马蹄莲在enrofloxacin-contaminated土壤和肥料生产:一个有吸引力的替代耦合创收与抗菌从环境中去除gydF4y2Ba
卡米拉da Silva罗查gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2BaLeticia Yoshie科钦gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
塞萨尔Moreira布里托gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba莱拉Teresinha MaranhogydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba丹妮娜Nogueira莫拉CarneirogydF4y2Ba3gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
米歇尔Valquiria dos ReisgydF4y2Ba
4gydF4y2Ba,gydF4y2Ba亚历山大附近gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
菲利普·朱诺gydF4y2Ba
5gydF4y2Ba和gydF4y2Ba
马塞洛Pedrosa戈麦斯gydF4y2Ba
1 *gydF4y2Ba
- 1gydF4y2BaLaboratorio de Fisiologia de足底呜咽Estresse Departamento de神物铺子Setor de Ciencias Biologicas,大学联邦做巴拉那河巴拉那河、巴西库里提巴gydF4y2Ba
- 2gydF4y2BaFundacao Ezequiel迪亚斯,贝洛奥里藏特,米纳斯吉拉斯,巴西gydF4y2Ba
- 3gydF4y2BaLaboratorio de Micropropagacao de足底Departamento de Fitotecnia e Fitossanitarissimo Setor de Ciencias Agrarias,大学联邦做巴拉那河巴拉那河、巴西库里提巴gydF4y2Ba
- 4gydF4y2BaHorto Botanico Departamento de水资源,葡方de Ciencias Agrarias,大学联邦de Lavras Lavras,米纳斯吉拉斯,巴西gydF4y2Ba
- 5gydF4y2Ba水生微生物实验室的生态毒理学EcotoQ,女孩,TOXEN,生物科学,魁北克大学蒙特利尔,蒙特利尔,QC,加拿大蒙特利尔gydF4y2Ba
Enrofloxacin (Enro)是经常发现在土壤和动物粪便用于作物生产和植物性毒素的反应一直在观察植物生长在抗菌的存在。在本文中,我们调查的影响存在Enro土壤(1.9毫克公斤gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)和肥料(50.4毫克公斤gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)的增长和生产马蹄莲花植物(gydF4y2Ba马蹄莲属gydF4y2Ba)。我们也报道的积累和分布Enro之间植物组织旨在评估Enro-contaminated条件下植物商业化生产的安全。Enro在土壤和肥料的存在并不影响植物生长和花生产,没有引起任何植物的生理效应(如评估通过光合色素,过氧化氢浓度、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性在树叶)。植物积累Enro主要在根部,抑制芽的易位,导致他们花的商业化的安全。然而,当商业化锅,Enro由植物的数量是一个关注的问题,因此,必须避免出售盆栽植物。由于他们的宽容和能力去除Enro(多达14.76%的Enro受污染的土壤和/或粪便),植物植物修复程序的显示格式。gydF4y2Ba
介绍gydF4y2Ba
观赏植物是农业的一个重要部门,全世界每年数十亿美元(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。除了产生收入,观赏植物扮演了一个重要的环境角色:他们为野生动物提供庇护,作为生物过滤器和帮助环境矩阵去污,除了被用于公园和花园的景观(gydF4y2Ba4gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba8gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
在观赏植物,马蹄莲(gydF4y2Ba马蹄莲属gydF4y2Ba(l)Spreng)日益增长的商业利益,显示高商业化价值(gydF4y2Ba9gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba12gydF4y2Ba)。这单子叶植物属于家庭天南星科营销作为盆栽植物,和主要鲜切花花束和花束。虽然马蹄莲增加了全球的生产由于其良好的环境适应(gydF4y2Ba13gydF4y2Ba),这些植物需要高水平的受精,这通常是通过有机施肥使用肥料(gydF4y2Ba14gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
