Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân tích bibliometric và đánh giá ưu tiên cho nghiên cứu về tính sẵn có của kim loại nặng và quản lý rủi ro trên đất bị ô nhiễm
Tóm tắt
Đánh giá rủi ro đã được công nhận là một công cụ quan trọng để đánh giá ô nhiễm kim loại nặng và cung cấp thông tin dựa trên rủi ro cho các nhà quyết định. Để đánh giá chính xác rủi ro của kim loại nặng trong đất ô nhiễm đối với sức khỏe con người, cần tiến hành các nghiên cứu về tính sẵn có của kim loại nặng trong đất. Tính sẵn có của kim loại nặng trong đất và những tác động của nó đối với đánh giá rủi ro và quản lý/khắc phục đất đã phát triển qua nhiều thập kỷ và hiện nay có những tác động thực tiễn và kinh tế đáng kể trên phạm vi quốc tế. Bài báo này nhằm khám phá sự phát triển của nó thông qua việc thực hiện phân tích bibliometric về các lĩnh vực nghiên cứu đã đề cập đến tính sẵn có của kim loại nặng trong đất, với trọng tâm là đánh giá rủi ro của đất bị ô nhiễm và sự tiếp xúc của con người với kim loại trong đất. Các kỹ thuật phân tích bibliometric được áp dụng để theo dõi và đánh giá tài liệu nghiên cứu thay đổi về tính sẵn có của kim loại nặng trong đất ô nhiễm. Hơn 5000 bài báo đã được tìm thấy cho giai đoạn 1979–2020. Mục đích không phải là thực hiện một đánh giá tài liệu toàn diện, mà là rút ra các xu hướng và mô hình trong tài liệu, và đưa ra những quan sát về các ưu tiên trong quá khứ và hiện tại. Các từ khóa đã được rút ra từ phân tích và vai trò của các quốc gia khác nhau trong việc thúc đẩy tài liệu nghiên cứu được xác định. Ba giai đoạn trong việc phát triển tài liệu/chủ đề đã được xác định. Giữa năm 1979 và 2000 (giai đoạn ban đầu, 213 bài báo), các nghiên cứu đã sử dụng quy trình chiết xuất và các nghiên cứu độ tan để điều tra vai trò của các thuộc tính đất đối với dạng/chủng loại kim loại và tập trung vào tính sẵn có đối với (cây) thực vật trong đất nông nghiệp. Giữa năm 2001 và 2010 (giai đoạn phát triển chậm, 1105 bài báo), sự chú ý đã chuyển sang kim loại được đưa vào thông qua cải tạo đất và chất thải, tác động của kim loại đối với các quá trình vi sinh vật trong đất, và tích hợp tính sẵn có vào đánh giá rủi ro. Các kỹ thuật chặt chẽ hơn đã được sử dụng, chẳng hạn như kỹ thuật gradient khuếch tán trong màng mỏng, để hiểu rõ hơn về động học và dạng kim loại trong đất cùng với mối quan hệ định lượng với tính sẵn có. Đến năm 2011–2020 (giai đoạn phát triển nhanh, 3137 bài báo), nghiên cứu đã được thực hiện ở nhiều quốc gia (các vị trí cụ thể, thường là các địa điểm bị ô nhiễm công nghiệp và đô thị), với sự chuyển hướng tập trung vào đánh giá rủi ro sức khỏe, khắc phục và tính sẵn có đối với các đối tượng sinh thái khác nhau (ví dụ: con người và động vật), cùng với sự phát triển của nhiều phương pháp tính sẵn có (ví dụ: phương pháp thủy phân enzym tuyến tiêu hóa mô phỏng). Một số ưu tiên cho nghiên cứu về tính sẵn có của kim loại nặng trong đất đã được xác định.
Từ khóa
#kim loại nặng #tính sẵn có #đánh giá rủi ro #đất ô nhiễm #nghiên cứu bibliometricTài liệu tham khảo
Adeoye, A. O., Adebayo, I. A., Afodun, A. M., & Ajijolakewu, K. A. (2022). Chapter 12—Benefits and limitations of phytoremediation: Heavy metal remediation review. In R. A. Bhat, F. M. P. Tonelli, G. H. Dar, & K. Hakeem (Eds.), Phytoremediation (pp. 227–238). Academic Press.
