Evaluación experimental del intercambio diario de mercurio atmosférico en Epipremnum aureum

Fuente: https://doi.org/10.1007/s10653-020-00557-8

Abstract

Mercury (Hg) exchange at the plant leaf–atmosphere interface is an important issue when considering vegetation as a sink or source of this global pollutant. The aim of the study described here was to clarify this process by studying Hg exchange under laboratory conditions with a plant model, namely Epipremnum aureum. The desorption and absorption processes were studied under similar conditions in natural daylight. Hg exchange was measured at the foliar surface, and micrometeorological parameters and stomatal conductance were assessed.

The results of the Hg exchange study showed different rhythms for the two processes, i.e. desorption (14–196 ng m⁻² day⁻¹) was slower than absorption (170–1341 ng m⁻² day⁻¹). The daily cycle was more complex in the desorption process, with a maximum when stomatal conductance was high but also with high values during nocturnal hours and a trend to absorption in the mornings. The daily absorption cycles were relatively simple, with values that coincided with positive stomatal conductance values and null values during nocturnal hours. The main factors involved in desorption were stomatal conductance and temperature, but other factors may need to be considered. The absorption process only involved total gaseous Hg, stomatal conductance and relative humidity.

A net balance of the two experiments provided data on the amount of Hg transferred per unit leaf area (167 ng m⁻² for desorption and 9213 ng m⁻² for absorption), which implies total amounts of 23 ng of Hg desorbed and 1280 ng absorbed during the whole experiment. Finally, the reversible/non-reversible nature of the Hg exchange process must be reconsidered bearing in mind that Hg within the leaf can be emitted if changes in ambient conditions are appropriate to favour this process.

Resumen

El intercambio de mercurio (Hg) en la interfaz hoja–atmósfera de las plantas constituye un aspecto clave a la hora de considerar la vegetación como sumidero o fuente de este contaminante global. El objetivo del estudio aquí descrito fue esclarecer este proceso mediante el análisis del intercambio de Hg en condiciones de laboratorio utilizando una planta modelo, Epipremnum aureum. Los procesos de desorción y absorción se estudiaron bajo condiciones similares y con iluminación natural. El intercambio de Hg se midió en la superficie foliar, y se evaluaron parámetros micrometeorológicos y la conductancia estomática.

Los resultados del estudio del intercambio de Hg mostraron ritmos diferentes para ambos procesos; en concreto, la desorción (14–196 ng m⁻² día⁻¹) fue más lenta que la absorción (170–1341 ng m⁻² día⁻¹). El ciclo diario fue más complejo en el proceso de desorción, con un máximo cuando la conductancia estomática era elevada, pero también con valores altos durante las horas nocturnas y una tendencia hacia la absorción en las primeras horas de la mañana. Los ciclos diarios de absorción fueron relativamente simples, con valores que coincidieron con conductancias estomáticas positivas y valores nulos durante la noche. Los principales factores implicados en la desorción fueron la conductancia estomática y la temperatura, aunque pueden intervenir otros factores adicionales. El proceso de absorción estuvo controlado únicamente por el Hg gaseoso total, la conductancia estomática y la humedad relativa.

El balance neto de ambos experimentos proporcionó datos sobre la cantidad de Hg transferida por unidad de superficie foliar (167 ng m⁻² para la desorción y 9213 ng m⁻² para la absorción), lo que implica cantidades totales de 23 ng de Hg desorbidos y 1280 ng absorbidos durante todo el experimento. Finalmente, debe reconsiderarse el carácter reversible o no reversible del proceso de intercambio de Hg, teniendo en cuenta que el Hg acumulado en el interior de la hoja puede emitirse si los cambios en las condiciones ambientales favorecen dicho proceso.