Biorremediación de suelos contaminados con residuos de pilas utilizando pasto coco (L.): un estudio de modelado de predicción para la fitoextracción de cadmio y plomo
Autores: AL-Huqail, Arwa A.; Taher, Mostafa A.; iri, Ivan; Goala, Madhumita; Adelodun, Bashir; Choi, Kyung Sook; Kumar, Piyush; Kumar, Vinod; Kumar, Pankaj; Eid, Ebrahem M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Biorremediación de suelos contaminados con residuos de pilas utilizando pasto coco (L.): un estudio de modelado de predicción para la fitoextracción de cadmio y plomo
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Aumento de la demanda
Dispositivos electrónicos
Baterías
Residuos electrónicos
Metales pesados
Fitoextracción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Con el aumento de la demanda de dispositivos electrónicos que utilizan baterías, los desechos electrónicos también se están convirtiendo en una amenaza importante para el medio ambiente. Los desechos de baterías contienen metales pesados peligrosos que afectan la salud del ecosistema del suelo. Por lo tanto, el presente estudio evalúa el potencial de fitoextracción de cadmio (Cd) y plomo (Pb) de la hierba de coco (L.) cultivada en suelos contaminados con desechos de chatarra de baterías (BSW). Se realizaron experimentos en macetas para crecer bajo diferentes tratamientos (0%: control, T1: 1%, T2: 2%, T3: 3% y T4: 4%) de BSW mezclado con suelo (/). Los resultados mostraron que la mezcla de BSW aumentó significativamente (<0.05) las propiedades fisicoquímicas y el contenido de metales pesados (Cd y Pb) en el suelo. La mezcla de BSW resultó en una reducción en el crecimiento y rasgos bioquímicos de y un aumento en las enzimas de estrés oxidativo con un aumento en la dosis de BSW. Los estudios de correlación de Pearson también mostraron que la concentración de HM en el suelo tuvo una influencia negativa en el crecimiento y los parámetros bioquímicos de . El análisis del factor de bioacumulación y translocación mostró que era una planta hiperacumuladora con una acumulación máxima de Cd y Pb (38.81 y 109.06 mg·kg) en las partes de la raíz seguido por toda la planta (277.43 y 76.10 mg·kg) y las partes del tallo (21.30 y 22.65 mg·kg). Además, se desarrollaron modelos predictivos basados en regresión lineal múltiple (MLR) y redes neuronales artificiales (ANN) para la absorción de Cd y Pb por . Los resultados del modelado matemático mostraron que las propiedades del suelo fueron útiles para construir modelos MLR y ANN de calidad con un buen coeficiente de determinación ( > 0.98), eficiencia del modelo (ME > 0.99) y bajo error cuadrático medio (RMSE < 5.72). Sin embargo, los resultados de ajuste de los modelos ANN fueron mejores en comparación con los modelos MLR. En general, este estudio presenta una estrategia eficiente y sostenible para erradicar los HM peligrosos cultivando en suelos contaminados con BSW y reduciendo sus consecuencias ambientales y de salud.
Descripción
Con el aumento de la demanda de dispositivos electrónicos que utilizan baterías, los desechos electrónicos también se están convirtiendo en una amenaza importante para el medio ambiente. Los desechos de baterías contienen metales pesados peligrosos que afectan la salud del ecosistema del suelo. Por lo tanto, el presente estudio evalúa el potencial de fitoextracción de cadmio (Cd) y plomo (Pb) de la hierba de coco (L.) cultivada en suelos contaminados con desechos de chatarra de baterías (BSW). Se realizaron experimentos en macetas para crecer bajo diferentes tratamientos (0%: control, T1: 1%, T2: 2%, T3: 3% y T4: 4%) de BSW mezclado con suelo (/). Los resultados mostraron que la mezcla de BSW aumentó significativamente (<0.05) las propiedades fisicoquímicas y el contenido de metales pesados (Cd y Pb) en el suelo. La mezcla de BSW resultó en una reducción en el crecimiento y rasgos bioquímicos de y un aumento en las enzimas de estrés oxidativo con un aumento en la dosis de BSW. Los estudios de correlación de Pearson también mostraron que la concentración de HM en el suelo tuvo una influencia negativa en el crecimiento y los parámetros bioquímicos de . El análisis del factor de bioacumulación y translocación mostró que era una planta hiperacumuladora con una acumulación máxima de Cd y Pb (38.81 y 109.06 mg·kg) en las partes de la raíz seguido por toda la planta (277.43 y 76.10 mg·kg) y las partes del tallo (21.30 y 22.65 mg·kg). Además, se desarrollaron modelos predictivos basados en regresión lineal múltiple (MLR) y redes neuronales artificiales (ANN) para la absorción de Cd y Pb por . Los resultados del modelado matemático mostraron que las propiedades del suelo fueron útiles para construir modelos MLR y ANN de calidad con un buen coeficiente de determinación ( > 0.98), eficiencia del modelo (ME > 0.99) y bajo error cuadrático medio (RMSE < 5.72). Sin embargo, los resultados de ajuste de los modelos ANN fueron mejores en comparación con los modelos MLR. En general, este estudio presenta una estrategia eficiente y sostenible para erradicar los HM peligrosos cultivando en suelos contaminados con BSW y reduciendo sus consecuencias ambientales y de salud.