Kelátképzők hatása a kukorica ólom- és rézfelvételére szennyezett talajokból | Effect of chelants on the lead and copper uptake of maize from contaminated soils

Czira, György and Simon, László and Vincze, György and Koncz, József and Lakatos, Gyula (2013) Kelátképzők hatása a kukorica ólom- és rézfelvételére szennyezett talajokból | Effect of chelants on the lead and copper uptake of maize from contaminated soils. Agrokémia és Talajtan, 62 (2). pp. 373-386. ISSN 0002-1873

Text agrokem.62.2013.2.14.pdf Restricted to Repository staff only until 31 December 2033. Download (228kB)

Abstract

Magyarországon a robbanóanyaggal és lőszerszármazékokkal szennyezett területek kármentesítése környezetvédelmi és nemzetgazdasági érdek. Egy hazai lőtérről, illetve lőszer-megsemmisítő telepről vett talajban 900 mg·kg⁻¹ ólom- és 133 mg·kg⁻¹ rézszennyeződést mértünk. A fitoextrakció célja, hogy a növényi szervekbe helyezzük át a nehézfémeket, lecsökkentve ezzel a mobilis, toxikus elemkészletet a szennyezett talajokban. Megvizsgáltuk, hogy egy lőszerszármazékokkal szennyezett talajba, illetve ólommal mesterségesen elszennyezett talajba kijuttatott kelátképzőszerekkel (EDTA, EGTA, citromsav) indukálható-e, megnövelhető-e a növényi szervek Pb- és Cu-akkumulációja?Tenyészedény-kísérletünkben kukoricát neveltünk a fenti ólommal és rézzel elszennyezett lőtéri talajon, illetve a közelben gyűjtött szennyezetlen talajt mesterségesen szennyeztük el 100 mg·kg-1 ólommal. Míg a kontroll (kelátképzővel nem kezelt) szennyezett talajon fejlődő kukorica gyökerében 554 μg·g⁻¹ ólom volt mérhető, addig az EDTA hatására a gyökerekben 4611 μg·g⁻¹-ra (több mint nyolcszorosára), a hajtásokban pedig 158-ról 302 μg·g⁻¹-ra (91%-kal) nőtt az ólomkoncentráció. Mindkét változás statisztikailag szignifikánsnak bizonyult. Az EGTA a Cufelvételt serkentette; a kontrollkultúrák gyökerében 516 μg·g⁻¹, a kezelt kultúrákban viszont 1063 μg·g⁻¹ értéket mértünk (ez kétszeres szignifikáns növekmény). A hajtásokban 69%-kal, 29,9-ról 50,7 μg·g⁻¹-ra emelkedett a réztartalom, ez azonban nem bizonyult statisztikailag szignifikánsnak. A citromsav az ólom hajtásokba történő áthelyeződését nem indukálta, rézfelvétel-serkentő hatása csak a gyökerekben volt szignifikáns.Tenyészedény-kísérleteink alapján kijelenthető, hogy elsősorban az EDTA, illetve részben az EGTA a talajba kijuttatva mobilisabbá, könnyebben felvehetővé teszi az ólmot és a rezet, elősegítve ezzel e két toxikus elem növényekben történő akkumulációját. Szabadföldi körülmények között is feltételezhető, hogy a növények betakarításával a toxikus elemek egy része eltávolítható a szennyezett talajból. | In Hungary, the remediation of soils contaminated with explosives and ammunition residues is of interest both for the environment and for the national economy. A slightly basic sandy soil with low humus and high salt and lime content, collected from a Hungarian shooting range and ammunition destruction site, was found to be contaminated with 900 mg·kg⁻¹ Pb and 133 mg·kg⁻¹ Cu.The purpose of phytoextraction (as a soil remediation technique) is to transfer heavy metals from soil to the harvestable plant organs, thus reducing the mobile pool of toxic elements in the contaminated soil. The present investigations aimed to determine whether the accumulation of Pb and Cu in maize organs could be stimulated by the application of EDTA, EGTA or citric acid chelants to soil contaminated with ammunition residues or artificially contaminated with Pb. A pot experiment was set up with maize (Zea mays L., cv. Furio) to investigate the phytoextraction of Cd, Cu, Pb and Zn from the soil of the shooting-range and from uncontaminated soil collected close to the shooting-range and artificially contaminated with 100 mg·kg⁻¹ Pb.The roots of maize grown on contaminated soil without chelants accumulated 554 μg·g⁻¹ Pb, while eight times this amount (4611 μg·g⁻¹) was detected after soil treatment with 0.5 g·kg⁻¹ of EDTA. The Pb concentration in the shoots increased from 158 to 302 μg·g⁻¹ (91%). In the case of artificially Pb-contaminated soil, the Pb concentration was enhanced from 164 to 775 μg·g⁻¹ in the roots and from 44.1 to 71.3 μg·g⁻¹ in the shoots after EDTA application. All these changes were statistically significant.The Cu uptake was significantly stimulated by 0.5 g EGTA, increasing from 516 μg·g⁻¹ in the roots of untreated cultures to 1063 μg·g⁻¹ in treated cultures. Although the increase in the shoots was 69% (from 29.9 to 50.7 μg·g⁻¹), this change was not significant.Citric acid did not enhance the translocation of lead into the shoots, and its influence on copper uptake was only significant in the roots.None of the chelants influenced the Cd or Zn accumulation in maize.Based on the results of the pot experiment, it could thus be concluded that EDTA, and to a certain extent EGTA, were able to influence the phytoavailability and mobility of Pb and Cu in contaminated soils, thereby promoting the accumulation of these toxic elements in plants. The field application of these chelants can thus be expected to result in the partial removal of the Pb or Cu contamination with the harvested plants.

Actions (login required)

Edit Item