Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nồng Độ Tổng và Phân Tách Tuần Tự Kim Loại Nặng Trong Đất Được Tưới Nước Thải, Akaki, Ethiopia
Tóm tắt
Sông Akaki, mang nặng chất thải chưa qua xử lý từ các nguồn gia đình, công nghiệp và thương mại, là nguồn nước cho việc tưới tiêu các cánh đồng rau. Mục đích của nghiên cứu này là xác định tác động của việc tưới nước thải đến mức độ kim loại nặng và dự đoán khả năng di động và sinh khả dụng của chúng. Zn và V có nồng độ cao nhất, trong khi Hg có nồng độ thấp nhất được quan sát trong các mẫu đất. Hàm lượng trung bình của As, Co, Cr, Cu, Ni, Zn, V và Hg của cả hai loại đất; và Pb và Se từ Fluvisol đã vượt quá trung bình + 2 độ lệch chuẩn của các mức độ tương ứng được báo cáo cho các mẫu không bị ô nhiễm. Rõ ràng, việc tưới nước thải trong vài thập kỷ qua đã góp phần dẫn đến nồng độ cao hơn của các nguyên tố ở trên trong các mẫu đất (Vertisol và Fluvisol) so với Vertisol và Fluvisol không bị ô nhiễm. Mặt khác, Vertisol chứa đựng mức trung bình cao hơn cho Cr, Cu, Ni, Zn, V và Cd, trong khi hàm lượng Pb và Se cao được quan sát thấy ở Fluvisol. Ngược lại, mức độ Co và Hg tương đương được tìm thấy ở cả hai loại đất. Trừ Ni, Cr và Cd trong Vertisol bị ô nhiễm, kim loại nặng trong các mẫu đất không bị ảnh hưởng đáng kể bởi độ sâu (0–20 và 30–50 cm). Khi so sánh cùng một nguyên tố từ hai loại đất, các mức Cr, Cu, Ni, Pb, Se, Zn, V, Cd ở 0–20 cm; và Cr, Ni, Cu, Cd, và Zn ở 30–50 cm đã khác biệt có ý nghĩa. Carbon hữu cơ (trong cả hai mẫu đất), CEC (Fluvisol), và độ đất sét (Vertisol) có sự tương quan dương đáng kể với nồng độ tổng của kim loại nặng. Ngược lại, hàm lượng Se và Hg cho thấy mối liên hệ rõ ràng với carbonat và pH. Phân đoạn trao đổi bị chi phối bởi Hg và Cd, trong khi phân đoạn carbonat chứa nhiều Cd, Pb và Co. Ngược lại, V và Pb có ái lực mạnh với phân đoạn có thể khử, trong khi Cr, Cu, Zn, và Ni chiếm ưu thế trong phân đoạn có thể oxy hóa. Cr, Hg, Se, và Zn (trong cả hai mẫu đất) ưu tiên cho phân đoạn còn lại. Nhìn chung, một tỷ lệ đáng kể của nồng độ tổng hợp của nhiều kim loại nặng nằm trong các phân đoạn không còn lại. Tính di động cao hơn về cơ bản dự kiến theo thứ tự: Cd > Co > Pb > Cu > Ni > Se > V và Pb > Cd > Co > Cu > Ni > Zn trong Vertisol và Fluvisol, tương ứng. Đối với ứng dụng nước thải tương tự, các biến đất ảnh hưởng đến trạng thái và phân bố của các kim loại nặng liên quan giữa các phân đoạn đất khác nhau trong các mẫu đất nghiên cứu. Trong số các kim loại nặng có nồng độ tương đối cao và có khả năng di động, Co, Cu, Ni (trong cả hai mẫu đất), V (Vertisol), Pb và Zn (Fluvisol) có thể gây ra nguy cơ sức khỏe thông qua việc chúng xâm nhập vào chuỗi thực phẩm trong các mẫu đất được tưới nước thải.
