评估微量金属浓度的树叫作为大气污染的指标在伊巴丹城西南,尼日利亚

文摘

树皮物种被随机收集从65年网站有不同的人为活动,如工业、高流量商业、住宅高和住宅低交通量的伊巴丹城,尼日利亚。水平的Cd,铜、铅、锌、Co和Cr dry-ashed树皮样品原子吸收光谱法测定。的平均金属浓度(毫克公斤⁻¹)在Pb工业区样本被发现:Cd:锌:铜:有限公司:,Cr:。意思是微量金属浓度的趋势在高交通商业区域遵循秩序:锌>铅>铜> Cr >有限公司> Cd。住宅高流量和低流量区显示相同的趋势Cd <有限公司< Cr < Pb <铜<锌。相对强劲的重金属之间的正相关关系,如锌和铜()有限公司和铜(),观察。这项研究的结果表明,树皮样品可能适合作为作为一种对铜、铅、锌、铬、Co和Cd。此外,种间变异植物中重金属浓度叫推荐。

1。介绍

空气污染是不被视为一个主要的问题在大多数国家,直到1960年代末和1970年代初;全球变冷的预测,引起了社会公众的想象力在城市和发达地区1]。在2014年,世卫组织发布了一份报告在空气污染,的煽动者大约有700万人死于2012年。这些空气污染物被排放到生态系统稳定的来源,如发电厂和其他行业,和流动的来源,如驱动车辆,飞机和船只2,3]。这些气体的释放挥发性有机和无机污染物微粒的形式与尺寸问题< 10×10⁻⁶米(4]带来稳定的空气质量恶化,导致众多疾病甚至死亡的情况下,臭氧层损耗,硫磺,光化学烟雾,酸雨,全球变暖,温室效应,和生理问题(3,5]。自然的组件(无机污染物)的环境是重金属,由于产业的扩散,高移民率,提高城市化(6,7]。因此,他们添加了大量的生态系统,导致地球大气层恶化,因为它构成了地球的生命支持(8,9]。根据Hashmi et al。10)发现了重金属在生化发挥必要作用,生物、化学、分解、代谢和酶促反应在活细胞11),但当出现在多余的数量,他们影响植物和动物导致各种各样的疾病,由于大量的环境和生物样品的粗短的水平(12,13]。

生物材料用于确定大气中的微量金属浓度(14- - - - - -16]。生物第器的使用,因为它很容易收集和便宜,浓度高于空气和雨水用于测量大气中微量金属浓度(17,18]。适合作为不同的实体使用包括维管植物,木本植物,苔藓、地衣(19,20.]。利用植物生物监测评估空气质量调查;一个替代方法是描述梯度的小规模的空气污染生物监测的使用(21,22]。在圣路易斯波多西,墨西哥工业最发达的城市之一,Beramendi-Orosco et al。23)之间的相关性研究锌、铅、铜的年轮序列Prosopis juliflora本地树种,干旱的环境。结果表明,冶炼厂的排放是通过高烟囱分散到更远的距离,从而确认Prosopis juliflora作为一名优秀的生物学指标,从而提供年代学信息和重金属污染的来源在城市和工业地区。土耳其红松树(松果体brutia),一个广泛的常青树,调查了Baslar et al。14在土耳其的地中海和爱琴海地区。叫人检查锌和锰的生物第器积累研究区。许多研究把重点放在了不同的树皮物种生物第器的使用。然而,在一些研究中只松树物种进行调查,以决定是否松物种可以用作生物第器测定重金属。这样的研究结果表明,叫松树的空气污染物的良好吸附剂,包括人为的重金属。不同作者报道松树的大气污染物在生物体内的物种,由于其广泛的与常绿针随意扭曲(通常3 - 5英寸19,22),包括土耳其赤松(松果体brutia十。)[14]。这项研究涉及到季节性研究在伊巴丹,目的是确定使用树叫重金属指标的水平大气痕量金属污染。金属调查是铅、锌、Cd、铜、Co和Cr基于他们对环境问题的关注。

