, , , , and  mg/kg, respectively. Metal levels indicate strong variability with sampling sites. The order of trace metal concentrations in the Commelina africana L. samples is . The concentrations varied with the sample locations; and the levels of Pb (0.05 to 0.08 mg/kg) at all locations are found to be significantly below permissible level of 0.3 mg/kg. Potential sources of metal loadings may be associated with localised or diffused anthropogenic activities. The average carcinogenic risks are below threshold values, and the sandflat soils are not considered to pose significant health effects to children and adult males and females. However, the carcinogenicity and noncarcinogenicity risks ranking decrease following the order . Comparatively, the hazard quotient and hazard index indicate that the psammitic sandflats might pose a health risk to children in future."> 痕量金属的污染特征和健康风险评估Commelina africana l及砂质的Sandflats在尼日尔三角洲,尼日利亚 - raybet雷竞app,雷竞技官网下载,雷电竞下载苹果
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应用和环境土壤学
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应用和环境土壤学/2016年/文章

研究文章|开放获取

体积 2016年 |文章的ID 8178901 | https://doi.org/10.1155/2016/8178901

Nsikak本森,Paul a . Enyong Omowunmi Fred-Ahmadu, ”微量金属污染特征和健康风险的评估Commelina africanal在尼日尔三角洲砂质Sandflats,尼日利亚”,应用和环境土壤学, 卷。2016年, 文章的ID8178901, 14 页面, 2016年。 https://doi.org/10.1155/2016/8178901

微量金属污染特征和健康风险的评估Commelina africanal在尼日尔三角洲砂质Sandflats,尼日利亚

Nsikak美国本森,1 Paul a . Enyong,2 和 Omowunmi h . Fred-Ahmadu1

1分析和环境化学单元、化学系、契约大学Idiroko 10公里路,在线旅行社、尼日利亚

2大学化学系Uyo Uyo,尼日利亚

学术编辑器:Yongchao梁
收到了 2016年5月27日
修改后的 2016年6月29日
接受 06年9月2016年
发表 2016年10月18日

文摘

本研究的目的是调查和量化微量金属浓度Commelina africanal和砂质的sandflats从沿海潮间带生态系统在尼日尔三角洲,尼日利亚,并评估他们的空间分布,污染程度和源解析。土壤污染的环境风险是精心使用潜在生态风险指数评估,沉积物质量方针和浓缩相对于背景水平。Cd的平均浓度、铬、镍、铅、锌sandflat土壤样品 , , , , 毫克/公斤。金属含量表明强烈的可变性与采样站点。订单的微量金属浓度Commelina africanal .样品是 。样品的浓度不同的位置;和Pb的水平(0.05 - 0.08毫克/公斤)在所有地点发现明显低于0.3毫克/公斤的允许水平。金属的潜在来源载荷可能与局部或扩散人为活动有关。低于平均致癌风险 阈值,sandflat土壤不认为健康构成重大影响儿童和成人男性和女性。然而,致癌性和noncarcinogenicity风险排名下降后订单 。相对风险系数和风险指数表明,砂质的sandflats可能在未来对儿童构成健康风险。

1。介绍

在尼日尔三角洲的沿海生态系统污染调查显示,人类活动可以介导的不利改变生态脆弱地区水生系统的完整性,导致生物体内积累的化学污染物底栖动物(1- - - - - -4],沉积物浓缩[5),对物种丰度和生物量的影响6,7]。大多数赤道在尼日尔三角洲湿地和老成土系统作为石油的主要接受者exploration-exploitation国内和工业废物和废物产生的跨国石油公司在该地区被发现。研究表明提高水平的土壤中微量金属,表面水、沉积物和水生生态系统的生物区域(8- - - - - -11]。在湿地和土壤环境中,痕量金属成分自然是无处不在的12,13]。尽管一些微量金属存在作为土壤环境的天然营养成分,介绍了通过风化过程,最多,然而,来自各种人工调节活动(14- - - - - -18]。在尼日尔三角洲,原油污染和石油化工活动被认定为重大人为活动,极大地促进微量金属的引入到陆生、水生环境(5,19,20.]。

湿地土壤作为微量金属和水槽和运营商可以提供有价值的信息等的污染模式和历史上的生态系统(21,22]。微量金属在土壤能够接受化学从固体离子物种或通过biomethylation转变成有机金属(半个23]。同时,他们可以释放这些微粒和溶解的形式和已知的高亲和性细粒度沉积物和土壤颗粒(24- - - - - -27]。然而,命运、运输、和污染特征,湿地土壤中微量金属已成为一个重要问题因其毒性作用、积累,并通过食物链的生物浓缩(28,29日]。

微量金属引入到环境中能够有毒性影响陆地无脊椎动物,人类和自然环境30.- - - - - -32]。不利健康的影响,如肺癌和皮肤癌,前列腺增生的病变、周围神经病变、肾脏功能障碍,皮肤病变,和周围性血管疾病归因于微量金属污染。然而,金属毒性主要取决于金属物种形成和生物利用度,以及吸收、积累、和排泄率的生物24,28,33- - - - - -35]。因此,阐明潜在来源,离子形式,生态系统多样性、污染状况、和环境风险,评估微量金属在湿地土壤环境中是一个关键的工具理解生态系统的污染特征。它还提供了环境污染预防和控制的解释性信息。

