当前世界环境

介绍

碎石采石是一种采矿活动，主要在联邦首都地区阿布贾的大部分地区进行，因为那里有大量的岩石矿床，可以装饰这座城市，而且显然具有社会经济效益。

采石是一种破坏性的发展活动，其社会经济效益可能无法弥补对自然生态系统的总体有害影响，因为它对环境产生直接和长期的不良影响，甚至在矿山关闭后很长一段时间内也会产生不良影响。¹

碎石采石活动产生大量的灰尘和废物，其中含有一些重金属。²被动员或溶解在土壤中的重金属可以被植物吸收或输送到地表水或地下水中。^3.因此，当食用植物性食品或植物性产品时，重金属进入食物链，然后积累到大量，引起急性或慢性毒性(中毒)和对人类健康的严重风险。^2、4

土壤孔隙水中溶解的重金属组分被植物根系或其他土壤生物吸收的量称为环境生物可利用性。⁵土壤pH、土壤有机质(SOM)、土壤质地和黏土矿物是影响土壤重金属有效性的关键因素。^3、6、7

在阿布贾与杜鲁米不同的其他地区对土壤进行了重金属含量的研究。在本研究中，研究了Wuse- 4区、中心区、贾比湖、国家清真寺、Wuse- 2区和Wuse- 6区土壤中Zn、Cu、Mn、Fe和Pb的浓度。观察到的总重金属和生物可利用重金属水平分别为0.35ppm (Pb)至42346.06ppm (Fe)和0.09ppm (Pb)至195.52ppm (Mn)。与欧盟监管标准的比较结果表明，所研究土壤中所有重金属均低于有毒水平。¹⁰

尼日利亚阿布贾部分汽车修理工土壤重金属地质累积指数表明，重金属(Cu、Zn、Cr、Fe、Pb、Ni和Cd)污染程度从未污染到严重污染。¹¹

考虑到这些观点，进行了一项研究，以确定Durumi采石场附近蔬菜农场土壤中八种重金属(Cr、Cu、Cd、Zn、Mn、Ni、Pb和Fe)的总浓度和生物可利用浓度以及一些物理化学参数，以评估土壤污染程度。这项研究将提供必要时采取进一步行动所需的数据和资料。

粘土保留了大量的金属，沙土则没有。^8、9粘土矿物具有永久负电荷和相对较大的表面积，以及较高的阳离子交换容量(CEC)，因此对金属的吸收非常重要。⁹

在阿布贾与杜鲁米不同的其他地区对土壤进行了重金属含量的研究。在本研究中，研究了Wuse- 4区、中心区、贾比湖、国家清真寺、Wuse- 2区和Wuse- 6区土壤中Zn、Cu、Mn、Fe和Pb的浓度。观察到的总重金属和生物可利用重金属水平分别为0.35ppm (Pb)至42346.06ppm (Fe)和0.09ppm (Pb)至195.52ppm (Mn)。与欧盟监管标准的比较结果表明，所研究土壤中所有重金属均低于有毒水平。¹⁰

尼日利亚阿布贾部分汽车修理工土壤重金属地质累积指数表明，重金属(Cu、Zn、Cr、Fe、Pb、Ni和Cd)污染程度从未污染到严重污染。¹¹

考虑到这些观点，进行了一项研究，以确定Durumi采石场附近蔬菜农场土壤中八种重金属(Cr、Cu、Cd、Zn、Mn、Ni、Pb和Fe)的总浓度和生物可利用浓度以及一些物理化学参数，以评估土壤污染程度。这项研究将提供必要时采取进一步行动所需的数据和资料。

材料与方法

研究区域

研究区Durumi位于尼日利亚阿布贾的联邦首都直辖区(FCT)，位于北纬8°25′和9°25′之间，东经6°45′和7°45′之间。Durumi村位于AMAC的mape，阿布贾境内地理坐标为北纬9°8′45 "，东经7°29′44 "¹²（Figure.1)．据村里的居民说，它是一个大型采石场的所在地，采石场的活动自2008年以来就开始了。采石场位于Durumi山上的村庄附近，附近有农田。这些农场里的蔬菜大多是村民种的年代．

