评估一些路边土壤的重金属污染和生物利用度Alexandria-Marsa Matruh公路、埃及

文摘

评估路边土壤铅污染,Cd,和锌、34个土壤样本采集以及Alexandria-Marsa Matruh公路、埃及,利用原子吸收分析。这些金属的污染是通过应用geoaccumulation指数进行计算,污染因子(CF)、污染负荷指数(PLI)、单一生态风险指数和潜在生态风险指数(美人)。Pb的平均浓度、Cd和锌分别为38.2、2.3和43.4μ分别g / g。表明土壤铅污染和Cd与锌。表明,路边土壤从铅和锌低风险和有相当大的高风险的Cd。大部分的样品(62%)存在低仙女与金属有关的风险暴露和其余的样品(38%)是温和的仙女。可利用分数(EDTA-Extract)对Pb和Cd的内容是37.5%和72.5,分别。这些结果表明车辆和农业活动的显著影响土壤中铅和Cd的内容。

1。介绍

土壤的水槽是有毒重金属来自自然和广泛的人为来源(1,2]。它可能污染重金属的积累通过排放的工业活动,土地的肥料、农药、污水灌溉、石化产品的泄漏,大气沉积(3,4]。车辆排放已发现构成土壤污染的主要来源之一5,6]。所以,路边土壤通常含有高浓度的重金属污染。这些金属从燃料燃烧释放,轮胎的磨损,油泄漏和腐蚀的汽车金属零件(7]。汽车尾气被认为是第一行的重金属污染物来源(8]。西蒙et al。9)指出,交通排放的作用在维也纳的污染土壤铜、铅和锌。与重金属土壤污染程度的增加可能会被转换和运送到工厂10)和从植物他们传递给动物和人类10]。铅、镉、锌和镍是最金属污染物从拥挤的交通燃料抗爆剂(由于他们的存在10,11]。

升高总金属含量在土壤中无法预测的生物利用度和毒性金属(12,13]。金属可用性植物可以通过使用选择性提取和化学物种形成14]。重金属的容易溶性分数通常被认为是phytoavailable。土壤的重金属phytoavailability估计和风险评估变得更加重要,因为总金属浓度可能不是最好的预测phytoavailability [15]。单一提取是应用最广泛的方法,评估phytoavailability土壤的重金属。在单一的提取方法、中性的盐稀酸、螯合剂被认为是更可靠的预测金属的工厂可用性(16,17]。

目前的工作目标是(1)评估路边土壤污染程度的Cd,铅,锌使用(a) geoaccumulation指数,(b)污染因子(CF), (c)污染负荷指数(PLI)、和(d)的潜在生态风险指数(妖精)和(2)评估土壤中可利用的Cd和Pb。本研究支持了假设交通排放和农业活动可能是一个与重金属土壤污染的主要来源。

2。材料和方法

2.1。研究区域

研究了高速公路为界,经度27°19′00′′和28°59 40′′′E和纬度30°49′00′′和31°17′40′′N(图1)。这被认为是一个重要国家和国际道路连接开罗和埃及与利比亚城市和沿海。研究区域的气候是不稳定的,其特征是一个下着雨的冬天,一些风暴在春季,秋季期间偶尔突然的暴雨。但今年夏季的特征是稳定温暖干燥气候条件(21]。地质,面积是由沉积岩属于第四纪和三级。第三存款由Marmarica灰岩的形成。第四纪沉积物主要由灰岩相其他令人不安的三级存款。更新世沉积物由鲕状灰岩,而全新世沉积物组成的是泥泞的沙子,淤泥和粘土丰富的碳酸盐颗粒(21,22]。该地区有一个沉重的植物开始在沿海地区和延伸到岩石高原。在这个领域有两种植物;第一种是方舟种植橄榄、无花果、棕榈树,根据降雨和井和小麦是随机分布的。第二种是公园沿海植物和草药。

