杜鲁姆采石场附近的农场土壤重金属污染评估,阿布贾尼日利亚
法蒂玛oyenike ojo1*,tukura bitrus wokhe1和玛士帕斯卡·奇马1
1纳萨拉瓦州立大学自然与应用科学学院化学系,尼日利亚纳萨拉瓦州立大学凯菲。
通讯作者邮箱:nikoj65@yahoo.co.uk.
DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.13.3.09
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OJO F.O,Wokhe T.B,Chima M.P.P.Bape杜鲁姆采石场附近的农场重金属污染的评估,阿布贾尼日利亚。Curr World Environ 2018; 13(3)。
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文章出版历史
收到: | 2018-08-28 |
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接受: | 2018-11-26 |
审核: | 苏珊雅·纳撒 |
第二次评审: | Abigail Ogbonna. |
最后的批准: | Amit Kumar博士 |
介绍
被击碎的岩石采石是一种采矿活动,主要是在联邦资本领土的大部分地区的阿布贾,因为提供了岩石的大量沉积,并显然是社会经济福利。
采石是一种破坏性的发展活动,其社会经济益处可能无法弥补对自然生态系统的总体不利影响,因为它在环境中产生了即时和长期不良影响,甚至很长一段时间后矿井关闭。1
碎石采石活动产生大量的粉尘和废物,其中含有多种重金属。2被调动或溶解到土壤中的重金属可以被植物吸收或运输到地表水或地下水中。3.因此,在食用植物食品或植物产品时,重金属进入食物链,随后积累大量,引起急性或慢性毒性(中毒),严重危害人类健康。2、4
孔隙水中溶解的重金属级分的量可被植物根部或其他土壤生物占用的孔隙水中被称为环境生物利用度。5.土壤pH、土壤有机质、土壤质地和黏土矿物是影响土壤重金属有效性的关键因素。3,6,7.
在阿布贾的其他地区不同于杜鲁米的土壤中已经对重金属含量进行了研究。在研究中,研究了来自Wuse-Zone 4,中央区域,Jabi Lake,国家清真寺,Wuse 2和Wuse-Zone的土壤中Zn,Cu,Mn,Fe和Pb的浓度。总和和生物可利用的重金属水平观察到0.35ppm(pb)至42346.06ppm(Fe)和0.09ppm(pb)分别为195.52ppm(mn)。与欧盟监管标准的调查结果比较表明,研究的土壤中所有重金属均低于毒性水平。10.
尼日利亚在阿布贾的一些选定汽车机械土壤中大金属地球累积指数表明,重金属(Cu,Zn,Cr,Fe,Pb,Ni和Cd)污染水平范围从未污染到极其污染。11.
考虑到这些观点,进行了一项研究,以确定八分之物(Cr,Cu,Cd,Zn,Mn,Ni,Pb,Fe)的总和生物可利用浓度,以及附近的蔬菜农场土壤的一些物理化学参数杜瑞米采石场,以评估土壤污染水平。本研究将提供有必要的进一步行动所需的数据和信息。
粘土土壤保持高量的金属砂土不。8,9.粘土矿物具有永久性的负电荷和较大的表面积,并具有较高的阳离子交换容量(CEC),因此对金属的吸附非常重要。9.
在阿布贾的其他地区不同于杜鲁米的土壤中已经对重金属含量进行了研究。在研究中,研究了来自Wuse-Zone 4,中央区域,Jabi Lake,国家清真寺,Wuse 2和Wuse-Zone的土壤中Zn,Cu,Mn,Fe和Pb的浓度。总和和生物可利用的重金属水平观察到0.35ppm(pb)至42346.06ppm(Fe)和0.09ppm(pb)分别为195.52ppm(mn)。与欧盟监管标准的调查结果比较表明,研究的土壤中所有重金属均低于毒性水平。10.
尼日利亚在阿布贾的一些选定汽车机械土壤中大金属地球累积指数表明,重金属(Cu,Zn,Cr,Fe,Pb,Ni和Cd)污染水平范围从未污染到极其污染。11.