图1 点击此处查看图

控制区域

对照土壤是从距离采石场约5公里的农田和不受采石场活动影响的地区收集的。对照土壤与研究区土壤同时采集。

样品采集和预处理

在2017年的旱季和雨季进行了样本收集。Mallo和Mgbanyi¹³据报告，阿布贾每年通常有6个月的旱季(11月至4月)和6个月的雨季(5月至10月)。因此，旱季采集时间为3月，雨季采集时间为9月。

用塑料泥铲在距地表0.0 ~ 5.0cm和5.0 ~ 10.0cm的深度采集样品。在种植蔬菜的同一地点采集土壤样品，充分混合，得到2个深度的代表性样品。3组样品重复此过程。土壤样品被带到实验室，风干，并适当筛选(2mm孔径)，均质并在4点储存在标记的聚乙烯袋中^oC在实验室分析之前。¹⁴

土壤理化性质测定及样品消化。

所有分析均采用标准方法进行三次重复。pH的测定，用数字pH计测量土壤和蒸馏水的1:5 (w/v)悬浮液的比例。¹⁵采用土壤调查标准方法对CEC进行了分析。²¹点火损失，被使用测定土壤有机质含量。 ¹⁶ 测定土壤粒径Bouyoucos比重计法和土壤质地根据不同的土壤颗粒分量从土壤三角形中推断。^1819年,20

对土壤样品中重金属总量的定量，采用酸消解法²¹被雇佣。在100毫升圆底烧瓶中称重预处理后的3克土壤样品。体积为21ml浓HCl(35%)和7ml浓HNO_3.(65%)加入。这在室温下保存了一夜。水冷凝器连接到烧瓶及其内容物，加热煮沸2小时。然后加入25毫升的玻璃蒸馏水。将混合物用Whatman(42号)滤纸过滤到100ml容量烧瓶中。将残留物用5ml水过滤两次，倒入烧瓶中，使溶液达到100ml。用原子吸收分光光度计(AAS)分析。采用0.05M乙二胺四乙酸(EDTA)萃取重金属的潜在生物可利用(环境可利用)含量。采用原子吸收分光光度法测定提取液中的重金属含量。²²

统计分析

方差分析(ANOVA):利用Bonferroni校正进行单因素和事后分析，以评估每个样品中重金属浓度在每个土壤深度、每个季节和季节之间的显著差异。土壤理化性质与生物可利用性重金属的相关性在P≤0.05显著水平(2尾)。

质量控制

与其他标准实验室操作一起，通过对样品进行尖峰回收研究来验证重金属分析。在雨季和旱季从5.0 - 10cm深度收集的部分样品中，分别加入已知的金属浓度进行分析，使原始样品中的金属含量显著增加。记录加标和未加标样品的浓度结果。百分比回收率(%R)采用公式(2.1)计算。¹⁸

人为的金属

利用式(2.2)量化各种重金属的人为金属含量;

人为金属=(X- xc)/X (2.2)

式中X′=金属含量，代表造岩金属;Xc =土壤中金属的平均浓度。对照样品即背景样品的含量代表了岩石成因重金属^24日,25．

污染/污染指数

污染/污染(CP)指数的计算采用定义的污染/污染指数^25日,27日

最高允许金属浓度的目标(参考)值为: Cd - 0.8, Cr -100, Cu -36, Ni - 35, Pb-85, Zn- 146, Co- 20, Mn- 437和Fe- 5000。²⁷

表1显示C/P指数的意义。C/P指数高于1(1)表示污染，低于1(1)表示污染。²⁵

表1:污染/污染(C/P)指标值²⁵

C / P		意义
< 0.1		非常轻微的污染
0.10 - -0.25		轻微的污染
0.26 - -0.50		中度污染
0.51 - -0.75		严重的污染
0.76 - -1.00		严重污染
1.1 - -2.0		轻微的污染
2.1 - -4.0		中度污染
4.1 - -8.0		严重的污染
8.1 - -16.0		污染非常严重
> 16		过度

