Evaluation of Suitability of Amaranthus Caudatus L. and Ricinus Communis L. in Phytoextraction of Cadmium and Lead from Contaminated Substrates

The phytoextraction is a process that uses living plants for cleaning up the heavy metals from contaminated soil. The cadmium and lead contamination of soils results from the application of sludge or urban composts, fertilizers, pesticides, motorization, metallurgy, and different technological processes. In industrial terrain the content of cadmium and lead in soils has increased in the recent years. This study was undertaken to evaluate the potential of Amaranthus caudatus L. ‘Atropurpureus’ and Ricinus communis L. ‘Sanguineus Apache’ for phytoextraction of cadmium and lead. Two species of ornament plants, i.e. Amaranthus caudatus L. ‘Atropurpureus’ and Ricinus communis L. ‘Sanguineus Apache’, were planted in drainless containers in a substrate artificially polluted with cadmium and lead in order to evaluate their suitability for phytoremediation of soils or substrates contaminated with these metals. Cadmium was applied at increasing rates of 0, 1, 5 and 10 mg Cd•dm-3 in the form of cadmium sulfate 3CdSO4∙8H2O, while lead was used at 0, 100, 500 and 1000 mg Pb∙dm-3 in the form of lead acetate (CH3COO)2Pb•3H2O. The applied doses of cadmium and lead in the experiment reflected different degrees of soil pollution. After five months of growth it was found that Amaranthus caudatus L. accumulated the biggest concentrations of cadmium and lead in leaves and the lowest concentrations in inflorescences. Ricinus communis L. accumulated the highest concentrations of cadmium in stems, while the lowest concentrations in inflorescences, whereas the biggest concentration of lead was accumulated in inflorescences and the least lead was accumulated in leaves. The biggest reduction of cadmium and lead concentrations after the completion of the experiment was found in substrates, in which Amaranthus caudatus L. was grown. The tested species of ornamental plants may be used in the phytoextraction of cadmium and lead from soils contaminated.

Fitoekstrakcja jest jedną z metod oczyszczania gleby z metali ciężkich przez wykorzystanie roślin. Zanieczyszczenie gleb kadmem i ołowiem spowodowane jest miejskimi ściekami, miejskimi kompostami, motoryzacją, nawożeniem, pestycydami, metalurgią i różnymi procesami technologicznymi. W glebach terenów przemysłowych w ostatnich latach obserwuje się zwiększanie zawartość kadmu i ołowiu. W podjętych badaniach oceniano potencjał Amaranthus caudatus L. i Ricinus communis L. do fi toekstrakcji kadmu i ołowiu. Dwa gatunki rośli ozdobnych: Amaranthus caudatus L. ‘Atropurpureus’ i Ricinus communis L. ‘Sanguineus Apache’ posadzono w pojemnikach bezodpływowych w podłożu sztucznie zanieczyszczonych kadmem i ołowiem w celu ocenienia ich przydatności do fi toremediacji gleb lub podłoży skażonych tymi metalami. Kadm zastosowano we wzrastających dawkach: 0, 1, 5, 10 mg Cddm-3, w postaci siarczanu kadmu 3CdSO4∙8H2O, natomiast ołów w dawkach: 0, 100, 500, 1000 mg Pb∙dm-3, w postaci octanu ołowiu (CH3COO)2Pb∙3H2O. Zastosowane dawki kadmu i ołowiu w doświadczeniu odzwierciedlają różny stopień zanieczyszczenia gleb. Po pięciu miesiącach wzrostu stwierdzono, że Amaranthus caudatus L. ‘Atropurpureus’ najwięcej kadmu i ołowiu akumulował w liściach a najmniej w kwiatostanach. Ricinus communis L. ‘Sanguineus Apache’ najwięcej kadmu akumulował w łodygach a najmniej w kwiatostanach, natomiast najwięcej ołowiu akumulował w kwiatostanach a najmniej w liściach. Największy ubytek kadmu i ołowiu po zakończeniu doświadczenia stwierdzono w podłożach, w których uprawiano Amaranthus caudatus L. ‘Atropurpureus’. Badane gatunki roślin ozdobnych mogą być wykorzystywane do fi toekstrakcji kadmu i ołowiu z gleb skażonych kadmem i ołowiem.