虽然施肥有几个有利影响农业实践中,其对三位一体的有害的和中性的影响而形成的植物、土壤和生物料(gydF4y2Ba15gydF4y2Ba)。施肥造成的主要问题之一是将有机污染物进入土壤和植物。一些污染物,如抗菌素,主要用于动物生产,还没有完全代谢为他们管理,会在动物粪便和尿液中排出(gydF4y2Ba16gydF4y2Ba),导致粪便的抗菌素观察到浓度高(gydF4y2Ba17gydF4y2Ba,gydF4y2Ba18gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
一旦应用于土壤、肥料可以抗菌素释放到土壤溶液,这成为可供植物吸收(gydF4y2Ba19gydF4y2Ba)。一些抗菌素植物性毒素的导致延迟发芽(gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba)降低光合作用(gydF4y2Ba21gydF4y2Ba,gydF4y2Ba22gydF4y2Ba)和线粒体呼吸(gydF4y2Ba23gydF4y2Ba),除了造成氧化应激损害(gydF4y2Ba24gydF4y2Ba,gydF4y2Ba25gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
氟喹诺酮类原料药(FQ)的一个主要类抗菌素发生在牲畜(gydF4y2Ba26gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba),一旦出现在农业系统,它们可以淋滤水体或土壤胶体吸附的分数,剩下的长时间,直到他们被生物降解,光致氧化降解过程(gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba)。这些过程依赖于抗菌理化性质和浓度(分子结构、尺寸、形式、溶解度、物种形成,疏水性,等等),土壤特性(pH值、质地、有机质、矿物学、微生物活动,等等),气候条件(亮度和温度),肥料源(gydF4y2Ba32gydF4y2Ba)和面积的曝光时间(gydF4y2Ba26gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
在土壤中,Enrofloxacin (Enro) FQ常用在兽医,已经检测到1.03毫克公斤的水平gydF4y2Ba1gydF4y2Ba(gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba)在动物粪便,其浓度达到46毫克公斤gydF4y2Ba1gydF4y2Ba(gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba)。这种抗菌的利益作为其毒性已经在作物,大豆等植物产量下降(gydF4y2Ba19gydF4y2Ba)。在这种情况下,使用Enro污染粪便马蹄莲受精可能导致降低收益率如果这抗菌威胁植物生长。gydF4y2Ba
然而,一些观赏植物展示了伟大的宽容抗菌素等有机污染物(gydF4y2Ba33gydF4y2Ba,gydF4y2Ba34gydF4y2Ba)。在先前的研究中,Enro水用于灌溉的存在并不影响经济增长和鲜花的生产gydF4y2BaZantedeschia rehmanniigydF4y2Ba和gydF4y2BaSpathiphyllum wallisiigydF4y2Ba(未发表的数据)。重要的是要注意,观赏植物的抗菌宽容往往是紧随其后的是植物组织积累的抗菌能力。在这种情况下,尽管收益率可能不会减少抗菌素的存在,观赏植物可以构成微生物污染的车辆,运输这些分子在植物生物量中对其商业化(gydF4y2Ba35gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
另一方面,这种抗生素的能力积累可以用于净化等观赏植物减少水的使用和/或土壤污染(植物修复)。事实上,观赏植物已成为潜在phytoremediator物种由于其高应力宽容和不用于动物或人类食品消费,避免污染物的引入到食物网(gydF4y2Ba35gydF4y2Ba)。此外,除了改善环境与美学价值、观赏植物提供多个生态系统服务和促进人类福祉(gydF4y2Ba35gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
因此,对于商业化的生产和安全的观赏植物生长在污染条件下以及植物修复的目的,重要的是调查污染物的积累和分布不同植物器官(主要是在那些有价)。因此,我们调查的影响存在Enro土壤和肥料用于马蹄莲的增长对植物生长和花生产。此外,我们评估Enro的积累和分布在不同植物器官的目标预测的安全商业化植物和植物的植物修复能力进行评估。gydF4y2Ba
