Potentially toxic elements in saltmarshes: a review on metal(loid)s tolerance and accumulation, biomarkers and potential bioind

Abstract

Saltmarshes are important coastal ecosystems that provide numerous ecosystem services. Despite their ecological importance, marshes are exposed to potential toxic elements (PTE) from different natural and anthropogenic sources. Metal(loid)s are one of the most dangerous environmental pollutants due to their toxicity and persistence in the environment, bioaccumulation along the food chain, disruption of the ecosystem, and being a risk for the biodiversity of these areas and to human well-being. This review provides an overview of the most used species of halophytic plants and invertebrates as potential bioindicators of metal exposure and the biomarkers used in saltmarshes based on field monitoring studies published in the last four years. The most studied PTE in plants were Zn, Pb, Cu, Cd, Cr and Mn, being the pattern of accumulation higher in roots/rhizomes than in aerial tissues (leaves, stems). In invertebrates, Zn, Pb, Cu, Cd, Cr, Ni and Fe were the most analyzed elements. This review highlights and remarks on the importance ofstudies on PTE accumulation and tolerance of halophytes. It is essential to assess and monitor polluted saltmarshes using organisms that not only have the potential to act as sentinel species, but also could be used for bioremediation. It is necessary a deeper understanding of the metal accumulation, transformation, and tolerance by dominant taxa that inhabit saltmarshes, as well as PTE effects to define appropriate ecosystem management and restoration measures.

As marismas são importantes ecossistemas costeiros que fornecem numerosos serviços ecossistêmicos. Apesar de sua importância ecológica, essas áreas estão expostas a elementos tóxicos potenciais (ETP) provenientes de diversas fontes naturais e antropogênicas. Os metais e metalóides estão entre os poluentes ambientais mais perigosos devido à sua toxicidade, persistência no ambiente, bioacumulação ao longo da cadeia alimentar e por causarem a interrupção do ecossistema, representando um risco para a biodiversidade dessas áreas e para o bem-estar humano. Apresenta-se aqui uma visão geral das plantas halófitas e invertebrados mais utilizados como potenciais bioindicadores de exposição a metais e dos biomarcadores utilizados em marismas, com base em estudos de monitoramento de campo. Os ETP mais estudados em plantas foram Zn, Pb, Cu, Cd, Cr e Mn, com o padrão de acumulação maior nas raízes/rizomas do que nos tecidos aéreos (folhas, caules). Em invertebrados, Zn, Pb, Cu, Cd, Cr, Ni e Fe foram os elementos mais analisados. Esta revisão destaca a importância dos estudos sobre a acumulação e tolerância de ETP em halófitas. É essencial avaliar e monitorar marismas poluídas usando organismos que não apenas têm o potencial de atuar como espécies sentinelas, mas que também possam ser utilizados para a biorremediação. Se faz necessário um entendimento mais profundo sobre a acumulação, transformação e tolerância aos metais por parte dos táxons dominantes que habitam as marismas, bem como os efeitos dos ETP, para definir medidas adequadas de manejo e restauração dos ecossistemas.