结果与讨论

质量控制

表2:康复研究

		加标结果		未加标结果		复苏		复苏
重		样本(毫克/公斤)		样本(毫克/公斤)		（％）		（％）
金属	干		多雨的	干	多雨的	干	多雨的	平均数±标准差
Cr	24.90		24.94	0.57	0.11	91.25	93.13	92.19±1.33
铜	31.78		33.17	0.19	0.04	91.15	95.56	93.35±3.12
Cd	22.27		23.01	-0.25	0.07	93.85	95.56	94.83±1.38
锌	18.82		18.66	0.79	0.17	96.61	99.04	97.82±1.72
锰	6.41		4．81	2.25	0.46	90.63	94.68	92.65±2.86
倪	16.26		16.32	0.80	0.48	96.62	99.04	94.63±2.81
Pd	3.55		17.08	2.43	15.93	91.58	93.58	93.38±1.04
菲	169.33		157.21	14.23	4.61	93.82	92.31	92.58±1.42

关键词:旱季和雨季;SD—标准差

所进行的恢复研究结果如表2所示。结果范围为91.15% ~ 99.04%，均在100的可接受范围内±10%²⁸从而验证了重金属分析方法，包括所使用设备的性能。

土壤中重金属总量

土壤样品中重金属总浓度的平均值见表3和表4。在旱季，样品的总重金属平均浓度为0.02 (Cu)至71.53(Fe) mg/kg，对照组为0.01mg/kg至111.89mg/kg。在雨季，样品的重金属浓度为0.02mg/kg (Cu)至22.53mg/kg (Pb)，对照为0.03 mg/kg (Cd)至26.63mg/kg (Pb)。这些观察到的浓度没有类似研究中的那么高，²⁹样品的重金属浓度范围为0.53(Cd)至17854mg/kg (Fe)和0.55(Cd)至18338mg/kg (Fe)。

重金属浓度在样品和对照中变化不一致。样品的旱季(表3)、Zn(5.20mg/kg)、Mn(19.44mg/kg)、Ni(1.69mg/kg)、Pb(4.56mg/kg)水平和雨季(表4)土壤深度为0.0 - 5.0cm的Zn(0.26mg/kg)、Pb(22.53mg/kg)水平以及5.0-10.0cm土壤深度的Zn(1.19mg /kg)、Ni(1.62mg/kg)和Cr(0.44mg/kg)、Cd (0.06mg/kg)、Zn(0.09mg/kg)、Fe(6.74mg/kg)水平均高于对照。这是由于采石场的活动产生的灰尘和含有重金属的废物。²而对照(背景)土壤在0.0 ~ 5.0cm和5.0 ~ 10cm深度的旱季Cr(4.95和1.21mg/kg)、Cu(0.08和0.04mg/kg)、Cd(0.08和0.09mg/kg)和Fe(111.89和110.46mg/kg)浓度分别高于样品。因此，对照组的锰(28.6mg/kg)和铅(5.19mg/kg)浓度也高于样品。在雨季也得出了同样的结论。对照土壤虽然远离采石场，但某些重金属的浓度高于采石场附近的土壤。这表明重金属的风化和侵蚀等其他来源也可能导致对照土壤中重金属含量高。^30.N据观察，人体内重金属的自然本底值通常在1 - 100毫克/公斤之间，有些金属的本底值可能更高或更低。⁷类似的研究由，^31日11显示阿布贾土壤中重金属背景水平高于本研究中观察到的水平。

表3:旱季在研究地点附近农场两个土壤深度的总重金属水平(mg/kg)的含义和范围

			0.00 - -5.00厘米				5.00 - -10.00厘米
样本		控制			样本			控制
	平均数±标准差	范围	平均数±标准差	范围	平均数±标准差	范围	平均数±标准差	范围
Cr	0.30±0.20	0.16 - 0.53	4.95±0.59	4.51 - -5.62	0.33±0.20	0.20 - -0.57	1.21±1.05	nd - 1.87
铜	0.04±0.03	0.01 - 0.06	0.08±0.07	nd - 0.14	0.02±0.02	nd - 0.03	0.04±0.01	0.02 - -0.04
Cd	0.07±0.01	0.06 - 0.07	0.08±0.03	0.05 - -0.11	0.04±0.03	和-0.06	0.09±0.01	0.09 - -0.10
锌	5.20±6.93	0.00 - -1.26	0.01±0.00	nd - 0.14	1.19±1.04	和-1.92	0.11±0.10	nd - 0.20
锰	19.44±4.15	14.83 - -22.88	1.63±2.10	0.30 - -4.05	1.05±1.04	nd - 0.52	28.36±12.02	14.98 - -38.23
倪	1.69±1.42	0.31 - -3.14	0.47±0.26	0.31 - -0.76	1.62±0.77	0.80 - -2.31	0 . . 37±0.32	nd - 0.53
Pd	4.56±0.52	4.06 - -5.11	1.90±1.88	nd - 2.00	2.39±1.53	0.83 - 3 - 89	5.19±1.42	4.20 - -6.81
菲	13.65±12.72	0.00 - -25.16	111.89±16.71	94.68 - -128.05	71.53±67.61	nd - 134.39	110.46±102.59	nd - 202.75