本研究提出以下目标:(a)来确定微量金属积累的水平和分布在沿海sandflats,植物,和动物从河口生态系统,(b)从金属污染使用不同的评估潜在的生态风险指数如金属污染指数(MPI)和转移因素(TFs);(c)来评估微量金属污染的程度使用污染指数等污染负荷指数(PLI)、污染因子(Cf),修改后的污染程度(mCD)和geoaccumulation指数( );(d)的沿海土壤质量和环境风险评价研究微量金属相比土壤质量方针(SQGs);(e)来识别可能的微量金属污染的来源和评估其ecotoxicological意义;和(f)来评估潜在noncarcinogenic和致癌的风险由于吸入,皮肤接触,和口服摄入暴露途径。

2。材料和方法

2.1。研究区域

道格拉斯溪是一个必要的主要支流Iboe河口(图1)。河口的特点是浅潮间带滩涂红树林包围和常年受到沉积物沉积于作为Iboe河流和海洋沙子从大西洋。它位于靠近海岸线几个定居点在尼日利亚东南部一个石油产地。的必要Iboe河口和道格拉斯溪躺在纬度 来 和经度 来 。它是接收水体住宅,农业和石油化工废物产生跨国石油公司位于石油生产的社区。河口的特点是细沙滩流苏的红树沼泽和潮汐滩涂Nypa棕榈植物占主导地位。研究区域的特征是一个潮湿的热带气候,年降水量约4021毫米,平均湿度80%,和最小和最大平均气温22°和30°C,分别。有两个主要的季节,干燥和潮湿的季节。在3月或4月雨季开始,通常以沉重的风暴的时间短。一般持续3 - 5个月的旱季,相对比较短,开始和扩展11月到2月。潮流是强大的,特别是在潮湿的季节河口上游和溪这方面扮演着重要的角色在沉积,生物分布、微量金属拉登,浪费交通、工业和国内废物运输。


图1
作为Iboe河口红树林生态系统显示采样位置以及道格拉斯溪。插入:尼日利亚地图显示出研究区域的位置。
2.2。抽样

总共30植物和土壤样本来自研究区沿横断面。植物和土壤样品收集在两个单独的旅行从五个指定网格:哥伦比亚特区诉,DC-W, DC-X, DC-Y, DC-Z道格拉斯溪的扩展映射到作为Iboe河口。在每个取样站,一式三份的植物和土壤样品了,小心翼翼地转移到清洁的聚乙烯玻璃容器。短岩心取样器是用于收集土壤从0到15厘米的土壤表面和均质和次级样本存储在标签黑色聚乙烯袋。植物样品也精心挑选的潮汐北岸道格拉斯溪和彻底清洁淡水摆脱前土壤转移成铝箔的标签。样品都是存储在卖着冷却器和运到实验室。他们在实验室进一步冷藏4°C抑制微生物活动和之前保存样品的完整性分析。

2.3。分析方法进行样品预处理和化学分析

土壤样品被暴露于环境空气风干48小时并手动排序删除石头,棒、有机质、风干和贝壳的样本,使用瓷杵和臼,粉筛分2毫米网和渗收集不到63μ米颗粒大小。2.0 g的每个样品消化与浓盐酸溶液(6.0毫升)和HNO3(0.3毫升)附近的干涩和允许冷却20毫升5.0 HNO之前3解决办法是补充道。消化土壤样品溶液被允许停留约12小时前他们过滤。滤液随后被转移到100毫升容量瓶和由0.5 HNO马克3前元素分析。试剂空白也准备使用盐酸和HNO的混合物3后,逐步分析样品制备过程描述。

另一方面,植物样本在80°C烤箱干24小时,以防止微生物分解,粉碎成细粉,并存储在已标示密封塑胶袋袋。正是1.0 g的每个植物样本准确称重HClO 10毫升锥形烧瓶和1毫升4和7毫升的40%高频被添加,慢慢消化2小时使用修改后的方法Vaněk et al。36]。消化后,他们被允许冷却,后来被加热和内容蒸发直到HClO烟雾4出现了。残留物被允许冷却和1毫升H2所以4添加和加热HClO再次开车4。冷却后,所有样本稀释用少许水和过滤到25毫升容量的玻璃瓶装有玻璃漏斗和绘画纸1号滤纸。滤液后来由25毫升蒸馏水马克。空格也准备上述过程后,所有试剂不包括样例。解决方案被用于微量金属的决心。酸洗出液而眠过滤器,30消化土壤和植物样品的试剂空白分析解决方案和浓度的锌、铅、Cd,镍,铬使用原子吸收光谱仪(S系列S4 AA系统,热电子公司)。为了评估每个方法的精度的消化土壤和植物样品,跟踪金属分析是在重复运行。

