Growth of duckweed upon exposure to aluminum and atrazine in the laboratory conditions

Abstract

The trace metals and pesticides are commonly found in surface water receiving industrial and agricultural effluents. However, the potential negative effects of these compounds on aquatic ecosystems have not been deeply studied. Hence, the aim of this study is to assess the single and combined effects of aluminum (Al) and atrazine on the development and growth rate of duckweed, Lemna minor L. The single exposures were implemented with either Al or atrazine at the concentration of 5, 50 and 500 µg L-1 and a binary exposure was conducted with 50 µg L-1 of Al and 5 µg L-1 of atrazine for two weeks. The results revealed that both Al and atrazine at the concentration of 500 µg L-1 strongly inhibited the development and growth rate of the duckweed. On the contrary, the mixture of Al and atrazine showed antagonistic effects on the plant. To our knowledge, this is the first report on the combined effects of these two contaminants on the duckweed. Therefore, our results could be useful for environmental managers in setting up and adjusting the safe guideline values in Vietnam for Al and atrazine in natural waters in term of ecological health protection. Kim loại nặng và thuốc trừ sâu thường được tìm thấy trong các nguồn nước mặt, nơi tiếp nhận nước thải công nghiệp và nông nghiệp. Tuy nhiên, những ảnh hưởng tiềm tàng mang tính tiêu cực của những hợp chất này đối với hệ sinh thái thủy vực chưa được nghiên cứu đầy đủ. Do đó, mục tiêu của nghiên cứu này nhằm đánh giá những ảnh hưởng riêng lẻ và kết hợp của nhôm (Al) và atrazine lên sự phát triển và tốc độ sinh trưởng của bèo tấm, Lemma minor L. Sự phơi nhiễm riêng lẻ với Al hoặc atrazine được thực hiện ở các nồng độ 5, 50 và 500 µg L-1, trong khi đó, quá trình phơi nhiễm kết hợp được tiến hành với Al tại nồng độ 50 µg L-1 và atrazine tại nồng độ 5 µg L-1 trong hai tuần. Kết quả cho thấy cả Al và atrazine ở nồng độ phơi nhiễm 500 µg L-1 kìm hãm mạnh mẽ sự phát triển và tốc độ sinh trưởng của bèo tấm. Ngược lại, sự kết hợp Al và atrazine dẫn kết tác động triệt tiêu trên bèo tấm. Theo sự hiểu biết của chúng tôi, đây là ghi nhận đầu tiên về những ảnh hưởng kết hợp của hai chất gây ô nhiễm này lên bèo tấm. Vì vậy, những kết quả này có thể hữu ích cho các nhà quản lý môi trường tại Việt Nam trong việc thiết lập và điều chỉnh các giá trị an toàn đối với Al và Atrazie trong môi trường nước tự nhiên về khía cạnh bảo vệ sức khỏe sinh thái.