Cerium is one of the most abundant rare earth elements (REE) with an estimated average concentration in the Earth's crust of 66 μg g-1, which is equal to or greater than Ni and Pb. Hydroponic experiments were performed to examine the rhizotoxicity of Ce to cucumber (Cucumis sativa) seedlings and the effects of H+ and Ca2+ were also studied. Ce concentration that causes 50 % reduction in root elongation (IC50) was calculated and the values ranged from 0.29 μM at pH 6.0 with 0.20 mM Ca to > 2.0 μM at pH 4.5 with 2.00 mM Ca. Column leaching experiments were conducted and the partitioning coefficients (Kd) were calculated. Total metal concentrations in soils were measured before and after spiking and metal concentrations in soil solution (leachates) were also measured during 9 days of spiking and leaching. The results suggest that leaching is an important step after spiking soils in order to remove excess dissolved metals. Large Kd values indicate that Ce is strongly bound to soil particles and that the bioavailable Ce could be much lower than the total Ce. Phytotoxicity of Ce was examined by performing pot experiments. Cucumbers were grown in Ce-spiked soils for 14 days and a dose-response relationship was established. The results from the pot experiments suggest that Ce toxicity is similar to Zn and Ni with the IC50 ranging from 100 μg g-1 Ce for root growth to 2630 μg g-1 Ce for biomass. Bioaccumulation of Ce was also observed in Cucumis sativa, however, most Ce was found in the root and much less Ce was transferred to the leaf. / Le cerium est un des éléments des terres-rares les plus abondants dans la croûte terrestre, sa concentration moyenne estimée est de 66 μg g-1, ce qui le rend comparable aux concentrations de Ni et ou de Pb. Des expériences en hydroponique ont été poursuivies pour étudier, sur les pousses de concombres (Cucumis sativa), les effets du pH et de la concentration du Ca sur la rhizotoxicité du Ce. La concentration de Ce qui occasionne 50% de réduction de la longueur des racines (IC50) a été établie comme passant de 0,29 uM Ce à pH 6 avec 0,20 mM Ca pour aller jusqu'à > 2 uM Ce à pH 4,5 avec 2,0 mM Ca. Des études de lessivage de colonnes ont été entreprises et les coefficients de partition (Kd) ont été calculés. Les concentrations de totales de métaux ont été mesurées avant et après l'addition de Ce et les concentrations dans les solutions de sol (lessivats) ont été enregistrées pour une durée de 9 jours. Les résultats montrent que le lessivage est une étape importante après avoir ajouté l'élément au sol de manière à enlever l'excès de métal qui est resté en solution après l'ajout initial. La valeur élevée des coefficients de partition (Kd) indique que beaucoup de Ce est fortement adsorbé sur la phase solide en comparaison avec ce qui se trouve en solution; ce qui expliquerait que le Ce biodisponible est bien moindre que le Ce total. La phytotoxicité du Ce a été étudiée lors d'une expérience en pots de culture. Les concombres ont été cultivés durant 14 jours dans des sols enrichis en Ce et leur réponse en fonction de la concentration présente a été établie. Les résultats de cette expérience en pots suggèrent que la toxicité du Ce est semblable à celle du Zn et Ni passant de 100 μg g-1 pour la croissance des racines à 2630 μg g-1 pour la biomasse. La bioaccumulation dans le plant de concombre a été observée mais la plupart du Ce mesuré l'a été dans les racines et beaucoup moins a été
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.21971 |
| Date | January 2008 |
| Creators | Sato, Akiko |
| Contributors | William H Hendershot (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Natural Resource Sciences) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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