考虑到这些观点,进行了一项研究,以确定八分之物(Cr,Cu,Cd,Zn,Mn,Ni,Pb,Fe)的总和生物可利用浓度,以及附近的蔬菜农场土壤的一些物理化学参数杜瑞米采石场,以评估土壤污染水平。本研究将提供有必要的进一步行动所需的数据和信息。
材料和方法
研究区
该研究领域,Durumi位于阿布贾的联邦资本领土(FCT),尼日利亚之间的尼日利亚在突出的8°25'之间,9°25'Morth的赤道和纵向6°45'和7°45'。杜瑞姆村位于阿布贾内的AMAC的Mpape9°8'45“北部的地理坐标,7°29'444”12.(Figure.1).这是一个大型采石场行业的采石场,根据村庄自2008年开始的居民。该采石场靠近杜鲁米山的村庄,在其附近有农场土地。蔬菜主要由这些农场的村民种植S..
图1 点击这里查看图 |
控制区域
从距离采石场的距离约5km的距离和距离采石场影响不影响的地区,从农田收集控制土壤。对照土壤在与研究领域的同一时期的这些地区收集。
样品收集和预处理
在2017年的干旱和雨季期间进行了样本收集。马洛和Mgbanyi13.据报道,FCT,阿布贾通常在11月到4月到4月和5月至10月的雨季每年从六个月左右。因此,在3月份为旱季收集样品,并于9月份为下雨季节。
在塑料抹子的帮助下,样品收集在0.0-5.0cm和5.0 - 10.0cm的深度下完成。在种植蔬菜的同一点收集土壤样品,彻底混合,以提供2深度的代表性样品。重复该过程3套样品。将土壤样品携带到实验室,空气 - 筛选,并适当地筛分(孔径2mm),均质化并储存在标记的聚乙烯袋中,在4O.C在实验室分析之前。14.
土壤理化性质的测定和样品的消化。
所有分析都使用标准方法在三次含量中进行。为了测定pH,根据方法,用数字pH计测量1:5(w / v)部分的土壤和蒸馏水的悬浮液。15.使用如上所述的土壤调查标准方法分析了CEC。21.使用点火丢失用于测定土壤有机质含量。 16. 使用该土壤粒度尺寸各种土壤粒子级分的布伊科液水平液和土壤纹理从土三角推开。1819年,20
对于土壤样品中重金属总量的定量,酸消解法如21.被雇佣。在一个100毫升的圆底烧瓶中称取3克预处理过的土壤样品。21毫升浓缩HCl(35%)和7毫升浓缩HNO3.(65%)是补充道。这是在室温下保存了一夜。在烧瓶上安装一个水冷凝器,将其加热至沸腾2小时。之后加入25毫升的玻璃蒸馏水。混合物通过Whatman (No. 42)滤纸过滤到100ml容量瓶中。残留物用5ml的水过滤两次进入烧瓶,溶液达到100ml。用原子吸收分光光度计(AAS)对其进行了分析。用0.05M乙二胺四乙酸(EDTA)提取重金属的潜在生物有效(环境有效)含量。用原子吸收光谱法测定了浸提液中重金属的含量。22.
统计分析
方差分析(ANOVA):使用Bonferroni校正的单因素和后HOC分析,以评估每个土壤深度和每个季节和季节之间的每个样品中的重金属浓度的显着差异.在样品结果中还进行了P≤0.05级(2羽级)在P≤0.05级(2尾)的生物可利用重金属的土壤物理化学性质的相关性。
质量控制
随着其他标准实验室实践,通过对样品进行尖峰恢复研究,验证了重金属分析。从5.0-10cm,雨水和干燥季节的深度收集的样品的部分均掺入已知的金属浓度,以便从原始样品含量中显着增加。记录为尖刺和未加工样品记录的浓度的结果。使用自适应的等式(2.1)计算百分比恢复(%r)。18.
人为金属
等式(2.2)用于量化每种重金属的人为金属含量;
人为金属=(X-XC)/ X(2.2)
其中x` =代表岩性金属的金属含量;XC =土壤中金属的平均浓度。控制的含量为背景样品,代表典型重金属24日,25.
污染/污染指数
污染/污染(CP)指数是用定义的污染/污染指数25,27
金属最大允许浓度的目标值(参考值)为: Cd - 0.8, Cr -100, Cu -36, Ni - 35, Pb-85, Zn- 146, Co- 20, Mn- 437和Fe- 5000。27.
表1显示了他对C / P索引的意义。高于一(1)的C / P索引值表示污染,低于一(1)的值表示污染。25.
表1:污染/污染(C / P)指数值25.