ND -未检测到;SD—标准差

表4:雨季研究地点附近农场两种土壤深度的总重金属含量(mg/kg)均值和范围

			0.00 - -5.00厘米				5.00 - -10.00厘米
	平均数±标准差	范围	平均数±标准差	范围	平均数±标准差	范围	平均数±标准差	范围
Cr	0.52±0.08	0.44 - -0.59	2.75±2.39	nd - 4.26	0.44±0.28	0.11 - -0.63	0.38±0.15	0.22 - -0.50
铜	0.04±0.04	nd - 0.08	0.04±0.03	nd - 0.07	0.02±0.01	0.01 - -0.03	0.31±0.11	0.20 - -0.42
Cd	0.04±0.04	0.01 - -0.09	0.06±0.00	0.06 - -0.06	0.06±0.05	0.01 - -0.11	0.03±0.01	0.03 - -0.04
锌	0.26±0.27	nd - 0.18	0.21±0.13	0.10 - -0.35	0.09±0.08	nd - 0.17	0.07±0.06	nd - 0.12
锰	0.53±0.11	0.40 - -0.59	0.75±0.14	0.66 - -0.91	0.53±0.10	0.46 - -0.65	0.55±0.10	0.44 - -0.62
倪	0.60±0.28	0.29 - -0.85	0.95±0.20	0.78 - -1.17	0.24±0.21	0.08 - -0.48	0.93±0.26	0.71 - -1.22
Pd	22.53±0.73	22.13 - -23.38	11.23±12.96	2.50 - -6.12	18.98±2.92	15.95 - -21.78	26.63±0.84	25.98 - -27.58
菲	2.60±0.74	1.88 - -3.36	5.13±1.74	3.19 - -6.55	6.74±6.53	1.54 - -14.07	3.05±0.05	2.48 - -3.44

ND -未检测到;SD—标准差

土壤样品中观察到的这些重金属含量较低可能是由于土壤的低吸收能力导致重金属浸出到地表水或地下水，这可以追溯到土壤性质，重金属的化学性质和采石场周围的降雨性质等因素。³²枯水期土壤中Mn含量显著高于对照(P≤0.005)，枯水期土壤中Cr和Fe含量显著高于对照(P≤0.005)，枯水期土壤中Cu和Pb含量显著高于对照(P≤0.005)。

表5:在旱季和雨季，采石场附近农场两层土壤中重金属的人为输入百分比

土壤深度	季节	Cr	铜	Cd	锌	锰	倪	Pd	菲
0.0 - 5.0cm	干	94.00	54.17	16.67	-38916.67	-1096.31	-262.38	-140.29	87.80
5.0 - 10.0厘米	干	72.26	53.13	57.83	-953.41	96.28	-344.11	54.02	35.25
0.0 - 5.0cm	雨	81.23	-34.62	25.93	-23.68	29.93	36.61	-100.62	49.26
5.0 - 10.0厘米	雨	-15.93	93.21	-86.67	-18.46	4.21	74.04	28.74	-121.17

土壤样品中人为重金属输入水平见表5。所有负值表示没有人为输入。旱季重金属人为含量的变化顺序为:Cd(16.67%) < Cu(54.17%)33。这也表明，在前面提到的天然矿石中，铁和钯与铬形成络合物，可见人为输入较高。众所周知，当采矿活动，如采石，暴露含金属矿石或当开采的矿石被丢弃在地球上时，重金属污染的可能性通常会增加。³⁴

表6:采石场附近农场土壤的污染/污染(C/P)指数数值

土壤深度	季节	Cr	铜	Cd	锌	锰	倪	Pd	菲
0.0 - 5.0cm	干	0.00	0.00	0.08	0.04	0.04	0.05	0.05	0.00
5.0 - 10.0厘米	干	0.00	0.00	0.05	0.01	0.00	0.05	0.03	0.01
0.0 - 5.0cm	雨	0.01	0.00	0.06	0.00	0.00	0．02	0.27	0.00
5.0 - 10.0厘米	雨	0.00	0.00	0.08	0.00	0.00	0.01	0.22	0.00

