Plant-driven removal of heavy metals from soil: uptake, translocation, tolerance mechanism, challenges, and future perspectives

Abstract

Increasing heavy metal (HM) concentrations in the soil have become a significant problem in the modern industrialized world due to several anthropogenic activities. Heavy metals (HMs) are non-biodegradable and have long biological half lives; thus, once entered in food chain, their concentrations keep on increasing through biomagnification. The increased concentrations of heavy metals ultimately pose threat on human life also. The one captivating solution for this problem is to use green plants for HM removal from soil and render it harmless and reusable. Although this green technology called phytoremediation has many advantages over conventional methods of HM removal from soils, there are also many challenges that need to be addressed before making this technique practically feasible and useful on a large scale. In this review, we discuss the mechanisms of HM uptake, transport, and plant tolerance mechanisms to cope with increased HM concentrations. This review article also comprehensively discusses the advantages, major challenges, and future perspectives of phytoremediation of heavy metals from the soil.

Fungos promotores do crescimento vegetal e da fitorremediação de metais pesados em combinação com biochar

“…É considerada técnica comercialmente promissora de remedição (SUN et al, 2011). Fitoestabilização, fitoacumulação, fitovolatilização e rizofiltração são os mecanismos relacionados dentro dessa técnica de remediação, para a retirada dos contaminantes em diferentes locais (THAKUR et al, 2016).…”

“…Portanto, o ponto chave para o sucesso da fitorremediação está relacionado com a escolha adequada da planta a ser utilizada, pois ela deve apresentar características específicas, para o sucesso nesse tipo de remediação de solos (THAKUR et al, 2016). A quantificação da eficiência das plantas em retirar metais pesados do solo e acumulalos é feita a partir do cálculo dos fatores de bioconcentração (FBC) e de translocação (FT).…”

“…Todavia, os efeitos negativos gerados ao ambiente, como a geração de subprodutos prejudiciais ao meio (ALI; FOMINA;GADD, 2014), e o alto custo de implantação tornam essas técnicas inviáveis em muitos casos (THAKUR;SHARMA, 2015). Dentro desse contexto, a fitorremediação surge como uma alternativa interessante de remediação de solos com presença de metais pesados, visto que essa técnica proporciona menor impacto ao ambiente.…”

“…Dentro desse contexto, a fitorremediação surge como uma alternativa interessante de remediação de solos com presença de metais pesados, visto que essa técnica proporciona menor impacto ao ambiente. Nessa remediação, as plantas acumulam e estabilizam os metais nas raízes ou na parte aérea, tornando possível a retirada deles do solo (THAKUR et al, 2016).…”

“…Vários processos fisíco-químicos, de remediação de solos contaminados por metais, têm sido desenvolvidos, como a vitrificação in situ, solidificação e lavagem do solo (ALI; KHAN; SAJAD, 2013; WUANA; OKIEIMEN, 2011), porém apresentam alto custo e promovem efeitos negativos para propriedades físicas, químicas e biológicas do solo (THAKUR et al, 2016).…”