Аннотация
Во всем мире существует потребность в использовании растений для восстановления экологической среды. Отсутствует систематический обзор механизмов фиторемедиации и параметров, влияющих на эффективность очистки от загрязнения окружающей среды. В данном обзоре представлена текущая ситуация и описаны показатели очистки различных растений от различных загрязнителей, а также методы повышения эффективности очистки растений. Это необходимо для содействия использованию растений для восстановления экосистем и окружающей среды. Мы установили, что растения в основном используют собственный метаболизм, включая взаимодействие с микроорганизмами, для восстановления своей экологической среды. В процессе ремедиации факторы очистки растений зависят от многих условий, таких как интенсивность света, устьичная проводимость, температура и виды микроорганизмов. Кроме того, эффективность фиторемедиации зависит от видоспецифичного метаболизма растений, включая поглощение воздуха и фотосинтез, разнообразия почвенных микроорганизмов и поглощения тяжелых металлов. Хотя использование наноматериалов и компостов способствует восстановительной способности растений, высокая доза может оказать негативное воздействие на растения. Для повышения практической применимости фиторемедиации в восстановлении окружающей среды необходимы дальнейшие исследования влияния различных видов катализаторов на ее эффективность. Таким образом, настоящий обзор представляет собой актуальное обновление в области разработки и применения фиторемедиации в различных средах: воздухе, воде и почве.
1. Введение
Основными источниками загрязнения воздуха являются промышленное производство, сжигание ископаемого топлива, автомобильное движение и утечки летучих газов из внутренней отделки помещений (Gudmundsson et al., 2019). Воздействие этих токсичных и кислых соединений вызывает ухудшение состояния экосистем и опасности для здоровья человека, включая коррозию строительных материалов, продукции сельского и лесного хозяйства, изменение климата, таяние полюсов, инфекции дыхательных путей и сердечно-сосудистые заболевания (Matyssek et al., 2013). Загрязнение воды часто происходит через сброс промышленных сточных вод или в результате применения химических удобрений и пестицидов на сельскохозяйственных угодьях и образования в сточных водах (Nie et al., 2018). В целом это приводит к эвтрофикации водоемов, сокращению ресурсов пресной воды, загрязнению водных экосистем и, как следствие, потенциальному воздействию на человека, вызывающему заболевания (Xu et al., 2019). Загрязнение почвы в основном относится к токсичным веществам, превышающим ее буферную емкость и изменяющим здоровье почвы, что влияет на производство сельскохозяйственных культур и животных, а также на питьевую и грунтовую воду, что в конечном итоге сказывается на здоровье и благополучии человека (Golui et al., 2019). Основными причинами загрязнения почвы являются тяжелые металлы, сточные воды и промышленные городские отходы, включая большое количество удобрений и пестицидов, вносимых на сельскохозяйственные угодья, такие как поля (Chen et al., 2015). Основные источники загрязнения показаны на рис. 2. Здесь мы рассматриваем современные знания о фиторемедиации воздуха, воды и почвы как инструменте управления восстановлением и достижения хорошего экологического статуса.
2. Фиторемедиация загрязнения воздуха
2.1. Очистка воздуха в помещениях растениями
Хорошо известно, что растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород в процессе фотосинтеза, способствуя при этом разложению летучих органических соединений (ЛОС) благодаря взаимодействию с ризосферными микроорганизмами, а также поглощают атмосферные частицы путем адсорбции на листьях (Gawronska and Bakera, 2015; Orwell et al., 2006; Torpy et al., 2018). Предварительные исследования показали, что растения поглощают ЛОС через устьица в процессе обычного газообмена и преобразуют их в аминокислоты через цикл Кальвина (Yoo et al., 2006; Peterson et al., 2016). Листья также поглощают загрязнители воздуха в помещениях, однако физические ограничения, связанные с устьичным и мезофильным сопротивлением (Brilli et al., 2018), лимитируют этот процесс. Растения регулируют пористость устьиц с помощью абсцизовой кислоты в ответ на изменения окружающей среды (Tardieu et al., 2010). Удаление загрязнителей воздуха в помещениях растениями зависит не только от общей площади поверхности, анатомических характеристик, морфологических особенностей и химических свойств растений, но и от характеристик почвенного субстрата (Irga et al., 2013). В частности, на удаление загрязнителей воздуха листьями влияет наличие, форма и плотность листовых трихом (волосков) (Li et al., 2018). Другие исследования показали, что микроорганизмы, живущие в почках растений и ризосфере, также могут удалять ЛОС (Khaksar et al., 2016). Kim et al. (2008) наблюдали обратную зависимость между площадью листьев растения и удалением ЛОС, что подтвердило, что механизм удаления загрязнителей растениями в основном обусловлен микрофлорой, а не самими растениями (Kim et al., 2008; Orwell et al., 2004). Zhang et al. (2013) в исследовании метаболизма толуола в ризосфере комнатных растений обнаружили, что биодеградация ароматических углеводородов растениями происходит в основном через два микробных аэробных пути. В пути TOD (толуолдиоксигеназа) ароматическое кольцо связывается с диоксигеназой, в то время как в пути TOL (толуолметилмонооксигеназа) метильный заместитель связывается с монооксигеназой (Ikem and Adisa, 2011). Бензол может метаболизироваться только по пути TOD, тогда как толуол и ксилол метаболизируются по обоим путям, TOD и TOL (Tsao et al., 1998). Ферментативный механизм растений обеспечивает деградацию загрязнителей в листьях и поддерживает стабильное поглощение при открытых устьицах (Brilli et al., 2018). Однако обнаружено лишь несколько ферментов, связанных с метаболизмом загрязнителей, и механизм удаления большинства токсичных газообразных соединений неясен (Korte et al., 2000). Из-за разнообразия растений и сложности типов загрязнителей недостаточно исследований, чтобы найти наилучший эффект удаления для конкретных растений. Поэтому при выборе комнатных растений следует разрабатывать научные критерии отбора в соответствии с морфологией растения (т.е. формой, размером и опушенностью листа), анатомией (т.е. составом эпидермиса и мезофилла, плотностью и размером устьиц).
Распространенными загрязнителями воздуха в помещениях в основном являются токсичные газы (формальдегид, бензол), монооксид углерода, диоксид углерода, ЛОС, оксиды азота и различные ароматические соединения (Davardost and Kahforoushan, 2019). Примеры скорости удаления загрязнителей воздуха различными видами растений приведены в Таблице 1, которая показывает, что эффект удаления разных растений для загрязнителей воздуха в помещениях значительно различается; для одного и того же загрязнителя очищающий эффект разных видов растений также различен. Среди них N. obliterata обладает наилучшей эффективностью удаления формальдегида, достигающей 90–100% за 48 ч. Сравнение эффективности удаления четырех растений — Ardisia crenata, Azalea indica, Spathiphyllum wallisii и Sansevieria trifasciata — показало, что Azalea indica может очищать до 95% за 7–76 ч. Скорость удаления загрязнителей растениями зависит от вида растения и концентрации загрязнителя. Растения способствуют ремедиации воздуха в основном через поглощение частиц, а также деградацию и трансформацию в листьях и устьицах (Рис. 1) (Zhang et al., 2015). Растения также улучшают качество воздуха, поглощая углекислый газ и выделяя кислород в процессе фотосинтеза, и повышают влажность воздуха за счет устьичной проводимости (Smith et al., 2011). Однако механизм удаления загрязнителей воздуха в помещениях через устьица не ясен. Недавние исследования показали, что растения поглощают загрязнители воздуха и далее метаболизируют их как источники углерода и энергии (Brilli et al., 2018). В исследовании, проведенном Sriprapart et al. (2014), наивысшая скорость удаления толуола была у Coccidium norogines, в то время как наивысшая скорость удаления этилбензола — у зеленых водорослей. Скорость удаления ЛОС в воздухе помещений связана с микроорганизмами, интенсивностью света, устьичной проводимостью и температурой (Cruz et al., 2014; Park and de-Kyung, 2020; Zhao et al., 2019) (Рис. 3).