表6中的污染/污染(C/P)指数范围为0.0 ~ 0.27，表明土壤中重金属含量仅达到污染水平，雨季土壤深度为0.0 ~ 5.0cm和5.0 ~ 10cm时，铅在中度污染水平时最高，分别为0.27和0.22。然而，表7显示，土壤样品中的季节性平均重金属总量低于世界卫生组织(世卫组织)和粮食及农业组织(粮农组织)的最大允许限量(mg/Kg)）.

表7:土壤重金属总含量与世界卫生组织(WHO)和粮食及农业组织(FAO)规定的最大允许限量(mg/Kg)的比较

重金属	旱季 意思是沉重的 金属含量	雨季 意思是沉重的 金属含量		最大允许 土壤水平
Cr	0.32	0.48	One hundred.
Cd	0.03	0.03	3.
铜	0.05	0.05	One hundred.
锌	3.20	0.17	300
锰	10.25	0.53	2000
倪	1.66	0.42	50
Pb	3.47	20.76	One hundred.
菲	42.59	4.67	50000

土壤特性

所有土壤性质如表8所示。众所周知，土壤性质决定了土壤中重金属的流动性或环境有效性(生物有效性)，pH值通常是最重要的因素。⁷本研究的平均pH值如表8所示，旱季0.5-5.0cm土层的平均pH值为6.51,5.0cm -10.0cm土层的平均pH值为5.94。雨季土壤在0.0 ~ 5.0cm深度pH值为6.50，在5.0 ~ 10cm深度pH值为5.93。两个季节的pH值都呈微酸性，并随深度的增加而略有下降。这表明，在季节中，深度为0-5.0cm的土壤不允许调动阳离子金属，如Cd, Zn和Pd，而深度为5.0cm -10.0cm的土壤则相反⁷因此，前面提到的阳离子金属在5.0cm -10.0cm深的土壤中很容易被植物吸收并动员到地下水中。众所周知，在pH值为6.0至9.0的范围内，金属通常不以自由形态存在³⁶就像在。²⁹

旱季土壤有机质(OM)水平在0.0 ~ 5.0cm(0.59%)和5.0 ~ 10.0cm(0.60%)大致相同，而在雨季有机质水平从0.0 ~ 5.0cm(0.59%)下降到5.0 ~ 10.0cm(0.37%)。观测到的较低OM表明，在5.0 ~ 10.0cm的土壤深度较低，重金属更容易被动员。众所周知，有机质与重金属形成强配合物，因此，重金属迁移率随有机质的减少而增加。^{37岁的 38、39}然而，在有机物中含有腐殖质的地方，胡敏酸富尔霉素具有高螯合特性，为重金属吸附提供了更多的结合面;重金属附着在这些有机成分上可能变得可用，因为它们大多数是水溶性的。⁴⁰

表8:两种土层深度下土壤样品的理化性质

		0.0 - 5.0cm			5.0 - 10cm
季节	参数	平均数±标准差	范围	平均数±标准差	范围
干	pH值	6.51±0.23	6.30 - -6.76	5.94±0.27	5.75 - -6.25
	OM (%)	0.59±0.16	0.49 - -0.77	0.60±0.08	0.56 - -0.69
	CEC(毫克当量/ 100克)	8.97±0.18	8.77 - -9.13	9.10±3.96	4.5211.48
多雨的	pH值	6.50±0.21	6.30 - -6.72	5.93±0.28	5.72 - -6.25
	OM (%)	0.59±0.11	0.50 - -0.72	0.37±0.30	0.05 - -0.65
	CEC(毫克当量/ 100克)	8.91±0.18	8.74 - -9.09	9.14±4.04	4.52 - -12.39

SD—标准差

表9:两种土层深度下土样粒度分布及质地等级

		0.0 - -5.0厘米		5.0 - -10.0厘米
参数	平均数±标准差	范围	平均数±标准差	范围
砂%	84.69±1.14	83.38 - -85.38	85.69±0.60	85.32 - -86.38
粘土%	4.39±0.51	3.84 - -4.84	4.14±0.57	3.48 - -4.48
淤泥%	10.92±0.08	10.20 - -11.78	10.16±0.03	10.14 - -10.20
结构类	壤质砂土	Ls - Ls	壤质砂土	Ls-Ls

