Effect of lead bioconcentration on leaf morphology and histology of aquatic macrophyte Hydrocleys nymphoides (Willd.)
DOI:
https://doi.org/10.17765/2176-9168.2023v16n3e11087Keywords:
phytorremediation, Decontamination, Potentially toxic metalsAbstract
Health and environmental problems due to contamination are global concerns. Phytoremediation - a biological and sustainable technique - employs plant species to remove, slow down, integrate or decompose certain contaminants to purify soil and water. Our study consisted in contaminating specimens of aquatic macrophyte Hydrocleys nymphoides (Willd.) in the laboratory to test their effectiveness in absorbing and interacting with lead. We analyzed different histological planes of the section and characterized the morphological development of this species. We cultivated 30 plant specimens and 10 control specimens in hydroponic lead acetate solutions at two different concentrations each, 2 and 4 mg.L-1. Statistical analysis revealed that even after contact with lead, specimens grew normally, increasing the number of leaves and flowers. They also presented greater stomatal development and spongy parenchyma thickening, corroborating that this macrophyte can effectively decontaminate water bodies contaminated with lead, constituting a low-cost and ecological alternative.References
ADENIJI, H., A. Framework document on special problem of man-made lakes. S.I.L. Workshop on African Limnology, UNEP Head-Quarters, Nairobi, Kenya. 1979.
BHARGAVA, A.; CARMONA, F. F.; BHARGAVA, M.; SRIVASTAVA, S. Approaches for enhanced phytoextraction of heavy metals. Journal of Environmental Management, v. 105, p. 103-120, 2012.
BHATERIA, R.; JAIN, D. Water quality assessment of lake water: a review. Sustainable Water Resources Management, v. 2, n. 2, p. 161-173, 2016. Disponível em: https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s40899-015-0014-7.pdf. Acesso em: 20 ago. 2021.
CANALLI, Y. M.; BOVE, C. P. Flora do Rio de Janeiro: Alismataceae. Rodriguésia, v. 68, n. 1, p. 17-28, 2017.
CASTRO, E. M.; PEREIRA, F. J.; PAIVA, R. Histologia Vegetal: Estrutura e Função de Órgãos Vegetativos. Lavras: UFLA, 2009. 234 p. 2009.
CRUZ, E. H. G. Uma nova abordagem no desenvolvimento de potentes quinonas bioativas contendo dois centros redox: síntese e aspectos mecanísticos. 2017. Disponível em: https://repositorio.ufmg.br/handle/1843/SFSA-AQKRFE. Acesso em: 10 ago. 2021.
DA PAZ SCHILLER, Andréia et al. Spirodela polyrhiza na fitorremediação e pós-tratamento de efluente doméstico. Revista de Estudos Ambientais, v. 19, n. 2, p. 17-30, 2018.
DUARTE, A. M. Estudo dos ramnolipídeos em condições de pré e pós-sal para aplicação em MEOR-ex situ. 2018. Disponível em: http://monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10026205.pdf. Acesso em: 10 ago. 2021
ESTRELA, M. A.; CHAVES, L. H. G.; SILVA, L. N. Fitorremediação como solução para solos contaminados por metais pesados. Revista Ceuma Perspectivas, v. 31, n. 1, p. 160-172, 2018.
FAHN, A. The cell. Plant anatomy. 4th ed. New York: Pergamon. 1990.
FIGUEIRA, L. Poluição ambiental no Brasil: descarte irregular de resíduos sólidos no meio ambiente. 2020. Disponível em: https://repositorio.unisc.br/jspui/handle/11624/2984. Acesso em: 20 ago. 2021
GONÇALVES, C. A.; DA SILVA, N. M. Análise da interação dos alimentos, do lixo e do consumo doméstico: uma revisão de literatura. In: ANAIS SIMPAC, v. 6, n. 1, 2016.
HAROON, A. M.; ABD ELLAH, R. G. Variability response of aquatic macrophytes in inland lakes: A case study of Lake Nasser. The Egyptian Journal of Aquatic Research, v. 47, n. 3, p. 245-252, 2021.