2.4。质量保证

布法罗河沉积物参考材料(SRM 8704),来自国家标准与技术研究院(美国),目的主要是用于分析沉积物,土壤,或材料相似的矩阵分析了土壤样品的质量保证的目的。参考价值和五个微量金属浓度的分析结果给出了表1。经济复苏AAS分析结果的Cd,铬、镍、铅、锌介于104.23%和97.67之间。认证材料SRM的浓度范围内的8704表示结果的参考价值。因此,该方法用于这项工作是可靠的和可再生的。空格也监控整个分析的土壤样品和空白删除工作获得了正确的金属浓度土壤样本。
金属 SRM 8704参考价值 原子吸收光谱法的结果 恢复精度(%)
(毫克/公斤) (毫克/公斤)( )
镉 2.94±0.29 3.03±0.04 102.96
铬 121.90±3.80 119.47±1.64 98.01
镍 42.90±3.70 40.86±0.18 95.23
铅 150.00±17.00 156.04±6.95 104.23
锌 408.00±15.00 398.60±10.54 97.67
表1
8704年引用(SRM)集中值,分析结果,百分比复苏。
2.5。统计分析

数据分析使用XLSTAT-Pro软件(美国纽约AddinSoft, Inc .)。皮尔森相关分析和因子分析被用来探索土壤样品中微量金属之间的相互关系,也试图确定他们的可能的起源。各种统计分析进行95%置信区间(意义 )。

2.6。污染指标

观测数据的基础上,微量金属污染水平的相对等级的老成土可以通过使用污染指数(pi)和有效的风险评估方法。然而,污染负荷状态的评价和估计的影响与人类诱导事件沿海湿地土壤可以通过地球化学等方法达到geoaccumulation指数和富集因子(16,37]。

2.7。土壤污染指数和潜在的生态风险

列出的下采用污染指数评价微量金属在土壤污染评估样本收集的研究领域: 程度的污染 ; 修改后的污染程度(mCD); 污染因素 ; 污染负荷指数(PLI); 污染指数(PI)和综合污染指数(NIPI);和 geoaccumulation指数( )[37]。单金属和multimetal潜在生态风险指数也计算出Cd,铬、镍、铅和锌。

的 计算评估整体multimetals对环境的影响(22,38]。公式由Hakanson [39)是用于CD的计算: 在哪里 是金属的污染因素 , 是指浓度, 是背景值的单独的金属。污染的程度分为低污染程度( ),中等程度的污染( ),相当程度的污染( ),和非常高的程度的污染( )。的 推导出选定的微量金属的浓度除以背景值。的层次 如下: 表明低的污染程度; 表明中度污染; 显示相当大的污染;和 显示了很高程度的污染。

'是一个实证评估的总体污染程度由污染物在指定的生态系统和数学表达如下: 在哪里 是污染因素, 分析了微量金属的数量, 是 金属。

下面的分类和描述可用于改良土壤的污染程度: 是指零污染程度很低; 表明低的污染程度; 意味着中等程度的污染; 表示高度的污染; 意味着很高程度的污染; 意味着极高程度的污染;和 指的是超高的污染程度。

汤姆林森PLI评估使用的污染负荷指数(PLI) [40),表示为 产品的根 作为 在哪里 是金属和的数量吗 是 金属的价值 。根据污染程度PLI分类如下:背景浓度( )、未受污染的( ),未受污染的污染( )、中度污染( ),中等至严重污染( ),高度污染的( ),或者非常严重污染( )[16,41]。

此外,污染指数(PI)被用来评估土壤污染通过比较这一研究获得的金属浓度与荷兰土壤指南(42]。据李et al。37),π表示为 在哪里 的浓度是一个单个微量金属和吗 是荷兰的相应的目标浓度土壤指南,考虑不同土地利用类型和基于广泛的研究人类和ecotoxicological土壤污染物的影响(43]。Nemerow综合污染指数(NIPI)也用于评估的总体污染调查生态系统的完整性44]。NIPI计算使用以下方程: 在哪里 是所有污染指数的平均值的金属被认为是和 的最大价值。据程et al。45,NIPI分类如下:安全( ),预防措施( )、轻微污染( )、中度污染( ),或者严重污染( )。

geoaccumulation指数( )是一种常见的方法用来估计金属富集以上背景或基线浓度土壤或沉积物。的 值研究微量金属使用以下公式计算由穆勒(46]: 在哪里 是选定的浓度测量金属( 在土壤样本 是金属的平均页岩的地球化学背景( )。在这项研究中,土壤地球化学背景浓度的Cd,铬、镍、铅、锌和0.3,90年,68年,20日和95毫克/公斤,分别被用于计算 值(47]。1.5的系数是用来检测变化背景资料由于结石48,49)和人为因素的影响(50]。 由7个等级。据穆勒(46), 由7类。之间的对应关系 和金属污染的程度水平如下:未受污染的( ),未受污染的污染( ),中度污染(1 < ≤2),中等至严重污染( ,污染严重 ),极其严重污染( ),或者非常污染( )。

总体毒性和潜在生态危害造成的土壤中金属被Hakanson[使用方法评估39]。潜在生态风险指数(妖精)主要评估可能的微量金属的污染程度的相对毒性考虑整体的金属和short-to-long-term反应环境。风险指数( )计算基于以下方程: 在哪里 是单个风险因素的总和为所有微量金属; 是个体的单项仙女金属; 和 的观察和背景值浓度的金属,分别;和 是一个微量金属的毒性反应因素。 乳糜泻、铬、镍、铅和锌是30,2、5、5和1,分别39,51]。潜在生态风险 分类如下: 低风险; 中度风险; 高的风险;和 非常高的风险,与个体相关的潜在生态风险指数的金属 排名如下: 低风险; 中度风险; 相当大的风险; 高的风险;和 很高的风险18,52]。

