Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá ô nhiễm các nguyên tố có khả năng độc hại trong đất nông nghiệp màu mỡ tại khu vực bị ảnh hưởng bởi fluoride ở huyện Jamui, đồng bằng phù sa Indo-Gangetic, Ấn Độ
Tóm tắt
Sự tích tụ các nguyên tố có khả năng độc hại dư thừa (PTEs) trong đất là một mối đe dọa đối với sức khỏe con người vì hệ sinh thái nông nghiệp có mối quan hệ chặt chẽ với chuỗi thực phẩm. Theo đó, các mẫu đất và mẫu nước ngầm được thu thập, và các mẫu đất được kiểm tra về pH, EC, As, Fe, Mn, Co, Cr, Cu, Al, Zn, Ni, Ba, B và F. Nồng độ trung bình của As, Co, Cr, Cu, Zn, Ni và Fe vượt quá giá trị nền địa hóa của chúng, ảnh hưởng đến ô nhiễm từ các nguyên tố độc hại trong đất nông nghiệp trong khu vực nghiên cứu. Các chỉ số ô nhiễm dựa trên PTEs được sử dụng để tổng hợp và đánh giá ô nhiễm nguyên tố độc hại trong khu vực nghiên cứu cho thấy sự giàu có từ thấp đến trung bình của Al, Ba, Cu, Zn, Fe, Mn, Ni và As trong đất. Điều này có thể được giải thích bởi sự tích tụ của các nguyên tố này từ quá trình phong hóa các vật liệu mẹ như amphibolite, feldspar, hematite và ilmenite với một phần đóng góp từ nguồn nhân tạo như thuốc trừ sâu và phân bón. Tương tự, chỉ số tổng hợp Nemerow cũng cho thấy rằng 60% các vị trí đại diện cho lớp ô nhiễm nghiêm trọng (Ps ≥ 5), do nồng độ tăng cao của Cu, As và Zn. Tương tự, rủi ro sinh thái tiềm tàng với giá trị trung bình là 130,89, có vẻ được đặc trưng bởi “ô nhiễm đáng kể (100–200) đến cao” (> 200) tại khoảng 53,33% các vị trí. Kết quả phân tích cụm phân cấp cũng xác nhận rằng sự liên kết của các PTEs như Cr, Ni, Fe, Mn, Zn, Ba và As trong một cụm cho thấy nguồn gốc nhân tạo, và ngược lại, quá trình phong hóa aluminosilicate của đá mẹ chủ yếu chịu trách nhiệm cho ô nhiễm Co, Al, Cu và B. Trên hết, pH và F trong đất có mối liên hệ chặt chẽ với F trong nước ngầm, cho thấy ảnh hưởng của đất trong việc làm giàu F trong nước ngầm, có thể do việc khai thác nước ngầm quá mức cho hoạt động nông nghiệp.
Từ khóa
#ô nhiễm nguyên tố độc hại #đất nông nghiệp #fluoride #huyện Jamui #đồng bằng phù sa Indo-GangeticTài liệu tham khảo
Acosta, J. A., Faz, A., Martínez-Martínez, S., & Arocena, J. M. (2011). Enrichment of metals in soils subjected to different land uses in a typical Mediterranean environment (Murcia City, southeast Spain). Applied Geochemistry, 26, 405–414.
Adimalla, N. (2020). Heavy metals contamination in urban surface soils of Medak province, India, and its risk assessment and spatial distribution. Environmental Geochemistry and Health, 42(1), 59–75.
Agrawal, P., Mittal, A., Prakash, R., Kumar, M., Singh, T. B., & Tripathi, S. K. (2010). Assessment of contamination of soil due to heavy metals around coal fired thermal power plants at Singrauli region of India. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 85, 219–223.
Abrahim, G. M. S., & Parker, R. J. (2008). Assessment of heavy metal enrichment factors and the degree of contamination in marine sediments from Tamaki estuary, Auckland, Newzealand. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 136(2008), 227–238.
Bhuiyan, M. A., Parvez, L., Islam, M. A., Dampare, S. B., & Suzuki, S. (2010). Heavy metal pollution of coal mine-affected agricultural soils in the northern part of Bangladesh. Journal of Hazardous Materials, 173(1–3), 384–392.
Canadian Council of Ministers of the Environment. (2007).Canadian soil quality guidelines for the protection of environmental and human health. Summary Tables. Updated September, 2007.
CGWB -Central Ground Water Board. (2013). Ground Water Information Booklet, Jamui District, Bihar, India.