Таблица 1. Скорость удаления загрязнителей воздуха видами растений.
| Вид растения | Тип загрязнителя | Концентрация загрязнителя (мкг/м³) | Скорость удаления | Ссылки |
|---|---|---|---|---|
| Epipremnum aureum | пропиональдегид | 307–3071 | 0.8–2.4 нмоль/м²/с | Tani et al., 2007 |
| Scindapsus aureus | Бензол | 62,392 | 43–77% за 72 ч | Treesubsuntorn and Thiravetyan, 2012 |
| Howea forsteriana | н-гексан | 80,000–353,000 | 367–4,032 мг/м²/день/м² | Wood et al., 2002 |
| Epipremnum aureum | Формальдегид | 1,000–11,000 | 0–22 мг/ч | Xu et al., 2011 |
| Anthurium andraeanum | Бензол | 30,900–59,100 | 0–13.28 мкг/м³/м²/ч | Yang et al., 2009 |
| Agave potatorum | Формальдегид | 15,000 | 2.21–4.60 мг/м³ за 7 дней | Zhou et al., 2011 |
| N. obliterata | Формальдегид | 600–11,000 | 90–100% за 48 ч | Teiri et al., 2018 |
| Chamaedorea elegans | Формальдегид | 660–16,400 | 65–100% за 48 ч | Teiri et al., 2018 |
| Fatsia japonica | Формальдегид | 2400 | 700 мкг/м³ за 5 ч | Lim et al., 2009 |
| Ardisia crenata | Толуол | 4896–13,181 | 2.5–40 мкг/м²/ч/м² | Kim et al., 2012 |
| Ficus benjamina | Формальдегид | 2472 | 0.14–1.36 мг/м²/см² за 5 ч | Kim and Lee, 2008 |
| Ardisia japonica | Формальдегид | 2488 | 0.14–0.88 мкг/м²/см² за 5 ч | Kim and Kim, 2008 |
| Hedera helix | Формальдегид | 2600 | 2.22–25.06 мг/м²/ч | Jin et al., 2013 |
| Ficus elastica | Бензол | 15,116 | 28–91% за 12 ч | Chun et al., 2010 |
| Epipremnum aureum | Формальдегид | 2000 | 81–96% за 24 ч | Aydogan and Montoya, 2011 |
| Syngonium podophyllum | Бензол | 3204–3779 | 18.8–220.2 нг/м²/см²/ч | Yoo et al., 2006 |
| Azalea indica | Толуол | 339,000 | 7–76 часов для удаления 95% начальной дозы | De Kempeneer et al., 2004 |
| Spathiphyllum wallisii | Толуол | 146,000–200,000 | 1–9.5 мг/м³ за 48 часов | Hormann et al., 2017 |
| Sansevieria trifasciata | Толуол | 78,800–81,670 | 10.17 мкмоль за 72 ч | Sriprapat et al., 2014 |
2.2. Поглощение атмосферных частиц
В 2009 году Yoon et al. (2009) подтвердили, что эффективность удаления частиц растениями существенно зависит от площади листьев и интенсивности окружающего света. Твердые частицы (ТЧ) относятся ко всем видам твердых или жидких частиц, равномерно диспергированных в аэрозольной системе. Другое исследование показало, что активные растения на зеленых стенах эффективно очищают воздух в помещениях, снижая концентрацию ТЧ (Pettit et al., 2018). Как правило, загрязнители воздуха накапливаются на поверхности листьев или поглощаются в ткани, часть из которых включается в естественный метаболизм растения (Gawronski et al., 2017). Lu et al. (2018) показали, что степень загрязнения (легкое и сильное загрязнение) коррелирует с количеством ТЧ 2.5, адсорбированных на поверхности листьев садовых растений. Разница зависит от шероховатости поверхности, длины, опушенности и частоты устьиц (Ram et al., 2014, 2015).
Загрязнение воздуха, включая ТЧ, поглощенные деревьями, в основном накапливается в листьях. Анализ накопления водорастворимых ионов и нерастворимых ТЧ на поверхности листьев и воске 17 городских растений показал, что 65% и 35% ТЧ отложились на поверхности листа и в воске соответственно (Xu et al., 2018). Средние водорастворимые ионы на поверхностях составили 28% от общего количества ТЧ. Скорость удаления загрязнения воздуха в основном варьируется в зависимости от покрытия деревьями и концентрации (Selmi et al., 2016). Например, хвойные эффективно удаляют ТЧ 2.5, в то время как сосны наиболее эффективно улавливают ТЧ. Магнолия устойчива к NO2, который играет важную роль в ее метаболических путях (Gourdji, 2018; Yang et al., 2015). Помимо поглощения загрязнителей растениями, на эффективность ремедиации также влияют состав и внедрение микробных сообществ (Wang et al., 2014). Поэтому для повышения эффективности очистки воздуха от загрязнения растениями важны разнообразие структуры биомассы и обеспечение хорошего управления зелеными насаждениями (Jim and Chen, 2008).
Деревья с большей площадью листьев эффективны в удалении атмосферных ТЧ (McDonald et al., 2007). Из-за размера и структуры кроны воздушный поток поднимается, и осаждение ТЧ на листьях увеличивается (Fowler et al., 1989). Шероховатые поверхности листьев более склонны к осаждению ТЧ, чем гладкие листья, из-за их волосистой структуры (Burkhardt, 2010). Способность листьев к осаждению атмосферных ТЧ зависит от адгезии между поверхностью листа и частицами, которая возникает за счет межмолекулярных сил между воском и частицами, определяемых химическим составом молекул и площадью контакта (Wang et al., 2015). Осадки вызывают расширение листьев, что увеличивает эффективность удаления ТЧ. Разные виды растений имеют различный очищающий эффект из-за влияния ширины кроны и площади поверхности листьев. Чтобы растения удаляли ТЧ из атмосферы, следует учитывать виды с шероховатыми листьями с большой поверхностью вместе с плотностью деревьев, чтобы дать кроне как можно больше места. В то же время следует создавать подходящую среду для микроорганизмов, чтобы поддерживать деревья.
Рисунок 1. Схематический рисунок, иллюстрирующий фиторемедиацию в воздухе (твердые частицы и летучие органические соединения), почве (тяжелые металлы) и воде (тяжелые металлы и органические вещества).
3. Фиторемедиация загрязнения воды
Водно-болотные угодья в основном относятся к переходной зоне между наземными и водными экосистемами, разделяемой на естественные и искусственные (созданные) водно-болотные угодья. Как экосистема, водно-болотные угодья перерабатывают питательные вещества, очищают сточные воды, способствуют поглощению растений и удаляют токсины, тяжелые металлы и химические вещества из воды (Williams, 2002). Тяжелые металлы сначала соединяются с почвой и отложениями, образуя нерастворимые солевые осадки, после чего поглощаются растениями (Weis and Weis, 2004). Физико-химические свойства водно-болотных угодий создают удобные условия для фиторемедиации загрязнения воды и усиливают окислительно-восстановительные реакции между растениями и ризосферными микроорганизмами (Macek et al., 2000).
