カドミウムとストロンチウムの処理のための植物抽出と結合したバイオオーグメンテーション、およびホスホギプサムの希土類元素の再利用の機会

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J. Hazard. Mater..2020 May;399:122821. S0304-3894(20)30810-4. doi: 10.1016/j.jhazmat.2020.122821.Epub 2020-05-21.

カドミウムとストロンチウムの処理のための植物抽出と結合したバイオオーグメンテーション、およびホスホギプサムの希土類元素の再利用の機会

Bioaugmentation coupled with phytoextraction for the treatment of Cd and Sr, and reuse opportunities for phosphogypsum rare earth elements.

Jihen Jalali
Pierre Gaudin
Emna Ammar
Thierry Lebeau

PMID: 32516651 DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.122821.

抄録

リン酸化石膏（PG）は環境や健康に影響を与えるため、これらの廃棄物を慎重に管理する必要がある。Bacillus cereusを用いたPGコンポストミックスのバイオ増産は、金属微量元素（MTE）の植物抽出のためにTrifolium pratenseまたはHelianthus annuusと関連していた。水耕栽培では、ヒマワリの新芽中のMTE濃度はクローバーよりも高いが、クローバーとは対照的に、その蓄積を調節する。PG-コンポストミックスを用いたポットで栽培された植物によるMTEの蓄積レベルは、利用可能なMTEの濃度が低いため、水耕栽培よりもはるかに低い。バクテリアと植物のカップリングにより、ヒマワリのAP中のMTE濃度、特に希土類元素(REE)、すなわちCe, La, Nd, Yの濃度が、非バイオ処理の場合と比較して、それぞれ4.4, 38.3, 3.4, 21のファクターで上昇した。さらに、バクテリアの存在は植物のバイオマスを新芽で3.7倍、クローバーでは根で2.9倍増加させることがわかった。結果は、REE元素の植物抽出に加えて、何らかの経済的な機会を提供することで、PGストックパイルの粉塵の分散と浸食を減らすことができることを示している。

The environmental and health impacts caused by phosphogypsum (PG) make it necessary to carefully manage these wastes. Bioaugmentation of a PG-compost mix with Bacillus cereus was associated with Trifolium pratense or Helianthus annuus for the phytoextraction of metal trace elements (MTE). In hydroponics, MTE concentrations in sunflower shoots are higher than in clover; however, as opposed to clover, it regulates their accumulation. The MTE accumulation levels by plants cultivated in pots with the PG-compost mix are much lower than in hydroponics due to lower concentration in available MTE. The bacteria-plant coupling has served to raise MTE concentrations, especially for rare earth elements (REE), i.e., Ce, La, Nd, Y, in the AP of sunflower, by factors of 4.4, 38.3, 3.4 and 21, respectively, compared to non-bioaugmented control. The translocation factor was also increased for all MTE and is ranged between 1.1 for Sr and 6.8 for Y. Moreover, the presence of bacteria raises plant biomass by a factor of 3.7 for shoots and 2.9 for the roots as regards clover. Results showed that in addition to phytoextraction of REE elements, all providing the promise of some kind of economic opportunity, the dispersion of PG stockpiles dust and erosion should be reduced.