Growth and metal uptake capacity of microalgae under exposure to chromium

Abstract

Microalgae play a key function in aquatic ecosystems. Their development and growth are strongly regulated by trace metals as essential elements. However, trace metals could cause negative effects when exceeding certain concentrations in the environment. In this study we tested the development and growth rate of two freshwater microalgae, the cyanobacterium Pseudanabeana mucicola and the green alga Pediastrum duplex, from Vietnam over the period of 14 days exposing to chromium (Cr) at the concentrations up to 1,936 µg L-1. Besides, the Cr uptake and absorption by P. mucicola were evaluated over 7 days incubated in medium containing 422 µg Cr L-1. The results showed that Cr at the concentrations up to 1,078 µg L-1 did not inhibit the development and growth rate of P. mucicola. Similarly, concentration of 224 µg Cr L-1 had no adverse effects on growth of P. duplex. The cyanobacterium P. mucicola could make a reduction up to 71% of Cr in the test medium, hence become a distinguished candidate for metal phytoremediation. To the best of our knowledge this is the first investigation on the responses and absorption of Cr by freshwater microalgae from Vietnam. Vi tảo đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái thủy vực. Sự sinh trưởng và phát triển của chúng được điều tiết mạnh mẽ bởi kim loại vi lượng như những yếu tố thiết yếu. Tuy nhiên, những kim loại vi lượng này có thể gây ra những ảnh hưởng tiêu cực khi vượt quá nồng độ nhất định trong môi trường. Trong nghiên cứu này, chúng tôi thử nghiệm sự phát triển và tốc độ phát triển của hai loài vi tảo nước ngọt: loài tảo lam Pseudanabeana mucicola và loài tảo lục Pediastrum duplex có nguồn gốc từ Việt Nam trong thời gian 14 ngày phơi nhiễm với crôm (Cr) tại nồng độ lên tới 1.936 µg L-1. Bên cạnh đó, sự hấp thu Cr của P. mucicola cũng đã được đánh giá trong thời gian 7 ngày nuôi trong môi trường chứa 422 µg Cr L-1. Kết quả cho thấy Cr tại nồng độ lên tới 1.078 µg L-1 không kìm hãm sự phát triển và tốc độ sinh trưởng của P. mucicola. Tương tự, tại nồng độ 224 µg Cr L-1 không có bất kì ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển của P. duplex. Loài tảo lam P. mucicola có thể làm giảm 71% hàm lượng Cr trong môi trường thí nghiệm, vì vậy được xem là ứng viên sáng giá cho quá trình xử lý môi trường ô nhiễm kim loại bằng thực vật . Theo hiểu biết của nhóm tác giả, đây là nghiên cứu đầu tiên về đáp ứng và hấp thu Cr bởi những vi tảo nước ngọt có nguồn gốc từ Việt Nam.