Chaney, R. L., & Oliver, D. P. (1996). Sources, potential adverse effects and remediation of agricultural soil contaminants. In Contaminants and the soil environment in the Australasia-Pacific region (pp. 323–359). Springer.
Chen, H., Teng, Y., Lu, S., Wang, Y., & Wang, J. (2015). Contamination of health risk of soil heavy metals in China. Science of the Total Environment, 512–513(2015), 143–153.
Colak, M. (2012). Heavy metal concentrations in sultana cultivation soils and sultana raisins from Manisa (Turkey). Environmental Earth Science., 67, 695–712.
Dung, T. T. T., Cappuyns, V., Swennen, R., & Phung, N. K. (2013). From geochemical background determination to pollution assessment of heavy metals in sediments and soils. Reviews in Environmental Science Biotechnology, 12, 335–353.
Esmaeili, A., Moore, F., Keshavarzi, B., Jaafarzadeh, N., & Kermani, M. (2014). A geochemical survey of heavy metals in agricultural and background soils of the Isfahan industrial zone. Iran Catena, 121, 88–98.
Farrell, M., & Jones, D. L. (2010). Use of composts in the remediation of heavy metal contaminated soil. Journal of Hazardous Materials. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.10.044.
Giri, S., Singh, A. K., & Mahato, M. K. (2017). Metal contamination of agricultural soils in the copper mining areas of Singhbhum shear zone in India. Journal of Earth System Science, 126–49.
Galuszka, A., Migaszewski, Z. M., Dolegowska, S., Michalik, A., & Duczmal-Czernikiewicz, A. (2015). Geochemical background of potentially toxic trace elements in soils of the historic copper mining area: A case study from Miedzianka Mt: Holy Cross Mountains, South Central Poland. Environmental Earth Science, 74(6), 4589–4605.
Hakanson, L. (1980). An ecological risk index for aquatic pollution control. A sedimentological approach. Water Research, 14(1980), 975–1001.
Huang, P., Li, T. G., Li, A. C., Yu, X. K., & Hu, N. J. (2014). Distribution, enrichment and sources of heavy metals in surface sediments of the North Yellow Sea. Continental Shelf Research, 73, 1–13.
Hooda, P. S. (2010). Trace elements in soils (pp 3–5). Wiley.
Islam, M. S., Ahmed, M. K., Habibullah-Al-Mamun, M., & Raknuzzaman, M. (2015). Trace elements in different land use soils of Bangladesh and potential ecological risk. Environmental Monitoring and Assessment, 187(9), 1–11.
Karavoltsos, S., Sakellari, A., Mihopoulas, N., Dassenakis, M., & Scoullos, M. J. (2008). Evaluation of the quality of drinking water in regions of Greece. Desalination, 224, 317–329.
Keshav Krishna, A., & Ram Mohan, K. (2016). Distribution, correlation ecological and health risk assessment of heavy metal contamination in surface soils around an industrial area, Hyderabad. India. Environmental Earth Sciences, 75(5), 411.
Kumar, S., Venkatesh, A. S., Singh, R., Udayabhanu, G., & Saha, D. (2018). Geochemical Signatures and isotopic systematics constraining dynamics of fluoride in groundwater across Jamui district, Indo-Gangetic alluvial plains, India. Chemosphere., 205, 493–505.
Kumar, S., Singh, R., Venkatesh, A. S., Udayabhanu, G., & Sahoo, P. R. (2019). Medical Geological assessment of fluoride contaminated groundwater in parts of Indo-Gangetic Alluvial plains. Scientific Reports, 9(1), 1–16.
Li, W. X., Zhang, X. X., Wu, B., Sun, S. L., Chen, Y. S., Pan, W. Y., Zhao, D. Y., & Cheng, S. P. (2008). A comparative analysis of environmental quality assessment methods for heavy metal-contaminated soils. Pedosphere, 18(3), 344–352.
Liu, G., Yu, Y., Hou, J., Xue, W., Liu, X., Liu, Y., Wang, W., Alsaedi, A., Hayat, T., & Liu, Z. (2014). An ecological risk assessment of heavy metal pollution of the agriculture ecosystem near a lead-acid battery factory. Ecological Indicators, 47, 210–218.
Longhurst, R. D., Roberts, A. H. C., & Waller, J. E. (2004). Concentrations of arsenic, cadmium, copper, lead, and zinc in New Zealand pastoral topsoils and herbage. New Zealand Journal of Agricultural Research, 47(1), 23–32.
Loring, D. H. (1991). Normalization of heavy-metal data from estuarine and coastal sediments. ICES Journal of Marine Science, 48, 101–115.