Từ khóa
#kim loại nặng #nước thải #tưới tiêu #di động #sinh khả dụng #Vertisol #FluvisolTài liệu tham khảo
Abollino O., M. Aceto, M. Malandrino, E. Mentasi, C. Sarazin, F. Petrella. 2002. Heavy metals in agricultural soils from Piedmont, Italy: distribution, speciation, and chemometric data treatment. Chemosphere 49:545–557
Adriano D. C. 1986. Trace elements in the terrestrial environment. Springer-Verlag, New York, 533 pp
Adriano D. C. 2001. Trace elements in the terrestrial environment. Biogeochemistry, bioavailability and risk of metals. 2nd ed. Springer-Verlag, New York, 880 pp
Ahumada I., J. Mendoza, E. Navarrete, L. Ascar. 1999. Sequential extraction of heavy metals in soils irrigated with wastewater. Commun Soil Sci Plant Anal 30 (9 & 10):1507–1519
Alloway B. J. 1995. Cadmium. In: B. J. Alloway (ed:) Heavy metal in soils. 2nd ed. Blackie Academic and Professional, pp 122–151
Alriksson A. 1998. Afforestation of farmland. Soil changes and uptake of heavy metals and nutrients by trees. PhD thesis, Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala, Sweden
Angelone M., C. Bini. 1992. Trace elements concentrations in soils and plants of Western Europe. In: D. C. Adriano (ed) Biogeochemistry of trace metals. Lewis Publishers. pp 19–60
Aubert H., M. Pinta. 1977. Track elements in soils. In: Development in soil science 7. Elsevier Scientific Publishing Company, pp 5–7
Baker D. E., J. P. Senft. 1995. Copper. In: B. J. Alloway (ed) Heavy metal in soils. 2nd ed. Blackie Academic and Professional, pp 11–37
Bermond A. 2001. Limits of sequential extraction procedures re-examined with emphasis on the role of H+ ion reactivity. Anal Chim Acta 445:79–88
Das A. K., R. Chakraborty, M. L. Carvera, M. Guardia. 1995. Metal Speciation in Solid Matrices. Talanta 42:1007–1030
Dahlin C. L., C. A. Williamson, W. K. Collins, D. C. Dahlin. 2002. Sequential extraction versus comprehensive characterization of heavy metal species in brownfield soils. Envir Forensics 3:191–201
Han F. X., A. Banin, Y. Su, D. L. Monts, M. J. Plodinec, W. L. Kingery, G. E. Triplett. 2002. Industrial age anthropogenic inputs of heavy metals into the pedosphere. Naturwissenschaften 89:497–504
Itanna F. 1998. Comparative study on soil pollution with toxic substances on farmlands close to old and new industrial sites in ethiopia. Bull Chem Soc Ethiopia 12(2):105–112
Itanna F., M. Olsson. 2004. Land degradation in Addis Ababa and urban development. Ethiopian J Dev Resources 26(1):77–100
Keikens L. 1995. Zinc. In: B. J. Alloway (ed) Heavy metals in soils. 2nd ed. Blackie Academic and Professional, pp 284–305
Ladonin D. V. 2002. Heavy metal compounds in soils:problems and methods of study. Eurasian Soil Sci 35(6):605–613
Lu Y., Z. Gong, G. Zhang, W. Burghardt. 2003. Concentrations and chemicals speciations of Cu, Zn, Pb, and Cr of urban soils in Nanjing, China. Geoderma 115:101–111
Ma L. O., G. N. Rao. 1997. Heavy metals in the environment. J Envir Qual 26:259–264
Ma Y. B., N. C. Uren. 1998. Transformation of heavy metals added to soil: application of a new sequential extraction procedure. Geoderma 84:157–168
Manta D. S., M. Angelone, A. Bellanca, R. Neri, M. Sporoveieri. 2002. Heavy metals in urban soils: a case study from the city of Palermo (Sicily), Italy. Sci Total Envir 300 (1–3):229–243
