当前世界环境

介绍

从农业革命到工业革命，自然资源开发的规模对环境的压力日益增大，“疲软”的迹象已经非常明显。因此，“可持续发展”¹这是一个全球性的概念和灵丹妙药，现在已成为所有发展问题的首要问题。这一概念承认这样一个事实，即人类的健康和生命与一个强大而健康的生态系统密不可分，而土壤是一个重要的组成部分。对不同土壤性质或过程的测量提供了可用于估计土壤质量的质量指标;这些包括视觉、物理、化学和生物过程(微观和宏观有机体及其活动或功能)^{2 - 4}。

陆生节肢动物(如千足虫等二倍体动物)和寡毛纲动物(如蚯蚓)普遍存在，物种丰富多样。这些无脊椎动物生活在不同的土层中，并与土壤和/或凋落物接触⁵，无一例外地受到有毒化学物质如金属、有机化合物和其他复杂物质沉积的影响。研究发现，重金属会导致土壤分解者的数量减少，动物群落的多样性也会减少^{6 - 7}。

据报道，重金属在陆生无脊椎动物体内的沉积取决于环境污染的程度^{5, 8 - 12}。因此，研究人员使用各种无脊椎动物，包括蚯蚓和千足虫来评估污染和未污染的土壤^{9日,13 - 14日}。千足虫属于二足纲，在热带地区尤其丰富;它们是食草动物，主要在夜间活动。它们在养分循环、土壤通气和施肥方面的重要性已得到充分证明^14-19。

然而，利用陆生无脊椎动物作为土壤污染的生物指标主要集中在有毒金属方面^{9日,13日,18 - 20}。霍普金斯大学²¹摩根和摩根²²报告这些生物从受污染土壤中吸收的铜、锌和镉高于未受污染的土壤;此外,Olayinka等。¹²与对照地点相比，水泥厂周围的铅、铜、锰、锌、镉和钴含量更高。来自尼日利亚垃圾场的蚯蚓已被证明可以生物积累大量有毒金属^{11日,20岁,13岁}。

对金属的细胞毒性作用也进行了研究²⁴;解毒机制²⁵;基于性状的扰动对土壤无脊椎动物群落影响描述方法^代谢途径生态修复^18日,29-31。组织学和组织化学分析以及超微结构分析表明，化学物质(有机和无机)对土壤无脊椎动物具有同样的毒性，因为矿化体在单个中肠和脂肪体细胞内的结构组织是不同的^{12日,14日,17岁}。

大多数作者都使用蚯蚓来确定土壤健康状况，但关于千足虫使用的信息很少;尽管尼日利亚有很多不同种类的千足虫，但关于千足虫的信息却很少或根本没有。本研究的目的是比较这两种无脊椎动物——蚯蚓(Eudrilus eugeniae)和千足虫(Pachybolus ligulatus)，确定哪个是土壤金属污染的较好指标，确定地点对指示生物对有毒金属的生物积累的影响，并对数据库进行因子分析，以确定可能的污染源;同时，建立地点和金属之间的异同点。

材料与方法

蚯蚓(Eudrilus eugenae)、千足虫(Pachybolus ligulatus)和土壤的样品采集和制备;

本研究使用了尼日利亚阿夸伊博姆州四个地方政府区(LGAs)的10个土壤样本。LGAs分别是Etinan(在一家油漆厂附近，位置2和5)，Uyo(繁忙的州首府，位置7[峡谷]，6和10[汽车修理厂]，8[高速公路]和9[农田])，Uruan(一个古老的海港城市，位置1和4)和Ibesikpo(一个农村地区作为对照，位置3)(图1)。

图1:样本位置(A)研究区域 (B)汽车修理厂 点击此处查看图

蚯蚓(尤金妮亚)从100厘米× 100厘米的土芯中，用铁锹挖至15厘米深，人工收获(手工分类)。每个位置由四个复合材料组成，以便获得足够的数量Eudrilus eugeniae进行分析。千足虫(Pachybolus ligulatus在凋落叶和表层土壤之间采摘。Eudrilus eugeniae和Pachybolus ligulatus(图2A和图B)是用去离子水彻底冲洗，并将每种复合材料储存在不同的透明橡胶碗中，内衬湿润的Whatman 1号滤纸，并盖上穿孔盖。

图2:测试生物体:(A)Eudrilus eugeniae, (B)Pachybolus ligulatus 点击此处查看图

一到实验室，Eudrilus eugeniae(柔软的胸部)和Pachybolus ligulatus(硬体)样品在储存条件下保存24小时，在实验室温度(27^o正在被^oC)允许肠道内容物排出;然后在105度的高温下烘干^oC到定重。相应的土样在常温下风干。将干燥后的样品用研钵和杵粉碎成细粉，通过0.5 mm筛。