Для снижения эвтрофикации водных экосистем растения используются для удаления азота и фосфора из воды (Liu et al., 2016; Yu et al., 2019). Например, было обнаружено, что скорости удаления нитратного азота и фосфора составляют 40–90% и 75–99% соответственно для Litmus и Aspen (Sundaralingam and Gnanavelrajah, 2014). Истощение питательных веществ, вызванное поглощением растениями, привело к значительному сокращению естественного заселения водорослей, тем самым улучшив качество воды, включая мутность и pH (Han et al., 2013). Растения также обладают большим потенциалом в удалении загрязнения тяжелыми металлами из воды. Например, Eichhornia crassipes (водяной гиацинт) и водные растения могли удалять питательные вещества, органические вещества и тяжелые металлы из сточных вод с высокой органической нагрузкой в течение 10–17 дней (Rizzo et al., 2012). В другой работе Ha et al. (2009) показали, что водоросли и морской огурец могут эффективно удалять тяжелые металлы, включая свинец, кадмий, медь и цинк, в экспериментах на городских речных экосистемах и сточных водах. Burezq and Aliewi (2018) обнаружили, что корни и листья разлагающихся растений сильно снижают концентрации тяжелых металлов в воде. Как выяснилось, поглощение Cr корнями было быстрым процессом, завершающимся в первые 24 часа. Однако транслокация Cr из корней в листья была очень слабой. Таким образом, основной причиной увеличения содержания хрома в листьях было прямое контактное поглощение хрома. Изучая механизм удаления железа из сточных вод водяным гиацинтом, Jayaweera et al. (2008) обнаружили, что железо удаляется в основном путем фильтрации корнями и химического осаждения в виде Fe2O3 и Fe(OH)3. В Таблице 2 показано, что накопление тяжелых металлов в сточных водах различается среди видов растений. Согласно анализу, разные виды растений по-разному удаляют тяжелые металлы; среди Eichhornia crassipes, Elodea densa и Pistia stratiotes наилучший эффект удаления Hg у Pistia stratiotes, тогда как для удаления Cd наилучший эффект у Egeria densa, достигающий 70.25 мг/кг. При использовании растений для удаления загрязнения воды следует рассмотреть возможность создания искусственных систем водно-болотных угодий в сочетании с фиторемедиацией.
Таблица 2. Накопление тяжелых металлов в сточных водах видами растений.
| Растение | Тяжелый металл | Накопление (сухой вес) | Ссылка |
|---|---|---|---|
| Eichhornia crassipes | Hg | 119 нг/г | Molisani et al., 2006 |
| Elodea densa | Hg | 177 нг/г | Molisani et al., 2006 |
| Pistia stratiotes | Hg | 215 нг/г | Molisani et al., 2006 |
| Salvinia auriculata | Pb | 191 нг/г | Molisani et al., 2006 |
| Lemna minor | Cu | 400 нг/г | Myrtan et al., 2009 |
| Egeria densa | Cd | 70.25 мг/кг | Pietrobelli et al., 2009 |
| Salvinia minima | Pb | 7705 мкг/г | Olguin et al., 2002 |
| Salvinia natans | Cr | 7.4 мг/г | Dhir et al., 2009 |
| Ceratophyllum demersum | Cd | 1293 мкг/г | Mishra et al., 2008 |
| Eleocharis acicularis | Fe | 59500 мкг/г | Ha et al., 2009 |
| Potamogeton pusillus | Cu | 162 мкг/г | Monferran et al., 2009 |
| Vallisneria spiralis | Cr | 2.85 мг/г | Verma et al., 2008 |
| Myriophyllum triphyllum | Cd | 17 мкг/г | Sivaci et al., 2004 |
| Typha angustifolia | Cr | 20210 мкг/г | Firdaus-e-Bareen and Khilji, 2008 |
Рисунок 2. Основные типы и источники загрязнения окружающей среды.
Рисунок 3. Фиторемедиация загрязнения воздуха.
4. Фиторемедиация загрязнения почвы
4.1. Фиторемедиация органических загрязнителей почвы
С непрерывным прогрессом современной индустриализации и общества растущий спрос на энергию из нефтяного топлива приводит к широкомасштабной добыче нефтяных соединений, вызывающей загрязнение во всем мире (Brassington et al., 2007). Традиционные методы борьбы с нефтяным загрязнением почвы включают термическую обработку, физическую обработку, химическую обработку и биологическую обработку (Dave, 2011; Ndimele, 2010). К сожалению, эти методы не только дорогостоящи, но и имеют значительные побочные эффекты для экосистемы, и поэтому фиторемедиация рекомендуется как более эффективная, экономичная и экологичная ремедиация (Walls, 2010; Yang et al., 2009).
Механизм удаления органических загрязнителей почвы различается среди видов растений, однако большинство процессов происходит в ризосфере, где симбиотическое взаимодействие между растениями и микроорганизмами способствует восстановлению почвы (Meagher, 2000). Здесь растения обеспечивают среду для роста микроорганизмов и улучшают структуру почвы, в то время как микроорганизмы снижают токсичность почвы и способствуют росту и метаболизму растений, удаляя органические загрязнители (Panagiotis et al., 2016). Выбор подходящих видов растений и микроорганизмов может эффективно улучшить плодородие почвы и стабильность в районе добычи. На заброшенных горных участках это способствует устойчивости местной экосистемы и помогает улучшить качество окружающей среды за счет микробно-растительной ремедиации (Juwarkar and Jambhulkar, 2008). При разливах сырой нефти низкомолекулярные моноциклические ароматические углеводороды улетучиваются в атмосферу, в то время как полициклические ароматические углеводороды с числом атомов углерода более 20 проникают в почву и разрушают ее структуру (Yavari et al., 2015). Растения обладают способностью разлагать органические углеводороды в почве путем секреции и взаимодействия с микроорганизмами (Feng et al., 2017). В Таблице 3 приведены примеры фиторемедиации органического загрязнения, включая бензольный ряд (BTEX), в почве, где растения оказывают сильное удаляющее действие на органические углеводороды, такие как Zea mays (кукуруза), которая может удалять 97% атразина (пестицида) из почвы.
Использование растений для удаления органических загрязнителей из почвы экономит ресурсы и позволяет избежать вторичного загрязнения окружающей среды. Растения не только могут улучшить местные экологические условия, но и создают определенную эстетическую ценность. Растения используют собственный метаболический механизм для разложения органических загрязнителей для получения питательных веществ и стимулирования активности ризосферных микроорганизмов. Однако большинство исследований проводятся в экспериментальных условиях, и для лучшего понимания механизма восстановления растений необходимо проводить долгосрочные полевые исследования. Фиторемедиация органических загрязнителей почвы различается в зависимости от мест загрязнения и, следовательно, требует разного выбора растений. Поскольку растения преобразуют органические загрязнители в нетоксичные вещества, нет необходимости иметь дело с потенциальными отходами.
4.2. Фиторемедиация тяжелых металлов в почве
С развитием индустриализации добыча большого количества угля и других минеральных ресурсов привела к появлению большого количества загрязненных земель по всему миру. Использование растений на заброшенных горных участках для предотвращения эрозии почвы и фиксации токсичных веществ является эффективным методом удаления опасных веществ и восстановления плодородия почвы и растительности (Hughes and Culpepper, 2000). Устойчивые к металлам, засухоустойчивые и быстрорастущие деревья с длинными корнями обычно выбираются в качестве предпочтительных растений для восстановления почвы в районе добычи, поскольку тяжелые металлы являются одной из основных проблем на этих участках, влияющих на здоровье человека и экосистемные услуги (Tozser et al., 2017; Wong, 2003). Однако из-за ограничений самой почвы многие растения не подходят для выживания в такой почве. Такой подход к фиторемедиации должен учитывать не только накопление тяжелых металлов, но и то, адаптированы ли растения к местным климатическим условиям (Arreghini et al., 2017; Conesa et al., 2015). Поэтому часто выбирают местные растения, чтобы получить наиболее эффективный рост, а также свойства накопления металлов. Ботаническое исследование горных районов показывает, что содержание Mn и Cd в надземных частях Phyllostachys heterocycla (Carr.) Mitford cv. Pubescens, Pelargonium hortorum Bailey, Camellia oleifera Abel, Мальва, Райграс, Дикий лотос, Хаммелис и Черный дракон анемон высоко, что имеет большое значение для фиторемедиации почвы в Китае (Liu et al., 2014). Bolan et al. (2011) продемонстрировали, что фитостабилизация может быть усилена за счет внесения в почву добавок, иммобилизующих металл(лоиды), в сочетании с растениями, обладающими высокой толерантностью к загрязнителям и низким плодородием почв или хвостохранилищ.