2.2。采样和分析

清廉厘米深处的土壤样本收集使用手驱动的不锈钢螺旋输送器。34样品(图1)收集在两个距离为1,从路边30米。这些位置的地理坐标测定使用Garmin全球定位系统(GPS)。土壤样本风干,地面,经过2毫米筛。1:1土壤pH值测量土壤含水率。碳酸钙(CaCO₃)根据美国农业部估计通过滴定的方法23]。有机质(OM)决心根据修改Walkley和黑色的方法(23]。土壤样本干在110°C 3小时,然后通过63 -孔筛,并均质进行分析。测定总金属的浓度,1 g的粉土样与王水(HNO消化₃:HCl = 1: 3)。可用重金属含量测定,5 g的土壤25毫升0.05 Na₂edta, pH值7.0,动摇了1小时(24]。亚当平衡模型PW 124 (±0.0001 g)是用于质量测量。Cd的浓度、铅和锌测定使用原子吸收光谱(珀金埃尔默400)。所有测量都是在三个复制完成。

2.3。污染评估

评估水平的路边土壤污染与Cd,铅、锌,geoaccumulation的指数、污染因子、污染负荷指数(PLI)、和潜在生态风险指数(妖精)确定。

geoaccumulation指数计算使用以下方程(25]: 在哪里的浓度测量是研究金属在土壤样品和金属是一样的地球化学背景值。背景参考本研究是基于世界上土壤平均的金属丰度;Cd = 0.5,和锌铅= 22日= 63μg / g (26]。常数1.5用于可能的变化的背景数据由于结石的效果。穆勒(18)杰出的七类(表1)。

评估多个元素污染造成的生态风险,仙女测定使用Hakanson [19公式如下: 在哪里是一个生态风险指数,是toxic-response因素对于一个给定的金属(如Cd = 30, Pb = 5,和锌= 1)(18),而是同样的金属污染因素。每个索引的类表1。

此外,每个网站评估的程度的金属污染通过应用污染负荷指数(PLI)引入了汤姆林森et al。20.),如下: 在哪里是金属的数量研究。PLI给简单的比较评估网站质量的方法。照明灯具的秩值如表所示1。

3所示。结果与讨论

3.1。pH值,CaCO₃路边、有机物和重金属含量的土壤

土壤性质和浓度的Cd、铅和锌的分析研究区域展示在表2。pH值范围从7.3到8.7,50%的样本pH值在7.7和8.4之间。在本质上是微碱性碱性,沿着选定的路没有显著变化。高土壤pH值进而提高金属保留在土壤27]。的CaCO₃内容是在一个广泛的范围从25到90.5 CaCO 50%的样品₃% 46和79.5%之间。高CaCO₃%来自该地区的第四纪沉积物特征的灰岩相(22]。有机质(OM %)内容的土壤很低,不到2.07%,75%的样本,OM不到1%。靠近公路边的土壤含有高百分比的OM票价相比土壤;这可能是燃料燃烧的沉积的结果,轮胎的磨损,在土壤和渗漏油。

总含铅量从29.15到50.6不等μg / g(表2)及其在土壤水平下降的距离。路附近的高浓度表明车辆排气的作用使用烷基铅化合物作为汽油抗爆添加剂(28]。不幸的是,这些土壤含有铅水平高于世界平均浓度土壤(22μg / g) (26),也高于El-Tabbin工业区土壤的33.3μg / g (29日]。申迪(et al。30.)发现,法尤姆省的路边土壤铅浓度范围从22.94到38.65μg / g。土壤铅/锌比大于团结(表1)车辆排气的作用在土壤污染Pb (31日),而比小于团结意味着当地条件的作用[32]。铅对人类健康会有很大的坏处。对于孩子来说,这可能导致智力商数,减少过度活跃,和听力损失和成年人血压升高和肝脏,肾脏和生殖损伤(33]。

