Assessment of heavy metal accumulation in two aquatic macrophytes: a field study

Abstract

In order to assess the potential of two autochthonous plant species of Argentina as bioindicator and/or fitoremediator of metals, the accumulation of zinc, copper, cadmium and mercury in Schoenoplectus californicus and Ricciocarpus natans was studied. Total and labile contents of surface (SS) and near root sediments (NRS) were analyzed. Labile contents in NRS were lower than in SS, which was associated to the presence of S. californicus. Copper and zinc were positively correlated with total organic matter (TOM) whereas cadmium was not, suggesting low affinity of Cd to TOM. S. californicus presented the same pattern of distribution of those found in sediments (Zn > Cu > Cd). Bioaccumulation factors were close to (cadmium) or higher (zinc) than 1, while it was not conclusive for copper, revealing the S. californicus behaviour as an accumulator for zinc and indicator for cadmium. R. natans presented the highest metal levels among all studied matrix, with the presence of mercury. These findings showed the capacity of both S. californicus and R. natans to accumulate and remove heavy metals from sediments and water, which might be useful for phytoremediation programs.O acúmulo de zinco (Zn), cobre (Cu), cádmio (Cd) e mercúrio (Hg) foi estudado em duas macrófitas aquáticas autóctones da Argentina, Schoenoplectus californicus e Ricciocarpus natans, a fim de avaliar o seu potencial como bioindicadoras e/ou fitoremediadoras de metais pesados. Em paralelo, foram analisadas a concentração total e lábil dos sedimentos superficiais (SS) e dos sedimentos próximos à raiz (NRS). A concentração lábil nos NRS foi mais baixa que nos SS, o que esteve associado à S. californicus. Cobre e zinco estiveram correlacionados positivamente com a matéria orgânica total (TOM) em ambos os sedimentos, ao contrário do cádmio, que mostrou baixa afinidade pela TOM. A concentração dos metais em S. californicus apresentou o mesmo padrão de distribuição (Zn > Cu > Cd) encontrado nos sedimentos. O fator de bioacumulação (FB) variou de próximo (Cd) ou maior que 1 (Zn), a não uniforme (Cu), sugerindo S. californicus como acumulador de zinco e bioindicador de cádmio. R. natans apresentou os mais altos níveis de metais dentre todas as matrizes analisadas, além de apresentar concentrações de mercúrio, que não foi observado em nenhuma outra matriz. Conclui-se que ambas as espécies S. californicus e R. natans apresentam capacidades para remover metais pesados, podendo ser utilizadas em programas de fitoremediação.