金银花和舌鱼中金属的测定

500毫克的干燥和筛分样品Eudrilus eugeniae和Pachybolus ligulatus，浓HNO 5ml_3.加入(类似等级的奥尔德里奇)并在特氟龙烧杯中保存过夜;然后在热板上加热到接近干燥。冷却后，用蒸馏去离子水将溶液配制至25ml。也制备空白溶液(不含样品)。采用UNICAM 939/959原子吸收光谱仪(AAS)测定Pb、Zn、Fe、Ni和Cd的含量。

土壤中金属的测定

500毫克土壤样品用15毫升浓HNO的混合物消化_3.:在聚四氟乙烯烧杯中放入5ml浓盐酸混合物。冷却后，用去离子水将溶液调至50毫升。还制备了空白溶液，并如上所述测定了金属含量。采用IITA法测定土壤pH和有机质³²。

土壤污染地质指数(1)_地理）

这是使用地质积累指数(I)计算的_地理)由

式中=土壤中金属“n”的浓度;金属n的本底浓度^33-34;1.5 =考虑到给定环境背景值可能的变化以及微小的人为影响的修正系数。

我_地理它被分成7个等级，如勒³⁵内容如下:_地理≤0(0类)—无污染;0geo≤1(1类)—未污染至中度污染;1geo≤2(2类)-中度污染;2geo≤3(3类)——中度污染至重度污染;3geo≤4(4级)——严重污染;4geo≤5(5类)——重度污染至极重度污染;和我_地理>5(6类)-极度污染。

生物积累因子(BAF)

利用该公式计算了蚯蚓和千足虫体内的生物积累因子(BAF)³⁶：

统计与数据分析

采用SPSS Version 10、Statgraphies VII和Microsoft Excel进行统计分析。采用方差分析(ANOVA)评价样品位置和LGA对样品中金属含量的影响Eudrilus eugeniae和Pachybolus ligulatus。对数据集进行因子分析。采用Varimax旋转和Kaiser归一化进行主成分分析(PCA)，确定污染源;主成分的因子负荷分为强(>0.75)、中等(0.75 ~ 0.50)和弱(0.50 ~ 0.30)。³⁷。利用平方欧几里得距离，通过Ward的方法对规范化数据集进行聚类分析(CA)，作为生物和土壤中金属积累模式的相似性和差异性的度量，并得出树形图。分析质量控制措施为程序性空白测定、指示生物和土壤样品的三次分析和分析仪器的标准化。

结果

两种陆生无脊椎动物，即软体蚯蚓(Eudrilus eugeniae)和硬体琥珀纹千足虫(Pachybolus ligulatus)及其相应的土壤进行了研究，以确定这些生物是否适合作为阿夸伊博姆州土壤污染的生物指标。结果表明，铅、铁、锌和镉在土壤中富集较多Eudrilus尤金尼亚,和NiPachybolus ligulatus。

个别地点及地方政府地区的土壤金属含量

10个样点土壤金属Pb、Fe、Zn、Ni、Cd的平均含量见图3、图4和表1;Fe>Pb>Zn>Ni>Cd。对土壤样本的分析表明，尤约(一个大都市和车辆流量最大的州首府)、尤约的机械车间土壤和旧海港城市乌鲁乌的金属含量较高。6点(乌约机械村)土壤中Pb (735.70 mg/kg)、Cd (24.62 mg/kg)和Ni (512.14 mg/kg)含量非常高。涂料厂周围(2、5号位置)和旧海港1号位置(图3)的铅、锌、镍含量也较高。LGA中铅的最高和最低平均金属值(mg/kg)分别为665.71(埃蒂南LGA)和448.78(伊贝斯克波LGA);Fe为32711 (Uyo LGA)和164.00 (Ibesikpo LGA);Zn为381.82 (Etinan LGA)和196.04 (Uruan);Ni为377.10 (Etinan LGA)和8.19 (Ibesikpo LGA);Cd为18.55(乌鲁尼亚LGA)和1.51(埃蒂南LGA)(图4)。铁(Fe)，最丰富的金属，其水平依次为:伊贝斯克波LGA(对照)

图3:土壤中的有毒金属 不同的样本位置 点击此处查看图

图4:不同地区土壤中的有毒金属 点击此处查看图

土壤污染地质指数(Igeo)

