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May humic acids or mineral fertilisation mitigate arsenic mobility and availability to carrot plants (Daucus carota L.) in a volcanic soil polluted by as from irrigation water?
Chemosphere ( IF 8.8 ) Pub Date : 2017-11-09 , DOI: 10.1016/j.chemosphere.2017.11.035
Antonio G. Caporale , Paola Adamo , Shah M.G.G. Azam , Maria A. Rao , Massimo Pigna

Carrot (Daucus carota L.) is a widely consumed root vegetable, whose growth and safety might be threatened by growing-medium arsenic (As) contamination. By this work, we evaluated the effects of humic acids from Leonardite and NPK mineral fertilisation on As mobility and availability to carrot plants grown for 60 days in a volcanic soil irrigated with As-contaminated water – representing the most common scenario occurring in As-affected Italian areas. As expected, the irrigation with As-contaminated water caused a serious toxic effect on plant growth and photosynthetic rate; the highest rate of As also inhibited soil enzymatic activity. In contrast, the organic and mineral fertilisation alleviated, at least partially, the toxicity of As, essentially by stimulating plant growth and promoting nutrient uptake. The mobility of As in the volcanic soil and thus its phytoavailability was differently affected by the organic and mineral fertilisers; the application of humic acids mitigated the availability of the contaminant, likely by its partial immobilisation on humic acid sorption sites – thus raising up the intrinsic anionic sorption capacity of the volcanic soil; the mineral fertilisation enhanced the mobility of As in soil, probably due to competition of P for the anionic sorption sites of the soil variable-charge minerals, very affine to available P. These findings hence suggest that a proper soil management of As-polluted volcanic soils and amendment by stable organic matter might mitigate the environmental risk of these soil, thus minimising the availability of As to biota.



中文翻译:

腐殖酸或矿物肥料是否会降低砷的迁移率,并降低灌溉水污染的火山土壤中胡萝卜植物(胡萝卜)的砷的利用能力?

胡萝卜(胡萝卜)L.)是一种广泛食用的根菜,其生长和安全性可能受到中等砷(As)污染的威胁。通过这项工作,我们评估了Leonardite和NPK矿物施肥中的腐殖酸对在被As污染的水灌溉的火山土壤中生长60天的胡萝卜植物的As迁移率和有效性的影响-代表了在受影响地区最常见的情况意大利地区。不出所料,用砷污染的水灌溉对植物的生长和光合速率产生了严重的毒性作用。最高的砷含量也抑制了土壤酶的活性。相反,有机和矿物施肥基本上通过刺激植物生长和促进养分吸收而至少部分地减轻了砷的毒性。有机和矿物肥料对砷在火山土壤中的流动性及其植物利用率的影响不同。腐殖酸的应用减少了污染物的利用,这可能是由于其部分固定在腐殖酸的吸附位上,从而提高了火山土壤的固有阴离子吸附能力;矿物施肥提高了砷在土壤中的流动性,这可能是由于磷与土壤可变电荷矿物的阴离子吸附位点的竞争所致,与可利用的磷非常相似。这些发现因此表明对砷污染的火山岩进行了适当的土壤管理土壤和稳定的有机物对土壤的改性作用可能会减轻这些土壤的环境风险,从而最大程度地减少砷对生物群的利用。腐殖酸的应用减少了污染物的利用,这可能是由于其部分固定在腐殖酸的吸附位上,从而提高了火山土壤的固有阴离子吸附能力;矿物施肥提高了砷在土壤中的流动性,这可能是由于磷与土壤可变电荷矿物的阴离子吸附位点的竞争所致,与可利用的磷非常相似。这些发现因此表明对砷污染的火山岩进行了适当的土壤管理土壤和稳定的有机物对土壤的改性作用可能会减轻这些土壤的环境风险,从而最大程度地减少砷对生物群的利用。腐殖酸的应用减少了污染物的利用,这可能是由于其部分固定在腐殖酸的吸附位上,从而提高了火山土壤的固有阴离子吸附能力;矿物施肥提高了砷在土壤中的流动性,这可能是由于磷与土壤可变电荷矿物的阴离子吸附位点的竞争所致,与可利用的磷非常相似。这些发现因此表明对砷污染的火山岩进行了适当的土壤管理土壤和稳定的有机物对土壤的改性作用可能会减轻这些土壤的环境风险,从而最大程度地减少砷对生物群的利用。可能是由于其部分固定在腐殖酸的吸附位上,从而提高了火山土壤的固有阴离子吸附能力;矿物施肥提高了砷在土壤中的流动性,这可能是由于磷与土壤可变电荷矿物的阴离子吸附位点的竞争所致,与可利用的磷非常相似。这些发现因此表明对砷污染的火山岩进行了适当的土壤管理土壤和稳定的有机物对土壤的改性作用可能会减轻这些土壤的环境风险,从而最大程度地减少砷对生物群的利用。可能是由于其部分固定在腐殖酸的吸附位上,从而提高了火山土壤的固有阴离子吸附能力;矿物施肥提高了砷在土壤中的流动性,这可能是由于磷与土壤可变电荷矿物的阴离子吸附位点的竞争所致,与可利用的磷非常相似。这些发现因此表明对砷污染的火山岩进行了适当的土壤管理土壤和稳定的有机物对土壤的改性作用可能会减轻这些土壤的环境风险,从而最大程度地减少砷对生物群的利用。

更新日期:2017-11-10
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