C / P | 意义 | ||
<0.1 | 非常轻微的污染 | ||
0.10-0.25. | 轻微的污染 | ||
0.26 - -0.50 | 中度污染 | ||
0.51-0.75. | 严重污染 | ||
0.76 - -1.00 | 非常为污染 | ||
1.1-2.0 | 轻微的污染 | ||
2.1-4.0 | 适度污染 | ||
4.1-8.0 | 严重的污染 | ||
8.1-16.0 | 非常严重的污染 | ||
> 16. | 过多的 |
结果与讨论
质量控制
表2:恢复研究
尖刺的结果 |
未被拆分的结果 |
恢复 |
恢复 |
|||||
重的 |
样本(毫克/公斤) |
样品(Mg / kg) |
(%) |
(%) |
||||
金属 |
干燥 |
多雨的 |
干燥 |
多雨的 |
干燥 |
多雨的 |
平均值±SD |
|
CR. |
24.90. |
24.94 |
0.57 |
0.11 |
91.25 |
93.13 |
92.19±1.33 |
|
铜 |
31.78 |
33.17 |
0.19 |
0.04 |
91.15 |
95.56 |
93.35±3.12 |
|
光盘 |
22.27 |
23.01 |
-0.25 |
0.07 |
93.85. |
95.56 |
94.83±1.38 |
|
锌 |
18.82 |
18.66 |
0.79 |
0.17 |
96.61 |
99.04 |
97.82±1.72 |
|
锰 |
6.41 |
4.81 |
2.25 |
0.46 |
90.63 |
94.68 |
92.65±2.86 |
|
倪 |
16.26 |
16.32 |
0.80 |
0.48 |
96.62 |
99.04 |
94.63±2.81. |
|
Pd |
3.55 |
17.08 |
2.43 |
15.93 |
91.58 |
93.58 |
93.38±1.04 |
|
菲 |
169.33 |
157.21 |
14.23 |
4.61 |
93.82. |
92.31 |
92.58±1.42 |
关键:干燥和雨季 - 季节;SD - 标准偏差
进行的恢复研究的结果如表2所示。范围从91.15%到99.04%的结果都在100的可接受限度范围内±10%28.从而验证了重金属分析方法,包括所使用设备的性能。
土壤重金属总量
土壤样品的平均总重金属浓度在表3和4中陈述。在干燥季节期间,样品的总重金属的平均浓度为0.02(Cu)至71.53(Fe)mg / kg,用于样品和0.01mg / kg(Zn“对照组111.89mg / kg(FE)。对于雨季,重金属浓度为0.02mg / kg(Cu)至22.53mg / kg(pb),用于对照的样品和0.03mg / kg(cd)至26.63mg / kg(pb)。这些观察到的浓度不如类似的研究,29.其中重金属浓度范围为0.53(CD)至17854mg / kg(Fe),用于样品和0.55(Cd)至18338mg / kg(Fe)。
样品和对照中重金属浓度变化不一致。为样本,旱季水平(表3),锌(5.20毫克/公斤),Mn(19.44毫克/公斤)、镍(1.69毫克/公斤)和Pb(4.56毫克/公斤)和雨季水平(表4)锌(0.26毫克/公斤)、Pb(22.53毫克/公斤)在土壤深度为0.0 - 5.0厘米,和旱季水平(表3)锌(1.19 mgkg)和镍(1.62毫克/公斤)雨季水平(Table4)的Cr(0.44毫克/公斤),Cd(0.06毫克/公斤),土壤深度5.0 ~ 10.0cm处Zn(0.09mg/kg)和Fe(6.74mg/kg)均高于对照。这是由于采石场的活动产生含有重金属的灰尘和废物。2当干燥的季节浓度(背景)浓度为0.0-5.0cm&5.0cm的污垢(4.95&1.21mg / kg),cu(0.08&0.04mg / kg),cd(0.08&0.09mg /KG)和Fe(111.89&110.46mg / kg)分别高于样品。因此,对对照组的浓度(28.6mg / kg和pb 5.19mg / kg)比样品更高。这种同样的观察是在雨季制作的。控制土壤虽然距离采石场的浓度远远较高,但在采石场的土壤中具有较高的一些重金属。这表明其他来源如耐候和重金属的腐蚀可能有助于对照土壤中的高重金属含量。30.N已经观察到灵魂中重金属的Vacural背景值通常在1-100mg / kg的范围内,并且对于某些金属,可以获得更高或更低的值。7.类似的研究,31日11表明阿布贾土壤中重金属的背景水平高于本研究中观察到的水平。
表3:研究地点周围农场两个土壤深度的总重金属含量(mg/kg)旱季平均值和范围