Ls -壤土;SD—标准差

土壤样品阳离子交换容量(CEC)观测结果表明，旱季平均水平从0.0 ~ 5.0cm土层的8.97上升到5.0 ~ 10.0cm土层的9.10，雨季平均水平从0.0 ~ 5.0cm土层的8.91上升到5.0 ~ 10.0cm土层的9.14。CEC是土壤保持带正电荷离子的能力，导致金属阳离子的强吸附。⁹它是由土壤黏度和有机质含量决定的土壤固有特性，不易发生显著变化。^{第四十一条、第四十二条}与土壤表层(0.0 -5.0cm)相比，土壤样品在0.5- 10.0cm土壤深度的CEC水平在每个季节略有增加，这表明重金属的流动性可能在该深度略有受损。这将减少植物吸收重金属的浸出和可得性。^42、43

所研究样品的土壤粒度分布(表9)表明，在两个土壤深度上，土壤均为壤土。壤土比沙土更能保留重金属。土壤一般是微酸性壤土，类似于在Ikole-Ekiti花岗岩采石场观察到的。¹

生物可利用的重金属

表10和表11记录了两个季节土壤样品中生物可利用重金属的水平。旱季土壤样品中生物可利用重金属含量为0.02mg/kg (Cd)至0.60mg/ kg (Fe)，土壤深度为0.0-0.05cm;土壤深度为0.5-10cm，生物可利用重金属含量为0.02mg/kg (Cd)至25.17mg/kg (Fe)。雨季在土壤深度为0.0 ~ 5.0cm时，Cu含量为0.02 ~ 1.12mg/kg;在土壤深度为5.0 ~ 10.0cm时，ND (Cr和Cu)含量为1.05mg/kg。

表10:旱季两个深度土壤中生物可利用重金属含量平均值和范围(Mg/Kg)

0.0 - -5.0厘米	5.0 - 10.0厘米
重
金属	平均数±标准差	范围	平均数±标准差	范围
Cr	0.26±0.13	0.17 - 0.41	0.19±0.07	0.13 - 0.26
铜	0.03±0.01	0.02 - 0.04	0.01±0.01	Nd - 0.02
Cd	0.02±0.01	0.01 - -0.02	0.02±0.01	Nd - 0.03
锌	ND	ND	0.50±0.44	Nd - 0.79
锰	0.31±0.21	0.18 - 0.55	0.15±0.14	Nd - 0.27
倪	0.22±0.19	Nd - 0.37	0.33±0.15	0.16 - 0.43
Pd	0.32±0.10	0.21 - 0.42	0.56±0.12	0.44 - 0.56
菲	0.6±1.03	Nd - 1.79	25.17±0.17	14.24 - 34.34

键:ND-未检测到

表11:雨季两个深度土壤中生物可利用重金属含量平均值和范围(Mg/Kg)

0.0 - 5.0cm	5.0 - 10cm
重
金属	平均数±标准差	范围	平均数±标准差	范围
Cr	0.21±0.21	nd - 0.43	ND	ND
铜	0.02±0.01	0.02 - -0.03	ND	ND
Cd	0.03±0.01	0.02 - -0.04	0.02±0.01	0.01 - -0.04
锌	0.09±0.06	0.04 - -0.15	0.03±0.01	0.01 - -0.04
锰	0.09±0.03	0.05 - -0.12	0.11±0.05	0.06 - -0.13
倪	0.18±0.02	0.15 - -0.20	0.05±0.00	nd - 0.16
Pd	ND	ND	0.08±0.00	nd - 0.25
菲	1.21±1.05	nd - 1.90	1.05±0.91	nd - 1.61

