of growth. Lead significantly reduced the dry weight of sunflower plants when they were high concentrations. Sunflower seedlings have a tolerance index near 85%, when grown at low concentrations.

Biodegradação dos herbicidas imazetapir e imazapique em solo rizosférico de seis espécies vegetais / Biodegradation of the herbicides imazethapyr and imazapic in rhizosphere soil of six plant species

A fitoestimulação é uma das técnicas de fitorremediação que pode ser utilizada para a redução da concentração dos herbicidas no solo. Para tanto é necessário a seleção de plantas que estimulem a atividade dos microrganismos degradadores da rizosfera. O objetivo deste trabalho foi avaliar a biodegradação de cinco doses do herbicida composto pela mistura formulada de imazetapir+imazapique (75 + 25 g e.a. L-1) em solo rizosférico proveniente de seis espécies vegetais com potencial para a fitoestimulação. A biodegradação do herbicida nas doses de 0, 250, 500, 1.000 e 4.000mL ha-1 no solo rizosférico de Canavalia ensiformis, Glycine max, Lolium multiflorum, Lotus corniculatus, Stizolobium aterrimum, Vicia sativa e no solo sem cultivo foi avaliada através da quantificação da produção de C-CO2 do solo e da degradação do herbicida no solo por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massa. A produção de C-CO2 do solo após a contaminação com a mistura de imazetapir+imazapique foi maior nos solos rizosféricos das seis espécies vegetais se comparado ao solo não cultivado. O solo rizosférico de Stizolobium aterrimum apresentou a maior degradação do herbicida imazetapir nas maiores doses avaliadas, sendo uma espécie promissora para a fitoestimulação.

Phytostimulation is a technique of phytoremediation that can be used to reduce the concentration of herbicides in the soil. It is necessary to select plants that stimulate the activity of the rizosphere degrading microorganism. The aim of this study was to evaluate the activity of the biodegradation of the herbicide compound formulated mixture of imazethapyr + imazapic (75 + and 25 g L-1) in rhizosphere soil from six plant species with potential for phytostimulation. Biodegradation of the herbicide in the rhizosphere soil of Canavalia ensiformis, Glycine max, Lolium multiflorum, Lotus corniculatus, Stizolobium aterrimum and Vicia sativa, and a control (soil without plant) was evaluated at doses of 0, 250, 500, 1.000 and 4.000mL 1 ha, by quantifying the production of C-CO2 of the soil and the degradation of the herbicide from the soil by liquid chromatography coupled to mass spectrometry. The production of C-CO2 of the soil after the contamination with the mixture imazethapyr + imazapic was higher in the rhizosphere soil of the six plant species when compared to soil not cultivated. The rhizospheric soil from Stizolobium aterrimum shouwed the highest degradation of the herbicide imazetapyr on the highest doses evaluated, being a promising specie for phytostimulation.

Capacidade da Lemna aequinoctialis para acumular metais pesados de água contaminada / Ability of Lemna aequinoctialis for removing heavy metals from wastewater

Plant ability for tolerating and accumulating high amount of heavy metal is used as a promissory technology for removing contaminants from highly polluted environments. The ability of the macrophyte L. aequinoctialis to remove heavy metal was studied in two different sampling times during its flowering. Samples of plant tissue L. aequinoctialis and water were collected for 800 hours at 48 hour intervals. Concentrations of Ni, Cu, Co, Cr, Mn, Zn, and Fe present in L. aequinoctialis and water were determined by flame atomic absorption spectrometry (FAAS). Data were subjected to the techniques of principal components analysis (PCA), hierarchical cluster analysis (HCA) and boxplot. We found that rhizofiltration of L. aequinoctialis removes high amount of heavy metal in this order: Cr >Ni>Cu> Fe > Zn >Mn. Only significant changes in chemical composition of the water, pH and electrical conductivity alter the absorption capacity of L. aequinoctialis.

A capacidade das plantas em tolerar e absorver quantidades elevadas de metais pesados é usada como uma tecnologia promissora para limpeza de resíduos perigosos em ambientes altamente contaminados. O desempenho da macrófita L. aequinoctialis em absorver metais pesados foi estudado durante sua floração em dois períodos de amostragem diferentes. As amostras de L. aequinoctialis e água foram coletadas por 800 horas em intervalos de 48 horas. A quantidade de Ni, Cu, Co, Cr, Mn, Zn e Fe presente na L. aequinoctialis e água foram determinados por espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS). Os resultados foram avaliados pelas técnicas de estatística de componentes principais (PCA), análise de agrupamento hierárquico (HCA) e boxplot. Os resultados mostram que a rizofiltração da L. aequinoctialis remove altas quantidades de metais pesados na seguinte ordem Cr > Ni > Cu > Fe > Zn > Mn. No entanto, observou-se que mudanças significativas na composição química, pH e condutividade elétrica da água alteram a capacidade de absorção da L. aequinoctialis.