McBride M. B. 1994. Trace and toxic elements in soils. In: M. B. McBride. Environmental chemistry of soils. Oxford University Press, pp 308–341
McGrath S. P. 1995. Chromium and nickel. In: B. J. Alloway (ed) Heavy metal in soils. 2nd ed. Blackie Academic and Professional pp 152–178
McGrath D. 1996. Application of single and sequential extraction procedures to polluted and unpolluted soils. Sci Total Envir 178:37–44
McLean J. E., B. E. Bledsoe. 1992. Behavior of metals in soils. Ground water issue. EPA, 25 pp
Morabito R. 1995. Extraction techniques in speciation analysis of environmental samples. Fresenius J Chem 351:378–385
Morera M. T., J. C. Echeverria, C. Mazkiaran, J. J. Garrido. 2001. Isotherms and sequential extraction procedures for evaluating sorption and distribution of heavy metals in soils. Envir Pollution 113:135–144
Olajire A. A., E. T. Ayodele, G. O. Oyedirdan, E. A. Oluyemi. 2003. Levels and speciation of heavy metals in soils of industrial southern Nigeria. Envir Monit Assess 85:135–155
Pendias A. K., H. Pendias. 2001. Trace elements in soils and plants. 3rd ed. CRC Press, 413 pp
Pezzarossa B., G. Petruzzeli. 2001. Selenium contamination in soil: sorption and desorption processes. In: H. M. Selim, D. L. Spark (eds) Heavy metals release in soils. Lewis Publishers, pp 191–206
Pueyo M., J. Sastre, E. Hernandez, M. Vidal, J. F. Lopez-Sanchez, G. Rauret. 2003. Heavy metals in the environment: prediction of trace element mobility in contaminated soils by sequential extraction. J Envir Qual 32:2054–2066
Quevauviller P. 1998. Operationally defined extraction procedures for soil and sediment analysis I. Standardization. Trends Anal Chem 17:289–298
Rule J. H. 1998. Trace metal cation adsorption in soils: selective chemical extractions and biological availability. In: A. Dabrowski (ed) Adsorption and its Applications industry and environmental protection, Vol. II: applications in environmental protection. Studies in surface science and catalysis. Elsevier, pp 319–349
Sillanapaa M. 1972. Trace elements in soils and agriculture. FAO Soils Bulletin number 17. Rome
Smith K., J. E. Paterson. 1995. Manganese and cobalt. In: B. J. Alloway (ed) Heavy metal in soils. 2nd ed. Blackie Academic and Professional, pp 225–244
Stalikas C. D., G. A. Pilidis, S. M. Tzouwara-Karayanni. 1999. Use of a sequential extraction scheme with data normalization to assess the metal distribution in agricultural soils irrigated by lake water. Sci Total Envir 236(1–3):7–18
Steinnes E. 1995. Mercury. pp 245–259 In: B. J. Alloway (ed) Heavy metal in soils. 2nd ed. Blackie Academic and Professional, pp 245–259
Tack F. M. G., M. G. Verloo. 1995. Chemical speciation and fractionation in soil and sediment heavy metal analysis: a review. Int J Envir Anal Chem 59:225–238
Tessier A., P. G. C. Cambell M. Bisson. 1979. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals. Anal Chem 51(7):844–851
Wahnschaffe F., F. Schucht. 1924. Anleitung zur wissenschafftlichen Bodenuntersuchung. Verlag von Parey, Berlin pp 53–56
Ward N. L. 1995. Trace elements. In: F. W. Fifield, P. J. Haines (eds) Environmental analytical chemistry. Blackie Academic and Professional, pp 320–351
White W. M. 2005. Tracer elements in igneous processes. In: Geochemistry, an on-line text book, Cornell University, retrieved December 2005 from http://www.geo.cornell.edu/geology/classes/chapters/chapter07.pdf