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Is Tillandsia capillaris an efficient bioindicator of atmospheric metal and metalloid deposition? Insights from five months of monitoring in an urban mining area

Authors :
Priscia Oliva
Sophie Sobanska
Delphine Tisserand
Gaëlle Uzu
Aude Calas
Fiorella Barraza
Raoul-Marie Couture
Sylvaine Goix
Jonathan Prunier
Stéphane Guédron
Eva Schreck
Manuel Henry
David Point
Géraldine Sarret
C. Huayta-Vasquez
Jaime Chincheros
Géosciences Environnement Toulouse (GET)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut des Sciences de la Terre (ISTerre)
Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-PRES Université de Grenoble-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)
Laboratoire de Spectrochimie Infrarouge et Raman - UMR 8516 (LASIR)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille
Département de l'environnement
Gouvernement de la province d'Oruro
Norwegian Institute for Water Research (NIVA)
Department of Earth and Environmental Sciences [Waterloo]
University of Waterloo [Waterloo]
Institut Ecocitoyen
Laboratorio de Calidad Ambiental (LCA)
Universidad Mayor de San Andrés (UMSA)
Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
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Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement - UMR 8516 (LASIRE)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centrale Lille Institut (CLIL)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG )
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Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Ecocitoyen pour la Connaissance des Pollutions [Fos-sur-Mer]
Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG )
Source :
Ecological Indicators, Ecological Indicators, Elsevier, 2016, 67, pp.227-237. ⟨10.1016/j.ecolind.2016.02.027⟩, Ecological Indicators, 2016, 67, pp.227-237. ⟨10.1016/j.ecolind.2016.02.027⟩
Publication Year :
2016
Publisher :
Elsevier BV, 2016.

Abstract

Atmospheric pollution in megacities has a major impact on human health and environmental quality. Air quality bioindicators may have some advantages over standard devices such as impactors or filters. In this study we evaluated the reliability of Tillandsia sp. versus passive filters for monitoring the atmospheric deposition of metal(loid)s in an area affected by anthropogenic activities. We aimed to gain insight into the composition and origin of atmospheric particles and their fate after deposition on the plant. Three zones with different contamination levels were monitored for five months in 2012. For the highly contaminated area, a linear increase in metal(loïd) accumulation was found in passive filters, whereas for transplanted Tillandsia capillaris the increase was almost linear for As, Cd, Hg, and Sn, but not for Ag, Pb, Sb, and Zn. For the moderately contaminated zone, the results showed that the exposure time was not sufficient for metal(loid) concentrations to increase in either the plants or filters. However, natural specimens provided some indications of the levels of metal contamination. Metal particles were observed on the plant surface and also in the central disc underneath tillandsia trichomes, suggesting that this is a possible pathway for metals to enter the plant. X-ray absorption spectroscopy demonstrated chemical transformation for Pb and As, both in filters and plants. For Pb, sorbed Pb and/or cell wall complexes were identified in the plants. No AsIII-S species, indicative of As detoxification, were identified in the plant. Arsenic was oxidized from AsIII to AsV in both plants and filters. Thus, in the present study, passive filters proved more reliable than T. capillaris transplants, although natural specimens provided some insights into local contamination. Particulate contaminants underwent chemical transformation after being trapped in the plant, but there was no clear evidence of internalization and detoxification.

Details

ISSN :
1470160X
Volume :
67
Database :
OpenAIRE
Journal :
Ecological Indicators
Accession number :
edsair.doi.dedup.....b214f07201120e51b29a5617ab015c71
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2016.02.027