2.8。评估污染和生物体内积累指数Commelina africanal。

生物体内积累指数可用于提供一个相对评价通过吸收或接触污染的程度。这有时被称为一个植物吸收的因素或转移因素(TFs)重金属从土壤的植物。在这项研究中,确定使用转移因子 在哪里 是 金属浓度的植物原料(干重) 的总浓度吗 金属在土壤(干重)(53,54]。此外,金属污染指数(MPI)采用的比较总金属的浓度Commelina africanal。与相应的采样地点。MPI是表示根据以下方程(55,56]: 在哪里 是金属和的数量吗 是金属的浓度 荷兰国际集团(ing)ydF4y2BaCommelina africanal。干重的基础上。

3所示。结果与讨论

3.1。微量金属含量

金属的水平Commelina africanal。和土壤样品已经评估了锌(锌)、铅(Pb)、镉(Cd)、镍(镍)、铬(Cr),这项研究的结果发表在表2。结果表明,意味着大多数沿海sandflats微量金属浓度超过推荐的指导值。Cd的平均浓度、铬、镍、铅和锌在sandflat土壤样品分别为0.76±9.0×10−2,7.39±8.7×10−1,2.28±0.35,0.024±4.0×10−3,分别为74.51±2.55毫克/公斤。值得注意的是,金属含量表明强烈的可变性与采样站点。观察到的变化和增强金属水平可能是影响交通的变化和沉积模式从周围的潮间带生态系统。此外,这些变化可能是由于利率的差异金属溶解在土壤中主要是由pH值控制,金属阳离子交换容量,系统的有机碳含量和氧化态(57]。订单的平均浓度c .非洲"l。样品是 。然而,Cd级(0.75毫克/公斤)c .非洲"l .从位置DC-W远高于粮农组织/世卫组织最大程度的0.2毫克/公斤(58]。
微量金属 分钟。 Max。 的意思是 Std.偏差 CV %
土壤 锌 71.43 77.850 74.51 2.553 3.42
Pb 0.019 0.030 0.024 0.004 16.67
Cd 0.695 0.900 0.759 0.090 11.84
倪 1.750 2.600 2.278 0.346 14.91
Cr 6.100 8.120 7.392 0.875 11.77
c .非洲"l 锌 225.90 252.2 239.26 11.801 4.93
Pb 0.050 0.080 0.058 0.013 22.41
Cd 0.150 0.750 0.304 0.250 82.24
倪 10.65 26.750 19.152 7.289 38.07
Cr 7.879 13.824 9.642 2.383 24.69
表2
摘要统计信息的微量金属浓度(毫克/公斤)sandflats和Commelina africanal。沙滩的道格拉斯溪。

虽然没有权威参考详细的监管背景值微量金属在尼日利亚,很明显,观察金属水平除了sandflat Cd土壤样本没有超过背景值或监管标准重金属从世界的其他地方59,60]。微量金属在土壤已被证明是非常有用的环境污染指标(61年- - - - - -63年]。因此,这个sandflat土壤的环境质量带来了严重的健康问题,特别是考虑到使用作为一个休闲区,人们直接接触污染物土壤和灰尘颗粒。一些微量金属的主要来源的载荷sandflat土壤可能是由于废物沉积等局部或扩散源的原油泄漏,燃料燃烧(天然气燃除),废物处理,交通排放、石化、化肥和农药。

3.2。土壤污染评价指数

污染因子值计算使用(2),表中列出3。的意思是 值计算研究了微量金属在土壤砂质sandflat样本按照以下顺序:Cd(2.53) >锌(0.78)> Cr(0.08) >镍(0.03)> Pb(0.001)(图2)。 值小于1(一)和1 - 3被认为构成低和中等程度的污染,分别。因此,本研究的结果在不同的网站显示,土壤样本的海滩道格拉斯溪被Cd而Cr中度污染,镍,铅和锌表示污染程度低。镉可以介绍给土壤、空气和水环境通过化石燃料燃烧等人为输入,应用磷酸盐肥料和废物倾倒和焚烧43,64年]。Cd是一种已知的致癌物,还有可能造成负面影响人类的肾脏、肺、骨头。因此,相对较高 Cd表明中度污染很重要的价值。然而,大量的污染可能是通过控制化石燃料燃烧(过度的天然气燃除)和未经处理的废物处置,Cd和致癌风险是潜在的健康和环境问题。
污染指数 示例网站
哥伦比亚特区诉 DC-W DC-X DC-Y DC-Z
Cf 锌 0.77 0.78 0.82 0.80 0.75
Pb 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
Cd 2.34 2.33 2.31 2.67 3.00
倪 0.03 0.03 0.04 0.03 0.04
Cr 0.09 0.08 0.07 0.09 0.07
锌 0.512 0.520 0.546 0.535 0.508
Pb 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
Cd 1.558 1.556 1.544 1.778 2.000
倪 0.017 0.021 0.025 0.023 0.025
Cr 0.059 0.059 0.051 0.060 0.045
Cd 3.219 3.234 3.251 3.595 3.859
价格上调 0.644 0.647 0.650 0.719 0.772
表3
微量金属污染指标sandflats从道格拉斯溪。