0.00-5.00cm. | 5.00-10.00cm. | |||||||
样本 | 控制 | 样本 | 控制 | |||||
平均值±SD | 范围 | 平均值±SD | 范围 | 平均值±SD | 范围 | 平均值±SD | 范围 | |
CR. | 0.30±0.20 | 0.16 - 0.53 | 4.95±0.59 | 4.51 - -5.62 | 0.33±0.20 | 0.20-0.57 | 1.21±1.05 | ND-1.87. |
铜 | 0.04±0.03 | 0.01 - 0.06 | 0.08±0.07 | nd - 0.14 | 0.02±0.02 | nd - 0.03 | 0.04±0.01 | 0.02 - -0.04 |
光盘 | 0.07±0.01 | 0.06 - 0.07 | 0.08±0.03 | 0.05-0.11 | 0.04±0.03 | ND -0.06. | 0.09±0.01 | 0.09-0.10 |
锌 | 5.20±6.93. | 0.00 - -1.26 | 0.01±0.00. | nd - 0.14 | 1.19±1.04 | 和-1.92 | 0.11±0.10 | nd - 0.20 |
锰 | 19.44±4.15 | 14.83-22.88. | 1.63±2.10 | 0.30-4.05 | 1.05±1.04 | nd - 0.52 | 28.36±12.02 | 14.98-38.23 |
倪 | 1.69±1.42 | 0.31-3.14. | 0.47±0.26 | 0.31-0.76 | 1.62±0.77 | 0.80-2.31 | 0 . . 37±0.32 | nd - 0.53 |
Pd | 4.56±0.52. | 4.06 - -5.11 | 1.90±1.88. | nd - 2.00 | 2.39±1.53. | 0.83-3-89. | 5.19±1.42 | 4.20-6.81 |
菲 | 13.65±12.72 | 0.00 - -25.16 | 111.89±16.71 | 94.68 - -128.05 | 71.53±67.61 | ND-134.39. | 110.46±102.59 | ND-202.75. |
nd - 未检测到;SD - 标准偏差
表4:研究现场周围农场的两种土壤深度的雨季手段和总重金属(mg / kg)的水平范围
0.00-5.00cm. | 5.00-10.00cm. | |||||||
平均值±SD | 范围 | 平均值±SD | 范围 | 平均值±SD | 范围 | 平均值±SD | 范围 | |
CR. | 0.52±0.08 | 0.44 - -0.59 | 2.75±2.39 | nd - 4.26 | 0.44±0.28 | 0.11-0.63 | 0.38±0.15 | 0.22-0.50 |
铜 | 0.04±0.04 | nd - 0.08 | 0.04±0.03 | nd - 0.07 | 0.02±0.01 | 0.01 - -0.03 | 0.31±0.11. | 0.20-0.42 |
光盘 | 0.04±0.04 | 0.01 - -0.09 | 0.06±0.00 | 0.06-0.06 | 0.06±0.05 | 0.01 - -0.11 | 0.03±0.01 | 0.03-0.04 |
锌 | 0.26±0.27 | nd - 0.18 | 0.21±0.13 | 0.10-0.35. | 0.09±0.08 | nd - 0.17 | 0.07±0.06 | nd - 0.12 |
锰 | 0.53±0.11 | 0.40-0.59 | 0.75±0.14 | 0.66-0.91. | 0.53±0.10 | 0.46-0.65 | 0.55±0.10 | 0.44 - -0.62 |
倪 | 0.60±0.28 | 0.29-0.85 | 0.95±0.20 | 0.78-1.17 | 0.24±0.21 | 0.08 - -0.48 | 0.93±0.26 | 0.71-1.22 |
Pd | 22.53±0.73 | 22.13-23.38 | 11.23±12.96 | 2.50-6.12 | 18.98±2.92 | 15.95-21.78. | 26.63±0.84 | 25.98-27.58. |
菲 | 2.60±0.74 | 1.88 - -3.36 | 5.13±1.74 | 3.19 - -6.55 | 6.74±6.53. | 1.54-14.07 | 3.05±0.05 | 2.48-3.44 |
