Ecological risk assessment of heavy metals in sediments of a riverine wetland, Huaihe River Watershed, China

• Autorzy: Yuan H. , Pan W. , Zhu Z. , Wei Y. , Geng Q. , An S.

Identyfikatory

DOI

10.1515/eces-2015-0013

Warianty tytułu

PL

Oceny ryzyka ekologicznego związanego z metalami ciężkimi w osadach nadrzecznych terenów podmokłych zlewni rzeki Huaihe, CHINY

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The concentrations of Zn, Cr, Cu, As, Cd, and Pb in sediment cores collected from a representative riverine wetland located in the Huaihe River watershed, China, dramaticlly increased from the bottom to upper layer of the cores. Application of principal component analysis (PCA) and enrichment factor (EF) suggested that heavy metals might primarily have been derived from the inflow of contaminated water from an industrial park and agricultural region. Component 1 of the PCA was dominated by Zn, Cr, Cu, Cd, and Pb, while Component 2 was dominated by As. Metals’ high concentrations and EF values showed that the anthropogenic pollutants have increased sharply in recent years and reflect the continuous development of industry and agriculture in the region of the wetland, with a corresponding dramatic deterioration of the environment due to constant effluent of pollutants. Cd exerted the highest potential ecological risk of individual metals of sediment cores. Additionally, integrated RI values for all metals indicated that sediments possessed low ecological risk from the bottom to about 6 cm depth of the cores, moderate ecological risk from about 5 cm depth upwards, then considerable ecological risk from 4 cm depth to the top layer of the sediment cores, which demonstrates a continuous deterioration of environmental quality in recent years in this region.

PL

Stężenia Zn, Cr, Cu, As, Cd i Pb w rdzeniach osadów pobranych z reprezentatywnych podmokłych terenów nadrzecznych, znajdujących się w zlewni rzeki Huaihe, Chiny, wykazały znaczne wzrosty od dołu do górnej warstwy rdzeni. Zastosowanie analizy głównych składowych (PCA) i czynnika wzbogacania (EF) wykazało, że źródłem metali ciężkich mogą być przede wszystkim zanieczyszczone wody z parku przemysłowego i z obszarów rolniczych regionu. Składowa 1 PCA było zdominowane przez Zn, Cr, Cu, Cd, i Pb, natomiast składowa 2 była zdominowana przez As. Duże stężenia metali i wartości EF wykazały, że antropogenne zanieczyszczenie gwałtownie wzrosło w ostatnich latach i odzwierciedla ciągły rozwój przemysłu i rolnictwa w regionie nadrzecznym, z odpowiednim drastycznym pogorszeniem stanu środowiska ze względu na stałe zanieczyszczenie ściekami. Cd stwarza największe potencjalne ryzyko ekologiczne spośród wszystkich metali rdzeni osadów. Dodatkowo, zintegrowane wartości RI dla wszystkich metali wskazują, że osady tworzyły niskie zagrożenie ekologiczne od dołu do około 6 cm głębokości rdzeni, umiarkowane ryzyko ekologiczne od około 5 cm głębokości do góry. Znaczne zagrożenie ekologiczne stwarzają osady od głębokości 4 cm do warstwy wierzchniej rdzenia, co świadczy o ciągłym pogarszaniu się jakości środowiska w ostatnich latach w tym regionie.

Słowa kluczowe

EN

environmental geochemistry characteristics; ecological risk assessment; heavy metals; sediments; riverine wetland

PL

charakterystyka geochemii środowiska; ocena ryzyka ekologicznego; metale ciężkie; osady; teren nadrzeczny podmokły

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. S
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 22, nr 2
• Strony: 231--242
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Yuan H.

• Jiangsu Key Laboratory of Atmospheric Environment Monitoring and Pollution Control and Collaborative Innovation Center of Atmospheric Environment and Equipment Technology (CICAEET), School of Environmental Science and Engineering, Nanjing University of Information Science & Technology, 210044 Nanjing, P. R. China, phone [phone]
• School of Life Science and Institute of Wetland Ecology, Nanjing University, 210093 Nanjing, P. R. China

autor

Pan W.

• School of Life Science and Institute of Wetland Ecology, Nanjing University, 210093 Nanjing, P. R. China

autor

Zhu Z.

• School of Life Science and Institute of Wetland Ecology, Nanjing University, 210093 Nanjing, P. R. China

autor

Wei Y.

• School of Life Science and Institute of Wetland Ecology, Nanjing University, 210093 Nanjing, P. R. China

autor

Geng Q.

• School of Life Science and Institute of Wetland Ecology, Nanjing University, 210093 Nanjing, P. R. China

autor

An S.

• School of Life Science and Institute of Wetland Ecology, Nanjing University, 210093 Nanjing, P. R. China