材料和方法gydF4y2Ba
整地、苗木生产gydF4y2Ba
繁殖的材料gydF4y2Baz aethiopicagydF4y2Ba(l)Spreng。从收购Horto Botanico Departamento de水资源,联邦大学Lavras (Lavras、巴西)。苗是由埋锅的块茎(5 L容量)充满基质组成的土壤+砂(2:1)。壶是灌溉的日常用蒸馏水为45天。一旦出现,10±2厘米大小的幼苗,用2叶子被移植到锅包含各自的治疗方法如下所述。gydF4y2Ba
实验中使用的土壤收集库里蒂巴市巴拉那河,巴西,在0 - 20 cm土层,在非农业领域。在使用它之前,土壤测试的存在Enro(如下所述),没有观察到Enro。然后,与白云石灰岩土壤修正直到pH值5.5±0.5。土壤的理化特性如下:pH值(CaCLgydF4y2Ba2gydF4y2Ba):4.23;H +铝、钙、镁、钾(cmolgydF4y2BacgydF4y2BadmgydF4y2Ba3gydF4y2Ba):12.1、3.3、1.6、0.05分别;P (mg dmgydF4y2Ba3gydF4y2Ba):5.13;C (g dmgydF4y2Ba3gydF4y2Ba):23.88;沙子、淤泥、粘土(%):31.3,7.4,61.3。使用的牛的粪便收集在一个区域的有机生产、抗菌药物使用免费(Centro de Referencia Paranaense em Agroecologia - CPRA)在库里提巴(巴拉那河、巴西)。至于土壤、粪便检查是Enro存在,并没有发现抗菌。gydF4y2Ba
污染的土壤和肥料Enro通过分析级Enro(加拿大Sigama-Aldrich Vetranal)。股票的解决方案(1毫克毫升gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)首先准备在超纯水和记者整除用于矩阵的污染。土壤和肥料污染分别为0或1.9毫克Enro公斤gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,0或50毫克Enro公斤gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,分别。这些浓度选择基于环境代表Enro浓度土壤中(gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba)和肥料(gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
超纯水是添加在同一卷的Enro-solution治疗没有污染。24小时后,土壤的肥料被纳入3:1的比例。混合后,样品基质被送往评估Enro浓度,然后基板是用塑料罐12升的能力。再将幼苗移植在每个壶和视为一个实验装置。总共有25个实验单位准备在一个完全随机设计,与5复制/治疗。植物的灌溉与300毫升蒸馏水每周两次。在平行,三锅没有植物准备和暴露在相同条件下确定抗菌退化(光解、水解和生物降解)。治疗如下:土壤+粪便(S + M),受污染的土壤+粪便(c + M),土壤+受污染的肥料(S +厘米),受污染的土壤+粪便污染(c +厘米)。gydF4y2Ba
工厂生产和生理评估gydF4y2Ba
发射后的评估进行了植物中第一个花(移植后60天)。一个用手帮助SPAD (ccm - 200 +;Opti-Sciences;美国)被用来估算叶绿素含量。第二完全展开叶SPAD监测读数(从顶点到基地)每叶总三个读数。毕业生用于SPAD读数是健康的,浮夸的,平的,并在颜色和大小均匀。每个植物的叶子被数之后,植物收割,用蒸馏水彻底清洗,轻轻干吸水纸和划分为花、叶、根和根状茎。然后,新鲜的器官生物量测定,用于评估观赏植物的生产。样品被瞬间冷冻在液氮储存在-20°C,直到被进一步评估。gydF4y2Ba
抗氧化酶和过氧化氢(HgydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba)浓度(gydF4y2Ba36gydF4y2Ba)在叶子被确定使用0.1克植物组织。用于评估进行的相同的树叶SPAD读数。1毫升的酶提取包含100毫米EDTA磷酸盐缓冲剂,1毫升gydF4y2BaL -gydF4y2Ba抗坏血酸,2%解决方案聚乙烯吡咯烷酮(PVP m / v) (gydF4y2Ba37gydF4y2Ba)。超氧化物歧化酶(SOD)的活动(gydF4y2Ba38gydF4y2Ba)和过氧化氢酶(CAT) (gydF4y2Ba39gydF4y2Ba)评估后确定的总蛋白浓度(gydF4y2Ba40gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
化学分析gydF4y2Ba