nd - 未检测到;SD - 标准偏差
在样品中观察到的这些重金属的这些重金属的较低水平可能是由于土壤的吸附能力低引起的土壤或表面水域的浸出,这是可以追溯到土壤性质,化学性质等因素所引起的采石场周围的大金属和大自然。32.然而,Mn的水平深度0.0 - 5.0厘米在旱季样本中显著高于控制只有水平铬和铁的0.0 - 5.0厘米深度在旱季和铜和铅在深度5.00 - -10厘米深度控制在雨季明显高于样本(P≤0.005)。
表5:在干旱和雨季,采石场周围农场在两层土壤中人为输入重金属的百分比
土壤深度 |
季节 |
CR. |
铜 |
光盘 |
锌 |
锰 |
倪 |
Pd |
菲 |
0.0 - 5.0cm. |
干燥 |
94.00 |
54.17 |
16.67 |
-38916.67 |
-1096.31. |
-262.38 |
-140.29 |
87.80 |
5.0 - 10.0cm. |
干燥 |
72.26 |
53.13 |
57.83 |
-953.41 |
96.28 |
-344.11 |
54.02 |
35.25 |
0.0 - 5.0cm. |
雨 |
81.23 |
-34.62 |
25.93 |
-23.68 |
29.93 |
36.61 |
-100.62 |
49.26 |
5.0 - 10.0cm. |
雨 |
-15.93 |
93.21 |
-86.67 |
-18.46 |
4.21 |
74.04 |
28.74 |
-121.17 |
在土壤样品中输入的人为重金属水平如表5所示。所有负值表明无人为输入。在干燥季节期间,表明人为含量的重金属具有序列的人为水平:CD(16.67%)
表6:采石场周围农场土壤的污染/污染(C/P)指数值
土壤深度 |
季节 |
CR. |
铜 |
光盘 |
锌 |
锰 |
倪 |
Pd |
菲 |
0.0 - 5.0cm. |
干燥 |
0.00 |
0.00 |
0.08 |
0.04 |
0.04 |
0.05 |
0.05 |
0.00 |
5.0 - 10.0cm. |
干燥 |
0.00 |
0.00 |
0.05 |
0.01 |
0.00 |
0.05 |
0.03 |
0.01 |
0.0 - 5.0cm. |
雨 |
0.01 |
0.00 |
0.06 |
0.00 |
0.00 |
0.02 |
0.27 |
0.00 |
5.0 - 10.0cm. |
雨 |
0.00 |
0.00 |
0.08 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.22 |
0.00 |
污染/污染(C / P)指数在表6范围从0.0到0.27,表明土壤中重金属含量仅与铅污染水平在0.27和0.22在中度污染水平最高的雨季在土壤深度分别为0.0 - -5.0厘米和5.0 - 10厘米。但从表7可以看出,土壤样品中重金属总量的季节平均值均低于世界卫生组织(WHO)和粮农组织(FAO)的最大允许限值(mg/Kg))。
表7:世界卫生组织(WHO)和食品和农业组织(粮农组织)的最大允许限制(MG / kg)的土壤总重金属含量的比较
重金属 |
旱季 意思是重 金属含量 |
雨季 意思是重 金属含量 |
最大允许 土壤水平 |
|
CR. |
0.32 |
0.48 |
100. |
|
光盘 |
0.03 |
0.03 |
3. |
|
铜 |
0.05 |
0.05 |
100. |
|
锌 |
3.20 |
0.17 |
300 |
|
锰 |
10.25 |
0.53 |
2000年 |
|
倪 |
1.66 |
0.42 |
50. |
|
Pb |
3.47 |
20.76 |
100. |
|
菲 |
42.59 |
4.67 |
50000 |
土壤性质
所有土壤性质如表8所示。众所周知,土壤性质决定了土壤中重金属的流动性或环境有效性(生物有效性),pH值通常是最重要的因素。7.本研究中的平均pH值如表8所示,在土壤深度为0.5-5.0cm的干燥季节,为5.51和5.94,深度为5.0cm -10.0cm。雨季土壤深度为0.0 -5.0cm,pH为6.50,深度为5.0 - 10厘米,为5.93。对于两个季节,pH值略微酸性并且深度略微下降。这表明在0.0-5.0cm深度的季节土壤中,不允许动员阳离子金属,例如Cd,Zn和Pd,而逆转的含量为5.0cm -10.0cm的土壤7.因此,如前面提到的阳离子金属在5.0 -10.0cm深度的土壤中很容易被植物吸收和调动到地下水中。一般知道,在pH值6.0至9.0范围内,金属不以游离形式存在36.在。29.