Alexander, M. (2000). Aging, bioavailability, and overestimation of risk from environmental pollutants. Environmental Science & Technology, 34(20), 4259–4265. https://doi.org/10.1021/es001069+
Alloway, B. J., & Morgan, H. (1986). The behaviour and availability of Cd, Ni and Pb in polluted soils. In J. W. Assink & W. J. Van Den Brink (Eds.), Contaminated soil. Springer. https://doi.org/10.1007/978-94-009-5181-5_9
Baker, A. J. M., McGrath, S. P., Sidoli, C. M. D., & Reeves, R. D. (1994). The possibility of in situ heavy metal decontamination of polluted soils using crops of metal-accumulating plants. Resources, Conservation and Recycling, 11(1), 41–49. https://doi.org/10.1016/0921-3449(94)90077-9
Bingham, F. T. (1979). Bioavailability of Cd to food crops in relation to heavy metal content of sludge-amended soil. Environmental Health Perspectives, 28, 39–43. https://doi.org/10.1289/ehp.792839
Bisht, A. S. (2018). Commercial surfactants for remediation: Mobilization of trace metals from estuarine sediment and bioavailability. Springer.
Bradham, K. D., Diamond, G. L., Nelson, C. M., Noerpel, M., Scheckel, K. G., Elek, B., Chaney, R. L., Ma, Q., & Thomas, D. J. (2018). Long-term in situ reduction in soil lead bioavailability measured in a mouse model. Environmental Science & Technology, 52(23), 13908–13913. https://doi.org/10.1021/acs.est.8b04684
Bradham, K. D., Scheckel, K. G., Nelson, C. M., Seales, P. E., Lee, G. E., Hughes, M. F., Miller, B. W., Yeow, A., Gilmore, T., Serda, S. M., Harper, S., & Thomas, D. J. (2011). Relative bioavailability and bioaccessibility and speciation of arsenic in contaminated soils. Environmental Health Perspectives, 119(11), 1629–1634. https://doi.org/10.1289/ehp.1003352
Brattin, W., & Casteel, S. (2013). Measurement of arsenic relative bioavailability in swine. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A, 76(7), 449–457. https://doi.org/10.1080/15287394.2013.771562
Chlopecka, A. (1996). Assessment of form of Cd, Zn and Pb in contaminated calcareous and gleyed soils in Southwest Poland. Science of the Total Environment, 188(2–3), 253–262.
Cieśliński, G., Van Rees, K., Huang, P., Kozak, L., Rostad, H., & Knott, D. (1996). Cadmium uptake and bioaccumulation in selected cultivars of durum wheat and flax as affected by soil type. Plant and Soil, 182(1), 115–124.
Davidson, C. M., Thomas, R. P., McVey, S. E., Perala, R., Littlejohn, D., & Ure, A. M. (1994). Evaluation of a sequential extraction procedure for the speciation of heavy metals in sediments. Analytica Chimica Acta, 291(3), 277–286.
Davison, W., & Zhang, H. (1994). In situ speciation measurements of trace components in natural waters using thin-film gels. Nature, 367(6463), 546–548. https://doi.org/10.1038/367546a0
Denys, S., Caboche, J., Tack, K., Rychen, G., Wragg, J., Cave, M., Jondreville, C., & Feidt, C. (2012). In vivo validation of the unified BARGE method to assess the bioaccessibility of arsenic, antimony, cadmium, and lead in soils. Environmental Science & Technology, 46(11), 6252–6260. https://doi.org/10.1021/es3006942
Fairbrother, A., Wenstel, R., Sappington, K., & Wood, W. (2007). Framework for metals risk assessment. Ecotoxicology and Environmental Safety, 68(2), 145–227. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2007.03.015
Gong, Y., Zhao, D., & Wang, Q. (2018). An overview of field-scale studies on remediation of soil contaminated with heavy metals and metalloids: Technical progress over the last decade. Water Research, 147, 440–460. https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.10.024
Harmsen, J. (2007). Measuring bioavailability: From a scientific approach to standard methods. Journal of Environmental Quality, 36(5), 1420–1428. https://doi.org/10.2134/jeq2006.0492
Harper, M. P., Davison, W., & Tych, W. (2000). DIFS—A modelling and simulation tool for DGT induced trace metal remobilisation in sediments and soils. Environmental Modelling & Software, 15, 55–66. https://doi.org/10.1016/s1364-8152(99)00027-4
Huang, X. F., Chaparro, J. M., Reardon, K. F., Zhang, R., Shen, Q., & Vivanco, J. M. (2014). Rhizosphere interactions: Root exudates, microbes, and microbial communities. Botany, 92(4), 267–275. https://doi.org/10.1139/cjb-2013-0225
Ifon, B. E., Togbé, A. C. F., Tometin, L. A. S., Suanon, F., & Yessoufou, A. (2019). Metal-contaminated soil remediation: phytoremediation, chemical leaching and electrochemical remediation. In Z. A. Begum, I. M. M. Rahman, & H. Hasegawa (Eds.), Metals in soil-contamination and remediation (pp. 534–554). IntechOpen.