Enrofloxacin浓度进行了干样品(45°C)使用高效液相色谱法(HPLC)。抗菌素是评价基质(土壤和/或粪便)在开始和收获。为此,在收获,基质样品收集在10厘米深度,对应于锅与植物的根际。提取了1 g衬底通过添加1毫升的100毫米钠磷酸盐缓冲剂(pH值3)和1毫升氯仿。均化后的10分钟旋转瓶(Firstlab、巴西)25 rpm,样本过滤与棉网注射器和有机相(对应于氯仿)然后收集和干SpeedVac机(RC1010热)。gydF4y2Ba
对植物样品,干器官首先均质,和提取Enro三sub-replicates执行(1 g)从每个匀浆(共有三个复制/器官/罐),使用200毫克的植物材料和1.5毫升含有1%的乙腈乙酸,之后Migliori et al。gydF4y2Ba41gydF4y2Ba)。提取后,样品在SpeedVac干机。为基质和植物样品,获得残留提取后悬浮在水酸化(pH值4.5)。样本然后透过C18固相萃取墨盒以前条件的15毫升的甲醇和5毫升的水(pH值3.0)。包含样本然后洗的墨盒1.6毫升的甲醇:水(比例,v / v)的洗出液干SpeedVac机(RC1010热),和0.4%的残留resuspended水三乙胺pH值3.0,乙腈和甲醇(75:10:15 v / v / v) (gydF4y2Ba42gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
的浓度Enro施后测定et al。(gydF4y2Ba42gydF4y2Ba定量限)(LOD十亿分之0.19,0.62磅)使用高效液相色谱法(单位)和荧光检测器(安捷伦1290无穷II LC,威尔明顿,美国)在C18柱(洗脱后发现gydF4y2Ba®gydF4y2BaHS C18柱250 x 4.6毫米,粒度5µm Sigma-Aldrich)。盛名激发/发射检测是278/445 nm。每批样品包括3个空格,一个标准,一个强化样本(质量控制)。确定回收率(88.5%)、基质和植物样品(没有Enro治疗)与已知浓度的Enro飙升,然后提取和评价。gydF4y2Ba
Enro分布的分析计算,分析了不同植物器官之间的易位因子(TF)和Enro内容(Enro浓度x器官DW)地上部器官(拍摄+花)除以Enro地下器官(根+根茎)内容如下:gydF4y2Ba
DW:干重(gydF4y2Ba重量gydF4y2Ba后的样品gydF4y2Ba干燥)gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
Enro的自然降解基质和植物去除效率Enro(去除效率)计算如下(gydF4y2Ba43gydF4y2Ba):gydF4y2Ba
地点:CgydF4y2Ba我gydF4y2Ba和CgydF4y2BafgydF4y2Ba的初始和最终浓度Enro基质。研究Enro生物浓缩行为,生物浓缩因子(供应量)计算除以Enro-concentration在收割植物组织(ppm)的初始Enro浓度底物。gydF4y2Ba
数据分析gydF4y2Ba
使用人民币7.0统计分析软件(SAS研究所Inc .)。结果表示为五个复制的平均值。数据检测正常(夏皮罗Wilk)和方差齐性(Bartlett),然后统计评估。生物质生产数据、生理参数,在基质和植物去除效率Enro-degradation提交单向方差分析Enro(方差分析)和数据积累在植物和Enro基质浓度都提交到双向方差分析。治疗之间的交互(S + M), C + M、S和C + +厘米厘米)和植物器官(叶、花、根茎和根),以及治疗和底物浓度(CgydF4y2Ba0gydF4y2BaCgydF4y2BafgydF4y2Ba植物,CgydF4y2BafgydF4y2Ba+植物)进行评估使用双向方差分析和比较使用的手段gydF4y2Ba事后gydF4y2Ba图基测试(意义P < 0.05)。gydF4y2Ba
结果gydF4y2Ba
初始浓度的Enro基质gydF4y2Ba
没有Enro衬底包括土壤和肥料中发现没有人工Enro污染(S + M)。Enro在污染土壤的平均浓度为1.9,50.4和51.5毫克公斤gydF4y2Ba1gydF4y2Ba受污染的土壤+肥料、(c + M),土壤+受污染的肥料(S +厘米)和受污染的土壤+粪便污染(CS +厘米),分别。gydF4y2Ba
工厂生产和生理反应gydF4y2Ba
花和叶子的数量,《纽约时报》直到开花,以及新鲜的生物量没有影响肥料添加或存在Enro衬底(gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba;P > 0.05)。同样,SPAD读数,SOD和CAT活性,以及HgydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba浓度不影响治疗(gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba)。此外,没有视觉症状的毒性和良好的花和树叶条件(即。,flowerstrength and color, absence of chlorotic or necrotic points and physical defects) were observed in plants grown in the presence of the antimicrobial (图1gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