图2
个体生态风险指数和意思 值sandflats土壤样品的微量金属道格拉斯溪。

污染的程度( )和改性程度的污染(mCD)计算使用(1)和(3),分别推导出污染值表中给出3。结果表明, 和mCD在所有网站通常显示低程度的污染。有趣的是,两个值并没有表现出与所选的网站和相关变化可能会被认为是在平静的可变性。这可能是一个函数的水生生态系统的水动力条件获得土壤样本。然而,微量金属的污染排名百分比的基础上对CD和mCD的贡献 。

表3显示计算的结果 值和图2介绍了的意思 值为每个微量金属sandflats土壤样本的调查网站。的 值铬、镍、铅和锌表示减少可变性在采样站点内 这意味着中度污染的土壤样本未受污染。计算 值Cd表明土壤样本中度污染 在所有站点上)。必须强调,平均水平 值Cd相对高于其他微量金属,这表明土壤样本道格拉斯沙滩一定是被Cd污染由于人为活动。

污染负荷指数提供了一个集成的污染评估的基础上 微量金属。PLI值Cd、铬、镍、铅、锌呈现在图3介于0.086和0.097之间,DC-W和DC-Z网站,分别。由这些PLI值表示,sandflat本研究样本是清洁的,与所有网站PLI 0和1之间的值。然而,必须指出的是,今天PLI值获得土壤样本由个人贡献的Cd和锌。计算污染指数(PI)和Nemerow综合污染指数(NIPI)值的微量金属在海滩砂质的土壤样本的道格拉斯溪展示在表4。结果表明,沙滩的水生生态系统没有污染,但污染排名是预防( )。
Cd Cr 倪 Pb 锌 NIPI
的意思是 0.76 7.39 2.28 0.02 74.51
目标价值 0.8 One hundred. 35 85年 140年
本研究 0.95 0.074 0.065 0.0003 0.53 0.32 0.95 0.71
Odewande和Abimbola76年] 0.2 0.6 0.5 0.6 0.7 0.5 0.9 0.7
荷兰土壤指南(42] 。
表4
比较污染指数(pi) sandflat土壤微量金属的道格拉斯溪和其他研究。

图3
金属污染负荷指数采样地点的道格拉斯溪。
3.3。污染和生物体内积累的评价指数

MPI结果表明,计算值随采样站点和是一个单独的微量金属的总浓度的函数。MPI值最高(4.42)得到DC-W网站随后3.75 3.46 DC-X然后DC-Z网站。MPI价值最低的2.95Commelina africanal。被记录在河的下游DC-Y网站。此外,转移因子是一种由植物通过金属的流动可以评估。soil-to-plant转移因子(TF)价值观不同样本网站展示在表记录5。结果显示,在哥伦比亚特区诉和锌镍(13.26)(3.48)在土壤DC-Z转移因子最高价值,而Cd(0.17)和Cr(0.97)在土壤DC-Z DC-Y站,分别报道了在研究区域转移因子值最低。金属从土壤向植物生物利用度表示的五样站转移因子值下降的顺序: 。更高的价值转移因子意味着更多的移动的趋势和可用金属(53]。一般、镍元素表现出更高的TF在阀门上的所有采样点如图所示表与结果相比其他微量金属在调查之中。
样品标识 Cd Cr 倪 Pb 锌
哥伦比亚特区诉 0.29 1.10 13.26 2.00 3.13
DC-W 1.07 1.09 10.85 2.63 3.05
DC-X 0.30 1.33 10.57 2.61 3.09
DC-Y 0.26 0.97 4.47 2.00 3.31
DC-Z 0.17 2.27 4.63 2.67 3.48
表5
Soil-to-plant转移因素,研究了微量金属。
3.4。评估潜在的生态风险

微量金属的潜在生态风险评估sandflat调查生态系统的土壤样本计算基于(8)。结果平均每个微量金属的潜在生态风险指数呈现在图2。计算 倪Cr值(0.16),(0.17),Pb(0.006),和锌(0.78)表明风险程度较低,而Cd 值表示中度风险( )。这个结果再次强调可能污染的担忧与Cd,这可能是因为该地区的化石燃料的燃烧。有趣的是,其他研究人员报道,Cd对潜在生态风险指数的贡献的环境是非常重要的61年,65年]。微量金属的污染等级符合的意思是珀里斯单个金属压力 。然而,在计算的基础 值( ),一个低生态风险( 低风险)表示的多元素被认为是在这个研究。

3.5。主成分分析(PCA)

