Impact of a phosphate compound on plant metal uptake when low molecular weight organic acids are present in artificially contaminated soils
Resumo
Um composto de fosfato pode estabilizar solos contaminados com cádmio (Cd), chumbo (Pb) e zinco (Zn), embora sua eficácia na redução da disponibilidade de metal e absorção pelas plantas quando ácidos orgânicos de baixo peso molecular (LMWOAs) estão presentes seja incerta, mesmo ainda assim vale a pena ser avaliado. Aqui, 3 % de NaH2PO4 (um composto P), ácido tartárico (TA), ácido oxálico (OA) e misturas de P e TA/OA são usados para avaliar espinafre indiano (Basella Alba L.) para Cd, Pb e Disponibilidade e absorção de Zn. Além disso, foram examinadas opções de imobilização de metais no solo. Desses tratamentos, P mais baixo TA (P-TA2), seguido por P, diminuiu mais o Cd, Pb e Zn da parte aérea, com valores de 1,03, 2,52 e 104,50 mg kg-1, respectivamente, um pouco maiores que os valores limite da OMS, particularmente para Pb e Zn. Após a colheita, o P-TA2 continha >2,44, >321,70 e >290,22 mg kg-1 de Cd, Pb e Zn oxidáveis e residuais totais, mostrando que 48%, 80% e 58% dos metais do solo estavam imobilizados e não absorvido pela planta. O potencial zeta do P-TA2, seguido pelo P, tornou-se cada vez mais negativo à medida que o pH aumentou, confirmando que a adsorção eletrostática foi o principal processo de imobilização do metal, notadamente no P-TA2. No entanto, em estudos de DRX, o P sozinho gerou fosfato de Cd, piromorfita e esperança, mostrando que a sorção e a precipitação foram os mecanismos predominantes de imobilização do metal. Finalmente, o P-TA2 é o melhor na imobilização e inibição de metais em solos contaminados para absorção pelas plantas. Como os LMWOAs rizotrópicos podem impactar a estabilidade mineral de Cd, Pb e Zn, eles devem ser abordados ao tratar solos contaminados com Cd, Pb e Zn com P para estudos de crescimento de plantas.
Abstract
A phosphate compound can stabilize cadmium (Cd), lead (Pb), and zinc (Zn)-contaminated soils, although its effectiveness in reducing metal availability and plant uptake when low molecular weight organic acids (LMWOAs) are present is uncertain but nonetheless worth evaluating. Here, 3 % NaH2PO4 (a P compound), tartaric acid (TA), oxalic acid (OA), and mixtures of P and TA/OA are used to evaluate Indian spinach (Basella Alba L.) for soil Cd, Pb, and Zn availability and absorption. Additionally, soil metal immobilization options were examined. Of these treatments, P plus low TA (P-TA2), followed by P, decreased shoot Cd, Pb, and Zn the most, with values of 1.03, 2.52, and 104.50 mg kg−1, respectively, somewhat greater than threshold values of WHO, particularly for Pb and Zn. After harvest, P-TA2 contained >2.44, >321.70, and >290.22 mg kg−1 of total oxidizable and residual Cd, Pb, and Zn, showing that 48%, 80%, and 58% of soil metals were immobilized and not taken up by the plant. P-TA2′s zeta potential, followed by P, became steadily more negative as pH increased, confirming that electrostatic adsorption was the main metal immobilization process, notably in P-TA2. However, in XRD studies, P alone generated Cd phosphate, pyromorphite, and hopeite, showing that sorption and precipitation were the predominant metal immobilization mechanisms. Finally, P-TA2 is the best in immobilizing and inhibiting metals in contaminated soils for plant absorption. Since rhizotropic LMWOAs may impact Cd, Pb, and Zn mineral stability, they should be addressed when treating Cd, Pb, and Zn-contaminated soils with P for plant growth studies.
Md. Shoffikul Islam
Farzana Rezwan
Md. Abul Kashem
Mohammad Moniruzzaman
Afsana Parvin
Suman Das
Hongqing Hu
2024 - Environmental Advances