在干燥季节的土壤深度(0.0-5.0cm(0.59%)和5.0-10cm(0.60%)的两种水平上大致相同,而在雨季期间,OM水平在0.59%下降下降土壤深度为0.0-5.0cm至0.37%的土壤深度为5.0-10-10℃。较低的OM观察表明,重金属更容易动员在5.0-10cm的较低土壤深度。已知有机物形成有机物因此,具有重金属的强络合物,重金属迁移率随着有机物质的降低而增加。37, 38,39然而,在有机物含有腐殖质的地方,腐植酸并且具有高螯合特性并为重金属吸附提供更多的粘合表面,重金属附着在这些有机成分上可能变得可用,因为它们中的大多数是水溶性的。40
表8:两种土壤深度土壤样品的物理化学性质
0.0 - 5.0厘米 | 5.0 - 10厘米 | ||||
季节 | 参数 | 平均值±SD | 范围 | 平均值±SD | 范围 |
干燥 | ph | 6.51±0.23 | 6.30-6.76. | 5.94±0.27 | 5.75 - -6.25 |
OM (%) | 0.59±0.16 | 0.49 - -0.77 | 0.60±0.08 | 0.56-0.69 | |
CEC(MEQ / 100G) | 8.97±0.18 | 8.77 - -9.13 | 9.10±3.96. | 4.5211.48 | |
多雨的 | ph | 6.50±0.21 | 6.30-6.72 | 5.93±0.28 | 5.72 - -6.25 |
OM (%) | 0.59±0.11 | 0.50-0.72 | 0.37±0.30. | 0.05 - -0.65 | |
CEC(MEQ / 100G) | 8.91±0.18 | 8.74 - -9.09 | 9.14±4.04. | 4.52 - -12.39 |
SD -标准偏差
表9:两种土壤深度土壤样品的粒度分布和质地分类
0.0-5.0cm. | 5.0-10.0cm. | |||
参数 | 平均值±SD | 范围 | 平均值±SD | 范围 |
沙% | 84.69±1.14 | 83.38 - -85.38 | 85.69±0.60 | 85.32 - -86.38 |
粘土% | 4.39±0.51 | 3.84-4.84 | 4.14±0.57 | 3.48-4.48 |
淤泥% | 10.92±0.08 | 10.20 - -11.78 | 10.16±0.03 | 10.14-10.20 |
纹理类 | 壤质砂土 | LS - LS. | 壤质砂土 | LS-LS. |
LS - 壤土;SD标准偏差
对土壤样品观察到的阳离子交换能力(CEC)表明,平均干燥季节水平从8.97增加到0.0 - 5.0cm深度为9.10的土壤,在5.0-10厘米的土壤上,对于雨季,它从土壤深度的8.91增加到0.0- 深度为5.0-0.0cm的5.0cm至9.14。CEC是土壤持有带正电荷离子的能力,导致金属阳离子的强烈吸附。9.它是土壤粘土和有机物质含量贡献的固有的土壤特征,并且难以显着改变。第四十一条、第四十二条在0.5-10℃的土壤水平期间,在每季度的土壤样品中的CEC水平观察到的略微增加,当比较上土壤层(0.0-5.0cm)时,这表明在该深度略微损害了重金属迁移率。这将降低植物摄取的重金属的浸出和可用性。42,43
研究样品的土壤粒度分布(表9)显示土壤在两种土壤深度都是壤溶的沙子。壤土留下重金属超过沙质土壤。土壤通常是微酸性溶解的砂,类似于Ikole-Ekiti花岗岩采石场中观察到的内容。1
生物可利用的重金属
两种季节的土壤样品中生物可利用的重金属的evels被记录在表10和11中。干燥季节水平的生物可利用的重金属的水平为0.02mg / kg(cd)至0.060mg / kg(Fe),适用于0.0的土壤样品-0.05cm和0.02mg / kg(Cd)至25.17mg / kg(Fe),土壤深度为0.5-10厘米。而雨季水平从0.02mg / kg(Cu)至1.12mg / kg(Fe)的土壤深度为0.0-5.0cm,Nd(Cr和Cu)至1.05mg / kg(Fe)的土壤深度为5.0 -10.0cm。
表10:两层土壤中生物有效态重金属含量(Mg/Kg)的旱季平均值和范围