Bibliografia

• [1] Rodrigues A, Cunha L, Amarala A, Medeiros J, Garcia P. Sci Total Environ. 2008;406:116-122. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2008.07.069.
• [2] Khairy MA, Kolb M, Schmidt C, Zachmann DW, Mostafa AR, El-Fiky AA, et al. Clean-Soil Air Water. 2010;38:1184-1193. DOI: 10.1002/clen.201000145.
• [3] Naji A, Ismail A. Aquat Ecosyst Health. 2012;15:287-293. DOI: 10.1080/14634988.2012.706108.
• [4] Kaushik A, Kansal A, Meena S, Kumari S, Kaushik CP. J Hazard Mater. 2009;164:265-270. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2008.08.031.
• [5] Rashed MN. Environ Internat. 2001;27:27-33. DOI: 10.1016/S0160-4120(01)00050-2.
• [6] Adhikari S, Ghosh SL, Giri BS, Ayyappan GS. Ecotox Environ Safe. 2009;72:1242-1248. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2008.10.011.
• [7] Shen J, Liu EF, Zhu YX, Hu SY, Qu WC. Hydrobiologia. 2007;581:141-150. DOI: 10.1007/s10750-006-0523-3.
• [8] Yang ZF, Wang Y, Shen ZY, Niu JF, Tang ZW. J Hazard Mater. 2009;166:1186-1194. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2008.12.034.
• [9] Jin Q, Jiang QN, Wu F, Li X, Deng XZ. Clean-Soil Air Water. 2013;4:370-376. DOI: 10.1002/clen.201200065.
• [10] Zeng YY, Huang XP, Ye F, Tian L. Aquat Ecosyst Health. 2012;15:185-191. DOI: 10.1080/14634988.2012.688695.
• [11] Sun JH, Feng JL, Liu Q, Li Q. J Hazard Mater. 2010;184:141-146. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2010.08.016.
• [12] Kalbitz K, Wennrich R. Sci Total Environ. 1998;209:27-39. DOI: 10.1016/S0048-9697(97)00302-1.
• [13] Marchand L, Mench M, Jacob DL, Otte ML. Environ Pollut. 2010;158:3447-3461. DOI: 10.1016/j.envpol.2010.08.018.
• [14] Yuan HZ, Liu EF, Pan W, An SQ. Pol J Environ Stud. 2014;23:541-549.
• [15] Baptista Neto JA, Smith BJ, Mcallister JJ. Environ Pollut. 2000;109:1-9. DOI: 10.1016/S0269-7491(99)00233-X.
• [16] Mil-Homens M, Stevens RL, Abrantesa F, Cato I. Cont Shelf Res. 206;26:1184-1205. DOI: 10.1016/j.csr.2006.04.002.
• [17] Glasby GP, Szefer P, Geldon J, Warzocha J. Sci Total Environ. 2004;330:249-269. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2004.04.004.
• [18] Esen E, Kucuksezgin F, Uluturhan E. Environ Monit Assess. 2010;160:257-266. DOI: 10.1007/s10661-008-0692-9.
• [19] Ergin M, Saydam C, Bastürk Ö, Yörük R. Chem Geol. 1991;91:269-285. DOI: 10.1016/0009-2541(91)90004-B.
• [20] Filgueiras AV, Lavilla I, Bendicho C. Sci Total Environ. 2004;44:115-129. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2004.03.038.
• [21] Zaharescu DG, Hooda PS, Soler AP, Fernandez J, Burghelea CI. Sci Total Environ. 2009;407:3546-3553. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2009.02.026.
• [22] Iqbal J, Shah HM. Hum Ecol Risk Assess. 2013;19:1553-1543. DOI: 10.1080/10807039.2012.716681.
• [23] Han FX, Su Y, Monts DL, Plodinec MJ, Banin A, Triplett GE. Naturwissenschaften. 2003;90:395-401. DOI: 10.1007/s00114-003-0451-2.
• [24] Håkanson L. Water Res. 1980;14:975-1001. DOI: 10.1016/0043-1354(80)90143-8.
• [25] Fernandes HM. Environ Pollut. 1997;97:317-325. DOI: 10.1016/S0269-7491(97)00004-3.
• [26] He JJ, Zhang HM, Zhang H, Guo X, Song MW, Zhang JH, et al. Ecol Chem Eng S. 2014;21:189-199. DOI: 10.2478/eces-2014-0015.
• [27] Rafiei B, Ghomi FA, Ardebili L, Sadeghifar M, Sharifi SHK. Soil Sediment Contam. 2012;21:768-787. DOI: 10.1080/15320383.2012.678953.
• [28] Luo W, Lu YL, Wang TY, Hu WY, Jiao WT, Naile JE, et al. Ambio. 2010;39:367-375. DOI: 10.1007/s13280-010-0077-5.
• [29] Zhang LW, Shao HB. Clean-Soil Air Water. 2013;41:878-882. DOI: 10.1002/clen.201200565.
• [30] Havens KE, Fukushima T, Xie P, Iwakuma T, James RT, Takamura N, et al. Environ Pollut. 2001;111:263-272. DOI: 10.1016/S0269-7491(00)00074-9.
• [31] García JH, Li WW, Arimoto R, Okrasinski R, Greenlee J, Walton J, et al. Sci Total Environ. 2004;325:95-112. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2003.11.011.
• [32] Yuan HZ, Shen J, Liu EF, Wang JJ, Meng XH. Environ Geochem Health. 2011;33:67-81. DOI: 10.1007/s10653-010-9323-9.
• [33] Breault RF, Colman JA, Aiken GR, Mcknight D. Environ Sci Technol. 1996;30:3477-3486. DOI:10.1021/es9601301.
• [34] Meyers PA, Ishiwatari AR. Org Geochem. 1993;20:869-900. DOI: 10.1016/0146-6380(93)90100-P.
• [35] Yuan HZ, Pan W, Ren LJ, Liu EF, Shen J, Geng QF, et al. Int J Phytoremediat. 2015;17:215-221. DOI: 10.1080/15226514.2013.876969.
• [36] Qu WC, Mike D, Wang SM. Hydrobiologia. 2001;450:83-91. DOI: 10.1023/A:1017551701587.
• [37] Han YM, Du PX, Cao JJ, Posmentier ES. Sci Total Environ. 2006;355:176-186. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2005.02.026.
• [38] Li CL, Kang SC, Zhang QG. Environ Pollut. 2009;157:2261-2265. DOI: 10.1016/j.envpol.2009.03.035.
• [39] Cao HC, Luan ZQ, Wang JD, Zhang XL. Stoch Environ Res Risk A. 2009;23:57-64. DOI: 10.1007/s00477-007-0195-1.