观察到的Cd从1.25到3.15不等μg / g,高于全球平均水平0.53 Cd的内容μg / g (26]。看来,在土壤来源的Cd车辆排气沉积和P-fertilizers在研究区,而埃及磷酸盐的存款,用于超级磷酸盐肥料,含有20μg / g Cd [34]。农业活动的角色出现在Cd收集从30米距离的增加,农业农场土地。考虑了样本中没有任何行业网站,Cd的水平可能是由于润滑油,轮胎的穿着,Cd在汽车轮胎被发现在20至90之间μg / g (35]。镉是有毒元素对人类,因为它很容易从土壤到食品植物通过根吸收,而且相当大量可以积聚在组织没有显示压力(36]。慢性镉暴露会影响神经系统、肝脏、心血管系统和导致肾衰竭和死亡在哺乳动物和人类37]。数据从这个工作低镉比法尤姆省的路边土壤(30.]。更高浓度的铅和Cd的研究样本比记录下Ahdy和哈立德38在埃及地中海沿岸的沉积物(Cd 0.721和27.85 Pb)表示两种金属的人为来源。

锌的检测水平介于23.2和67.05之间μg / g(表1)。意味着全球土壤锌64计算μg / g (26]。路边土壤中锌、靠近公路,表现出高浓度的采样点进行了研究。这一地区的交通状况的研究可能会被视为在路边的土壤锌的来源。汽车零件的磨损和腐蚀(刹车、轮胎、散热器、身体和发动机部件)也可能是其中的一个潜在来源锌在这一领域的研究。锌是轮胎硫化过程中用作氧化锌(39)和机油的抗氧化剂。由于轮胎磨损和/或泄漏机油和废气的排放,锌沉积在路边土壤(40]。锌的浓度低于本研究中发现的路边土壤索哈杰省报道Ibrahim和俄梅珥41]。

3.2。评估的污染

单的计算值和集成(仙女、PLI)污染指数进行了总结在表2。的值Pb(表3,图2)表明,土壤样品uncontaminated-moderately污染除了样品26日和31日被认为是未被污染的铅。的结果表明Cd的人为输入土壤的样品落在中度污染类。17只样品11日,28日,31日,33被认为是污染的uncontaminated-moderately Cd。显示,几乎所有的样本都是未被污染的锌。

锌的CF值很低(< 1),但这是> 1 Pb和Cd(图3)。发现85%的样品有很大的CF Cd和其他温和的CF,虽然所有的样品温和CF Pb。所有样品PLI值> 1起诉外部离散源的作用,车辆废气、土壤污染和农业活动。这些结果表明可能的环境污染尤其是危害Pb和Cd。

计算表明,铅和锌低风险进入当地生态系统(表3;图4),而Cd报道最高范围从70.8到178.3(相当高的风险)。整体观察到金属的潜在生态风险在62%的研究土壤构成低风险与仙女< 150当地的生态系统。其余的样品(38%)有中度仙女。生态风险主要来源于土壤污染与Cd。

3.3。生物利用度的金属

金属生物利用度的关键因素(对污染场地的风险评估程序42]。金属毒性植物和食物链转移到金属生物利用度相关。在目前的研究中,Pb和Cd所以的生物内容他们估计。路边的可利用含铅量估计土壤(表4;图5)从13.48到45.58不等μg / g。Pb中观察到研究区域的平均可利用的组件是Pb的总浓度的71.6%。观察到的铅水平研究区域和其高移动组件可以归因于汽车尾气排放。拉施德et al。43记录范围1.4 - -2.5μ平均为1.9 g / gμg / g可用Pb在尼罗河三角洲的土壤。0.46 - -1.03的范围内μg / g可用铅被发现对某些土壤Assiut [44),而铅在土壤表面路边的可用分数法尤姆省的从1.59到8.05不等μg / g (30.]。