0.0-5.0cm. | 5.0 - 10.0厘米 | |||
重的 | ||||
金属 | 平均值±SD | 范围 | 平均值±SD | 范围 |
CR. | 0.26±0.13 | 0.17 - 0.41 | 0.19±0.07 | 0.13 - 0.26 |
铜 | 0.03±0.01 | 0.02 - 0.04 | 0.01±0.01 | ND - 0.02 |
光盘 | 0.02±0.01 | 0.01 - -0.02 | 0.02±0.01 | ND - 0.03 |
锌 | ND | ND | 0.50±0.44 | ND - 0.79 |
锰 | 0.31±0.21 | 0.18 - 0.55 | 0.15±0.14 | ND - 0.27 |
倪 | 0.22±0.19 | ND - 0.37 | 0.33±0.15 | 0.16 - 0.43 |
Pd | 0.32±0.10 | 0.21 - 0.42 | 0.56±0.12 | 0.44 - 0.56 |
菲 | 0.6±1.03 | ND - 1.79 | 25.17±0.17 | 14.24 - 34.34 |
键:nd-未检测到
表11:两种深度的土壤中的雨季意味着和生物可利用的重金属(mg / kg)的范围0.0 - 5.0厘米 | 5.0 - 10厘米 | |||
重的 | ||||
金属 | 平均值±SD | 范围 | 平均值±SD | 范围 |
CR. | 0.21±0.21 | nd - 0.43 | ND | ND |
铜 | 0.02±0.01 | 0.02 - -0.03 | ND | ND |
光盘 | 0.03±0.01 | 0.02 - -0.04 | 0.02±0.01 | 0.01 - -0.04 |
锌 | 0.09±0.06 | 0.04-0.15. | 0.03±0.01 | 0.01 - -0.04 |
锰 | 0.09±0.03 | 0.05-0.12 | 0.11±0.05 | 0.06-0.13. |
倪 | 0.18±0.02 | 0.15 - -0.20 | 0.05±0.00. | nd - 0.16 |
Pd | ND | ND | 0.08±0.00 | nd - 0.25 |
菲 | 1.21±1.05 | ND-1.90. | 1.05±0.91 | ND-1.61 |
图2:生物可利用重的季节平均浓度比较 |
图2显示了旱季和雨季生物可利用重金属水平的比较。总体而言,旱季生物有效态重金属含量高于雨季。但只有旱季Pb含量显著高于雨季(P≤0.005)。
表12:旱季生物有效态重金属浓度与土壤性质的Pearson相关系数(r)
ph | 耶鲁大学管理学院 | 粘土 | CEC | |
CR. | 0.24 | 0.69 | 0.27 | 0.33 |
铜 | 0.4 | 0.36 | 0.47 | -0.31 |
光盘 | 0.26 | -0.31 | -0.74 | 0.83 * |
锌 | -0.36 | 0.22 | -0.4 | 0.72 |
锰 | 0.17 | -0.28 | 0.54 | -0.34 |
倪 | -0.36 | 0.21 | -0.31 | -0.25 |
Pd | -0.39 | 0.51 | -0.13 | 0.4 |
菲 | -0.90 * | -0.08. | -0.47 | -0.03 |
键:*相关性在P≤0.005级(2-尾)显着
表13:Pearson相关系数(r)用于雨季期间土壤性质的生物可利用重金属浓度
ph | 耶鲁大学管理学院 | 粘土 | CEC | |
CR. | 0.38 | 0.56 | 0.37 | -0.01 |
铜 | 0.77 | 0.57 | 0.22 | -0.04 |
光盘 | 0.18 | -0.16 | -0.43 | -0.07 |
锌 | 0.58 | 0.47 | 0.16 | -0.17 |
锰 | -0.66 | -0.85 * | -0.57 | -0.44 |
倪 | 0.45 | -0.09 | -0.41 | 0.14 |
Pd | -0.5. | -0.89 * | -0.89 * | 0.27 |