Из-за непрерывных выбросов от производственной деятельности промышленности наблюдается постоянный рост загрязнения почвы металлами (Weissmannova et al., 2019). Тяжелые металлы в почве также попадают в пищевую цепь, вызывая значительные проблемы со здоровьем у людей (Pizarro et al., 2016; O’Connor et al., 2020). Анализ загрязнения металлами почвы и растений показывает, что накопление металлов в разных сорняках было различным (Singh et al., 2016). В соответствии с накоплением металлов, подвижность (>1) сорных растений отражает их потенциал для восстановления металлов. Поэтому виды сорняков используются как экологически безопасные и экономически целесообразные технологии для ремедиации земель, загрязненных токсичными металлами. Wang et al. (2018) обнаружили, что посадка Brassica napus (рапс) увеличила численность и разнообразие почвенных микроорганизмов, тем самым снизив вредное воздействие Cd на почву. В почве, загрязненной металлами, рост металлоустойчивых растений способствует жизнедеятельности микроорганизмов, поддерживающих плодородие почвы и рост растений (Kumar et al., 2019). Разумное и тщательное применение подходящих ризобий, способствующих росту растений и устойчивых к тяжелым металлам, включая симбиотические азотфиксирующие организмы, может повысить эффективность восстановления растений (Khan et al., 2009). Таблица 3 показывает, что хотя разные растения имеют разную способность удалять тяжелые металлы, их относительное поглощение невелико, и поэтому необходимо больше исследований для повышения эффективности фиторемедиации, например, с помощью генетических манипуляций.
Другой недавний метод — применение наночастиц в качестве катализаторов. Наноматериалы в основном относятся к материалам, имеющим хотя бы одно измерение в диапазоне от 1 нм до 100 нм (Xu and Lee, 2016). Более того, уникальное соотношение между размером одной молекулы и соответствующим объемом наноматериалов влияет на содержание хлорофилла в растениях (Xing et al., 2016). Наноматериалы также помогают повысить уровень белка в растениях и взаимодействовать с микроорганизмами в ризосфере растений, способствуя поглощению тяжелых металлов и улучшая плодородие почвы (Zhu et al., 2019). Наночастицы значительно увеличивают остаточную концентрацию Cd и Pb в почве, модифицированной тяжелыми металлами, тем самым увеличивая фиксацию Cd и Pb в улучшенной почве (Elkhatib et al., 2018). Нанотехнологии используются для увеличения площади поверхности биотвердых веществ и тем самым улучшения их фиксирующего эффекта на тяжелые металлы. Chai et al. (2013) обнаружили, что при кадмиевом стрессе углеродные нанотрубки снижают образование органических растворенных веществ, восстанавливают рост растений, способствуют ему и снижают накопление Cd в побегах и корнях.
Компост часто используется в качестве улучшителя почвы для усиления способности растений восстанавливать почву благодаря своей хорошей экологичности (Zhang et al., 2019). Компост влияет на физико-химические свойства почвы, обеспечивает почву органическим веществом, основными питательными веществами и микроэлементами, улучшает плодородие почвы и способствует росту растений (Gondek et al., 2018). Более того, компостирование может улучшить накопление растений и очистку от тяжелых металлов, изменяя количество функциональных групп в почве, перераспределяя тяжелые металлы (Huang et al., 2020). Park et al. (2011) подтвердили, что органические добавки способствуют удалению тяжелых металлов из почвы, влияя на адсорбцию, комплексообразование, восстановление и летучесть металлов. Аналогичным образом Helmisaari et al. (2007) обнаружили, что добавление бытового компоста и опилок в лесную почву эффективно улучшает ремедиацию тяжелых металлов растениями. Хотя фиторемедиация тяжелых металлов в почве является зеленым и экологически безопасным методом, все еще существуют проблемы, такие как медленный рост, низкая эффективность использования металлов и, следовательно, длительная фиторемедиация. В будущем рекомендуется найти подходящие катализаторы для растений и ускорить эффективность восстановления окружающей среды с использованием растений.
Таблица 3. Скорость удаления органического загрязнения и тяжелых металлов из почвы растениями.
| Вид растения | Удаляемые загрязнители | Скорость удаления | Ссылки |
|---|---|---|---|
| Helianthus annuus (подсолнечник) | Кобальт | 57.7 мг/кг сухого веса | Lotfy and Mostafa, 2013 |
| Zea mays (кукуруза) | Атразин (пестицид) | 97% снижение в почве | Ibrahim et al., 2013 |
| Medicago sativa (люцерна) | Полихлорированные бифенилы | 43% снижение в почве | Xu et al., 2010 |
| Canna × generalis (канна) | Бензол, толуол, этилбензол, ксилол (BTEX) | 80% снижение в почве | Boonsaner et al., 2011 |
| Iris pseudacorus (ирис ложноаировый) | Триалофос (пестицид) | 42.11 мкг/г свежего веса/день | Li et al., 2014 |
| Azolla pinnata (азолла) | Cd | 740, 1127 мг/кг | Rai, 2008 |
| Eleocharis acicularis | Cu | 20,000 мг/кг | Sakakibara et al., 2011 |
| Euphorbia cheiradenia | Pb | 1138 мг/кг | Chehregani and Malayeri, 2007 |
| Alyssum murale | Ni | 19,100 мг/кг | Bani et al., 2010 |
| Thlaspi caerulescens | Zn | 19,410 мг/кг | Banasova and Horak, 2008 |
| Pteris vittata (папоротник) | As | 23,000 мг/кг | Dong, 2005 |
| Pteris vittata (папоротник) | Cr | 20,675 мг/кг | Kalve et al., 2011 |
| Schima superba | Mn | 62,412.3 мг/кг | Yang et al., 2008 |
5. Заключение и перспективы
Растения используются для восстановления экологического баланса в воздухе, воде и почве благодаря их поглощению, метаболизму, включая взаимодействие между корнями и микроорганизмами. Биология растений разнообразна, поэтому необходим тщательный отбор видов для эффективной ремедиации и восстановления конкретных экосистем. Хотя использование наноматериалов и компостов способствует восстановительной способности растений, высокая доза может оказать негативное воздействие на растения. В настоящее время, когда наноматериалы сочетаются с биотехнологией, а компост используется для удаления загрязнителей, следует также учитывать влияние наноматериалов и компоста на микроорганизмы растений и их собственное воздействие на окружающую среду. Для повышения практической применимости фиторемедиации в восстановлении окружающей среды необходимы дальнейшие исследования влияния различных видов катализаторов на эффективность фиторемедиации.
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют, что у них нет известных конкурирующих финансовых интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, представленную в этой статье.
Вклад авторов
Цзихань Вэй: Написание - рецензирование и редактирование, Программное обеспечение, Курирование данных.
Кует Ван Ле: Написание - рецензирование и редактирование.
Ваньси Пэн: Руководство проектом, Концептуализация, Методология, Привлечение финансирования, Написание - первоначальный вариант, Написание - рецензирование и редактирование, Курирование данных.