表1gydF4y2Ba数量的叶子,SPAD指数,不同器官的干重,HgydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba浓度和活动的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的酶在水芋植物种植在基质有或没有enrofloxacin加法。gydF4y2Ba
图1gydF4y2Ba马蹄莲的种植在基质有或没有enrofloxacin加法。gydF4y2Ba(一)gydF4y2Ba土壤+粪便;gydF4y2Ba(B)gydF4y2Ba受污染的土壤+粪便;gydF4y2Ba(C)gydF4y2Ba土壤+粪便污染;gydF4y2Ba(D)gydF4y2Ba受污染的土壤+粪便污染。gydF4y2Ba
Enrofloxacin浓度和分布于植物gydF4y2Ba
没有检测到Enro在植物器官生长在无污染的衬底(S + M) (gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba)。无论植物器官、大Enro浓度观察植物生长在受污染的肥料的存在(S和c + +厘米厘米)(gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba)。重要的治疗和观察植物器官之间的相互作用Enro浓度植物(F = 184.17;P < 0.0001)。当生长在污染基质(c + M S和c + +厘米厘米),最集中的Enro中检测出根,其次是叶子虽然花和根状茎之间没有显著差异(gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
图2gydF4y2BaEnrofloxacin浓度在不同器官在马蹄莲植物种植在基质有或没有Enrofloxacin加法。酒吧代表五的意味着±SD复制。小写字母表示治疗相同的植物器官之间的显著差异;大写字母表示显著差异在植物器官的药物浓度相同的待遇。土壤(S) = 0 mg Enro公斤gydF4y2Ba1gydF4y2Ba;肥料(M) = 0 mg Enro公斤gydF4y2Ba1gydF4y2Ba;受污染的土壤(CS) = 1.9毫克Enro公斤gydF4y2Ba1gydF4y2Ba;受污染的肥料(CM) = 50.4毫克Enro公斤gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
植物修复能力gydF4y2Ba
显著降低(P < 0.05)残留浓度Enro观察在衬底的植物比锅没有植物(gydF4y2Ba图3一gydF4y2Ba)。自然Enro退化(F = 255.20;P < 0.0001)和去除效率最高的最低(F = 7.89;在基质P < 0.001),只有土壤污染Enro (CS + M)易位(TF)和生物浓缩因子(供应量)值低于1,无论治疗(gydF4y2Ba表2gydF4y2Ba)。所有的治疗,供应量比芽(高根gydF4y2Ba表2gydF4y2Ba)。Enro-TF更大的植物生长在CS + M,相对于那些生长在衬底收到污染的肥料(S和c + +厘米厘米)(gydF4y2Ba表2gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
图3gydF4y2Ba(一)gydF4y2BaEnrofloxacin在初始底物浓度(CgydF4y2Ba0gydF4y2Ba)和最后一次(CgydF4y2BafgydF4y2Ba)在(+植物)或缺失(植物)的马蹄莲植物。小写字母表示显著差异Enro t之间的浓度gydF4y2Ba0gydF4y2BaCgydF4y2BafgydF4y2Ba-植物和CgydF4y2BafgydF4y2Ba+植物在相同的治疗;大写字母表示显著差异在t治疗之间的药物浓度gydF4y2Ba0gydF4y2BaCgydF4y2BafgydF4y2Ba-植物和CgydF4y2BafgydF4y2Ba+植物。gydF4y2Ba(B)gydF4y2Ba自然降解基质和Enro-removal马蹄莲工厂的效率。不同字母表示治疗之间的显著差异。酒吧代表五的意味着±SD复制。土壤(S) = 0 mg Enro公斤gydF4y2Ba1gydF4y2Ba;肥料(M) = 0 mg Enro公斤gydF4y2Ba1gydF4y2Ba;受污染的土壤(CS) = 1.9毫克Enro公斤gydF4y2Ba1gydF4y2Ba;受污染的肥料(CM) = 50.4毫克Enro公斤gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
表2gydF4y2Ba易位因子(TF)和生物浓缩因子(供应量)的马蹄莲植物种植在基质有或没有enrofloxacin加法。gydF4y2Ba