菲 | -0.06. | 0.69 | 0.89 * | -0.16 |
表14:相关系数
系数(r) | |||
价值 | 评分 | ||
恰好1 | 完美的, | ||
0.99到0.90 | 非常强壮 | ||
0.89至0.70. | 强的 | ||
0.69到0.50 | 中等, | ||
<0.5 | 弱 | ||
阳性(+) | 上坡线性关系 | ||
阴性(-) | 下坡线性关系 |
各生物有效态重金属浓度与土壤样品性质在旱季和雨季的各种相关系数(r)分别见表12和表13。表14给出了相关评分。
土壤生物有效态重金属浓度随土壤pH、OM、粘粒含量和CEC的降低而增加。3,32,37,38这意味着作为土壤pH,OM,粘土含量或CEC降低,生物利用度重金属的浓度增加(下坡或负线性关系)。本研究分析的土壤性质(粘土含量,OM,pH和CEC)通常有利于下坡线性关系中的生物可利用的重金属浓度。因此,在干燥的季节(表12)中:观察到pH,以利用Zn,Ni和Pb在弱的下坡线性关系中的生物利用度,并与Fe的显着下坡关系;SOM还赞扬了在下坡弱者关系中的生物利用度,CD和Mn和Fe;粘土有利于Zn,Ni,Pb和Fe的可用性,在一个强大的下坡关系中的弱的下坡关系和CD,而CEC则青睐Cu,Mn,Ni和Fe的生物利用度,在弱的下坡关系中和强大的下坡关系Zn但具有强烈的显着上坡关系与CD,表明CD的生物利用度不受CEC的影响。用于生物可利用的Fe和干燥季节的所有土壤性质的下坡线性关系(Fe / pH(r = -0.90),Fe / Som(r = -0.08),Fe / Clay(R = -0.47)和Fe / Cec(r = -0.03)在干燥季节期间占高浓度的生物可利用的重金属(图2)。
在雨季,只有Mn/SOM(r = -0.85*)、Pb/SOM (r = -0.89)、Pb/Clay (r = -0.89*)和Fe/Clay (r = 0.89*)之间存在显著相关关系。pH值影响Mn (r =-0.66)和Pb (r = -0.50)的生物利用度,呈中度下降的线性关系,Fe呈较弱的线性下降关系,r = -0.06。Cd、Ni的生物利用度与黏土呈弱下降关系,与Mn呈中等下降关系(r = -0.57),与Pb呈强显著下降关系(r = - 0.89*)。对于CEC,生物可利用的Cr、Cu、Cd、Zn、Mn和Fe(表13)均受CEC的弱下降关系影响。铁与土壤性质之间的下降关系解释了平均生物有效重金属在雨季相对于旱季的水平的下降(图2)。
虽然干燥季节的生物可利用的重金属的浓度高于雨季,但土壤性质和生物可利用的重金属之间存在更高的相关系数。因此,这有利于某些重金属的生物利用度 - Mn / Som(R = -0.85 *),Pb / Som(r = -0.89),Pb /粘土(r = -0.89 *) - 雨季期间比旱季更雨季。因此,在旱季期间,这些重金属可能比雨季在干燥季节的植物摄入量更加生物。
结论
本研究表明,杜鲁姆岩石猎物周围的农场土壤来自岩石和人为起源的重金属。土壤中总重金属的浓度为中度污染水平,在世卫组织和粮农组织最大允许限制(Mg / kg)中。这表明采石场活动没有导致农场土壤的重金属污染。
考虑到土壤性质与生物有效性重金属之间显著相关系数增加,有利于某些重金属在雨季比旱季的生物有效性,某些重金属在雨季更有利于植物吸收和积累。
因此有关注意,虽然土壤中的重金属没有达到污染水平,但土壤的物理性质赞成大部分重金属的生物利用度。这可能会使这种重金属的易于移动性和可用性的表面和地面水或/并被植物(蔬菜和其他粮食作物)种植在农田中。因此,应与本网站和其他农场土地的土壤进行周期性重金属评估,以确保不断的评估和监测。
承认
Nasarawa州立大学化学系,Keffi(NSUK)尼日利亚,国家化学技术研究所(NARICT)Zaria,尼日利亚和国家土壤和水实验室Kaduna,尼日利亚承认使用其设施。感谢Dr Iwegbue C. A. Delta State University,尼日利亚的Abraka,为他的宝贵贡献。
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