Feasibility of Using Phytoextraction to Remediate a Compost-Based Soil Contaminated with Cadmium

Abstract

Greenhouse and in-situ field experiments were used to determine the potential for phytoextraction to remediate soil contaminated with Cd from municipal solid waste (MSW) and sewage sludge (SS) compost application at a Peterborough (Canada) site. For the greenhouse experiment, one native (Chenopodium album) and three naturalized (Poa compressa, Brassica juncea, Helianthus annuus) plant species were planted in soil containing no detectable Cd (<1.0 μg·g(-1)), and soil from the site containing low (5.0 ± 0.3 μg·g(-1) Cd), and high (16.5 ± 1.2 μg⋅g(-1) Cd) Cd concentrations. Plant uptake was low (root BAFs ≤0.5) for all species except P. compressa in the low Cd treatment (BAF 1.0). Only B. juncea accumulated Cd in its shoots, though uptake was low (BAF ≤0.3). For the field experiment, B. juncea was planted in-situ in areas of low and high Cd concentrations. Brassica juncea Cd uptake was low (root and shoot BAFs <0.2) in both treatments. Sequential extraction analysis indicated that Cd is retained primarily by low bioavailability soil fractions, and phytoextraction is therefore not feasible at this site. Though low Cd bioavailability has negative implications for Cd phytoextraction from MSW/SS compost-based soils, it may limit receptor exposure to Cd sufficiently to eliminate the potential for risk at this site.

Gyomfajok fémakkumulációjának vizsgálata szennyezett területen

“…Fémfelvételi potenciáljuk szempontjából a Chenopodiaceae család fajai, közülük is főként a jó stressztűrő képességgel rendelkező fehér libatop (Chenopodium album L.) számos kutatás tárgyát képezték (Hu et al 2012). Korábbi tanulmányukban Parisien et al (2015) igazolták, hogy a faj a talajok kis és nagy fokú fémszennyezettsége mellett egyaránt képes volt a Fe, Mn, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb és Zn jelentős mértékű akkumulációjára. Gupta & Sinha (2007) a felsorolt fémek esetében ugyanerre a megállapításra jutottak.…”

“…Munkánk során megállapítottuk, hogy a fehér libatop egyedek fémkoncentrációja általánosan kicsi volt. Vizsgálati területünkhöz hasonló talajbéli Cd-koncentráció mellett Parisien et al (2015) 0,7-4,4 mg kg -1 fémkoncentrációkat jeleztek, ellentétben az általunk tapasztalt kimutatási határérték alatti koncentrációkkal. A Fe, Mn, Cr, Cu, Ni, Pb és Zn ugyancsak vizsgálatunkhoz hasonló talajkoncent- ,99 ± 0,61 1,99 ± 0,54 3,54 ± 0,60 6,39 ± 2,13 1,14 ± 0,15 2,93 ± 0,29 17,6 ± 3,91 1,23 ± 0,20 5,20 ± 1,77 Ba 0,12 ± 0,01 0,09 ± 0,00 0,16 ± 0,01 0,14 ± 0,02 0,14 ± 0,01 0,27 ± 0,02 0,22 ± 0,03 0,13 ± 0,01 0,22 ± 0,02 Ca 77,6 ± 6,67 161 ± 19,6 926 ± 27,4 75,3 ± 9,25 310 ± 94,8 1008 ± 56,1 69,3 ± 11,6 141 ± 17,1 855 ± 88,5 Cr 0,08 ± 0,01 0,03 ± 0,01 0,06 ± 0,02 0,08 ± 0,03 0,03 ± 0,01 0,02 ± 0,00 0,13 ± 0,03 0,02 ± 0,00 0,03 ± 0,01 Cu 0,40 ± 0,02 1,98 ± 1,69 0,52 ± 0,02 0,37 ± 0,01 0,31 ± 0,01 0,52 ± 0,02 0,44 ± 0,01 0,37 ± 0,01 12,2 ± 11,7 Fe 4,92 ± 0,60 5,44 ± 3,32 6,61 ± 0,51 5,88 ± 1,82 2,12 ± 0,20 6,52 ± 0,49 15,0 ± 3,39 1,99 ± 0,18 29,6 ± 23,6 K 942 ± 39,5 2226 ± 114 2922 ± 87,8 976 ± 26,1 2561 ± 178 3074 ± 74,5 957 ± 53,7 2580 ± 166 2983 ± 116 Mg 76,7 ± 3,53 103 ± 6,36 1010 ± 41,7 66,7 ± 2,77 127 ± 27,7 916 ± 31,2 88,4 ± 5,29 144 ± 20,0 1229 ± 62,3 Mn 0,51 ± 0,03 0,47 ± 0,03 1,29 ± 0,09 0,56 ± 0,07 0,55 ± 0,04 1,73 ± 0,10 1,31 ± 0,23 0,90 ± 0,14 4,94 ± 1,46 Na 40,7 ± 8,04 13,0 ± 6,39 22,4 ± 18,0 26,4 ± 11,3 92,0 ± 74,4 3,60 ± 0,65 44,9 ± 15,6 28,3 ± 21,7 10,2 ± 4,72 Ni 0,03 ± 0,01 0,02 ± 0,01 0,09 ± 0,05 0,04 ± 0,01 0,06 ± 0,04 0,04 ± 0,01 0,08 ± 0,02 0,03 ± 0,01 0,04 ± 0,01 Pb 0,08 ± 0,00 0,08 ± 0,00 0,03 ± 0,00 0,10 ± 0,04 0,07 ± 0,01 0,03 ± 0,01 0,06 ± 0,00 0,07 ± 0,00 0,06 ± 0,01 Sr 0,85 ± 0,04 1,56 ± 0,07 2,82 ± 0,08 0,82 ± 0,04 1,81 ± 0,15 3,00 ± 0,17 1,00 ± 0,08 1,57 ± 0,09 3,16 ± 0,24 Zn 1,71 ± 0,12 1,46 ± 0,09 5,92 ± 0,32 1,57 ± 0,10 1,39 ± 0,08 5,70 ± 0,49 1,29 ± 0,09 1,08 ± 0,09 2,77 ± 0,24 Tőzsér D.…”

Remediation potential of early successional pioneer species Chenopodium album and Tripleurospermum inodorum

“…In this family, annual, stress tolerant Chenopodium album (L.) (Lamb's quarters) is one of the most studied species (Hu et al 2012). Parisien et al (2015) demonstrated that C. album had low bioaccumulation factor (BAF) values regarding soil Cd concentrations. Gupta and Sinha (2008) highlighted that C. album had remarkable Fe, Mn, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn accumulation potential, in some cases with bioconcentration factor (BCF) values over 100.…”