讨论gydF4y2Ba
non-observed效应调查Enro浓度的底物显示plant-tolerance制药。Enro似乎并不妨碍植物的光合代谢,是观察到的水生植物gydF4y2Ba浮萍属小gydF4y2Ba(gydF4y2Ba44gydF4y2Ba),gydF4y2Ba伊乐藻属植物黄花gydF4y2Ba(gydF4y2Ba45gydF4y2Ba)。同样,在这里,药物植物基质的存在并不影响光合色素含量(SPAD评估)和生物质生产(gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
拍摄生物质生产预测是至关重要的观赏植物的商业价值和内在相关光合率(gydF4y2Ba46gydF4y2Ba)的马蹄莲宽容Enro也被并不影响Enro HgydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba浓度和抗氧化剂酶(SOD和CAT)在植物叶子。氧化损伤已观察到植物暴露于Enro和与Enro-phytotoxicity有关。例如,增加活性氧形成之后,增加抗氧化酶的活性和光合色素的浓度下降gydF4y2Ba栅藻obliquusgydF4y2Ba(gydF4y2Ba47gydF4y2Ba),gydF4y2Ba小球藻寻常的gydF4y2Ba(gydF4y2Ba48gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
因此,缺乏植物性毒素的症状与维护相关的植物和花卉生产表明,马蹄莲植物宽容Enro及其商业化生产可能不被使用基质(如肥料或土壤)污染的药品。gydF4y2Ba
虽然马蹄莲的耐受性植物Enro带来良好的视角对工厂生产方面,这些植物的能力积累Enro可能导致环境问题的植物可以作为车辆制药、运输到未受污染地区。然而,使用观赏植物的生物体内积累Enro礼物,在某种程度上,对人类健康危害风险较低,因为他们避免直接中毒可能通过作物(gydF4y2Ba35gydF4y2Ba,gydF4y2Ba49gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
Enro积累在植物组织曾被观察到在一些农业重要的物种,如玉米、大豆、豆类(gydF4y2Ba19gydF4y2Ba),生菜,常见的大麦(gydF4y2Ba大麦芽gydF4y2Bal .),黄瓜(gydF4y2BaCucumis巨大成功gydF4y2Bal .) (gydF4y2Ba50gydF4y2Ba)和小麦(gydF4y2Ba小麦gydF4y2Ba)(gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba)。根据et al。(gydF4y2Ba51gydF4y2Ba),gydF4y2Ba芸苔属植物显著gydF4y2Ba和gydF4y2Ba小麦gydF4y2Ba极有可能暴露在抗生素由于土壤施肥与泥浆或粪便和抗生素影响这些植物的特点,即使在很小的浓度。Enro吸收和积累的植物蒸腾速率有关,涉及活动依赖资源和实现能源独立的被动过程(gydF4y2Ba52gydF4y2Ba,gydF4y2Ba53gydF4y2Ba)。一旦被根吸收,Enro可以移动通过植物组织和被转移到使用蒸腾的拍摄当前路径(gydF4y2Ba52gydF4y2Ba)。在植物组织中分布取决于每个物种的生理和morphoanatomical差异,除了吸收和代谢抗生素(gydF4y2Ba19gydF4y2Ba,gydF4y2Ba54gydF4y2Ba)。在这种背景下,植物之间Enro器官的积累和分布必须研究证明植物的适销产品的安全——在我们的例子中,鲜花,盆栽植物,主要。gydF4y2Ba
最伟大的一部分观察Enro在植物器官中发现了根,导致他们最大的供应量与竹笋。的特遣部队(较低gydF4y2Ba图2 bgydF4y2Ba),的确,Enro优先分配在地下器官,主要在根(gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba)。燕et al。gydF4y2Ba55gydF4y2Ba)也观察到更大的环丙沙星的浓度,另一个FQ的根源gydF4y2BaEichhornia凤眼莲gydF4y2Ba相对于他们的拍摄。由于较低的易位的抗菌芽,只有残余Enro浓度被发现(28.37 ng g DW的花gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)。当考虑毒理学方面,把污染物减少天线的部分是在一个具有生物物种的理想特征的转移有毒元素营养链中的其他链接也最小。gydF4y2Ba
