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Caracterización de la respuesta fisiológica de Salvinia sp. frente a la exposición a metales pesados y su relación con la eficiencia del proceso de fitorremediación

2023-04-18T05:01:59Z

Título: Caracterización de la respuesta fisiológica de Salvinia sp. frente a la exposición a metales pesados y su relación con la eficiencia del proceso de fitorremediación Autor: Llatance Oyarce, Wendi Guadalupe Resumen: Resumen: El uso de plantas para remover contaminantes (i.e., fitorremediación) es una técnica ampliamente utilizada y validada, a la vez de ser económica, sustentable y bajo impacto ambiental. Se han estudiado y utilizado diversos tipos de plantas para la remoción de metales pesados en medios acuáticos, debido a que cada especie posee diferentes características y capacidades. Entre ellas, las macrófitas del género Salvinia han demostrado ser muy eficientes en la remoción de metales y metaloides. La presente investigación tuvo por objeto ahondar en el conocimiento de la capacidad fitorremediadora de Salvinia sp. frente a la exposición a metales pesados, en la respuesta fisiológica de estas plantas al estrés metálico, y su incidencia en el proceso de fitorremediación. Para ello, se expusieron especímenes autóctonos de Salvinia biloba Raddi, obtenidos de humedales naturales del río Paraná, a iguales concentraciones (50±1 o 100±2 μM) de cadmio (Cd2+), cobre (Cu2+), plomo (Pb2+) o zinc (Zn2+) en ensayos independientes, y se analizó la eficiencia y la velocidad de remoción para cada metal en la columna de agua a 0, 2, 4, 6, 10, 24 y 48 h de tratamiento. Adicionalmente, se realizó un análisis de compartamentalización mediante el cual se determinó la cantidad de metal adsorbido superficialmente a la biomasa y acumulado intracelularmente. Finalmente, se evaluó el efecto fitotóxico ocasionado en S. biloba a causa de la exposición a los diferentes metales. A partir de los resultados obtenidos se demostró que, en las condiciones ensayadas, S. biloba mostró mayor eficiencia para la remoción de iguales concentraciones de Pb2+ y Cu2+ respecto a Cd2+ y Zn2+. La adsorción y la acumulación intracelular de los metales se dio de manera progresiva a lo largo del tiempo; sin embargo, se evidenciaron diferencias en las cinéticas de remoción para Pb2+ y Cu2+ (primer orden), respecto a las obtenidas para Cd2+ y Zn2+ (segundo orden). Adicionalmente, se manifestaron algunos cambios diferenciales, tanto en las características físicas de las plantas como en los parámetros fisiológicos estudiados contenido de clorofilas, flavonoides, más no se manifestaron cambios significativos en carotenoides, antocianinas y carbohidratos solubles, lo cual implica que la respuesta fisiológica de S. biloba frente a la exposición a metales pesados es diferente para cada relación metal/concentración. Sin embargo, el daño toxicológico provocado en las plantas a causa del estrés metálico parece no estar directamente vinculado con su capacidad de acumulación, indicando que los mecanismos de respuesta al estrés en S. biloba responden en forma independiente a la regulación del proceso de fitorremediación.; Abstract: The use of plants to remove pollutants from the environment (i.e., phytoremediation) is a validated and widely used technique, and at the same time, it is an economic, sustainable and eco-friendly technology. Several plants have been used for metal ions removal from aquatic environments since each species has distinctive characteristics. In particular, macrophytes belonging to Salvinia sp. have proved to be highly efficient in metal ions and metalloids removal from contaminated waters. The aim of the present investigation was to get insight into Salvinia sp. phytoremediation performance against the exposure to different heavy metals. In addition, plants physiologic response induces by metallic stress and how metals phytotoxicity could affect the phytoremediation process was also assed. For these purposes, autochthonous free-floating S. biloba Raddi specimens were collected from naturally-occurring wetlands at Paraná river, and separately exposed to 50±1 or 100±2 μM of cadmium (Cd2+), copper (Cu2+), lead (Pb2+) or zinc (Zn2+) in batch experiments. Metals removal performance from artificially-contaminated water samples was evaluated at 0, 2, 4, 6, 10, 24 and 48 h of plants exposition. In addition, a compartmentalization analysis was carried out in order to quantify the amount of metals adsorbed or accumulated into plants. Finally, metals phytotoxicity in S. biloba was indirectly assessed by measuring chlorophylls, flavonoids, carotenoids, anthocyanins and soluble carbohydrates content. Our results showed that under the assayed conditions, S. biloba has a greater ability to remove equal concentration of Pb2+ or Cu2+, than Cd2+ or Zn2+. All the metals were progressively adsorbed and accumulated within plants; however, elimination kinetics from water samples was different for Pb2+ and Cu2+ (first order) in comparison with the obtained for Cd2+ and Zn2+ (second order). Moreover, physical damage in S. biloba tissues and affection of plants physiological parameters probed to be dependent of the metal/concentration ratio. However, the toxicological damage caused in plants by heavy metals stress seem not to be straight-linked with S. biloba metal elimination capacity, indicating that abiotic-stress response mechanisms and the phytoremediation process are independently regulated.

