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Titelaufnahme

Titel
Phytoextraction of cadmium, lead and zinc by two metal hyperaccumulator species and metal bioavailability in the rhizosphere / by Eila Gendig
VerfasserGendig, Eila
Betreuer / BetreuerinWenzel, Walter
Erschienen2010
UmfangII, 43 Bl. : graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2010
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Phytoextraktion, Rhizosphäre, Bioverfügbarkeit, Cd, Pb, Zn
Schlagwörter (EN)Phytoextraction, Rhizosphere, Bioavailability, Cd, Pb, Zn
Schlagwörter (GND)Arabidopsis halleri / Gebirgshellerkraut / Schwermetallaufnahme / Cadmium / Zink / Blei
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-12765 Persistent Identifier (URN)
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Phytoextraction of cadmium, lead and zinc by two metal hyperaccumulator species and metal bioavailability in the rhizosphere [0.58 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Kontaminierte Böden stellen eine potentielle Gefahr für die Umwelt und für Lebewesen dar. Phytoextraktion der Einsatz von (hyper)akkumulierenden Panzen zur gezielten Extraktion von Kontaminanten wird gegenwärtig als kostengünstige Maßnahme für die in-situ Sanierung verunreinigter Böden diskutiert. Die spurenmetallhyperakkumulierenden Spezies Arabidopsis halleri und Thlaspi caerulescens wurden auf Fluvisolen mit unterschiedlicher Spurenmetallbelastung gepflanzt, um das Phytoextraktionspotential und damit verbundene Veränderungen der panzenverfügbaren Cadmium-, Blei- und Zinkkonzentration in der Rhizosphäre zu ermitteln. Beide Spezies waren in der Lage >4000 mg Zn kg-1 Trockenmasse und >100 mg Cd kg-1 Trockenmasse zu akkumulieren. Die Biokonzentrations- und Translokationsfaktoren waren, bis auf wenige Ausnahmen, ebenfalls >1. Demgegenüber waren die Akkumulation und die Translokation von Blei bei beiden Arten gering. Die Biokonzentrationsfaktoren für Cadmium und die Konzentrationen von Cadmium in Thlaspi caerulescens waren, unabhängig von der Metallbelastung des Bodens, höher, als in der verwandten Spezies Arabidopsis halleri. Die Efzienz der Zinkaufnahme war hingegen vom Grad der Belastung abhängig, da auf dem Boden mit hoher Metalllast A. halleri höhere Biokonzentrations- und Translokationsfaktoren sowie höhere Zinkkonzentrationen in der Biomasse aufwies. T. caerulescens akkumulierte 42% (hoch kontaminierter Boden) bzw. 18% (gering kontaminierter Boden) des im Boden enthaltenen Cadmiums. Die Phytoextraktion von Zink belief sich auf beiden Böden auf etwa 5% des Gesamtgehaltes an Zink im durchwurzelten Boden, wobei A. halleri auf dem stark kontaminierten Boden höhere Werte erzielte und T. caerulescens hingegen auf dem weniger belasteten Boden. Die beobachtete Mobilisierung von Metallen in Wurzelnähe von A. halleri könnte evtl. durch Unterschiede in der Wurzelaktivität zu erklären sein. Die Ergebnisse dieser Studie bekräftigen das große Phytoextraktionspotential für Cadmium und Zink der beiden untersuchten metallhyperakkumulierenden Panzenarten. Gleichzeitig verdeutlichen sie die Komplexität der Boden-Panze-Interaktionen, welche bei dem Einsatz von Phytoextraktionsmaßnahmen bedacht werden müssen.

Zusammenfassung (Englisch)

Contaminated soils pose a potential threat to any ecosystem and to biota. Phytoextraction the use of (hyper-)accumulating plants to extract the contaminant(s) is being discussed as a low-cost technique for in-situ clean-up of polluted soils. The metal-hyperaccumulator species Arabidopsis halleri and Thlaspi caerulescens were grown on two Fluvisols with different levels of metal pollution, in order to determine their phytoextraction potential and associated changes in bioavailable cadmium, lead and zinc concentrations in the rhizosphere. Both plants were able to accumulate >4000 mg Zn kg 1 dry matter (d.m.) and >100 mg Cd kg-1 d.m. in their shoots, and, with few exceptions, bioconcentration and translocation factors were >1. In contrast, accumulation and translocation of lead by both plant species were small. Independent of the soil trace metal concentration, the bioconcentration factor for cadmium and the cadmium content in biomass of T. caerulescens were higher than those of A. halleri. The translocation and bioconcentration factors for zinc and the zinc concentration in biomass were highest in A. halleri on the highly contaminated soil. T. caerulescens accumulated 42 % and 18 % of total soil cadmium during the 14 weeks of the experiment when grown on heavily and less polluted soil, respectively. Phytoextraction of zinc amounted to roughly 5 % of total zinc content in the root penetrated soil volume. However, the potential to remove zinc was dependent on the level of soil contamination as A. halleri absorbed more zinc on heavily polluted soil and T. caerulescens was superior on the soil with low trace metal concentration. The observed mobilisation of trace metals in the rhizosphere of A. halleri on highly polluted soil might be the consequence of distinct root activities. The results of this study conrm the high phytoextraction potential for cadmium and zinc of the investigated metal hyperaccumulator species and reveal the complex interaction with soil pollutant levels that needs to be addressed in the application of phytoextraction technologies