镉可用分数变化在0.5和1.48之间μ平均为0.82 g / gμg / g(表4和图5)。Cd的估计平均可利用分数在研究区总浓度的38.7%的Cd。镉在土壤中可能发现的形式,从少或中等高度可溶。这些信息表明,镉在土壤将表现出广泛的生物利用度45]。在研究区域观察到高浓度可能是由于人为的废水从农业活动,溢出的润滑油,汽车轮胎的磨损,重型车辆排放,提高油库石油,并从汽油燃烧粒子。重金属人为来源往往是比成土的移动或结石的46]。污染土壤、沉积物和水与Cd导致公司进入食物链,导致各种各样的负面影响在动物和人类,因为它是一个累积污染物(47,48]。Cd的DTPA-extractable值介于0.1和0.85之间μg / g在路边土壤法尤姆省的(30.),而阿里(490.025)记录μg / g可用(二乙三胺五醋酸)Cd索哈杰省在泛滥平原的土壤。

4所示。结论

这项研究提供了有价值的结果对Pb, Cd,和锌含量Alexandria-Marsa Matruh公路路边土壤。这些土壤中含有大量的铅和Cd浓度与世界范围内的土壤相比,而锌浓度低于全球平均水平。从研究样本的结果、CF和表明土壤污染物主要金属Cd。普兰和仙女的计算指出,土壤的污染和低到中度的仙女。铅(Pb)观察到生物利用率更高分数比Cd。看来,高速公路对铅和锌的土壤污染,而农业活动导致土壤污染与Cd。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