此外,马蹄莲花中的残留浓度相比很小,需要极大的影响环境污染,因此,销售生产的马蹄莲花Enro-contaminated条件下是安全的。例如,考虑一个由15个花束(~ 1.6 g DW花gydF4y2Ba1gydF4y2Ba),最多只有680 ng Enro将运输的植物。然而,必须特别注意当植物销售在锅,因为当考虑器官的总和,树叶、花朵、根和根茎,Enro发现的水平是一个关注的问题。根占总生物量的30%马蹄莲工厂在生产初期,尽管这个比例与植物成熟(减少加班gydF4y2Ba56gydF4y2Ba)。基于最大Enro内容,马蹄莲的叶子携带988 ng Enro每个;此外,3.5 g的根和3.7 g的根茎植物(平均),携带起来,35.9µg Enro。因此,考虑与四个叶子和一个花,一锅大约350µg Enro将加载(包括地下器官的浓度)。这么多Enro必须遵守取决于植物的数量和目的地在锅出售。因此,锅,仅售出不造成环境风险,但是如果使用了一些植物,例如,组成花园,马蹄莲百合可以构成工具Enro传播未被污染的环境。不恰当的使用可以提高环境问题(gydF4y2Ba57gydF4y2Ba)。在这种情况下,当他们评估使用观赏植物在植物修复,汗et al。(gydF4y2Ba49gydF4y2Ba提出了建立环境质量标准使用环境可接受的和可持续的方法以避免二次污染。以确保环境安全,我们建议只马蹄莲花的商业化。除了证明安全的商业化的马蹄莲花种植在基质Enro污染了,我们的研究也表明该物种被认为是植物修复的目的。它可以观察到,观赏物种多元化是一个很好的选择在小农场作物生产。此外,这些植物生物质产量高、耐非生物压力,尤其是不进入食物链(gydF4y2Ba13gydF4y2Ba,gydF4y2Ba58gydF4y2Ba为植物修复程序),它是可取的特点。gydF4y2Ba
相比其他常见物种用于植物修复系统,植物更灵活的目的地。除了鲜切花的商业化和树叶,小农场可以使用吸引旅游观赏植物(gydF4y2Ba59gydF4y2Ba,gydF4y2Ba60gydF4y2Ba)。除此之外,乡村旅游与人工湿地减少牲畜污染物提供新的机会熟悉农场促进可持续农业环保活动(gydF4y2Ba61年gydF4y2Ba,gydF4y2Ba62年gydF4y2Ba)。观赏植物在植物修复过程的使用可以减少经济损失的风险为园艺市场(gydF4y2Ba49gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
几项研究已经报道的phytoremediator能力马蹄莲植物金属回收(gydF4y2Ba9gydF4y2Ba,gydF4y2Ba11gydF4y2Ba废水处理)和(gydF4y2Ba12gydF4y2Ba,gydF4y2Ba63年gydF4y2Ba)。当考虑总植物,植物能够积累100µg Enro在他们的组织,从99%的Enro在植物根部被发现。供应量低于1(典型物种除外)与低得多的特遣部队(gydF4y2Ba表2gydF4y2Ba)phytostabilization马蹄莲的能力。在phytostabilization,污染物被植物吸收,阻止迁移到芽(gydF4y2Ba64年gydF4y2Ba,gydF4y2Ba65年gydF4y2Ba)。一旦积累在根部,通过环境污染物不再用于移动矩阵,避免他们进入水,主要进入食物链(gydF4y2Ba66年gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba68年gydF4y2Ba)。此外,通过分配Enro根部,植物光合器官(防止有害的影响gydF4y2Ba23gydF4y2Ba,gydF4y2Ba45gydF4y2Ba,gydF4y2Ba69年gydF4y2Ba),防止负面影响Enro植物产量。考虑干质量的平均体重10 g /工厂,和人口密度10000株哈gydF4y2Ba1gydF4y2Ba生产网站(gydF4y2Ba70年gydF4y2Ba),马蹄莲的发展污染基质可以删除多达10000毫克每公顷Enro直到第一次花生产,可以安全出售。有趣的是,TF是更大的植物生长在CS + M与那些生长在衬底收到污染的肥料(S和c + +厘米厘米)。这可以与总Enro-concentration里面植物在S +大厘米(98511.11 ng ggydF4y2Ba1gydF4y2BaDW)和c + g厘米(102914.5 nggydF4y2Ba1gydF4y2BaDW)比c + g M植物(22920.53 nggydF4y2Ba1gydF4y2BaDW)。通常,当在低浓度植物,外源性物质预设好易位因子由于更多网站的可用性,可以把它们放在植物芽。gydF4y2Ba
尽管植物显示吸收和积累Enro的能力,他们的去除效率计算是< 15% (gydF4y2Ba图3 bgydF4y2Ba)。重要的是要注意,基质中扮演一个重要的角色在吸收和易位抗菌素的植物(gydF4y2Ba41gydF4y2Ba),分子的理化性质确定环境中的半衰期。整体,fq倾向于吸附到固体慢慢退化率高(半衰期> 60 d),同意我们的发现,土壤中有大量接触后180天。这发生的机制,如表面络合、H-binding、阳离子桥,离子交换和疏水性分区影响抗生素吸附在表层和次表层的(gydF4y2Ba71年gydF4y2Ba,gydF4y2Ba72年gydF4y2Ba)。一般来说,巴西土壤pH-dependent费用和较低的阳离子交换能力(个cec上),潜力,从而降低吸附阳离子物种,如fq (gydF4y2Ba72年gydF4y2Ba)。然而,研究表明,fq高和快速的吸附(少于24小时)在热带土壤(gydF4y2Ba72年gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
