The capability of native plant species grown in polluted post-mining soils to accumulate metals was evaluated in view of their possible suitability for phytoremediation. The study areas included two environmental liabilities in the Cajamarca region in the Peruvian Andes. The content of As, Ag, Cd, Cu, Pb, and Zn was determined in individual plant organs and correlated with soil characteristics. The degree of the pollution depended on the metal with results ranging from uncontaminated (Cd) to moderately (Zn), strongly (As, Cu), and extremely contaminated (Pb, Ag) soils. The metals were mainly present in the fractions with limited metal mobility. The bioaccumulation of the metals in plants as well the translocation into overground organs was determined. Out of the 21 plants evaluated, Pernettya prostrata and Gaultheria glomerate were suitable for Zn, and Gaultheria glomerata and Festuca sp. for Cd, phytostabilization. The native species applicable for Cd phytoremediation were Ageratina glechonophylla, Bejaria sp., whereas Pernettya prostrata Achyrocline alata,Ageratina fastigiate, Baccharis alnifolia, Calceolaria tetragona, Arenaria digyna, Hypericum laricifolium, Brachyotum radula, and Nicotiana thyrsiflora were suitable for both Cd and Zn. None of the studied plants appeared to be suitable for phytoremediation of Pb, Cu, As and Ag.

This review describes the role of silicon (Si) in plants. Methods of silicon determination and speciation are also reported. The mechanisms of Si uptake by plants, silicon fractions in the soil, and the participation of flora and fauna in the Si cycle in terrestrial ecosystems have been overviewed. Plants of Fabaceae (especially Pisum sativum L. and Medicago sativa L.) and Poaceae (particularly Triticum aestivum L.) families with different Si accumulation capabilities were taken into consideration to describe the role of Si in the alleviation of the negative effects of biotic and abiotic stresses. The article focuses on sample preparation, which includes extraction methods and analytical techniques. The methods of isolation and the characterization of the Si-based biologically active compounds from plants have been overviewed. The antimicrobial properties and cytotoxic effects of known bioactive compounds obtained from pea, alfalfa, and wheat were also described.

Krzem (Si) jest pierwiastkiem występującym w dużych ilościach w skorupie ziemskiej. Niektóre rośliny, takie jak pszenica pobierają Si z gleby i akumulują go w swoich tkankach w większych ilościach niż np. groch czy lucerna. Co ciekawe, suplementacja krzemem wpływa na zwiększenie plonu tych roślin. Ponadto, w wielu przypadkach Si niweluje negatywne skutki działania stresów biotycznych i abiotycznych, co wskazuje na uruchomienie w roślinach procesów, być może poprzez produkcję związków o charakterze regeneracyjnym lub obronnym. Z drugiej strony pszenica, groch i lucerna są roślinami o znanych właściwościach cytotoksycznych. Poszukiwanie związków bioaktywnych pochodzenia roślinnego o potencjalnie pozytywnym wpływie, jest zagadnieniem o dużym znaczeniu zarówno poznawczym jak i praktycznym, ze względu na możliwość wykorzystania takich związków w leczeniu wielu chorób człowieka. Prezentowana praca przedstawia aktualny stan wiedzy na temat pobierania, transportu oraz efektów suplementacji krzemem roślin poddawanych stresom biotycznym i abiotycznym oraz właściwości cytotoksycznych pszenicy, grochu i lucerny. Słowa kluczowe: krzem, pszenica, groch, lucerna, stresy biotyczne i abiotyczne, cytotoksyczność

L'évaluation des molécules impliquées dans l'accumulation de métaux par des plantes poussant dans des zones post-minières péruviennes: L'exploitation minière des métaux est l'un des piliers économiques de l'économie péruvienne. Le Pérou est le principal producteur d'or, de zinc, de plomb et d'étain d'Amérique latine et le deuxième producteur mondial de cuivre, d'argent et de zinc. Malgré son importance économique, l'exploitation minière a également laissé une pléthore de Responsabilités Environnementales Minières (REM) dont la gestion inadéquate des déchets représente un risque pour l'environnement et la santé humaine et est un déclencheur courant de problèmes sociaux. La région de Cajamarca est la deuxième région du Pérou en termes de nombre de sites REM, la majorité d'entre eux étant situés dans le district de Hualgayoc.L'objectif du projet de doctorat est l'évaluation de l'impact environnemental des REM dans les Andes péruviennes en utilisant comme exemple deux sites post-miniers dans le district de Hualgayoc. Cette évaluation comprend l'étude des sols et des espèces végétales indigènes en termes de potentiel d'accumulation des métaux et des espèces impliquées dans le processus, afin de générer des informations sur une éventuelle utilisation des plantes indigènes andines pour la phytoremédiation. La composition minéralogique des sols est dominée par l'illite, la kaolinite, le quartz et la jarosite. Les analyses de sol révèlent également une acidité élevée, une très faible teneur en nutriments essentiels et des concentrations potentiellement toxiques en Pb, Cd, As, Cu, Ag et Zn sur les 34 éléments analysés. Les analyses de sol par fractionnement séquentiel indiquent que la teneur la plus élevée en métaux se situe dans les fractions pour lesquelles la mobilité métallique est limitée. Selon plusieurs indices géochimiques, les sols sont classés comme extrêmement pollués et représentent ainsi un sérieux risque pour l'écosystème local.L'essentiel du projet concerne la flore andine indigène et contribue à leur inventaire avec l'identification de 22 plantes appartenant à 12 familles. La teneur en métaux des organes végétaux est corrélée à celle du sol, afin d'évaluer le potentiel de phytoremédiation des espèces végétales indigènes en établissant leurs capacités de bioaccumulation et de translocation des métaux. Certaines plantes se révélent être potentiellement appropriées pour la phytoremédiation du Cd, du Cu et du Zn, mais aucune d'entre elles pour le Pb, l'As et l'Ag.Les études de spéciation réalisées par HPLC avec détection par spectrométrie de masse parallèle élémentaire (ICP) et moléculaire (ESI) permettent d'identifier les espèces chimiques responsables de la translocation de Cu et Zn. Les complexes de nicotianamine sont les principales espèces de cuivre et de zinc dans les organes d'Arenaria digyna, de Nicotiana thyrsiflora et de Puya sp.; ils sont accompagnés de complexes d'acide désoxymutagénique. En outre, une nouvelle espèce de dihydroxy-nicotianamine, jamais signalée à ce jour, est identifiée comme le ligand Cu et Zn le plus abondant dans l'Hypericum laricifolium.