2。材料和方法

2.1。研究区域

伊巴丹,位于尼日利亚西南部,是一个古老的城市分类,城市扩张和现代化24];它属于地下复杂地质背景的尼日利亚南部位于纬度之间7°15′N-7 3°45°30′和经度60′′4°E具有两个季节性气候(干态和湿态)和适度的温度在一个特定的季节。在伊巴丹已经增加了工业化和城市化,导致逐步增加重金属的排放到大气中(24]。树树皮支持具有不同形态的样本收集的65个地点在伊巴丹城(图1)涉及七个不同物种,即榄仁树属catappa,Azadirachta indica, Gmelina arborea Mangifera籼稻,Gliricidia海螵蛸,Prosopis juliflora,九里物种。决定抽样区域是交通密度仔细调查之后,伊巴丹的工业分布模式覆盖了整个城市。指定的采样点的数量和样本收集包括工业区(),高流量商业区域()、住宅高流量区()和住宅低流量区()。大学植物园()在未被污染的辅助参考点(控制)是遥远的从交通流。靠近高速公路的树(约5米),对相同的年龄,选择和叫谨慎分离用干净的不锈钢刀的高度约为1.8高于地面-2.0米(25,26]。样本中收集的重复和此后混合获得整个样本。

2.2。实验

样本干在烤箱的温度60°C恒重3 - 4小时。干样本粉与实验室轧机统一大小,彻底清洗,干后磨绕过交叉污染。样本保存在干净的塑料袋,直到时间分析。大约2 g的粉末样品称重准确precleaned, Vitreosil坩埚编号。然后他们被运送到马弗炉和preashed在炉为大约15分钟150°C到烟雾消失了,烧成灰烬的温度约450 - 500°C (27]。然后冷却烧成灰烬样本液化HNO 10毫升的10%₃解决方案和转让precleaned,将离心管。坩埚再次冲洗与部分酸溶液的总体积20毫升和涡适当的混合。样本离心机使用HERMLE-Z323模型30分钟在3000 rpm。上层清液被套利交易到100毫升校准容量的玻璃瓶,由马克与酸溶液,和评估金属浓度与巴克科学模型210年虚地磁极拥有空气乙炔火焰原子吸收分光光度计(运作符合仪器的指南)和校准用混合校准标准解决方案准备授权(14,28]。空白的解决方案准备没有样品使用相同的程序。

回收率是用于验证本研究中使用的酸消化过程的强化部分之前分析样品,6个样品包括高背景和低背景。这些样品是烘干的105°C,均质,通过提取和分析步骤29日]。方法测定的准确性和验证分析飙升样品使用相同的试剂、仪器和方法用于样品。复苏的Cr,百分比%;锌、%;铅、%;铜、%;有限公司,%;和光盘,%。的最终浓度金属以嗜的树皮样品年代的技术可能会相应的百分比作为真实值,%复苏是可以接受的,所有的金属浓度处于复苏范围值(29日- - - - - -31日]。用于计算%恢复格式如下:百分比复苏恢复(%)=。