HERNÁNDEZ-VALENCIA, I.; NAVAS, G.; INFANTE, C. Fitorremediación de un suelo contaminado con petróleo extra pesado con Megathyrsus maximus. Revista internacional de contaminación ambiental, v. 33, n. 3, p. 495-503, 2017. Disponível em: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-49992017000300495. Acesso em: 10 ago. 2021.
HENRY-SILVA, G. G.; CAMARGO, A. F. M. Impacto das atividades de aqüicultura e sistemas de tratamento de efluentes com macrófitas aquáticas–relato de caso. Boletim do Instituto de Pesca, v. 34, n. 1, p. 163-173, 2018.
HASHIM, M. A., MUKHOPADHYAY, S., SAHU, J. N., & SENGUPTA, B. Remediation technologies for heavy metal contaminated groundwater. Journal of Environmental, v. 92, n. 10, p. 2355-2388, 2011.
KHASHIJ, S.; KARIMI, B.; MAKHDOUMI, P. Fitorremediação com Festuca arundinacea: uma mini revisão. Revista Internacional de Saúde e Ciências da Vida, v.4, n. 2, 2018. Disponível em: https://sites.kowsarpub.com/ijhls/articles/86625.html. Acesso em: 21 ago. 2021.
LACERDA, Eliseu Melo Carvalho et al. Processos enzimáticos na biorremediação e fitorremediação de petróleo em sedimentos de manguezal: uma revisão. Research, Society and Development, v. 10, n. 11, p. e526101119944-e526101119944, 2021.
LAMEGO, F. P.; VIDAL, R. A. Fitorremediação: plantas como agentes de despoluição?. Pesticidas: Revista de ecotoxicologia e meio ambiente, v. 17, 2007.
LAZARO, L. C. C. Fitorremediação em águas contaminadas com o hormônio estriol. 2020.
LI, Q. et al. Leaf epidermal characters of Lonicera japonica and Lonicera confuse and their ecology adaptation. Journal of Forestry research, v. 18, n. 2, p. 103-108, 2007.
LOPES, A. E.; DUARTE, N. F. O tratamento de efluentes líquidos através de sistemas utilizando agentes de fitorremediação: uma revisão sistemática. Revista Gestão & Sustentabilidade Ambiental, v. 6, n. 1, p. 432-441, 2017.
MORITA, Alice Kimie Martins; MORENO, Fabio Netto. Fitorremediação aplicada a áreas de disposição final de resíduos sólidos urbanos. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 27, p. 377-384, 2022.
MOTA, L. K. et al. Efeitos anatômicos nas raízes de talinum paniculatum (jacq.) Gaertn expostas a doses crescentes de cobre. 2021. Disponível em: https://repositorio.ifgoiano.edu.br/handle/prefix/1872. Acesso em: 20 jan. 2022.
NXUMALO, M. M. et al. Hydrocleys nymphoides (Humb. & Bonpl. ex Willd.) Buchenau: first record of naturalization in South Africa. 2016. Disponível em: http://opus.sanbi.org/bitstream/20.500.12143/5728/1/hydr.pdf. Acesso em: 21 ago. 2021.
OLSON, M. E. Hydrocleys nymphoides. 2009. Disponível em: http://siba.ibiologia.unam.mx/irekani/handle/123456789/4845?proyecto=Irekani. Acesso em: 21 ago. 2021.
OLIVEIRA, J. A.; CAMBRAIA, J.; CANO, M. A.; JORDÃO, C. P. Absorção e acúmulo de cádmio e seus efeitos sobre o crescimento relativo de plantas de aguapé e salvínia. Rev. Bras. Fisiol. Veg., Lavras, v. 13, n. 3, p. 329-341, 2001. Disponível em: https://www.academia.edu/download/52470260/Cadmium_absorption_and_accumulation_and_20170404-24432-vbusm3.pdf. Acesso em: 15 ago. 2021.