各地点土壤污染指数及LGA见表2。土壤金属污染程度从未污染到严重污染不等。表3显示了土壤污染等级的各个地点。土壤中铅污染范围从3班(中等至强污染)代表locations-1的60%,3,5,8,9,10,Uruan Ibesikpo Uyo上课地方4(强烈污染),40%的土壤locations-2, 4, 6, 7, Etinan LGA Fe(表3),10%的土壤location-5和Ibesikpo LGA强烈污染(第4类),30% locations-2, 3和8强极locations-1污染(5类)和60%,4,6,7,9,10,Uruan Etinan,50%的1、2、3、6、10和乌兰地区的土壤锌污染程度从1级(未污染到中度污染)到50%的4、5、7、8、9和艾蒂南、伊贝西坡和乌尤地区的土壤锌污染程度从2级(中度污染)不等。土壤镍污染从0级(零)到3级;20%的土壤位置-3和5为未污染(0级)，50%的土壤位置为未污染至中度污染(1级，位置1、2、7、8和10)，10%的土壤位置为中度污染(2级，位置9)，20%的土壤位置为中度至重度污染(3级，位置4、6)。乌兰地区为未污染至中度污染;Uyo，中度污染，Etinan LGA，重度污染。对于Cd, 20%为未污染(0级，3号和9号位置)，20%为中度至重度污染(3级，4号和5号位置)，10%为重度污染(4级，7号位置)，20%为重度污染(5级，8号和10号位置)和30%为重度污染(6级，1号，2号和6号位置)。在LGAs中，Igeo的增加顺序为:Pb，埃蒂南>乌约>乌鲁安>伊贝斯克坡; Fe, Uyo > Etinan > Uruan >Ibesikpo; Zn, Etinan > Ibesikpo > Uyo > Uruan; Ni, Etinan > Uyo > Uruan > Ibesikpo and Cd, Uruan > Uyo > Ibesikpo > Etinan.

表1:土壤中金属含量(Mg/Kg)汇总统计

	Pb	菲	锌	倪	Cd
的意思是	505.58	22260.30	282.43	130.32	12.12
标准偏差	168.92	31801.00	83.64	173.25	11.53
最大	735.70	109952.00	392.76	512.06	29.00
最低	259.10	164.00	160.06	8.19	0.001
中位数	480.06	13775.50	288.76	52.20	8.35
变异系数	0.33	1.43	0.30	1.33	0.95
背景浓度*	20.00	46.00	71.00	20.00	0.098
对照地点(本研究)	385.78	7304	161.75	17.28	0.001

*泰勒和麦克伦南(1995)，罗和冯(1992)

表2:污染指数(I_地理)，收集来自个别地点和地方政府区域的土壤

	Pb	菲	锌	倪	Cd
位置1	2.32	5.56	0.92	0.77	5.28
2	3.10	4.60	0.41	0.41	5.20
3.	2.55	4.66	0.42	-0.55	-4.99
4	3.10	5.96	1.28	2.53	2.33
5	2.71	3.17	1.08	-1.30	2.06
6	3.20	5.68	0.85	2.84	5.12
7	3.09	7.37	1.21	0.68	3.29
8	2.62	4.42	1.30	0.20	4.08
9	2.16	5.40	1.07	1.62	-4.99
10	2.84	5.18	0.77	0.01	4.85
LGA Uruan	2.72	5.05	0.61	0．35	4.84
Etinan	3.10	5.96	1.28	2.53	2.33
Ibesikpo	2.71	3.09	1.08	-1.30	4.00
Uyo	2.85	6.16	1.06	1.66	4.33

表3:各污染类别的地点

金属	污染类
	0	1	2	3.	4	5	6
Pb				位置1 3 5 8 9 10。	位置2 4 6 7。
菲					位置5。	位置2、3、8。	位置1 4 6 7 9 10。
锌		位置1 2 3 6 10。	位置4,5,7,8,9。
倪	地点3、5。	位置1、2、7、8、10。	地点9。	地点4、6。
Cd	地点3、9。			地点4、5。	位置7。	地点8、10。	位置1、2、6。

表4金属分布的t检验(Lsd)结果Eudrilus Eugeniae和Pachybolus Ligulatus来自不同的地方

位置	生物指标	Pb	菲	锌	倪	Cd	水分
1	Ee Pl 迷幻药	4.590一个 0.010b 0.134	1064.2一个 129.2b 2.174	129.2一个 164.95b 0.9281	0.010一个 0.010一个 0.000	0.100一个 0.010b 0.0088	62.62一个 62.40一个 0.2356
2	Ee Pl 迷幻药	29.95一个 3.05b 0.0674	1303.2一个 308.6b 2.0823	131.8一个 113.7b 0.432	0.01一个 0.01b 0.00	2.50一个 0.01b 0.0393	60.46一个 55.60b 0.3629
3.	Ee Pl 迷幻药	0.01一个 0.01一个 0.00	1565.2一个 125.4b 14.08	127.5一个 98.3b 1.020	0.01一个 0.01一个 0.00	0.400一个 0.100b 0.0152	64.60一个 63.46b 0.248
4	Ee Pl 迷幻药	1.10一个 0.10b 0.0393	1026.1一个 396.6b 2.504	110.5一个 35.5b 0.6377	0.254一个 9.00b 0.4128	3.15一个 0.010b 0.0278	76.00一个 66.81b 0.3153
5	Ee Pl 迷幻药	8.90一个 14.35b 0.11	1696.6一个 431.0b 1.6998	155.0一个 32.15b 1.0435	1.00一个 9.995b 0.184	1.00一个 0.010b 0.0633	189.4一个 59.8一个 337.75
6	Ee Pl 迷幻药	3.25一个 0.01b 0.0708	1378.2一个 562.5b 2.5755	141.5一个 59.3b 1.7331	0.156一个 0.010b 0.1088	1.96一个 0.01b 0.1416	56.43一个 53.40b 0.3902
7	Ee Pl 迷幻药	1.25一个 8.55b 0.0576	701.2一个 365.8b 1.4434	94.4一个 120.95b 1.0481	0.052一个 0.010b 0.1166	0.01一个 0.01一个 0.00	60.3一个 47.8b 0.3539
8	Ee Pl 迷幻药	0.10一个 0.10一个 0.00	435.1一个 83.6b 0.2831	35.5一个 125.8b 0.8475	0.01一个 0.01一个 0.00	0.01一个 0.05b 12 x10-10年	65.4一个 55.4b 0.2808
9	Ee Pl 迷幻药	5.60一个 9.70b 0.2963	1220.6一个 649.0b 3.9789	149.1一个 85.7b 0.3867	3.70一个 12.6b 0.2261	1.50一个 0.10b 0.0421	60.48一个 52.4b 0.5545
10	Ee Pl 迷幻药	4.50一个 0.01b 0.1388	1624.4一个 507.5b 2.4411	118.3一个 73.8b 0.1188	0.85一个 11.90b 0.1188	6.89一个 0.01b 1.1077	53.0一个 61.8b 0.4748