Яфэн Ян: Написание - рецензирование и редактирование.
Хань Ян: Написание - рецензирование и редактирование.
Хайпин Гу: Написание - рецензирование и редактирование.
Су Шиунг Лам: Написание - рецензирование и редактирование.
Кристиан Сонне: Руководство проектом, Концептуализация, Методология, Привлечение финансирования, Написание - первоначальный вариант, Написание - рецензирование и редактирование, Курирование данных.
Список литературы
- Arreghini, S., de Cabo, L., Serafini, R., de Iorio, A.F., 2017. Effect of the combined addition of Zn and Pb on partitioning in sediments and their accumulation by the emergent macrophyte Schoenoplectus californicus. Environmental Science and Pollution Research 24 (9), 8098–8107.
- Aydogan, A., Montoya, L.D., 2011. Formaldehyde removal by common indoor plant species and various growing media. Atmospheric Environment 45 (16), 2675–2682.
- Banasova, V., Horak, O., 2008. Heavy metal content in Thlaspi caerulescens J. et C. Presl growing on metalliferous and non-metalliferous soils in Central Slovakia. International Journal of Environmental Pollution 33 (2/3), 133–145.
- Bani, A., Pavlova, D., Echevarria, G., Mullaj, A., Reeves, R.D., Morel, J.L., Sulce, S., 2010. Nickel hyperaccumulation by the species of Alyssum and Bornmuellera (Brassicaceae) from the ultramafic soils of the Balkans. Botanica Serbica 34 (1), 3–14.
- Boonsaner, M., Borwornwong, S., Boonsaner, A., 2011. Phytoremediation of BTEX contaminated soil by Canna × generalis. Ecotoxicology and Environmental Safety 74 (6), 1700–1707.
- Bolan, N.S., Park, J.H., Robinson, B., Naidu, R., Huh, K.Y., 2011. Phytostabilization: A green approach to contaminant containment. Advances in Agronomy 112, 145–204.
- Brassington, K.J., Hough, R.L., Paton, G.I., Semple, K.T., Risdon, G.C., Crossley, J., Hay, J., Askari, K., Pollard, S.J., 2007. Weathered Hydrocarbon Wastes: A Risk Management Primer. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 37 (3), 199–232.
- Brilli, F., Fares, S., Ghirardo, A., de Visser, P., Calatayud, V., Muñoz, A., Annesi-Maesano, I., Sebastiani, F., Alivernini, A., Varriale, V., Menghini, F., 2018. Plants for Sustainable Improvement of Indoor Air Quality. Trends in Plant Science 23 (6), 507–512.
- Burkhardt, J., 2010. Hygroscopic particles on leaves: nutrients or desiccants? Ecological Monographs 80 (3), 369–399.
- Burezq, H., Aliewi, A., 2018. Using phytoremediation by decaying leaves and roots of reed (Phragmites australis) plant uptake to treat polluted shallow groundwater in Kuwait. Environmental Science and Pollution Research 25 (34), 34570–34582.
- Chai, M.W., Shi, F.C., Li, R.L., Liu, L.F., Liu, F.C., 2013. Interactive effects of cadmium and carbon nanotubes on the growth and metal accumulation in a halophyte Spartina alterniflora (Poaceae). Plant Growth Regulation 71 (2), 171–179.
- Chen, M., Xu, P., Zeng, G., Yang, C., Huang, D., Zhang, J., 2015. Bioremediation of soils contaminated with polycyclic aromatic hydrocarbons, petroleum, pesticides, chlorophenols and heavy metals by composting: Applications, microbes and future research needs. Biotechnology Advances 33 (6), 745–755.
- Chehregani, A., Malayeri, B.E., 2007. Removal of heavy metals by native accumulator plants. International Journal of Agriculture and Biology 9 (3), 462–465.
- Chun, S.C., Yoo, M.H., Moon, Y.S., Shin, M.H., Son, K.C., Chung, I.M., Kays, S.J., 2010. Effect of Bacterial Population from Rhizosphere of Various Foliage Plants on Removal of Indoor Volatile Organic Compounds. Korean Journal of Horticultural Science and Technology 28 (3), 476–483.
- Cruz, M.D., Christensen, J.H., Thomsen, J.D., Müller, R., 2014. Can ornamental potted plants remove volatile organic compounds from indoor air? A review. Environmental Science and Pollution Research 21 (24), 13909–13928.
- Davardoost, F., Kahforoushan, D., 2019. Modeling the Dispersion of Volatile Organic Compounds in Indoor Environment. Chemical Engineering and Technology 42 (3), 549–559.
- Dave, G., 2011. Remediation Technologies for Marine Oil Spills: A Critical Review and Comparative Analysis. American Journal of Environmental Sciences 7 (5), 424–440.
- De Kempeneer, L., Sercu, B., Vanbrabant, W., Van Langenhove, H., Verstraete, W., 2004. Bioaugmentation of the phyllosphere for the removal of toluene from indoor air. Applied Microbiology and Biotechnology 64 (2), 284–288.
- Dhir, B., Sharmila, P., Saradhi, P.P., Nasim, S.A., 2009. Physiological and antioxidant responses of Salvinia natans exposed to chromium-rich wastewater. Ecotoxicology and Environmental Safety 72 (6), 1790–1797.
- Dong, R., 2005. Molecular cloning and characterization of a phytochelatin synthase gene, PvPCS1, from Pteris vittata L. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology 32 (11-12), 527–533.
- Elkhatib, E.A., Sherif, F., Kandil, M., Mahdy, A., Moharem, M., Al-Basri, A.A., 2018. Using nanoparticles from water treatment residuals to reduce the mobility and phytoavailability of Cd and Pb in biosolid-amended soils. Environmental Geochemistry and Health 40 (4), 1573–1584.
- Feng, N.X., Yu, J., Zhao, H.M., Cheng, Y.T., Mo, C.H., Cai, Q.Y., Li, Y.W., Li, H., Wong, M.H., 2017. Efficient phytoremediation of organic contaminants in soils using plant-endophyte partnerships. Science of the Total Environment 583, 352–368.
- Firdaus-e-Bareen, Khilji, S., 2008. Bioaccumulation of metals from tannery sludge by Typha angustifolia L. African Journal of Biotechnology 7 (18), 3314–3320.
- Fowler, D., Cape, J.N., Unsworth, M.H., 1989. Deposition of atmospheric pollutants on forests. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B Biological Sciences 324 (1223), 247–265.
- Gawronski, S.W., Gawronska, H., Lomnicki, S., Saebo, A., Vangronsveld, J., 2017. Plants in Air Phytoremediation. Advances in Botanical Research 83, 319–346.
- Gawrońska, H., Bakera, B., 2015. Phytoremediation of particulate matter from indoor air by Chlorophytum comosum L. plants. Air Quality, Atmosphere & Health 8, 265–272.
- Golui, D., Datta, S.P., Dwivedi, B.S., Meena, M.C., Varghese, E., Sanyal, S.K., Ray, P., Shukla, A.K., Trivedi, V.K., 2019. Assessing Soil Degradation in Relation to Metal Pollution - A Multivariate Approach. Soil and Sediment Contamination 28 (7), 630–649.
- Gondek, K., Mierzwa-Hersztek, M., Kopec, M., 2018. Mobility of heavy metals in sandy soil after application of composts produced from maize straw, sewage sludge and biochar. Journal of Environmental Management 210, 87–95.
- Gourdji, S., 2018. Review of plants to mitigate particulate matter, ozone as well as nitrogen dioxide air pollutants and applicable recommendations for green roofs in Montreal, Quebec. Environmental Pollution 241, 378–387.