引用

1. p·安德森,c·m·戴维森,d .小约翰a . m .保证l . m .花园和j·马歇尔,“比较分析工业技术的土壤由原子光谱法,“国际环境分析化学杂志》上,卷71,不。1,19-40,1998页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. 任l . Cai z, m . et al .,“源识别8农业土壤中有害重金属的惠州,广东,中国,“生态毒理学和环境安全卷。78年,2 - 8,2012页。视图:谷歌学术搜索
3. 汗,问:曹,y . m .郑黄y z和y . g .朱“健康风险的重金属污染土壤和农作物灌溉废水在北京,中国,“环境污染,卷152,不。3、686 - 692年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. M.-K。张,Z.-Y。Liu和h .王”,使用单一的提取方法来预测水稻重金属污染土壤的生物利用度,”通信在土壤科学和植物分析第41卷。。7,820 - 831年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. k·f·阿克巴w·h·黑尔,a·d·赫德利和m·阿萨,”英格兰北部的路边土壤的重金属污染,”土壤和水的研究,1卷,不。4、158 - 163年,2006页。视图:谷歌学术搜索
6. d . o . Olukanni和s . a . Adebiyi”评估车辆的路边污染土壤在Ota的大都市,Ogun州,尼日利亚,”国际土木与环境工程杂志》上,12卷,不。4,40-46,2012页。视图:谷歌学术搜索
7. l·m·j·多兰h . Van Bohemen p·惠兰et al .,”对现代公路的可持续发展的生态系统,”对环境的生态交通:管理流动性j·达文波特和j·l·达文波特,Eds。十卷环境污染施普林格,页275 - 331年,阿姆斯特丹,荷兰,2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. a . Poszyler-Adamska和a . Czerniak路边交错带区域的生物和化学指示”,环境工程和景观管理杂志》上,15卷,不。2、113 - 118年,2007页。视图:谷歌学术搜索
9. e·西蒙,维迪奇,m·布劳恩费边,和b . Tothmeresz“微量元素含量在土壤城市化梯度在维也纳,奥地利,”环境科学与污染研究,20卷,不。2、917 - 924年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. m . o . Atayese ai Eigbadon, k . a . Oluwa和j . k . Adesodun“重金属污染苋属植物生长的主要高速公路在拉各斯,尼日利亚,”非洲农作物科学杂志,16卷,不。4、225 - 235年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. 铃木k . t .城市路边的小野和y。杜鹃pulchrum叶子的适合作为重金属污染日本冈山的在交通领域,日本。”环境监测和评估,卷149,不。1 - 4、133 - 141年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. b·克洛泽诉鲁班,c和p . Conil,勾勒出“起源和迁移的重金属污染沉积物的保留和渗透池,“应用地球化学,21卷,不。10日,1781 - 1798年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. f . Pagnanelli大肠Moscardini、诉朱利亚诺和l·托罗”顺序提取河流沉积物重金属的一个废弃的矿区黄铁矿:污染检测和亲和力系列中,“环境污染,卷132,不。2、189 - 201年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. 美国Forstner”金属speciation-general概念和应用程序”国际环境分析化学杂志》上,51卷,不。1 - 4,5-23,1993页。视图:谷歌学术搜索
15. a . Kabata-Pendias“植物转移跟踪基础环境问题,”Geoderma,卷122,不。2 - 4、143 - 149年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. y, z Hseu f .简介,“评价重金属phytoavailability白菜(芸苔属植物对l .)在农村土壤。”科学世界日报文章ID 309396卷,2014年,10页,2014。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. m·t·a·Chowdhury l .奈塞·m·a·Kashem和s . m . Imamul Huq,“评估phytoavailability的Cd,铅和锌使用各种萃取过程,”儿科专家,8卷,第95 - 80页,2010年。视图:谷歌学术搜索
18. g·穆勒,“死schwermetallbelastung der sedimenten des内卡河和围网渔船nebenflusse,”Chemiker-Zeitung》第六卷,第164 - 157页,1981年。视图:谷歌学术搜索
19. l . Hakanson“水生生态风险指数污染控制,沉积学的方法,”水的研究,14卷,第1001 - 975页,1980年。视图:谷歌学术搜索
20. d·l·汤姆林森j·g·威尔逊,c·r·哈里斯和d·w·杰弗里,“问题评估河口重金属的含量和污染指数的形成,“Helgolander Meeresuntersuchungen,33卷,不。1 - 4、566 - 575年,1980页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. m . Yousif e . El Abd和a·巴拉卡”评估一些流域水资源的西北海岸,埃及,”应用水科学,3卷,第452 - 439页,2013年。视图:谷歌学术搜索
22. e·易卜拉欣,”地电电阻率调查现场调查Matruh东部地区,西北沙漠,埃及,”世界应用科学杂志,21卷,不。7,1008 - 1016年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. 美国农业部,“土壤调查实验室方法手册”,土壤调查的调查报告42岁V.3,农业部,华盛顿,美国,1996年。视图:谷歌学术搜索