相同字母的均值差异不显著;Ee =Eudrilus eugeniae;

Pl =Pachybolus ligulatus;LSD=最低显著水平

不同地点土壤污染潜在生物指标中的金属积累

全港平均金属含量Eudrilus eugeniae和Pachybolus ligulatus除位置3和8 Pb、位置1、位置3和位置8 Ni、位置7 Cd外，各位置的Pb含量差异显著(α=0.05)(表4)。最高值(mg/kg)出现在油漆厂(位置2和5)Eudrilus eugeniae比在Pachybolus ligulatus在所有地点，除了地点5(油漆厂)、地点7和地点9(尤尤，一个繁忙的城市)，铅含量较高Pachybolus ligulatus样本。Eudrilus eugeniae各部位累积铁含量(2-24倍)均高于Pachybolus ligulatus(表4和表5)。油漆厂(埃蒂南5号地点)其次是机械村(乌约10号地点)的铁含量最高Eudrilus eugeniae(表4和表5)。70%(70%)的位置记录了较高的Zn值Eudrilus eugeniae而Pachybolus ligulatus1、7和8处的锌含量较高(30%)。镍的积累要多得多(大于3倍)Pachybolus ligulatus，范围为0.01 ~ 12.6 mg/kgEudrilus eugeniae0.01 ~ 3.70 mg/kg。镉(Cd)在Eudrilus eugeniae(6.89 mg/kg)Pachybolus ligulatus(0.10毫克/公斤)。铅(Pb)、铁(Fe)、锌(Zn)和镉(Cd)含量较高Eudrilus eugeniae(以土为食)，而Ni在Pachybolus ligulatus(食草动物，以凋落物为食)(表5)Eudrilus eugeniae除了位置10，其他位置是否更高Pachybolus ligulatus。然而，体内的水分含量Eudrilus eugeniae(73.25%)，但高于Pachybolus ligulatus(59.52%)，在α=0.05时不显著(表6)。油漆厂、机械车间和乌约市机动车高速公路区域对土壤的影响最大，生物指标中金属含量较高。方差分析结果表明，地点对指示生物的金属积累有显著影响(p<0.0001)。二者交互作用显著(α = 0.05)，说明两种指示生物在Pb、Fe、Zn、Ni和Cd的积累模式上存在差异。Eudrilus eugeniae和Pachybolus ligulatus。图5显示了lga之间的变化。镉(Cd) inEudrilus eugeniae和NiPachybolus ligulatus与伊贝西克坡和乌鲁安地区相比，埃蒂南和乌约地区的差异显著。

表5:生物指标中金属含量最高和最低的地点

金属	生物指标	最大(毫克/公斤)	位置	最低(毫克/公斤)	位置
Pb	Eudrilus eugeniaePachybolus ligulatus	21.95 14.35	2 5	0.01 0.01	3、8 3 4 6 8
菲	Eudrilus eugeniae Pachybolus ligulatus	1696.6 649	5 9	435.13 83.60	8 8
锌	Eudrilus eugeniae Pachybolus ligulatus	155.05 164.95	5 2	35.5 32.5	8 5
倪	Eudrilus eugeniae Pachybolus ligulatus	3.70 12.6	9 9	0.01 0.01	1、2、3、8 1- 3,6,7,8
Cd	Eudrilus eugeniae Pachybolus ligulatus	6.89 0.10	10 3.	0.01 0.1	1、5、7、8 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10