是样品的浓度急剧上升,未加酒精的浓度样本,是飙升。

3所示。结果和讨论

可推断出的重金属浓度的七种树叫抽样从四个区(工业、高交通商业和住宅高和低流量区)除了控制样品(伊巴丹大学植物园)在伊巴丹展示在表1。各种重金属积累在不同植物部分依赖于大量的金属出现在生态系统,和金属积累水平在不同物种之间的植物(9,32]。一般来说,这一趋势中发现的金属浓度控制区域也观察到在工业区,住宅高流量区,和住宅低流量区锌>铅>铜> Cr >有限公司> Cd。然而,锌显示最高的金属浓度的平均大小毫克公斤⁻¹在所有区域(数据2(一个)- - - - - -2 (f))。总体平均浓度(毫克公斤⁻¹在树皮、干重)的金属从这项研究获得的样本被发现铅、;Cd,;锌、;铜、;有限公司,;和Cr,变化从0.75到29.74,< 0.01至0.26,3.70,166.13,1.81,39.12,0.23,2.35,和< 0.01到8.34毫克公斤吗⁻¹分别为(表2)。丰富的金属浓度如下顺序:锌>铜>铅> Cr >有限公司> Cd。结果表明存在锌、铜、和铅在高浓度样品取自工业、商业与住宅高流量高流量区域相对于住宅低流量和控制领域。重金属浓度的调查研究中与金属相比水平报道Mleczek et al。33)显示,在这项研究中获得的浓度对金属如铅、锌、铜、和Cr, Co的浓度和Cd低于在另一项研究报告;这可能是由于这些金属的添加微量在尼日利亚汽油作为一种提高汽油的辛烷值(34,35]。

金属浓度的结果显示明显差异的样本得到的工业区,宝洁(Procter & Gamble)有限公司(INZ相反₅);高流量的商业区域,硫磺岛(HTZ₁₃);住宅高流量区,可口可乐迷你仓库(RHZ相反₁);和住宅低流量区,Adeyi大道,老Bodija (RLZ₃);这通常具有最高价值的金属的水平。锌浓度相差很大在所有区域的住宅低流量区拥有最低水平16.41毫克公斤⁻¹和高度贩卖商业地带拥有最高水平的平均值45.97毫克公斤⁻¹。最高浓度的锌(166.16毫克公斤⁻¹)是观察到的样本收集在硫磺岛路(Alakia轴)(HTZ交叉路口₁₄高流量的商业区内。结果表明,在锌浓度有显著差异之间的区域。然而,观察无显著差异的锌浓度高流量商业区域相比工业区。这个标志意味着排放和汽车轮胎磨损指针作为环境锌污染的来源。此外,锌可以添加在工业环境的活动,比如引擎磨损,垃圾燃烧,废气排放,从工业区污水污泥肥料的使用。锌可以促进人体的生长和发育,但其过度可能是一个金属中毒的迹象和增长阻抗(36]。

样品中的铅的浓度从高流量获得商业、住宅高流量和住宅低流量区不同的平均浓度为9.62,6.70和5.96毫克公斤⁻¹,分别。然而,可能的摇篮金属污染物在环境中环境污染研究的一个重要部分。铅的主要来源(Pb)是20世纪的含铅汽油的使用(37- - - - - -40),这不可避免地带来了铅污染物的生态系统。尼日利亚汽油的含铅量[0.6 - -0.8 g L⁻¹)跻身世界最高的内容(41]。浓度的铅在其他研究显示值高于报道,这一研究获得的报告除了铅浓度(29日,33,42,43]。人类暴露于铅带来的生殖功能障碍展品biochemical-morphological特性包括精子质量下降、杂乱无章的上皮细胞和精子形态学改变44]。方差分析显示无显著区别铜在所有区域的水平。铜作为一种重要的微量元素是必不可少的骨骼生长和形成,神经系统和神经系统髓鞘(45]。高水平(39.12毫克公斤⁻¹)铜浓度的样品采样Aworawo Ojoo路上(HTZ₉),高流量的商业区域,可以从各种人类活动的结果。住宅近距离观察的结果铜水平高、低流量区提出了一些共同的来源。水平上升可能会导致肝硬化,风湿性关节炎,营养不良,不规则的头发生长和脱色,皮毛,增长障碍和繁殖性能,失败的心,和胃肠道系统的干扰44]。

