Artikkelin koko teksti on saatavilla vain PDF-formaatissa.

Muhammad Mohsin

Phytoremediation of potentially toxic elements and rare earth elements by perennial plants in floating wetlands

Mohsin M. (2023). Phytoremediation of potentially toxic elements and rare earth elements by perennial plants in floating wetlands. https://doi.org/10.14214/df.347

Tiivistelmä

Kaupungistumisen, teollistumisen, maatalouden, kaivostoiminnan ja hulevesien vaikutukset ekosysteemeihin ovat johtaneet merkittäviin vesien saastumisongelmiin maailmanlaajuisesti. Kuitenkin vain vähän tutkimusta on julkaistu kadmiumin (Cd), kromin (Cr) ja eri kasviravinteiden samanaikaisesta erottamisesta hulevesistä ns. kelluvia kosteikkoja (FTW) käyttämällä tai harvinaisten maametallien (REE) keräämisestä ja talteenotosta biomassaviljelmien avulla. Tämä tutkimus lisää tietämystä REE:n talteenotosta vesistä käyttämällä lyhytkiertoisia pajuja (Salix spp.) ja simuloitua Cd:n ja Cr:n keruuta hulevesistä Phragmites australis- ja Iris pseudacorus -kasvilajeilla. Tässä yhteydessä tehtiin kolme erilaista ns. mikrokosmoskoetta monivuotisilla kasveilla (P. australis ja I. pseudacorus) FTW:ssä. Kasvien kasvua, juuren pituutta, klorofyllipitoisuusindeksiä (CCI), anatomisia kasvien kudosmuutoksia, Cd:n kertymistä sekä kasvien kasvua ja typen ja fosforin poistamista simuloiduissa hulevesissä tutkittiin 50 vuorokauden pituisenkokeen aikana eri Cd-annoksilla (0, 1, 2 ja 4 mg l-1). Lisäksi tutkittiin FTW:ssä 50 päivän ajan Cr-annoksen (0, 500, 1000 ja 2000 μg l-1) vaikutuksia P. australis- ja I. pseudacorus -lajien kasvuun ja anatomiaan sekä Cr:n kertymiseen kasvien biomassaan; lisäksi selvitettiin typen ja fosfaatin poistoa vesistä. REE-annosten vaikutuksia kasvien varren kasvuun, biomassaan ja juurten pituuteen tutkittiin kahdella pajulajilla (S. myrsinifolia ja S. schwerinii) ja kahdella pajun viljelylajikkeella (Klara ja Karin) FTW:ssä 28 vuorokauden aikana. Kokeissa vesi sisälsi REE kerta-annoksen lantaania (La: 50 mg l-1) ja 6-REE:n moniliuosta (La: 11,50 + yttrium (Y: 11) + neodyymi (Nd) 10,50) + dysprosium (Dy: 10) + cerium (Ce: 12) ja terbium (Tb: 11,50 mg l-1)). Kokeissa oli lisäksi kontrollikäsittelyt ilman REE:tä. Lisäksi tutkittiin REE:n talteenottoa biomassatuhkasta biomassan polton jälkeen. Tässä tutkimuksessa Cd-stressi ei haitannut P. australis tai I. pseudacorus -lajien kasvua; kasvien juuret keräsivät enemmän Cd:tä kuin versot. Kasvit pystyivät alentamaan typpi- ja fosforipitoisuuksia vesissä. Cr:n vaikutus kasvien kasvuun oli selvä jo pienillä ja keskisuurilla annoksilla (500 ja 1000 μg Cr l-1) ja anatomisia muutoksia havaittiin suurella annoksella (2000 μg Cr l-1). Molemmat lajit pystyivät poistamaan huomattavan määrän (98–99 %) typpeä ja fosforia 10 päivän aikana lisääntyneen Cr-kuormituksen aikana. Suurin määrä Cr:a säilyi P. australis- ja I. pseudacorus -juurissa. Pajulajit ja lajikkeet eivät osoittaneet REE-toksisuusoireita. Noin 80 % REE:stä säilyi pajun tuhkassa polton jälkeen. Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että nämä monivuotiset kasvit voisivat olla sopivia ehdokkaita kontrolloimaan valumavesien Cd-, Cr- ja REE -päästöjä vesistä samalla kun ne tuottavat biomassaa tehokkaasti.