表6:各地点生物指示剂中金属的方差分析结果

生物指标	Pb	菲	锌	倪	Cd	水分含量
Eudrilus eugeniae(n = 50) Pachybolus ligulatus(n = 50)	5.12一个 3.57b	1201.5一个 345.97b	119.3一个 91.03b	0.61一个 4.35b	1.75一个 0.023b	73.25一个 59.52b
迷幻药	0.027	1.100	0.201	0.039	0.080	24.23

相同字母的平均值差异无统计学意义(α=0.05)。

图5:金属和水分含量Eudrilus eugeniae和Pachybolus ligulatus从 不同地方政府区域 点击此处查看图

eugenius和Pachybolus中金属的生物积累因子(BAF)

生物积累因子(baf)如表7所示。一般情况下，所选金属的baf值均<1Eudrilus eugeniae和Pachybolus ligulatus除Fe(1.031)和Cd(2.086)外，其余均在不同位置Eudrilus eugeniae地点5(油漆厂)和地点4(废弃的旧海港);Ni (1.215) inPachybolus ligulatus从位置5(油漆厂)，显示位置对生物体内金属生物积累的影响。在LGAs中，Pb、Fe、Zn和Cd的BAF值Eudrilus eugeniae比其他国家的高Pachybolus ligulatus除Ibesikpo LGA中的Pb外;另一方面，Ni在Pachybolus ligulatus除伊贝西克波(控制LGA/地点)以外的所有LGA。两组Fe的BAF均>1Eudrilus eugeniae(9.543)和Pachybolus ligulatus(2.232)Eudrilus eugeniae(1.656)。各地点的BAF值(平均金属±SD，范围)mg/kg依次为:Zn(0.480±0.225,0.09-0.824)> Fe(0.189±0.302,0.006-1.031)> Cd(0.430±0.740,0.001-2.086)> Pb(0.038±0.102,2.41 e -05-0328)> Ni(0.017±0.035,1.5E-04-0.112)Eudrilus eugeniae,和锌(0.362±0.214,0.093 - -0.710)>镍(0.172±0.386,2.0 e - 05 - 1.215) > Fe(0.048±0.076,0.003 - -0.262)> Pb(0.009±0.014,1.4 e - 05 - 0.037) > Cd(0.013±0.031,3.4 e - 4 - 0.100)Pachybolus ligulatus。

表7:金属在不同地点和不同气体的生物积累因子(Baf)

	Pb		菲		锌		倪		Cd
	BAF - Ee	BAF-Pl	BAF-Ee	BAF-Pl	BAF - Ee	BAF-Pl	BAF - Ee	BAF-Pl	BAF - Ee	BAF-Pl
位置
我	0.016	3.3 e-05	0.059	0.007	0.485	0.619	1.5 e-04	1.5 e-04	0．003	3.4 e-04
2	0.328	0.005	0.190	0.045	0.824	0.710	2.2 e-04	2.2 e-04	0.094	3.8 e-04
3.	2.6 e-05	2.6 e-05	0.214	0.017	0.789	0.608	5.8 e-04	5.8 e-04	0.040	0.100
4	0.002	1.5 e-05	0.038	0.015	0.289	0.093	6.7 e-04	0.025	2.086	0.007
5	0.020	0.032	1.031	0.262	0.496	0.103	0.112	1.215	0.125	0.001
6	0．004	1.4 e-05	0.068	0.028	0.568	0.238	3.1 e-04	2.0 e-05	0.08	4.1 e-04
7	0.002	0.013	0.006	0．003	0.264	0.339	8.8 e-04	1.7 e-04	0．003	0．003
8	2.4 e-05	2.4 e-05	0.076	0.015	0.090	0.320	2.7 e-04	2.7 e-04	0.001	0.006
9	0.002	0.037	0.08	0.042	0.479	0.276	0.024	0.083	1.50	0.010
10	0.009	2.0 e-05	0.132	0.041	0.512	0.319	0.028	0.394	0.368	5.3 e-04
的意思是	0.038	0.009	0.189	0.048	0.480	0.362	0.017	0.172	0.430	0.013
SD	0.102	0.014	0.302	0.076	0.225	0.214	0.035	0.386	0.740	0.031
最小值	2.4 e-05	1.4 E-05	0.006	0．003	0.09	0.093	1.5 E-04	2.0 E-05	0.001	3.4 e-04
马克斯	0.328	0.037	1.031	0.262	0.824	0.710	0.112	1.215	2.086	0.100
中位数	0．003	3.0 e-05	0.078	0.022	0.490	0.319	6.2 e-04	4.2 e-04	0.087	0.002
简历	2.66	1.63	1.59	1.61	0.47	0.59	2.10	2.24	1.72	2.39
地方政府区域(lga)
Uruan	0.01	0.002	0.099	0.022	0.659	0.526	2.3 e-04	0.053	0.005	0.002
Etinan	0.323	0.001	0.049	0.009	0.343	0.27	2.6 e-05	0.006	1.656	0.021
Ibesikpo	2.2 e-05	0.01	9.543	2.232	0.409	0.387	0.001	0.001	0.950	0.001
Uyo	0.007	0.006	0.035	0.013	0.373	0.308	0.005	0.052	0.185	0.002
的意思是	0.085	0.005	2.431	0.569	0.446	0.373	0.002	0.028	0.699	0.006
SD	0.158	0．004	4.741	1.108	0.144	0.113	0.002	0.028	0.758	0.009
最小值	2.2 e-05	0.001	0.035	0.009	0.343	0.27	2.6 E-05	0.001	0.005	0.001
马克斯	0.323	0.010	9.543	2.232	0.659	0.526	0.005	0.053	1.656	0.021
中位数	0.008	0．004	0.074	0.017	0.391	0.347	0.0006	0.029	0.567	0.002
简历	1.86	0.86	1.94	1.94	0.32	0.30	1.48	1.01	1.08	1.48