变量的主成分分析(PCA)提取重要的执行主成分(pc)。的结果 皮尔森PCA进行进一步探讨微量金属之间的关系并阐明其可能的来源。表6总结了因子载荷的sandflat和微量金属Commelina africanal,grouped into three principal component models. The loading plots of the PCs are presented in Figure4。PC1的特征值和PC2 sandflat土壤大于1,一般占86.63%的微量金属浓度的变化。PC1表示,59.88%的总方差呈正相关的Cd,铅、镍、Cd和Pb显示相对较高的因子载荷,而Cr表示强烈的负相关关系。另一方面,PC2解释的总方差的26.76%,显示强阳性镍和锌的相互关系。
因素组件
1 2 3
Sandflat 锌 −0.477 0.830 0.207
Pb 0.880 −0.223 0.212
Cd 0.923 −0.107 0.308
倪 0.663 0.724 0.038
Cr −0.837 −0.251 0.475
特征值 2.994 1.338 0.410
变化(%) 59.879 26.755 8.207
累积% 59.879 86.634 94.841
c .非洲"l。 锌 0.833 −0.470 0.037
Pb 0.849 0.516 −0.021
Cd −0.690 0.304 0.637
倪 −0.724 0.430 −0.500
Cr 0.791 0.600 0.083
特征值 3.042 1.124 0.664
变化(%) 60.838 22.483 13.285
累积% 60.838 83.321 96.606
高为每个主成分因子载荷以粗体突出显示。
表6
主成分分析的因子载荷sandflat土壤和微量金属浓度c .非洲"l。样本。

图4
因子载荷的主成分1和2在sandflat和微量金属浓度c .非洲"l .样品显示总方差解释为每个组件。

值得注意的是,积极的加载Cd,镍和铅PC1可能表明sandflat土壤样本的污染可能是受到人为污染源的影响。PC1和PC2派生的特征值Commelina africanal .样本表明他们是大于1,占83.32%的微量金属含量的变化。PC1最重要的主成分,由Cd,铬、镍、铅、锌,占总方差的60.84%。加载Cr很高(0.791),Pb(0.849)和锌(0.833)PC1组件和微量金属调查表明显著积极的相互关系。此外,高负荷的倪Cd(0.690)和(0.724)在第一主成分表示强烈的负相关。