PANDEY, V.C.; BAJPAI, O. Phytoremediation: from theory towards practice. In: PANDEY, V.C.; BAUDDH, K. (ed.). Phytomanagement of polluted sites: market opportunities in sustainable phytoremediation. Amsterdã: Elsevier Inc, 2019. p.1-49.
PEREIRA, F. J. Características anatômicas e fisiológicas de aguapé e índice de fitorremediação de alface d’água cultivados na presença de arsênio, cádmio e chumbo. Doutorado em Agronomia. Fisiologia Vegetal. Universidade Federal de Lavras, v. 116, 2010.
PEREIRA, F. J. et al. Mecanismos anatômicos e fisiológicos de plantas de aguapé para a tolerância à contaminação por arsênio. Planta daninha, v. 29, p. 259-267, 2011. Disponível em: https://www.scielo.br/j/pd/a/W9RhNShjqbKwv77LbqgMcXF/?format=html&lang=pt. Acesso em: 21 ago. 2021.
PEREIRA, B. F. F. et al. Fitorremediação de chumbo por feijão-de-porco em um Latossolo Vermelho Distrófico tratado com EDTA. Scientia Agricola, v. 67, n. 3, p. 308-318, 2010. Disponível em: https://www.revistas.usp.br/sa/article/view/22536. Acesso em: 20 ago. 2021.
PITELLI, R. A. et al. Avaliação das concentrações de nutrientes e metais pesados nas principais macrófitas aquáticas do reservatório de Santana-RJ sem período de três anos. Semiose, v. 12, p. 112-126, 2018.
REZANIA, S. et al. Perspectives of phytoremediation using water hyacinth for removal of heavy metals, organic and inorganic pollutants in wastewater. Journal of environmental management, v. 163, p. 125-133, 2015.
RODRIGUES, A. C. D. Potencial da Alface-d’água (Pistia stratiotes) para Descontaminação de Águas Contaminadas por Zn e Cd. 2016. Tese (doutorado) - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Curso de Pós-Graduação em Ciência, Tecnologia e Inovação Agropecuária, p. 21-108. Disponível em: https://tede.ufrrj.br/handle/jspui/2346. Acesso em: 03 mar. 2021.
RODRIGUES, A.C.D.; et al. Mecanismos de respostas de plantas à poluição por metais pesados: possibilidade do uso de macrófitas para remediação de ambientes aquáticos contaminados. Revista Virtual de Química, v. 8, n. 1, p. 262-276, 2016.
ROGIERS, S. Y.; HARDIE, W. J.; SMITH, J. P. Stomatal density of grapevine leaves (Vitis vinifera L.) responds to soil temperature and atmospheric carbon dioxide. Australian Journal of Grape and Wine Research, v. 17, n. 2, p. 147-152, 2011.
SÁNCHEZ, L. E. Avaliação de impacto ambiental: conceitos e métodos. Oficina de textos, 2020.
SANTOS, A.; COSTA, G. S.; PERALTA-ZAMORA, P. Remediação de solos contaminados por processos Fenton: uma revisão crítica. Química Nova, v. 40, p. 327-333, 2017.
“SÃO JOÃO RIVER, MA.” (30 Mar. 2022). Google Maps. Google. Consulted on https://www.google.com/maps/place/2%C2%B033'19.4%22S+44%C2%B008'07.9%22W/@-2.5563533,-44.1369075,762m/data=!3m1!1e3!4m5!3m4!1s0x0:0x4d52161da980afed!8m2!3d-2.5553861!4d-44.1355222.
SÃO PAULO (Estado). Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB). Guia Nacional de Coleta e Preservação de Amostra: água, sedimento, comunidades aquáticas e efluentes líquidas. São Paulo, 2011. Disponível em: https://www.researchgate.net/profile/Marta_Lamparelli/publication/275351750_Guia_Nacional_de_coleta_e_Preservacao_de_amostras_Agua_Sedimento_Comunidades_Aquaticas_e_efluentes_liquidos/links/57a088bf08aec29aed24b029/Guia-Nacional-de-coleta-e-Preservacao-de-amostras-Agua-Sedimento-Comunidades-Aquaticas-e-efluentes-liquidos.pdf. Acesso em: 20 out. 2021.