Ee =Eudrilus eugeniaePl =Pachybolus ligulatus

因子分析

金属的主成分分析(PCA)Eudrilus eugeniae和Pachybolus ligulatus基于Kaiser归一化的Varimax旋转提取了两个主成分(PCs)，每个主成分用于解释指示生物和相应土壤的污染源。特征值>1的pc被认为是显著的³⁸。表8显示了金属的pc解释的方差Eudrilus eugeniae和Pachybolus ligulatus。特征值>1的两个pc解释了超过64.116%的金属总方差Eudrilus eugeniae。PC1和PC2分别占变异的34.212%和29.904%。PC1对Fe和Zn的正向因子负荷较强，对Cd的正向因子负荷中等;PC2对土壤有机质和pH的正向因子负荷较强，对Pb的正向因子负荷中等(图6A)。另一方面，得到了两个特征值>1的pcPachybolus ligulatus，解释了总方差的71.863%，其中PC1占37.558%，PC2占34.304%。PC1对Ni、土壤pH和土壤有机质(OM)表现出较强的正向因子负荷;PC2对Pb和Fe有强的正因子负荷，对Cd有强的负因子负荷(图6B)。

图6:金属中因子1和因子2的组成图; (一)Eudrilus eugeniae和 (B)Pachybolus ligulatus 点击此处查看图

上执行的聚类分析(CA)Eudrilus eugeniae和Pachybolus ligulatus数据集将四个地方政府区域(lga)的十个地点(图7A和B)的相似采样点(空间变异性)以及生物指标内的变量(金属)(图7C和D)分组。空间变异性，即生物指标收集地点之间的相似性和差异性，显示了四个聚类Eudrilus eugeniae三是Pachybolus ligulatus。为Eudrilus eugeniae数据集，聚类一由位置1、3、6和5组成;第二集群，位置2和10;第三群，只有9号位置;集群4包含位置4、7和8(图7A)。Pachybolus ligulatus数据集包含在集群1中，位置1、8、2、7和3;第二集群，位置4,10和6;集群3，位置5和9(图7B)。簇1在两个树状图中都有更多的位置。金属在生物指示生物中表现为三簇Eudrilus eugeniae簇1只含Cd，簇2只含Fe、Zn和Pb，簇3只含Ni(图7C)。为Pachybolus ligulatus,出现了两个团簇:团簇1含有Cd和Zn，团簇2含有Fe、Ni和Pb(图7D)。

图7:树状图显示 样品位置(A和B)和金属 指示生物(C和D) 点击此处查看图

显著性变量对之间在α = 0.05时的Pearson积矩相关为Eudrilus eugeniae(r = 0.8160, P = 0.0040);Cd在Eudrilus eugeniae /土壤有机质(r = 0.6646, P = 0.0360);Fe/Ni (r = 0.6639, P = 0.0363)Pachybolus ligulatus。铁与铁、铁之间呈显著正相关Pachybolus ligulatus /倪在Eudrilus eugeniae(r = 0.6586, P = 0.0384);和NiEudrilus eugeniae /倪在Pachybolus ligulatus(r = 0.7258, P = 0.0175)。土壤有机质与土壤pH呈正相关(r = 0.8800, P = 0.0008);土壤Zn含量与Fe含量呈负相关Eudrilus eugeniae(r = -0.672, P = 0.0330);土壤中Ni与Fe呈显著正相关(r = 0.7580, P = 0.0110)。

讨论

土壤生态系统处于生物与非生物组分的平衡状态;任何一方的改变都会对另一方产生不利影响^{14日,26日,39岁,40岁}。释放到土壤中的有毒金属(污染物的最终汇)破坏了这种平衡。它们在土壤中的积累是人为活动的结果，包括快速的工业化、农业和城市化。