3.6。潜在的健康风险评估

健康影响可能归因于noncarcinogenic微量金属在土壤/沙/灰尘可以通过口服摄入暴露评估通过比较与参考剂量在指定时间段(RfD)为每个金属在一个类似的曝光时间。这个比率称为癌风险评估目标风险系数(THQ) [66年]。RfD是毒性阈值,这是特定于每个化学污染物。然而,为了评估整体曝光潜力结合所有的金属污染物引起的慢性影响,危险指数(HI)方法被采用。嗨等于单个金属thq的算术总和(66年]。估计每天通过口服摄入(接触 )、皮肤( )和吸入吸收( ),THQ,嗨是由以下方程,分别为(66年- - - - - -68年]: 在哪里 浓度(毫克/公斤)的微量金属sandflat样本;英孚是曝光频率(365 d /年);ED是曝光时间等于6 y和18 y为1 - 6岁儿童和6和18年,52.4年分别为成人(2013年世界银行(World Bank)估计,平均寿命在尼日利亚)(69年]; 摄入率(100和50毫克/天给孩子和大人们,职责); 吸入率(70年];Bw平均体重(70年,48岁,19公斤世界中,为小孩和成人resp)。在noncarcinogens的平均曝光时间(2190 d,年龄1 - 6 y;6570 d,年龄6 - 18 y;19162.5 d,成年人);PEF是微粒排放因子(m3/公斤)= 1.36×109;SA是暴露在外的皮肤表面积(厘米2);房颤是依从性因素(公斤/厘米2天的时间);ABS是皮肤吸收的因素;和RfD口服参考剂量(毫克公斤−1一天−1)。的变量 表示 微量金属。RfDs的Cd、铬、镍、铅、锌0.001,0.003,0.02,0.0035,和0.3毫克公斤−1d−1分别为(71年]。然而,目标风险系数或危险指数≤1表明从摄入不太可能潜在的不良健康影响,虽然公司或 表明慢性副作用很可能从直接口服摄入受污染的土壤sandflats [66年]。此外,评估致癌,平均每日剂量乘以相应的斜率因子(SF)产生一个水平的癌症风险(16,72年]。然而,总致癌风险评价的总和个人跨吸入暴露途径的致癌风险 表7和8目前的计算结果为儿童和成人noncarcinogenic风险指数(男性和女性)在尼日利亚,评估考虑到接触微量金属污染sandflat土壤通过摄入、吸入和皮肤接触途径。方面的潜在风险最小、最大,平均风险指数在sandflat土壤样品中微量金属的儿童和成人男性和女性都小于1。因此,这些人不太可能面临潜在的健康风险(73年]。
Cd Cr 倪 Pb 锌
估计每日剂量(EDD荷兰国际集团(ing))
儿童(1 - 6年) 分钟。 0.0035 0.0307 0.0088 0.0001 0.3756
Max。 0.0045 0.041 0.0131 0.0002 0.3929
的意思是 0.0038 0.0373 0.0115 0.0003 0.3761
儿童(6 - 18岁) 分钟。 0.0014 0.0122 0.0035 0.00004 0.1487
Max。 0.0018 0.0162 0.0052 0.00006 0.1555
的意思是 0.0015 0.0148 0.0046 0.00005 0.1489
成年人 分钟。 0.0004 0.0043 0.0012 0.00001 0.0524
Max。 0.0006 0.0057 0.0018 0.00002 0.0548
的意思是 0.0005 0.0052 0.0016 0.00002 0.0525
目标风险系数(THQ)
儿童(1 - 6年) 分钟。 0.0035 0.0103 0.0004 0.00002 0.0012
Max。 0.0045 0.0137 0.0007 0.00004 0.0013
的意思是 0.0038 0.0124 0.0006 0.00003 0.0012
儿童(6 - 18岁) 分钟。 0.0014 0.0041 0.0002 0.00001 0.0004
Max。 0.0018 0.0054 0.0003 0.00002 0.0005
的意思是 0.0015 0.0049 0.0002 0.00001 0.0004
成年人 分钟。 0.0005 0.0014 0.00006 0.000003 0.0002
Max。 0.0006 0.0019 0.00009 6.00E−06 0.0002
的意思是 0.0005 0.0017 0.00008 4.00E−06 0.0002
危险指数(HI) 分钟。 Max。 的意思是
1 - 6年 0.015 0.02 0.018
6 - 18年 0.006 0.008 0.007
成年人 0.002 0.003 0.003
表7
Noncarcinogenic影响由于口腔摄入接触sandflat土壤微量金属。
金属 儿童(1 - 6年) 成年女性 成年男性
浓缩的。水平 浓缩的。(毫克/公斤) 吸入 皮肤接触 吸入 皮肤接触 吸入 皮肤接触
(毫克/ kg-day) 趣一样 (毫克/米3天的时间) 趣一样 (毫克/ kg-day) 趣一样 (毫克/米3天的时间) 趣一样 (毫克/ kg-day) 趣一样 (毫克/米3天的时间) 趣一样
Cd 分钟。 0.69 1.97E−10 1.97E−09年 1.12E−08年 1.57E−1 7.91E−11 7.91E−08年 5.01E−06 5.01E−1 1.09E−10 1.09E−07 4.19E−06 4.19E−1
Max。 0.90 2.55E−10 8.49E−06 1.45E−08年 2.03E−1 1.02E−10 1.02E−07 6.49E−06 6.49E−1 1.42E−10 1.42E−07 5.43E−06 5.43E−1
的意思是 0.76 2.15E−10 7.17E−06 1.23E−08年 1.72E−1 8.64E−11 8.64E−08年 5.47E−06 5.47E−1 1.20E−10 1.20E−07 4.58E−06 4.58E−1
Cr 分钟。 6.10 1.73E−09年 5.76E−07 9.85E−08年 4.93E−02 6.94E−10 2.31E−07 9.41E−06 1.57E−1 9.94E−10 3.21E−07 7.88E−06 1.31E−1
Max。 8.12 2.30E−09年 5.75E−05 1.31E−07 6.56E−02 9.24E−10 3.08E−07 1.25E−05 2.08E−1 1.28E−09年 4.28E−07 1.05E−05 1.75E−1
的意思是 7.39 2.09E−09年 6.98E−06 1.19E−07 5.97E−02 8.41E−10 2.80E−07 1.14E−05 1.90E−1 1.17E−09年 3.89E−07 9.55E−06 1.59E−1
倪 分钟。 1.75 4.96E−10 1.84E−05 9.89E−06 1.83E−03 1.99E−10 9.96E−09年 3.15E−05 5.83E−03 2.77E−10 1.38E−08年 2.64E−05 4.88E−03
Max。 2.60 7.36E−10 2.48E−08年 1.47E−05 2.72E−03 2.96E−10 1.48E−08年 4.68E−05 8.67E−03 4.11E−10 2.06E−08年 3.92E−05 7.26E−03
的意思是 2.28 6.45E−10 7.17E−06 1.29E−06 2.38E−03 2.59E−10 1.29E−08年 4.10E−05 7.60E−03 2.59E−10 1.80E−08年 3.43E−05 6.35E−03
Pb 分钟。 0.02 5.38E−12 1.54E−09年 1.84E−09年 3.51E−06 2.16E−12 6.18E−10 5.87E−09年 1.12E−05 3.60E−12 8.58E−10 4.90E−09年 9.35E−06
Max。 0.03 8.49E−12 2.43E−09年 2.91E−09年 5.54E−06 3.41E−12 9.76E−10 9.26E−09年 1.76E−05 3.00E−12 1.36E−09年 7.75E−09年 1.48E−05
的意思是 0.02 6.91E−12 1.97E−09年 2.36E−09年 4.50E−06 2.78E−12 7.93E−10 7.54E−09年 1.44E−05 4.74E−12 1.10E−09年 6.31E−09年 1.20E−05
锌 分钟。 74.43 2.10E−08年 7.02E−08年 2.40E−05 4.00E−04 8.47E−09年 2.82E−08年 7.66E−05 1.27E−03 1.18E−08年 3.92E−08年 6.41E−05 1.06E−03
Max。 77.85 2.20E−08年 1.10E−04 2.51E−05 4.19E−04 8.86E−09年 2.95E−08年 8.01E−05 1.33E−03 1.23E−08年 4.10E−08年 6.71E−05 1.12E−03
的意思是 74.51 2.11E−08年 4.40E−08年 2.41E−05 4.01E−04 8.48E−09年 2.82E−08年 7.67E−05 1.28E−03 1.18E−08年 3.93E−08年 6.42E−05 1.07E−03
累积的风险最小值 2.34E−08年 3.84E−05 9.45E−09年 1.23E−04 1.31E−08年 1.03E−04
累积的风险最大。值 2.53E−08年 4.58E−05 1.02E−08年 1.46E−04 1.42E−08年 1.22E−04
累积的风险值 2.40E−08年 4.22E−05 9.67E−09年 1.34E−04 1.34E−08年 1.13E−04
嗨分钟值 8.69E−07 2.07E−1 3.49E−07 6.65E−1 4.85E−07 5.56E−1
你好,马克斯。价值 1.94E−04 2.72E−1 4.56E−07 8.67E−1 6.33E−07 7.25E−1
嗨平均值 2.14E−05 2.34E−1 4.09E−07 7.46E−1 5.68E−07 6.24E−1
表8
Noncarcinogenic风险指数为儿童和成年人吸入和皮肤接触途径。