Avainsanat
biomassa; putkilokasvit; fytostabilointi; rehevöityminen; hulevesi; pajut; Phragmites australis; Iris pseudacorus

Tekijä

Julkaistu 7.12.2023

Katselukerrat 3759

Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.347 | Lataa PDF

Creative Commons License CC BY-NC-ND 4.0

Osajulkaisut

Mohsin M, Nawrot N, Wojciechowska E, Kuittinen S, Szczepańska K, Dembska G, Pappinen A (2023) Cadmium accumula-tion by Phragmites australis and Iris pseudacorus from stormwater in floating treatment wetlands microcosms: Insights into plant tolerance and utility for phytoremediation. Journal of Environmental Management 331, article id 117339.

https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.117339

Nawrot N, Wojciechowska E, Mohsin M, Kuittinen S, Pappinen A, Matej- Łukowicz K, Szczepańska K, Cichowska A, Irshad MA, Tack FMG (2023) Removal of chromium (Cr) in floating treatment wetlands with perennial plants. Manuscript.

Mohsin M, Salam MMA, Nawrot N, Kaipiainen E, Lane DJ, Wojciechowska E, Kinnunen N, Heimonen M, Tervahauta A, Peräniemi S, Sippula O, Pappinen A, Kuittinen S (2022) Phytoextraction and recovery of rare earth elements using willow (Salix spp.). Science of the Total Environment 809, article id 152209.

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152209


Rekisteröidy
Click this link to register to Dissertationes Forestales.
Kirjaudu sisään
Jos olet rekisteröitynyt käyttäjä, kirjaudu sisään tallentaaksesi valitsemasi artikkelit myöhempää käyttöä varten.
Ilmoitukset päivityksistä
Kirjautumalla saat tiedotteet uudesta julkaisusta
Valitsemasi artikkelit
Lähetä sähköpostiin
Packalén P., (2009) Using airborne laser scanning data and digital a.. Dissertationes Forestales vol. 2009 no. 77 artikkeli 1860 (poista) | Muokkaa kommenttia
Lopatin E., (2007) Long-term dynamics in growth of Scots pine and S.. Dissertationes Forestales vol. 2007 no. 53 artikkeli 1835 (poista) | Muokkaa kommenttia
Rantala T., (2020) Legitimacy of forest policy – concept analysis a.. Dissertationes Forestales vol. 2020 no. 309 artikkeli 10487 (poista) | Muokkaa kommenttia
Ryhti K., (2022) Belowground carbon dynamics in Scots pine stands Dissertationes Forestales vol. 2022 no. 333 artikkeli 10787 (poista) | Muokkaa kommenttia
Salminen H., (2009) The effect of temperature on height growth of Sc.. Dissertationes Forestales vol. 2009 no. 96 artikkeli 1879 (poista) | Muokkaa kommenttia
Lähtinen K., (2009) Assessing the resource usage decisions and finan.. Dissertationes Forestales vol. 2009 no. 89 artikkeli 1871 (poista) | Muokkaa kommenttia
Trishkin M., (2019) Assessment of forest industries compliance to fo.. Dissertationes Forestales vol. 2019 no. 285 artikkeli 10268 (poista) | Muokkaa kommenttia
Wu D., (2021) Frost hardiness of Scots pine progenies and some.. Dissertationes Forestales vol. 2021 no. 317 artikkeli 10626 (poista) | Muokkaa kommenttia
Jia X., (2017) Dynamics and biophysical controls of carbon, wat.. Dissertationes Forestales vol. 2017 no. 238 artikkeli 7695 (poista) | Muokkaa kommenttia
Kostiainen K., (2007) Wood properties of northern forest trees grown u.. Dissertationes Forestales vol. 2007 no. 47 artikkeli 1829 (poista) | Muokkaa kommenttia
Leskinen L., (2007) Kestävyyden tulkinnat metsäkeskusten yhteistoimi.. Dissertationes Forestales vol. 2007 no. 44 artikkeli 1832 (poista) | Muokkaa kommenttia
Schuck A., (2009) Perspectives and limitations of Finnish higher f.. Dissertationes Forestales vol. 2009 no. 78 artikkeli 1861 (poista) | Muokkaa kommenttia
Verkerk P. J., (2015) Assessing impacts of intensified biomass removal.. Dissertationes Forestales vol. 2015 no. 197 artikkeli 1979 (poista) | Muokkaa kommenttia
Gritten D., (2009) Facilitating resolution of forest conflicts thro.. Dissertationes Forestales vol. 2009 no. 91 artikkeli 1873 (poista) | Muokkaa kommenttia
Männistö E., (2022) Emissions of methane and other biogenic volatile.. Dissertationes Forestales vol. 2022 no. 332 artikkeli 10785 (poista) | Muokkaa kommenttia
Mohsin M., (2023) Phytoremediation of potentially toxic elements a.. Dissertationes Forestales vol. 2023 no. 347 artikkeli 23014 (poista) | Muokkaa kommenttia
Hakutulokset