研究区土壤金属(Zn、Pb、Cd、Ni和Fe)的平均水平高于背景水平^33-34。尤约市(车辆排放量较高)、机械车间和油漆厂的污染水平尤其高。这证实了之前研究人员的报告^{5, 41-43}繁忙的城市、工业和道路系统附近的大部分地区都有高浓度的有毒金属。重金属可以在土壤中存留长达一百年;并且可以直接污染土壤，危害生态系统，通过对动植物的可利用性，转移到食物链和污染地表水和地下水^{26日,39岁,40岁,44岁,45岁}。土壤pH值、有机质含量等土壤特性影响土壤对重金属的吸附⁴⁶。根据Souza的说法等。⁴⁷，降低pH值使有效金属在土壤有机质中被强吸附。微量元素通常在酸性土壤条件下更容易溶解。土壤有机质与土壤pH呈高度正相关(r = 0.8800);土壤Zn/Fe (r = 0.7580)、Cd inEudrilus eugeniae /土壤有机质(r = 0.6646, P = 0.0360)。土壤总Pb和Cd高于奥拉因卡报道的值等。¹²和Iorungwa等。⁴⁸分别来自尼日利亚的水泥厂区和机械村的垃圾场，以及Spurgeon和Hopkin¹³在英国的冶炼厂区域;但比英国的矿井要低¹³。Fe值高于irongwa报道等。⁴⁸;在英国，镉含量高于冶炼厂土壤中的镉含量，但低于矿山土壤中的镉含量¹³(表9)。

表8:总方差 金属中的PcaEudrilus Eugeniae 和Pachybolus Ligulatus 点击这里查看表格

我_地理土壤中Pb、Fe、Zn、Ni、Cd等金属的含量普遍较高的地区为油漆厂周边地区和尤约地区。研究区土壤质量从重度污染(油漆厂、汽车修理村和交通繁忙地区的土壤)到未污染(控制区)不等。清洁等。³⁵报告的土壤质量从污染到未污染的北京公园，从北京市中心到郊区(表9)。

表9:受影响土壤中金属含量(Mg/Kg)与本研究的比较

Pb	菲	锌	倪	Cd	网站
27.8 - 82.3	-	60.4 - 110.6	-	-	北京公园，中国35
7.85 - 50.32	-	14.3 - 107.2	-	2.82 - 10.35	尼日利亚Ewekoro的水泥厂12
38.0 - 120.0	0.28 - 4.10	35.0 - 112.0	-	0.01 - 3.00	尼日利亚马库尔迪的机械师村48
21.83±1.82	-	31.48±2.28	-	0.05±0.02	Clean(校园)- Control，英国13
291±54	-	408±22	-	5.93±0.24	冶炼厂(Hallen Hull)英国13
10200±690	-	6050±416	-	60.8±3.1	我的(Shipham)英国13
259 - 736	164 - 109952	160 - 393	17.28 - 512	0.001 - 29.00	本研究

土壤无脊椎动物经常接触土壤表层的金属会导致它们在组织中积累金属⁴⁹，因此，这些生物可用于监测土壤污染。Heikens等。⁴⁹，进一步报道了陆生无脊椎动物体内金属的浓度顺序为Pb > Cd > Cu;哪个与本研究中观察到的趋势非常相似Eudrilus eugeniaePb > Cd。我们的研究结果也与受影响地区的蚯蚓——靠近路边、工厂、机械村和休闲区、农业生态系统和垃圾场——积累更多金属的研究结果一致^{11 - 13日,19日,23日,35岁的48}(表10)。两种生物体内金属含量的差异可能是由于金属吸收途径(皮肤和/或口服)、身体组成/代谢和摄食习惯等因素造成的⁵⁰。据报道，二倍体动物在中肠和脂肪体中代谢和/或积累各种类型的金属离子⁸分布在整个体腔中。铅、铁、锌、镉富集较多Eudrilus eugeniae组织比Pachybolus ligulatus这可能与它们的进食习惯有关。Pachybolus ligulatus植物是食草动物，生活在土壤表面和凋落物之间，主要以富含有机质的腐烂植物为食Eudrilus eugeniae物种是穴居动物，以土壤中有机质较少的土壤颗粒为食。土壤是污染物的汇，可能是蚯蚓体内金属浓度较高的原因(Eudrilus eugeniae)比千足虫(Pachybolus ligulatus）.

