Bioaccumulation of toxic metal pollutants by water velvet and effects on pigment content

Abstract

The waste water discharge is a major contributor to the environmental pollution. In Egypt most of the waste water is discharged partially treated. This study aims at evaluating the use of Azolla pinnata R.Br. (water velvet) in phytoremediation of the five toxic metals Pb, Fe, Zn, Ni and Cu from waste water and the effects on the fern pigment content. Populations of the fern were raised in freshwater, waste water and mixtures of waste water-freshwaters. The toxic metals bioaccumulation factor (BF) was higher in the mixtures than in the absolute waste water. The BF was higher than unity and up to 19.6 for Ni and around 14 for Zn and Cu. The least BF values were less than unity for Pb, Fe and Zn. The removal efficiency reached 98% in freshwater and within the range 10-17% in sewage water. The decrease in pigment content of chlorophylls a and b and carotenoids is coupled with the increased toxic metal concentrations in water. The chlorophyll a/b ratio was greater than unity in water mixtures, while in fresh or waste water the ratio was less than unity. The toxic metal bioaccumulation is coupled with decreased pigment content that indicate the potential use of the fern as bio-indicator of toxic metals. يعتبر تصريف مياه الصرف الصحي مساهم رئيسي في التلوث البيئي. يتم تصريف معظم مياه الصرف الصحي في مصر عن طريق المعالجة الجزئية. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم استخدام Azolla pinnata R.Br. (الماء المخملي) في المعالجة النباتية لمعادن خمسة سامة ,Pb و Fe و Zn و Ni و Cu, من مياه الصرف الصحي, وتأثيرات استخدامه على محتوى الصبغة السرخسية. تم جمع عينات من المياه العذبة, مياه الصرف الصحي, وخليط من المياه العذبة مع مياه الصرف الصحي. كان عامل التراكم الأحيائي للمعادن السمية (BF) أعلى في الخليط من مياة الصرف الصحى فقط. أيضاً كان الBF أعلى من الوحدة حتى 19.6 لـ Ni وحوالي 14 لـ Zn و Cu. كانت أقل قيم BF أقل من وحدة فى الPb و Fe و Zn. بلغت كفاءة إزالة المعادن 98٪ في المياه العذبة, وحوالى 10-17٪ في مياه الصرف الصحي. يقترن الانخفاض في محتوى الصبغة فى الكلوروفيل أ و ب والكاروتينات مع زيادة تركيزات المعادن السامة في الماء. معدل الكلوروفيل أ/ب كان أكبر من الوحدة في الخليط، أما في المياه العذبة أو مياة الصرف الصحى، كانت النسبة أقل من الوحدة. يقترن أيضاً التراكم الأحيائي المعدني السام بإنخفاض محتوى الصبغة, والذى قد يشير إلى إحتمالية إستخدام السرخس كمؤشر حيوي على المعادن السامة.