意思是钴的浓度区域被发现遵循这一趋势:高流量商业住宅高流量> >工业> >住宅低流量(数字控制2(一个)- - - - - -2 (f)),范围。没有观察到显著差异钴在所有调查区域的水平。最高的钴浓度被发现Mangifera籼样品从后面(口香糖)(INZ Sumal食物₃),工业园区。研究水平在很大程度上低铬(数字2(一个)- - - - - -2 (f)),住宅低流量区提出了铬的最低水平,这可能归因于天然来源。在不同的区域,铬污染可能是由于汽车发动机和身体侵蚀,黄色铬酸铅颜料道路模式,和一些钢铁和玻璃工业活动46- - - - - -48]。铬被称为一种无处不在的污染物从工业和环境活动,也已知的人类致癌物,在肺癌特异性49,50]。没有明确的梯度浓度的镉在调查区域。住宅低流量区为0.10毫克公斤⁻¹和平均水平最低的镉(Cd)被发现在住宅高流量区(0.06毫克公斤⁻¹)从0.01到0.15毫克公斤⁻¹。轻微增加镉控制区内的平均水平(0.14毫克公斤⁻¹),最高浓度中发现的Gmelina arborea物种(0.25毫克公斤⁻¹),可能与使用磷肥的镉作为种植庄稼的微量元素。当镉积累上面推荐的阈值限制,它也带来了肝脏急性和慢性中毒和幼儿的替代骨基质内的钙(44];它能抑制氧化应激增加导致膜的损伤和membrane-enzymes损失(51]。

3.1。相关矩阵

Pb中系数矩阵、Cd、锌、铜、Co和铬浓度样本研究地点展示在表3。调查结果表明,元素在这个研究是高度相关,说明常见金属和其他可能的常见来源影响。有相对较高的相关性在锌和铜等金属有限公司和铜。观察积极温和的相关系数之间的铅和锌和锌有限公司高度的相关性发现铅和锌,锌和铜之间显示了一个共同的来源和其他可能的混合成分开始从不同的来源。积极温和的之间的相关系数也观察到铬和铅、锌和铬和铜和有限公司锌水平在所有的区域被认为在高浓度铜和铅紧随其后。比较高的值表明,获得的铜和锌从机动车排放和轮胎磨损环境锌污染的来源;高水平的铜可能来自黄铜合金的制造,刹车片,电气和机械的工作而导致在尼日利亚可能含铅汽油的使用汽油。这是因为铅添加剂四乙铅的形式(电话(Pb (C₂H₅)₄])被添加到汽油的辛烷值最便宜的吹嘘尼日利亚汽油等有机金属化合物的形式和锌二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP),润滑油,轮胎(46,52,53]。

4所示。结论

这项调查的结果的适用性榄仁树属catappa,Azadirachta indica,Gmelina arborea,Mangifera籼,Prosopis juliflora,和九里物种,Gliricidia海螵蛸树皮物种潜在适合作为铜、铅、锌、铬、甚至公司的指针和Cd以及某种程度的重金属污染。金属更高的水平在树皮样本高度贩卖商业区域比其他区域。金属浓度的偏差在研究网站可能是由于各种人为活动。对高贡献因素的锌、铜、和Pb的潜在生态风险区域,深入研究应该驾驶来确定金属的实际途径进入环境。环境微量金属的水平必须是不断检查诊断环境大气污染的状态和趋势。进一步监测周围的植物叫物种以及较低的附生植物,附生植物,和维管植物是必要的,以确定是否存在任何时间趋势在金属浓度的生物指标。这些重金属的潜在风险评估农作物,动物,和人类在该地区。此外,直径10公里内的农业活动附近的产业和高不应该鼓励人类活动会有每个种植作物重金属吸收的可能性,进而达到对人类食物链最后。此外,重金属浓度的种间变异植物叫也是推荐的。

利益冲突

关于这篇文章的发表,作者声明没有利益冲突。

作者的贡献

作者的贡献同样研究的成就。

确认

作者要感谢戈万姆贝基研发中心(GMRDC),黑尔堡大学和NRF-Sasol Inzalo基金会,为金融支持。作者承认由Fadipe和Ayoade Foluke辅助的样本集合。

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