陆生无脊椎动物的生物积累通常是吸附在体壁上并被吸收到体内的金属的总和。然而,Vijveret al。⁵¹他们在蚯蚓和等足类动物的研究中报道，Cd和Zn在生物表面的吸附可以忽略不计。他们进一步表明，生物体内的金属摄取水平主要是内源性金属，很少或没有外源性金属;与之前的报告相反⁵²。因此，金属的变异和/或亲和力问题可能存在于生物体的内部机制/过程中。镉的最高浓度为6.89毫克/公斤Eudrilus eugeniae与0.10 mg/kg的Pachybolus ligulatus可能是由于其定位于含氯组织^9日,50寡毛菌特有的一种，在金属储存和贩运中起作用⁵³;和必需的金属，如锌，当涉及时，也起到缓冲体腔液体和血液的作用。另一方面，对于节肢动物来说，肝胰腺似乎是最重要的金属储存器官。肝胰腺充满了不同类型的颗粒，就像蚯蚓体内的含氯组织一样。金属以不同的化学形式沉淀在这些颗粒中^21日,54。千足虫肝胰脏的结合化学物质对Ni的亲和力(12.60mg/l)可能比蚯蚓的含氯组织(3.70 mg/l)更强，因此千足虫肝胰脏中Ni的浓度更高舌鱼比尤金鱼多。其他可能影响生物指标中金属吸收的因素包括土壤含金属矿物的溶解度^41岁,55。溶解度越高，金属在无脊椎动物体内的积累越高。土壤有机质/ pH呈高度正相关(r = 0.8800);还有Cd - inEudrilus eugeniae /土壤有机质(r = 0.6646)。金属在陆生无脊椎动物体内生物积累的另一个重要因素是它们消除/排泄过量金属的能力。对于Cd和Pb等外源金属，据报道排泄缓慢或不存在⁹这也可能是导致铅、镉含量较高的原因Eudrilus eugeniae和NiPachybolus ligulatus。

油漆厂、汽车修理厂和城市的活动对土壤及其指示生物产生了影响。PCA显示Eudrilus eugeniae特征值>1解释了64.116%以上的金属总变异。PC1对Fe和Zn的正向因子负荷较强，对Cd的正向因子负荷中等;和PC2对土壤有机质和pH的正向因子负荷较强，对Pb的正向因子负荷中等。对于金属Pachybolus ligulatusPC1占总变异量的37.558%，对Ni、土壤有机质(OM)和土壤pH表现出较强的正向因子负荷;这也可以解释有机结合金属(Ni)的优先积累Pachybolus ligulatus而Eudrilus eugeniae似乎是无机金属的指示物。另一方面，PC2解释了34.304%的总变异，对Pb和Fe的正向因子负荷较强;镉的负因子负荷较强。这表明人为输入的金属来自油漆厂、机械车间、农业活动、分解的有机废物和酸雨。

表10:生物指标累积量(MG/KG)与目前研究中金属的比较

Pb	菲	锌	倪	Cd	网站(bio-indicator)
10.07 - 25.13	-	42.45 - 216.9	-	7.67 - 21.89	水泥厂，尼日利亚Ewekoro(Eudrilus eugeniae)12
0.0081 - 0.0327	0.0052 - 0.9899	0.0336 - 0.0746	-	0.01 - 0.045	尼日利亚扎里亚垃圾场(地龙terrestris）23
0.0025 - 0.0689	0.015 - 0.8985	0.0070 - 0.0489	-	0.0001 - 0.0410	尼日利亚卡杜纳垃圾场(地龙terrestris）23
0.0017	-	1.07	-	0.0009	花生田，印度(蚯蚓)19
0.0011	-	1.76	-	0.0011	甘蔗田，印度(蚯蚓)19
0.0002	-	-	-	0.0012	稻田，印度(蚯蚓)19
5.01 - 265.4	-	105.8 - 380.9	-	0.55 - 8.13	尼日利亚，扎里亚(地龙terrestris）11
0.01 - 21.95	435.1 - 1697	35.5 - 155.0	0.01 - 3.70	0.01 - 6.89	本研究(Eudrilus eugeniae）
0.01 - 14.35	83.6 - 649	32.15 - 164.95	0.01 - 12.60	0.01 - 0.10	本研究(Pachybolus ligulatus）

结论

无脊椎动物在金属摄取方面表现出(优先的)亲和力。Eudrilus eugeniae土壤肥料对无机金属Pb、Fe和Cd的富集程度较高，可作为无机金属的生物指示物;而千足虫(腐烂的凋落物取食动物)则积累了3倍以上的Ni(有机结合金属)，从而表明该生物是镍污染土壤的合适指标。的天赋Pachybolus ligulatus镍的富集使无脊椎动物成为原油污染生物指示剂的理想选择。这可以为尼日尔三角洲的农业提供一种监测工具，尼日尔三角洲是尼日利亚的一个地区，数十年来一直受到水体和土地的石油污染的困扰。

我们认为，尽管有其他可能的因素，生物对金属的吸收/储存的偏好可能主要存在于蚯蚓的原氯组织和肝胰腺组织(Eudrilus eugeniae)及千足虫(Pachybolus ligulatus),分别。需要对组织对金属的亲和力进行更详细的研究。

总体而言，所研究地区的活动显然造成了地点的污染。

致谢

这组作者感谢尼日利亚Uyo大学农业学院土壤科学系的技术人员在分析工作中提供的帮助。我们的生物监测器的鉴定由尤约大学土壤科学系的Jude Obi博士和尼日利亚克罗斯河州卡拉巴尔大学动物学系的Esther Oden博士提供。最后，我们感谢匿名审稿人和编辑的宝贵贡献。

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