Disponibilidade de silício e biomassa de milho em solo contaminado por chumbo tratado com silicato / Availability of silicon and maize biomass in a lead contaminated soil treated with silicate

A absorção de Si pelas plantas tem resultado em efeitos benéficos e amenizantes da fitotoxicidade de metais pesados, o que pode melhorar a fitoextração de metais do solo em razão do aumento da tolerância das plantas ao metal. Os níveis críticos de Si no solo, em relação a algumas espécies de plantas, ainda estão sendo estabelecidos no Brasil. No entanto, ainda não está definido qual o melhor extrator a ser usado. Neste trabalho objetivou-se avaliar a eficiência dos métodos de extração de Si (cloreto de cálcio, ácido acético, ácido cítrico e água), além de determinar a produção de matéria seca, teor e conteúdo de silício em plantas de milho em solo contaminado por chumbo. As doses de 0, 100, 250, 350 e 500 mg kg-1 de Si, foram aplicadas em vasos de 5,5 dm-3, cultivados com plantas de milho por 65 dias. Com aplicação de doses de Si maiores que 100 mg kg-1 houve redução da produção de matéria seca de plantas de milho cultivadas no solo contaminado. A adição de doses crescentes de Si ao solo contaminado promoveu aumento dos teores de Si na parte aérea e raiz das plantas. O cloreto de cálcio e o ácido acético foram os extratores que mais se correlacionaram com os teores de Si extraídos pelas plantas.

The absorption of silicon by plants can result in the amelioration of heavy metal phytotoxicity, thereby improving phytoextraction due to increased plant tolerance. The critical levels of Si in the soil for plant species in Brazil are still being discussed, however the best extractant for Si has not yet been defined. This work aimed to evaluate the effectiveness of methods for Si extraction from soil (calcium chloride, acetic acid, citric acid, and water). In addition, the biomass yield, concentration and content of Si in maize plants grown in a Pb-contaminated soil were also studied. Si was applied at the rates 0, 100, 250, 350, and 500 mg kg-1 in 5.5 dm-3 pots in which 65 day old plants were cultivated. The Si doses promoted biomass reduction but increased the Si concentration in roots and shoots. The application of Si doses greater than 100 mg kg-1 decreased the biomass yield of corn plants grown in contaminated soil. Calcium chloride and acetic acid were extractants that correlated significantly with the concentration of Si in plants.

Influência da taxa de carga orgânica no desempenho de sistemas alagados construídos cultivados com forrageiras / Influence of organic loading rate on the performance of constructed wetlands cultivated with grass

Estudou-se a influência da taxa de carga orgânica (TCO) no desempenho de sistemas alagados construídos (SACs) de escoamento subsuperficial. Cada SAC foi constituído por um tanque de 0,40 x 0,73 x 3,00 m. A água residuária de laticínios (ARL) foi aplicada com vazão de 60 L.d-1. O tratamento testemunha foi constituído por um SAC sem vegetação, ao qual foi aplicada uma TCO de 130 kg.ha-1 d-1 de DBO. Nos SACs cultivados com capim-elefante e com capim-tifton 85, foram aplicadas TCOs de 66, 130, 190, 320 e 570 kg.ha-1 d-1 de DBO. Os SACs se mostraram eficientes na remoção de DBO, DQO, SST, ST e nitrogênio. TCOs entre 250 e 400 kg.ha-1 d-1 de DBO proporcionaram maiores eficiências na remoção da carga orgânica e acima de 400 kg.ha-1 d-1 na de sólidos da água residuária. A presença de plantas nos SACs mostrou-se importante na remoção de N, K e Na da ARL.

The present paper was carried out to study the influence of organic loading rate (OLR) on the performance of subsurface flow constructed wetlands systems (CWs). Each CW was composed of a sealed tank of 0.40 x 0.73 x 3.00 m. The dairy industry wastewater was applied with flow rate of 60 L.d-1. In the control system, consisting of CW without vegetation, 130 kg.ha-1 d-1 of BOD was applied. In vegetated CWs (cultivated with elephant grass and tifton 85 bermudagrass), OLRs of 66, 130, 190, 320 and 570 kg.ha-1 d-1 of BOD were applied . The CW systems were efficient in the removal of BOD, COD, TSS, TS and nitrogen. OLRs between 250 and 400 kg.ha-1 d-1 BOD provide greater efficiencies in organic loading removal and above 400 kg.ha-1 d-1 in the solids removal from wastewater. The presence of the plants in the CWs showed to be important in the removal of N, K and Na of wastewater.