Tatlı su eğreltisi Azolla filiculoides Lam. kullanılarak ağır metallerin fitoremediasyonu

Abstract

Because of heavy metal pollution in the aquatic environment, accumulation of heavy metals and toxic effects may occur in living organisms in this area. In Our Study, some physiological and morphological changes were investigated on different concentrations of Arsenic (As), Lead (Pb), Nickel (Ni) and Cadmium (Cd) heavy metals of Azolla filiculoides plant for 8 days period. In our study, growth rates (RGR) and lipid peroxidation marker malondialdehyde (MDA) were determined in plant samples treated with heavy metals. In order to detect the heavy metal contents, the samples were dissolved in the microwave sample preparation device and the element quantities were determined in the ICP-MS device. At the same time, antioxidant activities of Azolla filiculoides plant were determined by DPPH radical reduction, chelating metal ions and total phenol amount. When the results were evaluated, it was determined that as the heavy metal concentration increased, the accumulation amount of the plant increased and the highest accumulation was at a concentration of As 50 mgl-1 (103763 μgg-1). It has been determined that as the heavy metal concentration applied to the plant increases, the growth rate decreases in all samples. MDA increased as the heavy metal concentration increased. As for the As control, the amount of MDA was found to be 3,143 nmol/g while it was found to be 8,015 nmol/g at the concentration of 50 mg l-1. When the plant DPPH radical reduction reviewed; A. filiiculoides cleared the free radical in the medium by 100% at a concentration of 1 mg ml-1, while at the same concentration BHA 80%, α-tocopherol 74% and BHT 68% cleared. At a concentration vii of 1 mg ml-1, A. filiiculoides had a metal chelating capacity of 91.35%, while EDTA at the same concentration had a metal chelating capacity of 94%. In addition, β-carotene content of Azolla filiculoides was found to be 0,478 μg mg-1, lycopene amount 0.074 μg mg-1, and average total phenol content was found to be 367,95 μg mg-1. Consequently;.it is believed that the plant can be used effectively for the purpose of plant removal in heavy metal contaminated areas and that the study will contribute to the phytoremediation studies in this context.

Sucul ortamlarda oluşan ağır metal kirliliği neticesinde, bu alanda yaşayan canlılarda ağır metaller birikimi ve toksik etki meydana gelebilirr. Çalışmamızda farklı konsantrasyonlardaki Arsenik (As), Kurşun (Pb), Nikel (Ni) ve Kadmiyum (Cd) ağır metallerinin 8 günlük periyotta Azolla filiculoides bitkisinde meydana getirdikleri bazı fizyolojik ve morfolojik değişiklikler araştırılmıştır. Çalışmamızda ağır metal uygulanan bitki örneklernde büyüme oranları (RGR), ve lipid peroksidasyonu markeri malondialdehit (MDA) tayin edilmiştir. Ağır metal içeriklerini tespit etmek için mikrodalga numune hazırlama cihazında örnekler çözülerek, element miktarları ICP-MS cihazında belirlenmiştir. Aynı zamanda Azolla filiculoides bitkisinin antioksidan aktiviteleri DPPH radikali indirgemesi, metal iyonları şelatlama ve total fenol miktarı metotları ile belirlenmiştir. Sonuçlar değerlendirildiğinde ağır metal konsantrasyonu arttıkça bitkinin akümülasyon miktarının arttığı, en yüksek akümülasyonun As 50 mgl-1‘lik konsantrasyonda (103763 μgg-1) olduğu tespit edilmiştir. Bitkiye uygulanan ağır metal konsantrasyonu arttıkça tüm örneklerde büyüme oranının azaldığı, belirlenmiştir. MDA ağır metal konsantrasyonu arttıkça strese bağlı olarak artış göstermiştir. As kontrol örneğinde MDA miktarı 3,143 nmol/g iken 50 mgl-1‘lik konsantrasyonda 8,015 nmol/g bulunmuştur. Bitkinin DPPH radikali indirgemesi incelendiğinde; 1 mg ml-1 konsantrasyonda A. filiiculoides ortamdaki serbest radikali %100 oranında temizlerken, aynı konsantrasyonda BHA %80, α-tocopherol %74 ve BHT %68 oranında temizlemiştir. v 1 mg ml-1 konsantrasyonda A. filiiculoides %91,35 metal şelatlama kapasitesine sahipken, aynı konsantrasyonda EDTA %94 metal şelatlama kapasitesine sahiptir. Ayrıca Azolla filiiculoides türünün β-karoten içeriği 0,478 μg mg-1, likopen miktarı 0,074 μg mg-1 ve toplam fenolik miktarına ise ortalama 367,95 μg mg-1 tespit edilmiştir. Sonuçta; ağır metallerle kirlenmiş alanlarda bitkinin, bitkisel giderim amacıyla etkili şekilde kullanılabileceği ve çalışmanın bitkisel arıtım (fiteromediasyon) çalışmalarına bu bağlamda katkı sağlayacağına inanılmaktadır.