- Gudmundsson, G., Finnbjornsdottir, R.G., Johannsson, T., Rafnsson, V., 2019. Air pollution in Iceland and the effects on human health. Review. Laeknabladid 105 (10), 443–452.
- Ha, N.T.H., Sakakibara, M., Sano, S., Hori, R.S., Sera, K., 2009. The Potential of Eleocharis acicularis for Phytoremediation: Case Study at an Abandoned Mine Site. Clean-Soil Air Water 37 (3), 203–208.
- Han, P., Vijayaraghavan, K., Reuben, S., Estrada, E.S., Joshi, U.M., 2013. Reduction of nutrient contaminants into shallow eutrophic waters through vegetated treatment beds. Water Science and Technology 68 (6), 1280–1287.
- Helmisaari, H.S., Salemaa, M., Derome, J., Kiikkila, O., Nieminen, T.M., 2007. Remediation of Heavy Metal–Contaminated Forest Soil Using Recycled Organic Matter and Native Woody Plants. Journal of Environmental Quality 36 (4), 1145–1153.
- Hormann, V., Brenske, K.R., Ulrichs, C., 2017. Suitability of Test Chambers for Analyzing Air Pollutant Removal by Plants and Assessing Potential Indoor Air Purification. Water, Air, & Soil Pollution 228 (10), 388.
- Huang, H.L., Luo, L., Huang, L.H., Zhang, J.C., Gikas, P., Zhou, Y.Y., 2020. Effect of Manure Compost on Distribution of Cu and Zn in Rhizosphere Soil and Heavy Metal Accumulation by Brassica juncea. Water, Air, & Soil Pollution 231 (5), 246.
- Hughes, T.J., Culpepper, B.T., 2000. Introduction to quality assurance practices at the U.S. Environmental Protection Agency. Quality Assurance 7 (4), 179–188.
- Ibrahim, S.I., Abdel-Lateif, M.F., Khalifa, H.M.S., Abdel Monem, A.E., 2013. Phytoremediation of atrazine-contaminated soil using Zea mays (maize). Annals of Agricultural Sciences 58 (1), 69–75.
- Ikem, A., Adisa, S., 2011. Runoff effect on eutrophic lake water quality and heavy metal distribution in recent littoral sediment. Chemosphere 82 (2), 259–267.
- Irga, P.J., Torpy, F.R., Burchett, M.D., 2013. Can hydroculture be used to enhance the performance of indoor plants for the removal of air pollutants? Atmospheric Environment 77, 267–271.
- Jayaweera, M.W., Kasturiarachchi, J.C., Kularatne, R.K.A., Wijeyekoon, S.L.J., 2008. Contribution of water hyacinth (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms) grown under different nutrient conditions to Fe-removal mechanisms in constructed wetlands. Journal of Environmental Management 87 (3), 450–460.
- Jim, C.Y., Chen, W.Y., 2008. Assessing the ecosystem service of air pollutant removal by urban trees in Guangzhou (China). Journal of Environmental Management 88 (4), 665–676.
- Jin, C.L., Zhou, X.J., Zhao, H.T., Liu, X.M., Feng, K., 2013. Comparison of Removal of Formaldehyde Capacity Between Hedera helix and Melissa officinalis. Asian Journal of Chemistry 25 (7), 3823–3826.
- Juwarkar, A.A., Jambhulkar, H.P., 2008. Phytoremediation of coal mine spoil dump through integrated biotechnological approach. Bioresource Technology 99 (11), 4732–4741.
- Kalve, S., Sarangi, B.K., Pandey, R.A., Chakrabarti, T., 2011. Arsenic and chromium hyperaccumulation by an ecotype of Pteris vittata – prospective for phytoextraction from contaminated water and soil. Current Science 100 (6), 888–894.
- Khan, M.S., Zaidi, A., Wani, P.A., Oves, M., 2009. Role of plant growth promoting rhizobacteria in the remediation of metal contaminated soils. Environmental Chemistry Letters 7 (1), 1–19.
- Khaksar, G., Treesubsuntorn, C., Thiravetyan, P., 2016. Effect of endophytic Bacillus cereus ERBP inoculation into nonnative host: potentials and challenges for airborne formaldehyde removal. Plant Physiology and Biochemistry 107, 326–336.
- Kim, K.J., Song, J.S., Yoo, E.H., Son, K.C., Kays, S.J., 2008. Efficiency of volatile formaldehyde removal by indoor plants: contribution of aerial plant parts versus the root-zone. Journal of the American Society for Horticultural Science 133 (4), 521–526.
- Kim, K.J., Yoo, E.H., Kays, S.J., 2012. Decay Kinetics of Toluene Phytoremediation Stimulation. HortScience 47 (8), 1195–1198.
- Kim, K., Lee, D.W., 2008. Efficiency of Volatile Formaldehyde Removal of Orchids as Affected by Species and Crassulacean Acid Metabolism (CAM) Nature. Horticulture, Environment, and Biotechnology 49 (2), 132–137.
- Kim, K.J., Kim, H.D., 2008. Development of Model and Calculating Equation for Rate of Volatile Formaldehyde Removal of Indoor Plants. Horticulture, Environment, and Biotechnology 49 (3), 155–161.
- Korte, F., Kvesitadze, G., Ugrekhelidze, D., Gordeziani, M., Khatisashvili, G., Buadze, O., Zaalishvili, G., Coulston, F., 2000. Organic toxicants and plants. Ecotoxicology and Environmental Safety 47 (1), 1–26.
- Kumar, A., Patel, J.S., Meena, V.S., Srivastava, R., 2019. Recent advances of PGPR based approaches for stress tolerance in plants for sustainable agriculture. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology 20, 101271.
- Li, Z., Xiao, H.P., Cheng, S.P., Zhang, L.P., Xie, X.L., Wu, Z.B., 2014. A comparison on the phytoremediation ability of triazophos by different macrophytes. Journal of Environmental Sciences 26 (2), 315–322.
- Li, S., Tosens, T., Harley, P.C., Jiang, Y., Kanagendran, A., Grosberg, M., Jaamets, K., Niinemets, U., 2018. Glandular trichomes as a barrier against atmospheric oxidative stress: Relationships with ozone uptake, leaf damage, and emission of LOX products across a diverse set of species. Plant, Cell & Environment 41 (6), 1263–1277.
- Lim, Y.W., Kim, H.H., Yang, J.Y., Kim, K.J., Lee, J.Y., Shin, D.C., 2009. Improvement of Indoor Air Quality by Houseplants in New-built Apartment Buildings. Journal of the Japanese Society for Horticultural Science 78 (4), 456–462.
- Liu, J.L., Liu, J.K., Anderson, J.T., Zhang, R., Zhang, Z.M., 2016. Potential of aquatic macrophytes and artificial floating island for removing contaminants. Plant Biosystems 150 (4), 702–709.
- Liu, J., Zhang, X.H., Li, T.Y., Wu, Q.X., Jin, Z.J., 2014. Soil characteristics and heavy metal accumulation by native plants in a Mn mining area of Guangxi, South China. Environmental Monitoring and Assessment 186 (4), 2269–2279.
- Lotfy, S.M., Mostafa, A.Z., 2013. Phytoremediation of contaminated soil with cobalt and chromium. Journal of Geochemical Exploration 144, 367–373.
- Lu, S.W., Yang, X.B., Li, S.N., Chen, B., Jiang, Y., Wang, D., Xu, L., 2018. Effects of plant leaf surface and different pollution levels on PM2.5 adsorption capacity. Urban Forestry & Urban Greening 34, 64–70.
- Macek, T., Mackova, M., Kas, J., 2000. Exploitation of plants for the removal of organics in environmental remediation. Biotechnology Advances 18 (1), 23–34.