SHAH, M. et al. Bioacumulação de metais pesados nos tecidos de Plagiostomo esquizotórax em River Swat. Brazilian Journal of Biology, v. 82, 2021.
SHAH, M.; HASHMI, H. N.; GHUMMAN, A. R.; ZEESHAN, M. Performance assessment of aquatic macrophytes for treatment of municipal wastewater. Journal of the South African Institution of Civil Engineering, v. 57, n. 3 Midrand Sep. 2015.
SHI, G.; CAI, Q. Leaf plasticity in peanut (Arachis hypogaea L.) in response to heavy metal stress. Environmental and Experimental Botany, v. 67, n. 1, p. 112-117, 2009.
SILVA, T. J. et al. Fitorremediação de solos contaminados com metais: Panorama atual e perspectivas de uso de espécies florestais. Revista Virtual de Química, v. 11, n. 1, p. 18-34, 2019.
SILVA, C. et al. Uso de Eichhornia crassipes (Mart.) Solms para fitorremediação de ambientes eutrofizados subtropicais no sul do Brasil. 2012. Disponível em: http://repositorio.furg.br/handle/1/3173. Acesso em: 09 nov. 2021.
SMITH, A. C. et al. A new flora of Fiji. Pacific Tropical Botanical Garden. Kauai, Hawaii. v. 1, 1979.
SOUZA, B. G. et al. Fitorremediação de diferentes contaminantes do solo. Repositório Instituto Federal Goiano. 2021. Disponível em: https://repositorio.ifgoiano.edu.br/handle/prefix/1882. Acesso em: 24 jan. 2022.
STELIGA, T; KLUK, D. Aplicação de Festuca arundinacea na fitorremediação de solos contaminados com Pb, Ni, Cd e hidrocarbonetos de petróleo. Ecotoxicologia e segurança ambiental, v. 194, p. 110409, 2020.
SYMMOENS, J. J.; BURGIS, M.; GAUDET, J. J. The ecology and utilization of African Inland waters. SI LWorkshop. UNEP Proceedings. Girgiri, Kenya, 1981.
TAIZ, Lincoln et al. Fisiologia e desenvolvimento vegetal. Artmed, 2017.
VASCONCELLOS, M. C.; PAGLIUSO, D.; SOTOMAIOR, V. S. Fitorremediação: Uma proposta de descontaminação do solo. Estudos de Biologia, v. 34, n. 83, 2012. Disponível em:https://periodicos.pucpr.br/index.php/estudosdebiologia/article/view/22927. Acesso em: 20 ago. 2021.
VACULÍK, M. et al. Root anatomy and element distribution vary between two Salix caprea isolates with different Cd accumulation capacities. Environmental Pollution, v. 163, p. 117-126, 2012.
WOLFF, G. et al. Efeitos da toxicidade do zinco em folhas de Salvinia auriculata cultivadas em solução nutritiva. Planta daninha, v. 27, n. 1, p. 133-137, 2009.
XAVIER, J. O. et al. Macrófitas Aquáticas. Caracterização e importância em reservatórios hidrelétricos. Belo Horizonte: Cemig, 2021.
ZHOU, J. M.et al. Efficiency of Pb, Zn, Cd, and Mn Removal from Karst Water by Eichhornia crassipes. International Journal of Environmental Research and Public Health, v. 17, n. 15, p. 5329, 2020.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
A Revista se reserva o direito de efetuar, nos originais, alterações de ordem normativa, ortográfica e gramatical, com o intuito de manter o padrão culto da língua, respeitando, porém, o estilo dos autores. As opiniões emitidas pelos autores são de sua exclusiva responsabilidade.Os direitos autorais pertencem exclusivamente aos autores. Os direitos de licenciamento utilizado pelo periódico é a licença Creative Commons Attribution Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional. São permitidos o compartilhamento (cópia e distribuição do material em qualquer meio ou formato) e adaptação (remixar, transformar, e criar a partir do trabalho, mesmo para fins comerciais), desde que lhe atribuam o devido crédito pela criação original.