Järup, L. (2003). Hazards of heavy metal contamination. British Medical Bulletin, 68(1), 167–182.
Juhasz, A. L., Weber, J., Naidu, R., Gancarz, D., Rofe, A., Todor, D., & Smith, E. (2010). Determination of cadmium relative bioavailability in contaminated soils and its prediction using in vitro methodologies. Environmental Science & Technology, 44(13), 5240–5247. https://doi.org/10.1021/es1006516
Juhasz, A. L., Weber, J., Smith, E., Naidu, R., Rees, M., Rofe, A., Kuchel, T., & Sansom, L. (2009). Assessment of four commonly employed in vitro arsenic bioaccessibility assays for predicting in vivo relative arsenic bioavailability in contaminated soils. Environmental Science & Technology, 43(24), 9487–9494. https://doi.org/10.1021/es902427y
Kelley, M. E., Brauning, S. E., Schoof, R. A., & Ruby, M. V. (2002). Assessing oral bioavailability of metals in soil. Battelle Press.
Krishnamurti, G., Huang, P., Van Rees, K., Kozak, M., & Rostad, H. (1995). Speciation of particulate-bound cadmium of soils and its bioavailability. The Analyst, 120(3), 659–665.
Li, H. B., Li, M. Y., Zhao, D., Li, J., Li, S. W., Xiang, P., Juhasz, A. L., & Ma, L. Q. (2020a). Arsenic, lead, and cadmium bioaccessibility in contaminated soils: Measurements and validations. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 50(13), 1303–1338. https://doi.org/10.1080/10643389.2019.1656512
Li, J., Li, C., Sun, H. J., Juhasz, A. L., Luo, J., Li, H. B., & Ma, L. Q. (2016). Arsenic relative bioavailability in contaminated soils: Comparison of animal models, dosing schemes, and biological end points. Environmental Science & Technology, 50(1), 453–461. https://doi.org/10.1021/acs.est.5b04552
Li, S. W., Li, M. Y., Sun, H. J., Li, H. B., & Ma, L. Q. (2020b). Lead bioavailability in different fractions of mining-and smelting-contaminated soils based on a sequential extraction and mouse kidney model. Environmental Pollution, 262, 114253. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114253
Li, Y., Wang, Z., & Zhao, W.-J. (2006). Application of short sequential extraction procedure (SSEP) for the determination of Zn, Cu, and Cd contents in riverbed sludge in Hejiagou, Harbin, China1 1Supported by the National Key Basic Research Priorities Program of China (No. 2004CB3418501). Chemical Research in Chinese Universities, 22(6), 696–702. https://doi.org/10.1016/S1005-9040(06)60193-1
Lu, Y., Gong, Z., Zhang, G., & Burghardt, W. (2003). Concentrations and chemical speciations of Cu, Zn, Pb and Cr of urban soils in Nanjing, China. Geoderma, 115(1–2), 101–111.
Maiz, I., Esnaola, M. V., & Millán, E. (1997). Evaluation of heavy metal availability in contaminated soils by a short sequential extraction procedure. Science of the Total Environment, 206, 107–115.
Meyer, J. S. (2002). The utility of the terms “bioavailability” and “bioavailable fraction” for metals. Marine Environmental Research, 53(4), 417–423. https://doi.org/10.1016/S0141-1136(01)00121-0
Muhammad, I., Puschenreiter, M., & Wenzel, W. W. (2012). Cadmium and Zn availability as affected by pH manipulation and its assessment by soil extraction, DGT and indicator plants. Science of the Total Environment, 416, 490–500.
Nriagu, J. O. (1996). A history of global metal pollution. Science, 272(5259), 223–223. https://doi.org/10.1126/science.272.5259.223
Preciado, H. F., & Li, L. Y. (2006). Evaluation of metal loadings and bioavailability in air, water and soil along two highways of British Columbia, Canada. Water, Air, and Soil Pollution, 172(1), 81–108. https://doi.org/10.1007/s11270-005-9063-0
Pueyo, M., Lopez-Sanchez, J., & Rauret, G. (2004). Assessment of CaCl2, NaNO3 and NH4NO3 extraction procedures for the study of Cd, Cu, Pb and Zn extractability in contaminated soils. Analytica Chimica Acta, 504(2), 217–226.
Raskin, I., & Ensley, B. D. (2000). Phytoremediation of toxic metals. Wiley.