溶解度的化合物中扮演一个重要的角色在捕获和易位的化学物质,植物,因为药物的吸收时更高的化合物存在于土壤孔隙的解决方案,因为水作为载体的化学物质通过协同和当通路(根gydF4y2Ba66年gydF4y2Ba)。因此,抗生素在土壤中吸附模型仍然需要进一步的研究,通常传统弗伦德里希或朗缪尔模型可能不表现出抗生素的吸附行为在不同edaphoclimatic条件,因此他们可能无法反映出精确的吸附机制和植物的影响土壤中的吸附和运输这些制药学的行为(gydF4y2Ba73年gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
结论gydF4y2Ba
使用Enro-contaminated土壤和肥料种植水芋植物没有导致对植物生产力的影响。虽然植物吸收和积累制药在他们的组织,高达99%的总Enro保留在根吸收,只有残余浓度观察到花。鲜切花的商业化是安全的,它提供了一个降低风险的生物放大与栽培植物相比,但我们强调Enro污染条件下植物的生产销售作为锅优点更多的关注相对较高的Enro可以运输在整个植物体。Enro公差在植物与能力积累Enro马蹄莲的地方作为一个潜在的植物修复物种,关联时应考虑经济和环境收益。最后,马蹄莲莉莉的生产工厂有双重好处,补救和娱乐同时,因此,它的使用应该被提升在设计植物修复策略Enro污染的土壤和肥料。然而,post-remediation生物质必须明确的使用安全。gydF4y2Ba
数据可用性声明gydF4y2Ba
原始数据支持了本文的结论将由作者提供,没有过度的预订。gydF4y2Ba
作者的贡献gydF4y2Ba
企业社会责任、DNMC MVR, PJ和MPG概念化。企业社会责任,像是。,JCMB, LTM, AG, and MPG performed the experiments and analyzed the data; CSR, DNMC, LTM and MPG wrote the original draft; MPG and PJ were responsible for funding acquisition and project administration; DC, MR, and MG supervision; and CR, LM. and MG writing – review & editing. All authors contributed to the article and approved the submitted version.
资金gydF4y2Ba
这项研究的部分经费由Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de含量优越——巴西(披肩)——财务代码001,和慰问Nacional de Desenvolvimento Cientifico e学府406190/2018-6 (CNPq、巴西)——财务代码。MG接到CNPq生产力研究拨款。gydF4y2Ba
的利益冲突gydF4y2Ba
作者宣称他们没有竞争的经济利益或个人关系,影响了工作报告。gydF4y2Ba
出版商的注意gydF4y2Ba
本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。gydF4y2Ba
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关键词:gydF4y2Ba马蹄莲属gydF4y2Ba观赏植物,植物修复、土壤污染物gydF4y2Ba
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收到:gydF4y2Ba2022年10月3日;gydF4y2Ba接受:gydF4y2Ba2022年11月18日;gydF4y2Ba
发表:gydF4y2Ba2022年12月02。gydF4y2Ba
编辑:gydF4y2Ba
Jianxu王gydF4y2Ba地球化学研究所,中国科学院(CAS)——中国gydF4y2Ba版权gydF4y2Ba©2022罗查,高知县,布里托,Maranho Carneiro,里斯,附近,朱诺和戈麦斯。这是一个开放分布式根据文章gydF4y2Ba知识共享归属许可(CC)gydF4y2Ba。使用、分发或复制在其他论坛是允许的,提供了原始作者(年代)和著作权人(s)认为,最初发表在这个期刊引用,按照公认的学术实践。没有使用、分发或复制是不符合这些条件的允许。gydF4y2Ba
*通信:gydF4y2Ba马塞洛Pedrosa戈麦斯,gydF4y2Bamarcelo.gomes@ufpr.brgydF4y2Ba