Fitorremediación de pb2+ empleando salvinia biloba raddi en sistemas acuáticos : evaluación de la intensidad y periodicidad de la descarga contaminante sobre la eficiencia del proceso y la fisiología vegetal

2023-04-18T05:02:06Z

Título: Fitorremediación de pb2+ empleando salvinia biloba raddi en sistemas acuáticos : evaluación de la intensidad y periodicidad de la descarga contaminante sobre la eficiencia del proceso y la fisiología vegetal Autor: Castillo Loria, Kristel Resumen: Resumen: En los últimos años, diversas tecnologías han sido desarrolladas con el fin de sanear aguas y suelos contaminados con diferentes sustancias. La fitorremediación empleando plantas acuáticas ha resultado ser una estrategia muy útil, demostrando enormes capacidades como herramienta sustentable para el tratamiento de aguas contaminadas con metales pesados. Estudios previos con Salvinia biloba Raddi, una macrófita de flotación libre, autóctona y abundante en la República Argentina, han contribuido al entendimiento de los mecanismos que participan en la hiperacumulación de Pb2+ en dicha especie vegetal. El presente trabajo contribuye a profundizar el conocimiento de la capacidad fitorremediadora de S. biloba bajo condiciones de estrés producto de la descarga diaria de agua contaminada con Pb2+, y los efectos que dicha exposición aguda y prolongada causa sobre los parámetros fisiológicos de la planta. Para alcanzar estos objetivos, se evaluó la capacidad de remoción de Pb2+ en un periodo de 10 y 44 días, enfrentado diariamente a individuos de S. biloba a muestras de agua contaminada artificialmente con diferentes concentraciones de Pb2+ (1,88±0,15 mg/L; 2,65± 0,07 mg/L; 12,62±0,02 mg/L y 30,57±0,01 mg/L). Se demostró la capacidad de S. biloba para mantener una elevada eficiencia de remoción bajo condiciones de estrés continuo, siendo ésta dependiente de la concentración y del tiempo de exposición al metal. Los parámetros fisiológicos se vieron notablemente afectados, tanto a nivel de las raíces (lacinias) como de las hojas (frondas); si bien, en general, el grado de deterioro de las raíces fue superior. Estos resultados sugieren la mayor implicancia de estos órganos en el proceso de remoción de Pb2+ por S. biloba.

Determinación de los mecanismos de adsorción y acumulación intracelular de plomo (pb+2) en salvinia biloba raddi (acordeón de agua)

2023-04-17T10:07:56Z

Título: Determinación de los mecanismos de adsorción y acumulación intracelular de plomo (pb+2) en salvinia biloba raddi (acordeón de agua) Autor: Tello Zevallos, Wilfredo Resumen: Un metal es todo aquel elemento químico caracterizado por ser buen conductor del calor y la electricidad, tener alta densidad y ser sólido a temperatura ambiente (excepto el galio y el mercurio). Sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución y algunas otras forman aniones (oxianiones). De acuerdo a su densidad, los metales se clasifican en ultraligeros (< 2 g.cm-3), ligeros (< 4,5 g.cm-3) y pesados (> 4,5 g.cm-3). Del 90% de los elementos presentes en la corteza terrestre, el 80 % son metales y el 60 % son metales pesados (Sharma y Dietz, 2006). Los metales pesados se distinguen en al menos tres grupos: los metales tóxicos (mercurio, cromo, plomo, cinc, cobre, níquel, cadmio, cobalto, estaño), metales preciosos (paladio, platino, plata, oro, rutenio) y radionucleidos (uranio, torio, radio, americio) (Järup, 2003 y Wang y Chen, 2006). En cuanto a su papel en los sistemas biológicos, los metales pesados se clasifican como esenciales y no esenciales. Los metales pesados esenciales son aquellos que son necesarios para la vida de los organismos en pequeñas cantidades debido a su participación en ciertas funciones fisiológicas. Algunos ejemplos de estos metales son el hierro (Fe), el manganeso (Mn), el cobre (Cu), el zinc (Zn) y el níquel (Ni) (Ali y col., 2013). Por ejemplo, en las plantas, el Fe (Fe2+/Fe3+) es un coadyuvante en la formación de la clorofila, además de participar en el mecanismo enzimático que opera en el sistema respiratorio celular y en las reacciones que involucran la división y el crecimiento celular. Asimismo, el Zn (Zn2+) contribuye en la formación de las hormonas de crecimiento (auxinas), en la formación de la semilla y el grano, promueve la maduración y la síntesis de proteínas, y participa en la transformación y consumo de carbohidratos (Jadia y Fulekar, 2009; Rascio y Navari-Izzo, 2011 y Ali y col., 2013). Aun cuando muchos de estos metales son esenciales para el crecimiento, se ha reportado que en exceso tienen efectos tóxicos sobre las células, principalmente como resultado de su capacidad para alterar o desnaturalizar las proteínas (Volesky, 1999)...