Ekstrem Bor Konsantrasyonlarında Lemna minor ile Acil Durum Fitoremediasyonu: Toksisite Sınırlarını Aşan Bir Yaklaşım

Abstract

Bor, çeşitli endüstriyel faaliyetler nedeniyle sucul ortamlarda birikerek toksik etkilere yol açabilmektedir. Bu çalışma, geleneksel toksik sınırların çok üzerindeki bor konsantrasyonlarında, acil durum müdahalesi için Lemna minor’un bor birikim (akümülasyon) kapasitesini değerlendirmektedir. Bu amaçla Lemna minor bitkisinin 300–3000 mg/L bor konsantrasyonlarına 7 gün süreli maruziyeti sonucunda gösterdiği büyüme tepkisi, bor birikimi ve fizyolojik değişimleri değerlendirilmiştir. Araştırma kapsamında RGR (relatif büyüme hızı), klorofil içeriği, biyokonsantrasyon faktörü (BCF), çözeltide kalan bor oranları ve bitkinin biriktirdiği bor miktarı analiz edilmiştir. Sonuçlar, bitki büyümesinin ve klorofil sentezinin yüksek bor seviyelerinde baskılandığını, ancak Lemna minor’un ekstrem bor konsantrasyonlarında dahi etkili bor birikimi gerçekleştirebildiğini ve artan çözelti bor konsantrasyonuna bağlı olarak bor birikiminin anlamlı şekilde arttığını göstermiştir. 3000 ppm ekstrem bor seviyede yaklaşık 39 mg/g DW birikim gözlemlenmiştir. 300 ppm bor çözeltisinde deney sonunda 28,9 (L/kg) maksimum BCF değerine ulaşılmıştır. Elde edilen bulgular, Lemna minor’un toksisite sınırlarını aşan bor konsantrasyonlarında dahi, bitki sağlığının korunmasının öncelikli olmadığı, ancak hızlı bor gideriminin gerekli olduğu durumlarda sınırlı sürelerle etkili bir fitoremediasyon ajanı olarak kullanılabileceğini göstermektedir.

Boron accumulation in aquatic environments due to various industrial activities can lead to severe toxicity. This study evaluates the boron accumulation capacity of Lemna minor for emergency response scenarios at boron concentrations far exceeding traditional toxicity limits. For this purpose, the growth inhibition, boron accumulation, and physiological responses of Lemna minor were evaluated during a 7-day exposure to boron concentrations of 300–3000 mg/L. Parameters such as relative growth rate (RGR), chlorophyll content, bioconcentration factor (BCF), residual boron ratios and the amount of boron accumulated by the plant were evaluated. The results indicated that while plant growth and chlorophyll synthesis were suppressed at high boron levels, Lemna minor demonstrated effective boron accumulation even at extreme concentrations, and boron accumulation significantly increased with rising solution concentrations. The highest boron accumulation of approximately 39 mg/g dry weight (DW) was observed at the extreme boron level of 3000 mg/L and a maximum BCF value of 28.9 L/kg was achieved in the 300 mg/L boron solution. These findings suggest that Lemna minor can serve as an effective phytoremediation agent for limited periods in situations requiring rapid boron uptake, even at concentrations exceeding toxicity limits where preserving plant health is not the primary priority.