- Matyssek, R., Clarke, N., Cudlin, P., Mikkelsen, T.N., Tuovinen, J.P., Wieser, G., Paoletti, E., 2013. Climate Change, Air Pollution and Global Challenges. Climate Change, Air Pollution and Global Challenges - Understanding and Perspectives from Forest Research. Developments in Environmental Science 13, 1–622.
- McDonald, A.G., Bealey, W.J., Fowler, D., Dragosits, U., Skiba, U., Smith, R.I., Donovan, R.G., Brett, H.E., Hewitt, C.N., Nemitz, E., 2007. Quantifying the effect of urban tree planting on concentrations and depositions of PM10 in two UK conurbations. Atmospheric Environment 41 (38), 8455–8467.
- Meagher, R.B., 2000. Phytoremediation of Toxic Elemental and Organic Pollutants. Current Opinion in Plant Biology 3 (2), 153–162.
- Mishra, S., Srivastava, S., Tripathi, R.D., Trivedi, P.K., 2008. Thiol metabolism and antioxidant systems complement each other during arsenate detoxification in Ceratophyllum demersum L. Aquatic Toxicology 86 (2), 205–215.
- Molisani, M.M., Rocha, R., Machado, W., Barreto, R.C., Lacerda, L.D., 2006. Mercury contents in aquatic macrophytes from two reservoirs in the Paraiba do Sul: Guandu river system, SE Brazil. Brazilian Journal of Biology 66 (1a), 101–107.
- Monferran, M.V., Agudo, J.A.S., Pignata, M.L., Wunderlin, D.A., 2009. Copper-induced response of physiological parameters and antioxidant enzymes in the aquatic macrophyte Potamogeton pusillus. Environmental Pollution 157 (8-9), 2570–2576.
- Ndimele, P.E., 2010. A Review on the Phytoremediation of Petroleum Hydrocarbon. Pakistan Journal of Biological Sciences 13 (15), 715–722.
- Nie, J., Feng, H., Witherell, B.B., Alebus, M., Mahajan, M.D., Zhang, W., Yu, L., 2018. Causes, Assessment, and Treatment of Nutrient (N and P) Pollution in Rivers, Estuaries, and Coastal Waters. Current Pollution Reports 4 (2), 154–161.
- O’Connor, D., Hou, D., Ok, Y.S., Lanphear, B.P., 2020. The effects of iniquitous lead exposure on health. Nature Sustainability 3 (2), 77–79.
- Olguin, E.J., Hernandez, E., Ramos, I., 2002. The effect of both different light conditions and the pH value on the capacity of Salvinia minima BAKER for removing cadmium, lead and chromium. Acta Biotechnologica 22 (1-2), 121–131.
- Orwell, R.L., Wood, R.A., Tarran, J., Torpy, F., Burchett, M.D., 2004. Removal of benzene by the indoor plant/substrate microcosm and implications for air quality. Water, Air, and Soil Pollution 157 (1-4), 193–207.
- Orwell, R.L., Wood, R.A., Burchett, M.D., Tarran, J., Torpy, F., 2006. The potted-plant microcosm substantially reduces indoor air VOC pollution: II. Laboratory study. Water, Air, and Soil Pollution 177 (1-4), 59–80.
- Park, J.H., Lamb, D., Paneerselvam, P., Choppala, G., Bolan, N., Chung, J.W., 2011. Role of organic amendments on enhanced bioremediation of heavy metal(loid) contaminated soils. Journal of Hazardous Materials 185 (2-3), 549–574.
- Park, H.M., Lee, A.K., 2020. Efficiency of Removal of Indoor Pollutants by Pistia stratiotes, Eichhornia crassipes and Hydrocotyle umbellata. Journal of People, Plants, and Environment 23 (1), 15–21.
- Peterson, G., Jones, T., Rispoli, D., Stitt, D., Haddadi, S., Niri, V., 2016. Monitoring volatile organic compound removal by common indoor plants using solid phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry. Abstracts of Papers of the American Chemical Society 252.
- Pettit, T., Irga, P.J., Torpy, F.R., 2018. The in situ pilot-scale phytoremediation of airborne VOCs and particulate matter with an active green wall. Air Quality, Atmosphere & Health 12 (1), 33–44.
- Pietrobelli, J.M.T.A., Modenes, A.N., Fagundes-Klen, M.R., Espinoza-Quiñones, F.R., 2009. Cadmium, Copper and Zinc Biosorption Study by Non-Living Egeria densa Biomass. Water, Air, & Soil Pollution 202 (1-4), 385–392.
- Pizarro, I., Gómez-Gómez, M., León, J., Román, D., Palacios, M.A., 2016. Bioaccessibility and arsenic speciation in carrots, beets and quinoa from a contaminated area of Chile. Science of the Total Environment 565, 557–563.
- Rai, P.K., 2008. Technical note: Phytoremediation of Hg and Cd from industrial effluents using an aquatic free floating macrophyte Azolla pinnata. International Journal of Phytoremediation 10 (5), 430–439.
- Ram, S.S., Majumder, S., Chaudhuri, P., Chanda, S., Santra, S.C., Maiti, P.K., Sudarshan, M., Chakraborty, A., 2014. Plant canopies: bio-monitor and trap for re-suspended dust particulates contaminated with heavy metals. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change 19 (5), 499–508.
- Ram, S.S., Majumder, S., Chaudhuri, P., Chanda, S., Santra, S.C., Chakraborty, A., Sudarshan, M., 2015. A Review on Air Pollution Monitoring and Management Using Plants With Special Reference to Foliar Dust Adsorption and Physiological Stress Responses. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 45 (23), 2489–2522.
- Rizzo, P.F., Bres, P.A., Arreghini, S., Crespo, D.E., Serafini, R.J.M., de Iorio, A.R.F., 2012. Remediation of feedlot effluents using aquatic plants. Revista de la Facultad de Ciencias Agrarias 44 (2), 47–64.
- Sakakibara, M., Ohmori, Y., Ha, N.T.H., Sano, S., Sera, K., 2011. Phytoremediation of heavy metal contaminated water and sediment by Eleocharis acicularis. Clean – Soil, Air, Water 39 (8), 735–741.
- Selmi, W., Weber, C., Rivière, E., Blond, N., Mehdi, L., Nowak, D., 2016. Air pollution removal by trees in public green spaces in Strasbourg city, France. Urban Forestry & Urban Greening 17, 192–201.
- Singh, A., Prasad, S.M., Singh, S., Singh, M., 2016. Phytoremediation potential of weed plants’ oxidative biomarker and antioxidant responses. Chemistry and Ecology 32 (7), 684–706.
- Sivaci, E.R., Sivaci, A., Sokmen, M., 2004. Biosorption of cadmium by Myriophyllum spicatum L. and Myriophyllum triphyllum orchard. Chemosphere 56 (11), 1043–1048.
- Smith, A., Tucker, M., Pitt, M., 2011. Healthy, productive workplaces: towards a case for interior plantscaping. Facilities 29 (5/6), 209–223.
- Sriprapat, W., Suksabye, P., Areephak, S., Klantup, P., Waraha, A., Sawattan, A., Thiravetyan, P., 2014. Uptake of toluene and ethylbenzene by plants: Removal of volatile indoor air contaminants. Ecotoxicology and Environmental Safety 102, 147–151.
- Sundaralingam, T., Gnanavelrajah, N., 2014. Phytoremediation Potential of Selected Plants for Nitrate and Phosphorus from Ground Water. International Journal of Phytoremediation 16 (3), 275–284.
- Tardieu, F., Parent, B., Simonneau, T., 2010. Control of leaf growth by abscisic acid: hydraulic or non-hydraulic processes? Plant, Cell & Environment 33 (4), 636–647.
