Evaluation of two Brazilian indigenous plants for phytostabilization and phytoremediation of copper-contaminated soils

Abstract

Indigenous plants have been grown naturally and vigorously in copper contaminated soils. Thus, the aim of this study was to evaluate the phytoremediation ability of two indigenous plants naturally grown in two vineyard soils copper contaminated, and in a copper mining waste. However, it was evaluated the macro and micronutrient uptake and the potential of phytoremediation. So, a greenhouse study was carried out with Bidens pilosa and Plantago lanceolata in samples of vineyard soils (Inceptisol and Mollisol) copper contaminated, and in a copper mining waste. Plant growth, macro and micronutrient up take, tolerance index (TI), translocation factor (TF), metal extraction ratio (MER), bioaccumulation factor (BCF), plant effective number of the shoots (PENs), and plant effective number of the total plant (PENt) were analyzed. Both plants grown in vineyard soils showed high phytomass production and TI. P. lanceolata plants cultivated in the Inceptisol showed the highest copper concentrations in the shoots (142 mg kg–1), roots (964 mg kg–1) and entire plants (1,106 mg kg–1). High levels of copper were phytoaccumulated from the Inceptisol by B. pilosa and P. lanceolata with 3,500 and 2,200 g ha–1 respectively. Both B. pilosa and P. lanceolata plants showed characteristics of high copper hyperaccumulator. Results showed that both species play an important role in the natural copper phytoaccumulation in both vineyard soils contaminated with copper, being important to its phytoremediation.

Plantas nativas crescem naturalmente e vigorosamente em solos contaminados com cobre. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade de fitorremediação de duas plantas nativas, naturalmente encontradas em dois solos de vitivinicultura contaminados com cobre, e em rejeito de mineração de cobre. Foram avaliados os teores de macro e micronutrientes nos tecidos das plantas, e o potencial de fitorremediação. Assim, um estudo em casa de vegetação foi realizado com plantas de Bidens pilosa e Plantago lanceolata, com amostras de dois solos de vitivinicultura (Neossolos e Cambissolos) contaminados com cobre, e com rejeito de mineração de cobre. O crescimento das plantas, teores de macro e micronutrientes nos tecidos, índice de tolerância (TI), fator de translocação (TF), taxa de extração do metal (MER), fator de bioacumulação (BCF), número efetivo dos plantas da parte aérea (PENs) e número efetivo de plantas inteiras (PENt) foram analisados. Ambas as espécies cultivadas em solos vitivinicultura mostraram elevada produção de fitomassa e os TI. P. lanceolata cultivadas no Neossolo mostraram as concentrações de cobre mais elevados na parte aérea (142 mg kg–1), nas raízes (964 mg kg–1) e nas plantas inteiras (1.106 mg kg–1). Altos níveis de cobre foram fitoacumulados pelas plantas B. pilosa e P. lanceolata com 3.500 e 2.200 g ha–1, respectivamente, quando cultivadas em Neossolo. Ambas as espécies apresentaram características hiperacumuladoras de cobre. Os resultados mostraram que estas espécies desempenham um papel importante na fitoacumulação de cobre naturalmente em ambos os solos de vitivinicultura contaminados com cobre, sendo importantes para a fitorremediação.