Rauret, G., López-Sánchez, J. F., Sahuquillo, A., Rubio, R., Davidson, C., Ure, A., & Quevauviller, P. (1999). Improvement of the BCR three step sequential extraction procedure prior to the certification of new sediment and soil reference materials. Journal of Environmental Monitoring, 1(1), 57–61. https://doi.org/10.1039/A807854H
Riaz, U., Aslam, A., Zaman, Q., Javeid, S., Gul, R., Iqbal, S., Javid, S., Murtaza, D. G., & Jamil, M. (2021). Cadmium contamination, bioavailability, uptake mechanism and remediation strategies in soil-plant-environment system: A critical review. Current Analytical Chemistry, 17(1), 49–60. https://doi.org/10.2174/1573411016999200817174311
Rieuwerts, J. S., & Farago, M. E. (1995). Lead contamination in smelting and mining environments and variations in chemical forms and bioavailability. Chemical Speciation & Bioavailability, 7(4), 113–123.
Sarwar, N., Imran, M., Shaheen, M. R., Ishaque, W., Kamran, M. A., Matloob, A., Rehim, A., & Hussain, S. (2017). Phytoremediation strategies for soils contaminated with heavy metals: Modifications and future perspectives. Chemosphere, 171, 710–721. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.12.116
Senila, M., Levei, E. A., & Senila, L. R. (2012). Assessment of metals bioavailability to vegetables under field conditions using DGT, single extractions and multivariate statistics. Chemistry Central Journal, 6(1), 1–10.
Sun, Y., Li, H., Guo, G., Semple, K. T., & Jones, K. C. (2019). Soil contamination in China: Current priorities, defining background levels and standards for heavy metals. Journal of Environmental Management, 251, 109512. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.109512
Sun, Y., Li, H., Lei, S., Semple, K., Coulon, F., Hu, Q., Gao, J., Guo, G., & Jones, K. C. (2022). Redevelopment of urban brownfield sites in China: Motivation, history, policies and improved management. Eco-Environment & Health. https://doi.org/10.1016/j.eehl.2022.04.005
Tessier, A. P. G. C., Campbell, P. G., & Bisson, M. J. A. C. (1979). Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals. Analytical Chemistry, 51(7), 844–851. https://doi.org/10.1021/ac50043a017
Towers, W., & Paterson, E. (1997). Sewage sludge application to land—A preliminary assessment of the sensitivity of Scottish soils to heavy metal inputs. Soil Use & Management, 13, 149–155.
USEPA (United States Environment Protection Agency). (2007). Guidance for evaluating the oral bioavailability of metals in soils for use in human health risk assessment. OSWER, 9285, 7–80.
USEPA (United States Environment Protection Agency). (2021). EPA scientists develop method for assessing bioavailability of arsenic & lead in contaminated soils. Retrieved December 10, 2021, from https://www.epa.gov/land-research/epa-scientists-develop-method-assessing-bioavailability-arsenic-lead-contaminated
Whalley, C., & Grant, A. (1994). Assessment of the phase selectivity of the European Community Bureau of Reference (BCR) sequential extraction procedure for metals in sediment. Analytica Chimica Acta, 291(3), 287–295.
Yan, A., Wang, Y., Tan, S. N., Mohd Yusof, M. L., Ghosh, S., & Chen, Z. (2020). Phytoremediation: A promising approach for revegetation of heavy metal-polluted land. Frontiers in Plant Science, 11, 359.
Zgorelec, Z., Bilandzija, N., Knez, K., Galic, M., & Zuzul, S. (2020). Cadmium and Mercury phytostabilization from soil using Miscanthus × giganteus. Scientific Reports, 10(1), 6685. https://doi.org/10.1038/s41598-020-63488-5
Zhalnina, K., Louie, K. B., Hao, Z., Mansoori, N., da Rocha, U. N., Shi, S., Cho, H., Karaoz, U., Loqué, D., & Brodie, E. L. (2018). Dynamic root exudate chemistry and microbial substrate preferences drive patterns in rhizosphere microbial community assembly. Nature Microbiology, 3(4), 470–480. https://doi.org/10.1038/s41564-018-0129-3
Zhang, H., Davison, W., Knight, B., & McGrath, S. (1998). In situ measurements of solution concentrations and fluxes of trace metals in soils using DGT. Environmental Science & Technology, 32(5), 704–710. https://doi.org/10.1021/es9704388
Zhang, H., Davison, W., Miller, S., & Tych, W. (1995). In situ high resolution measurements of fluxes of Ni, Cu, Fe, and Mn and concentrations of Zn and Cd in porewaters by DGT. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 59(20), 4181–4192. https://doi.org/10.1016/0016-7037(95)00293-9
Zhu, X., Li, M. Y., Chen, X. Q., Wang, J. Y., Li, L. Z., Tu, C., Luo, Y. M., Li, H. B., & Ma, L. Q. (2019). As, Cd, and Pb relative bioavailability in contaminated soils: Coupling mouse bioassay with UBM assay. Environment International, 130, 104875. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.05.069