- Teiri, H., Pourzamzni, H., Hajizadeh, Y., 2018. Phytoremediation of VOCs from indoor air by ornamental potted plants: A pilot study using a palm species under the controlled environment. Chemosphere 197, 375–381.
- Torpy, F., Clements, N., Pollinger, M., Dengel, A., Mulvihill, I., He, C., Irga, P., 2018. Testing the single-pass VOC removal efficiency of an active green wall using methyl ethyl ketone (MEK). Air Quality, Atmosphere & Health 11 (2), 163–170.
- Tozser, D., Magura, T., Simon, E., 2017. Heavy metal uptake by plant parts of willow species: A meta-analysis. Journal of Hazardous Materials 336, 101–109.
- Treesubsuntorn, C., Thiravetyan, P., 2012. Removal of benzene from indoor air by Dracaena sanderiana: Effect of wax and stomata. Atmospheric Environment 57, 317–321.
- Tsao, C.W., Song, H.G., Bartha, R., 1998. Metabolism of benzene, toluene, and xylene hydrocarbons in soil. Applied and Environmental Microbiology 64 (12), 4924–4929.
- Verma, V.K., Tewari, S., Rai, J.P.N., 2008. Ion exchange during heavy metal bio-sorption from aqueous solution by dried biomass of macrophytes. Bioresource Technology 99 (6), 1932–1938.
- Walls, W.D., 2010. Petroleum refining industry in China. Energy Policy 38 (5), 2110–2115.
- Wang, L., Gong, H., Liao, W., Wang, Z., 2015. Accumulation of particles on the surface of leaves during leaf expansion. Science of the Total Environment 532, 420–434.
- Wang, X., Bai, J., Wei, T., Feng, G., Zhao, H., Wei, W., Wang, M., Zhao, Y., 2018. Oilseed rape cultivation increases the microbial richness and diversity in soils contaminated with cadmium. Journal of Soils and Sediments 18 (7), 2451–2462.
- Wang, Z., Pei, J., Zhang, J.S., 2014. Experimental investigation of the formaldehyde removal mechanisms in a dynamic botanical filtration system for indoor air purification. Journal of Hazardous Materials 280, 235–243.
- Weis, J.S., Weis, P., 2004. Metal uptake, transport and release by wetland plants: implications for phytoremediation and restoration. Environment International 30 (5), 685–700.
- Weissmannova, H.D., Mihocova, S., Chovanec, P., Pavlovsky, J., 2019. Potential Ecological Risk and Human Health Risk Assessment of Heavy Metal Pollution in Industrial Affected Soils by Coal Mining and Metallurgy in Ostrava, Czech Republic. International Journal of Environmental Research and Public Health 16 (22), 4495.
- Williams, J.B., 2002. Phytoremediation in wetland ecosystems: Progress, problems, and potential. Critical Reviews in Plant Sciences 21 (6), 607–635.
- Wong, M.H., 2003. Ecological restoration of mine degraded soils, with emphasis on metal contaminated soils. Chemosphere 50 (6), 775–780.
- Wood, R.A., Orwell, R.L., Tarran, J., Torpy, F., Burchett, M., 2002. Potted-plant/growth media interactions and capacities for removal of volatiles from indoor air. Journal of Horticultural Science and Biotechnology 77 (1), 120–129.
- Xing, J., Hu, T., Cang, L., Zhou, D., 2016. Remediation of copper contaminated soil by using different particle sizes of apatite: a field experiment. SpringerPlus 5, 1182.
- Xu, T., Lee, J.K., 2016. Functional Nanomaterials: Energy and Sensing. JOM 68 (4), 1143–1144.
- Xu, Y., Xu, W., Mo, L., Heal, M.R., Xu, X., Yu, X., 2018. Quantifying particulate matter accumulated on leaves by 17 species of urban trees in Beijing, China. Environmental Science and Pollution Research 25 (13), 12545–12556.
- Xu, C., Xing, D., Wang, J., Xiao, G., 2019. The lag effect of water pollution on the mortality rate for esophageal cancer in a rapidly industrialized region in China. Environmental Science and Pollution Research 26 (32), 32852–32858.
- Xu, Z., Wang, L., Hou, H., 2011. Formaldehyde removal by potted plant-soil systems. Journal of Hazardous Materials 192 (1), 314–318.
- Xu, L., Teng, Y., Li, Z., Norton, J.M., Luo, Y., 2010. Enhanced removal of polychlorinated biphenyls from alfalfa rhizosphere soil in a field study: the impact of a rhizobial inoculum. Science of the Total Environment 408 (5), 1007–1013.
- Yang, S., Deng, H., Li, M., 2008. Manganese uptake and accumulation in a woody hyperaccumulator, Schima superba. Plant, Soil and Environment 54 (10), 441–446.
- Yang, J., Chang, Y., Yan, P., 2015. Ranking the suitability of common urban tree species for controlling PM2.5 pollution. Atmospheric Pollution Research 6 (2), 267–277.
- Yang, S., Jin, H., Wei, Z., He, R., Ji, Y., Li, X., Yu, S., 2009. Bioremediation of Oil Spills in Cold Environments: A Review. Pedosphere 19 (3), 371–381.
- Yavari, S., Malakahmad, A., Sapari, N.B., 2015. A Review on Phytoremediation of Crude Oil Spills. Water, Air, & Soil Pollution 226 (8), 279.
- Yoon, J.W., Son, K.C., Yang, D.S., Kays, S.J., 2009. Removal of Indoor Tobacco Smoke under Light and Dark Conditions as Affected by Foliage Plants. Korean Journal of Horticultural Science and Technology 27 (2), 312–318.
- Yoo, M.H., Kwon, Y.J., Son, K.C., Kays, S.J., 2006. Efficacy of indoor plants for the removal of single and mixed volatile organic pollutants and physiological effects of the volatiles on the plants. Journal of the American Society for Horticultural Science 131 (4), 452–458.
- Yu, S., Miao, C., Song, H., Huang, Y., Chen, W., He, X., 2019. Efficiency of nitrogen and phosphorus removal by six macrophytes from eutrophic water. International Journal of Phytoremediation 21 (7), 643–651.
- Zhang, H., Pennisi, S.V., Kays, S.J., Habteselassie, M.Y., 2013. Isolation and identification of toluene-metabolizing bacteria from rhizospheres of two indoor plants. Water, Air, & Soil Pollution 224 (9), 1648.
- Zhang, W., Wang, B., Niu, X., 2015. Adsorption Capacity of the Air Particulate Matter in Urban Landscape Plants in Different Polluted Regions of Beijing. Huan Jing Ke Xue 36 (7), 2381–2388.
- Zhang, X., Zhong, Z., Bian, F., Yang, C., 2019. Effects of composted bamboo residue amendments on soil microbial communities in an intensively managed bamboo (Phyllostachys praecox) plantation. Applied Soil Ecology 136, 178–183.
- Zhao, S., Zhao, Y., Liang, H., Su, Y., 2019. Formaldehyde removal in the air by six plant systems with or without rhizosphere microorganisms. International Journal of Phytoremediation 21 (13), 1296–1304.
- Zhou, J., Qin, F., Su, J., Liao, J., Xu, H., 2011. Purification of formaldehyde-polluted air by indoor plants of Araceae, Agavaceae and Liliaceae. Journal of Food, Agriculture and Environment 9 (3-4), 1012–1018.
- Zhu, Y., Xu, F., Liu, Q., Chen, M., Liu, X., Wang, Y., Sun, Y., Zhang, L., 2019. Nanomaterials and plants: Positive effects, toxicity and the remediation of metal and metalloid pollution in soil. Science of the Total Environment 662, 414–421.