Maanan, M., Saddik, M., Maanan, M., Chaibi, M., Assobhei, O., & Zourarah, B. (2015). Environmental and ecological risk assessment of heavy metals in sediments of Nador lagoon, Morocco. Ecological Indicators, 48, 616–626.
Marier, J. R., & Rose, D. (1971). Environmental fluoride. National Research Council of Canada.
Muller, G. (1969). Index of geo-accumulation in sediments of Rhine river. GeoJournal, 2, 108–118.
Mileusnic, M., Mapani, B. S., Kamona, A. F., Ruzicic, S., Mapure, I., & Chinwamurombe, P. M. (2014). Assessment of Agricultural soil contamination by potentially toxic metals dispersed from improperly disposed tailings, Kombat mine, Namibia. Journal of Geochemical Exploration, 144, 409–420.
Ma, L., Sun, J., Yang, Z., & Wang, L. (2015). Heavy metal contamination of agricultural soils affected by mining activities around the Ganxi River in Chenzhou, Southern China. Environmental Monitoring Assessment., 187, 731.
Paetz, A., & Crobmann, G. (1994). Problems and results in the development of international standards for sampling and pretreatment of soils. Environmental sampling for Trace analysis (p. 334). VCH Publishers.
Reddy G. R. S., & CGWB -Central Ground Water Board. (1983). Report on the hydrogeological conditions in Jamui-Sikandra-Malaipur area, Monghyr district, Bihar.
Sakan, S. M., Đorđević, D. S., Manojlović, D. D., & Predrag, P. S. (2009). Assessment of heavy metal pollutants accumulation in the Tisza river sediments. Journal of Environmental Management, 90(11), 3382–3390.
Singh, R., Venkatesh, A. S., Syed, T. H., Reddy, A. G. S., Kumar, M., & Kurakalva, R. M. (2017a). Assessment of potentially toxic trace elements contamination in groundwater resources of the coal mining area of the Korba Coalfield, Central India. Environmental Earth Sciences. https://doi.org/10.1007/s12665-017-6899-8.
Singh, R., Syed, T. H., Kumar, S., Kumar, M., & Venkatesh, A. S. (2017b). Hydrogeochemical assessment of surface and groundwater resources of Korba coalfield, Central India: Environmental implications. Arabian Journal of Geosciences, 10, 318. https://doi.org/10.1007/s12517-017-3098-6.
Singh, R., Venkatesh, A. S., Syed, T. H., Surinaidu, L., Pasupuleti, S., Rai, S. P., & Kumar, M. (2018). Stable isotope systematics and geochemical signatures constraining groundwater hydraulics in the mining environment of the Korba Coalfield, Central India. Environmental Earth Sciences, 77(15), 548. https://doi.org/10.1007/s12665-018-7725-7.
Skordas, K., Papastergios, G., & Fillipidis, A. (2013). Major and trace element contents in apples from a cultivated area of Central Greece. Environmental Monitoring Assessment., 185, 8465–8471.
Sumner, M. E. (2000). Beneficial use of effluents, wastes, and biosolids. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 31(11–14), 1701–1715.
Turekian, K. K., & Wedepohl, K. H. (1961). Distribution of the elements in some major units of the earth’s crust. Geological Society of America Bulletin, 72, 175–192.
Tomlinson, D. J., Wilson, J. G., Harris, C. R., & Jeffrey, D. W. (1980). Problems in the assessment of heavy metal levels in estuaries and the formation of a pollution index. Helgoland Marine Research, 33(1–4), 566–575.
USEPA (United States Environmental Protection Agency) 1994. Microwave assisted acid digestion of siliceous and organically based matrices; US Environmental Protection Agency ,Office of Solid Waste and Emergency Response, Government Printing Office,Washington.
Wuana, R. A., & Okieimen, F. E. (2011). Heavy metals in contaminated soils; A review of sources, chemistry risks and best available strategies for remediation. ISRN Ecol, 2011, 1–20.
Wei, B., & Yang, L. (2010). A review of heavy metal contamination in urban soils, urban road dusts and agricultural soils from china. Micro Chemical Journal., 94, 99–107.
Wyatt, C. J., Fimbers, C., Romo, L., Mendez, R. O., & Grijalva, M. (1998). Incidence of heavy metal contamination in water supplies in Northern Mexico. Environment Research A, 76, 114–119.
Yadav, N., Rani, K., Yadav, S. S., Yadav, D. K., Yadav, V. K., & Yadav, N. (2018). Soil and water pollution with fluoride, geochemistry, food safety issues and reclamation—A review. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7, 1147–1162.