Arsenic accumulation in freshwater fish and plants collected from arsenic-contaminated area

การสะสมสารหนูในปลาน้ำจืดและพืชจากพื้นที่ที่มีการปนเปื้อนสารหนู

Name: Patcharin Jankong

LCSH: Arsenic

LCSH: Freshwater fishes

LCSH: Phosphatic fertilizers

LCSH: Phytoremediation

LCSH: Rhizosphere -- Microbiology

Abstract: This work consists of two parts. The first one addresses arsenic contaminations of freshwater fish whereas the second focuses on the improvement of arsenic uptake in plants. The striped snakehead (Channa striata), a carnivorous freshwater fish, was collected from two arsenic-contaminated ponds in southern Thailand as well as from a reference site. The freeze-dried hackled organs of the fish were analyzed for total arsenic and arsenic species. The mean arsenic concentration in the muscle tissue of C. striata was more than six times higher in fish from the contaminated site than from the reference site. Liver and gills showed a similar relation. Speciation analysis revealed that arsenate was the major extractable arsenical in the reference samples while dimethylarsinate was by far the dominant species in the contaminated samples. Three non-carnivorous fish species (Danio regina, Rasbora heteromorpha, and Puntius orphoides), collected from Pond B only, had lower arsenic concentrations than did C. striata, and contained major arsenic in the form of trimethylarsine oxide. This study shows for the first time a clear effect of water arsenic concentrations on natural fish tissue arsenic concentrations, and this is the first report of a freshwater fish species attaining arsenic concentrations comparable with those found in marine fish species. In an attempt to clean up arsenic-contaminated soil in order to reduce arsenic leaching into aquatic ecosystem, the effects of phosphorus fertilizer and rhizosphere microbes on arsenic accumulation by Pityrogramma calomelanos, Tagetes erecta and Melastoma malabathricum were investigated in greenhouse and field experiments in the Ron Phibun District, an arsenic-contaminated area in southern Thailand. Soil was collected there and was used in the greenhouse experiment. Rhizosphere microbes (bacteria and fungi) were isolated from roots of P. calomelanos plants growing there. The results showed that the fertilizer as well as the rhizobacteria significantly increased plant biomass and arsenic accumulation thus enhancing the arsenicphytoextraction. Rhizofungi also increased plant biomass but significatly reduced the arsenic concentration exerting their effects on phytostabilization. The effects of the commercial strains of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) on phytoremediation of arsenic-contaminated soil by different plant species are different. For P. calomelanos and T. erecta, AMF are suitable for phytostabilization of arsenic-contaminated soil due to their ability to reduce arsenic accumulation in plants and to sustain plant growth. AMF improved the growth and arsenic accumulation for M. malabathricum. Therefore, AMF has potential in phytoextraction of arsenic by M. malabathricum.

Abstract: งานวิจัยนี้ประกอบด้วยงาน 2 ส่วน คือ ส่วนแรกศึกษาเกี่ยวกับการปนเปื้อนของสารหนูในปลาน้ำจืด และส่วนที่สองศึกษาเกี่ยวกับการเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดสารหนูจากดินของพืช ผลการศึกษาปริมาณ สารหนูและรูปแบบต่างๆของสารหนูในปลาช่อน (Channa striata) พบว่า ค่าเฉลี่ยของปริมาณสารหนูใน เนื้อ ตับ และเหงือกของปลาช่อนที่เก็บมาจากแหล่งน้ำที่มีสารหนูปนเปื้อนมีค่าสูงกว่าแหล่งน้ำธรรมชาติที่ ไม่มีการปนเปื้อน โดยเฉพาะปริมาณสารหนูในเนื้อปลาช่อนจากแหล่งน้ำปนเปื้อนมีค่าสูงกว่าเนื้อปลาช่อน ในแหล่งน้ำธรรมชาติถึง 6 เท่า โดยรูปแบบของสารหนูที่พบหลักๆในปลาช่อนจากแหล่งน้ำธรรมชาติ คือ arsenate ในขณะที่ปลาช่อนจากแหล่งน้ำปนเปื้อนพบ dimethylarsinate เป็นรูปแบบหลักของสารหนู ผล การศึกษาในปลาน้ำจืดอีก 3 ชนิด คือ Danio regina หรือปลาซิวใบไผ่ Rasbora heteromorpha หรือ ปลาซิวข้างขวาน และ Puntius orphoides หรือปลาแก้มช้ำ พบว่าปลาเหล่านี้มีปริมาณสารหนูสะสมน้อย กว่าในปลาช่อน โดยรูปแบบของสารหนูที่พบหลักๆ คือ trimethylarsine oxide จากการศึกษานี้แสดงให้ เห็นชัดเจนถึงผลกระทบของสารหนูในน้ำต่อสารหนูในปลาและเป็นครั้งแรกที่พบว่าปริมาณสารหนูใน ปลาน้ำจืดมีค่าสูงเทียบเท่ากับกับปริมาณที่พบในปลาทะเล ในการบำบัดพื้นที่ที่ปนเปื้อนสารหนูเพื่อลดการปลดปล่อยสารหนูลงสู่แหล่งน้ำ งานวิจัยนี้ได้ ทำการศึกษาผลกระทบของปุ๋ยฟอสฟอรัสและจุลินทรีย์ที่อยู่บริเวณรากพืชต่อการสะสมของสารหนูในพืช ทั้งในแปลงทดลองและในพื้นที่ปนเปื้อนในอำเภอร่อนพิบูลย์ จุลินทรีย์ทั้งที่เป็นแบคทีเรียและเชื้อราถูก แยกมาจากรากของเฟิร์นเงิน (Pityrogramma calomelanos) ที่โตในพื้นที่ปนเปื้อนดังกล่าว ผลการศึกษา พบว่า ปุ๋ยและแบคทีเรียมีผลต่อการเพิ่มมวลชีวภาพและการสะสมสารหนูในพืช ดังนั้นจึงเหมาะที่จะใช้เพื่อ เพิ่มประสิทธิภาพการบำบัดสารหนูในพื้นที่ปนเปื้อนชนิด Phytoextraction ส่วนผลของเชื้อราพบว่าเพิ่ม มวลชีวภาพของพืชแต่ลดปริมาณสารหนูสะสมในพืช จึงเหมาะต่อการบำบัดแบบ Phytostabilization นอกจากนี้ยังพบอีกว่าผลกระทบของเชื้อรา arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) ต่อการสะสมสารหนู ในพืชต่างชนิดกันมีผลที่แตกต่างกัน คือ เชื้อรา AM มีผลยับยั้งการสะสมของสารหนูในเฟิร์นเงินและ ดาวเรือง (Tagetes erecta) แต่ช่วยเพิ่มการสะสมสารหนูในโครงเครง (Melastoma malabathricum) ดังนั้นจึงเหมาะกับการบำบัดโดยใช้พืช (Phytoremediation) ที่แตกต่างกันด้วย

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Pornsawan Visoottiviseth

Role: Thesis Advisors

Created: 2007

Modified: 2553-06-18

Issued: 2010-06-09

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TH P294a 2007

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Biology

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4437506.pdf	2.47 MB	180	2025-05-14 22:48:37

ใช้เวลา

0.238745 วินาที