24. p . Quevauviller g . Rauret r·卢比奥et al .,“认证参考资料质量控制的EDTA -醋酸acid-extractable污水污泥修正土壤中微量元素的内容(有483年和484年),“费森尤斯公司的分析化学杂志》上,卷357,不。6,611 - 618年,1997页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. g·穆勒,“geoaccumulation指数在莱茵河的沉积物,”地理杂志,卷2,不。3、108 - 118年,1969页。视图:谷歌学术搜索
26. a . Kabata-Pendias和h . Pendias微量元素在土壤和植物美国佛罗里达州,CRC出版社,波卡拉顿,2001。
27. b . Kocher、g . Wessolek和h . Stoffregen”在路边土壤水和重金属运输土壤圈,15卷,不。6,746 - 753年,2005页。视图:谷歌学术搜索
28. l . Gratani s·塔,m . f . Crescente”的积累导致农业土壤和植被沿着高速公路,”光化层,24卷,不。7,941 - 949年,1992页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
29. a . a . Melegy诉Cvečkova k . Krčmova和s . Rapant”环境风险评估的一些潜在的有毒元素El-Tabbin地区(埃及开罗)”环境地球科学,卷61,不。2、429 - 439年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
30. m . m .申迪(e·a·卡特和m . h . Abdel Motaleb“GIS评价车辆法尤姆省的污染土壤的影响,埃及,”第三Egyptian-Syrian研讨会论文集在中东地区农业和粮食,3卷,页- Minia大学出版社,2006年。视图:谷歌学术搜索
31. 问:m . Jaradat和k . a . Momani路边污染土壤、植物和空气与重金属在约旦,比较研究,“土耳其化学杂志,23卷,不。2、209 - 220年,1999页。视图:谷歌学术搜索
32. c·n·休伊特和g .比比糖果”,土壤和街道灰尘重金属浓度和昆卡,厄瓜多尔,”环境污染,卷63,不。2、129 - 136年,1990页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
33. 中情局Okorie先生,确定潜在的有毒元素(pt)和评估环境健康风险从环境矩阵[博士。论文)诺森布里亚大学应用科学学院,2010。
34. a . El Kammar比较矿物学和地球化学研究一些埃及尼罗河谷的磷灰石,Qusier区域和哈尔加绿洲绿洲,埃及[博士。论文)开罗大学,1974。
35. z . r .南x Wenqung, c . y .赵”的空间分布选择1986.12.23城市的城市土壤微量金属,甘肃省,中国西北”IEEE国际地球科学和遥感学报》研讨会(雪茄烟06年)科罗拉多州丹佛,页3397 - 3400,美国,2006年8月。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
36. m·a·奥利弗“土壤和人类健康,复习一下,”欧洲的土壤科学》杂志上,48卷,不。4、573 - 592年,1997页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
37. l . Semerjian“平衡和动力学吸附镉的使用未经处理的水解决方案松果体halepensis锯末。”《有害物质,卷173,不。1 - 3、236 - 242年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
38. h·h·h·Ahdy和a·哈立德”沉积物中重金属污染埃及地中海西部的“澳大利亚基础和应用科学杂志》上,3卷,不。4、3330 - 3336年,2009页。视图:谷歌学术搜索
39. k .足立和y Tainosho表征重金属粒子嵌入在轮胎灰尘,”国际环境,30卷,不。8,1009 - 1017年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
40. t·b·Councell k Duckenfield, e·r·兰达和e·卡兰德”轮胎磨损粒子作为锌源环境,”环境科学与技术,38卷,不。15日,第4214 - 4206页,2004年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
41. m·易卜拉欣和a .俄梅珥”重金属污染土壤的主要道路两侧及其环境影响,索哈杰省,埃及,”第二届国际会议在阿拉伯世界发展和环境Assiut,页101 - 120年,埃及,2004年3月。视图:谷歌学术搜索
42. g . Siebielec t Stuczyński, r . Korzeniowska-Pucułek”金属长期Tarnowskie血淋淋的土壤污染,生物利用度”波兰环境研究杂志》上,15卷,不。1,第129 - 121页,2006。视图:谷歌学术搜索
43. f·拉施德,a·o·阿卜杜勒•纳比m . e . Hensely和m . a•“背景尼罗河三角洲土壤的重金属含量,”埃及的土壤科学》杂志上,35卷,第252 - 239页,1995年。视图:谷歌学术搜索
44. h·h·Gomah评估和评价的某些重金属在土壤和植物Assiut省[博士。论文)Assiut Assiut大学农业学院,埃及,2001年。
45. 国家环境政策研究所(NEPI),评估土壤中金属的生物利用度,用于人类健康风险评估国家环境政策研究所(NEPI),华盛顿特区,2000年美国。
46. a . Karczewska”金属物种分布在顶部和底部的地下面积受到铜冶炼厂排放的影响,“应用地球化学,11卷,不。1 - 2,35-42,1996页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
47. m·p·Waalkes“镉致癌的审查,”无机生物化学杂志》上,卷79,不。1 - 4、241 - 244年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
48. 国际癌症研究机构(IARC)无机和有机铅化合物2006年,87年专著,补充7日。
49. m·h·m·阿里地表的尼罗河盆地沉积物的地球化学特征及其环境相关性,索哈杰省地区,埃及(硕士论文)索哈杰省大学理学院,2005年。

版权

版权©2015艾哈迈德·a·Elnazer et al。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。