如表所示8、Cd、铬和镍可能构成相对重要noncarcinogenic健康风险选择的人口相比,铅和锌。例如,考虑的总风险商(thq)吸入sandflat土壤在儿童,Cd,铬、镍占33.55%,32.67%,和33.56%的风险指数计算,分别,而铅和锌的贡献相对微不足道的0.22%。潜在风险的结果显示,儿童通过皮肤接触Cd和Cr含量占73.31%和25.49%,分别对总风险指数值,镍,铅,锌代表约1.19%。先前的研究在健康风险评估土壤微量金属表示,Cd,铬,镍暴露可能会带来相对较高noncarcinogenic影响儿童和成人由于其低RfD值或增强土壤中的浓度(16]。同样,在成年女性,thq的Cd和Cr代表总数的73.31%和25.49%风险指数( 由于吸入暴露)值,而这两种微量金属的约占98.81% 风险价值与皮肤接触。Cd和Cr的总风险商表示相对较高比例的89.72%和98.81%的整体贡献 对于成年男性接触sandflat土壤通过吸入和皮肤接触途径,分别。然而,thq的微量金属的孩子,成年男性和成年女性降低的顺序 由于皮肤接触接触,而风险排名后吸入途径降低的顺序 和 世界中,为小孩和成人(男性和女性)。一般来说,noncarcinogenic效应可能可能出现的概率不同根据三组被认为是在这个研究。排名后减少订单>成年男性>儿童成年女性,表明孩子们noncarcinogenic风险最脆弱的群体。相对风险系数和风险指数表明,sandflats可能对儿童构成健康风险。类似的结论由Olawoyin et al。11在尼日尔三角洲的脆弱性的孩子已经被报道。

在这项研究中,与口服摄入和皮肤接触相关的致癌风险暴露并不被认为是由于不可用相应的致癌性边坡因素Cd,铬、镍、铅和锌。然而,致癌风险Cd、Cr和倪估计只有通过吸入通路,而铅和锌并不被认为是由于缺乏单位风险值(74年]。结果平均致癌风险值是8.98×10−8,5.01×10−8和3.61×10−8为儿童、成年男性和成年女性,分别。致癌风险的25%百分位儿童,成年男性和成年女性为7.42×10−8,4.14×10−8和2.98×10−8分别,而75%百分位的癌症风险值为儿童,成年男性和成年女性估计为9.88×10−8,5.52×10−8和3.97×10−8,分别。根据胡锦涛et al。75年),估计致癌风险值小于1.0×10−8不能被视为能力构成不利健康的影响,和风险高于1.0×10−4被认为是不可接受的。在这项研究中,计算出的致癌风险低于1.0×10−6,sandflat土壤不认为健康构成重大影响三组。然而,在目前的研究中获得的致癌性排名下降后订单>成年男性>儿童成年女性。

4所示。结论

本研究证实了发生和变化的水平致癌sandflat土壤和微量金属c .非洲"l .尼日尔三角洲的沿海生态系统一个重要的尼日利亚。结果提供了定性信息的污染状况Cd,铬、铅、镍、锌污染指数和生态和健康风险的方法。基于使用的污染指标,微量金属被认为构成低到中等程度的污染。可用的评估表明,人为活动,如石化业务,燃料燃烧和工业废物倾倒很可能金属负担的来源c .非洲"l和sandflat土壤。本研究的结果证实了Cd的主导作用的潜在毒性和潜在的生态风险。Noncarcinogenic和致癌健康风险评估的土壤微量金属可能对儿童和成人没有不利影响。然而,儿童长期健康风险,是最脆弱人群,提高很多的关注。因此,应实施严格的措施来限制孩子微量金属暴露风险。此外,频繁的监测研究,相关政府机构,独立的研究人员和健康安全与环境部门运营的跨国石油公司在尼日尔三角洲地区推荐。同时,安全处理的生活污水和工业废水应该练习,尽可能回收减少金属引入沿海水生态系统的水平。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

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