ND -未检测到

图2:生物可利用重金属季节平均浓度比较 土壤样品中的金属 点击此处查看图

图2显示了旱季和雨季生物可利用重金属水平的比较。总体而言，旱季生物可利用重金属含量高于雨季。旱季土壤中Pb含量显著高于雨季(P≤0.005)。

表12:旱季生物可利用重金属浓度与土壤性质的Pearson相关系数(r)

	pH值	耶鲁大学管理学院	粘土	CEC
Cr	0.24	0.69	0.27	0.33
铜	0.4	0.36	0.47	-0.31
Cd	0.26	-0.31	-0.74	0.83 *
锌	-0.36	0.22	-0.4	0.72
锰	0.17	-0.28	0.54	-0.34
倪	-0.36	0.21	-0.31	-0.25
Pd	-0.39	0.51	-0.13	0.4
菲	-0.90 *	-0.08	-0.47	-0.03

关键字:*相关性在P≤0.005水平上显著(双尾)

表13:雨季生物可利用重金属浓度与土壤性质的Pearson相关系数(r)

	pH值	耶鲁大学管理学院	粘土	CEC
Cr	0.38	0.56	0.37	-0.01
铜	0.77	0.57	0.22	-0.04
Cd	0.18	-0.16	-0.43	-0.07
锌	0.58	0.47	0.16	-0.17
锰	-0.66	-0.85 *	-0.57	-0.44
倪	0．45	-0.09	-0.41	0.14
Pd	-0.5	-0.89 *	-0.89 *	0.27
菲	-0.06	0.69	0.89 *	-0.16

关键字:*相关性在P≤0.005水平上显著(双尾)

表14:相关系数评级

系数(r)
价值		评级
到底是1		完美的,
0.99到0.90	非常强烈的
0.89到0.70	强大的
0.69到0.50	温和,
< 0.5		弱
阳性(+)		上坡线性关系
阴性(-)	下坡线性关系

改编自^26日,44

各生物可利用重金属浓度与旱季和雨季土壤样品性质的相关系数(r)分别见表12和表13。而表14显示了相关等级。

土壤生物可利用性重金属浓度随土壤pH、OM、Clay含量和CEC的降低而升高。^{3, 32岁,37岁,38}这意味着随着土壤pH、OM、Clay含量或CEC的降低，生物有效性重金属浓度增加(呈下坡或负线性关系)。本研究分析的土壤特性(粘土含量、OM、pH和CEC)通常有利于生物可利用的重金属浓度，它们只呈下坡线性关系。因此，在旱季(表12):观察到pH有利于Zn、Ni和Pb的生物利用度，呈弱下坡线性关系，与Fe呈显著下坡关系;SOM对镉、锰、铁的生物利用度也有较好的促进作用，呈下坡弱关系;Clay有利于Zn、Ni、Pb、Fe的生物利用度呈弱下坡关系，Cd呈强下坡关系;CEC有利于Cu、Mn、Ni、Fe的生物利用度与Zn呈弱下坡关系，与Zn呈强下坡关系，而与Cd呈强上坡关系，说明Cd的生物利用度不受CEC的影响。在旱季，生物可利用铁与所有土壤性质(Fe/pH (r = -0.90)、Fe/SOM (r = -0.08)、Fe/Clay (r = -0.47)和Fe/CEC(r = -0.03)呈下坡线性关系，这是造成生物可利用重金属在旱季高浓度的原因(图2)。

在雨季，Mn/SOM(r = -0.85*)、Pb/SOM (r = -0.89*)、Pb/Clay (r = -0.89*)和Fe/Clay (r = 0.89*)之间存在显著相关。pH对Mn (r =-0.66)和Pb (r = -0.50)的生物利用度有中度下降的线性关系，对Fe (r = -0.06)有一周的线性下降关系。Cd、Ni的生物利用度受粘土影响呈弱下降关系，与Mn呈中等下降关系(r = -0.57)，与Pb呈显著下降关系(r = - 0.89*)。对于CEC，生物可利用Cr、Cu、Cd、Zn、Mn和Fe(表13)均受CEC的影响呈弱下坡关系。铁与土壤性质之间下坡关系的减少解释了雨季平均生物可利用重金属水平较旱季降低的原因(图2)。

旱季土壤生物有效态重金属浓度高于雨季，但土壤性质与生物有效态重金属的相关系数更显著。这有利于某些重金属的生物利用度——Mn/SOM(r = -0.85*)、Pb/SOM (r = -0.89*)、Pb/Clay (r = -0.89*)——在雨季大于旱季。因此，这些重金属在旱季可能比雨季更容易被植物吸收。

结论

这项研究揭示了Durumi采石场附近农场的土壤中含有来自岩石和人为来源的重金属。土壤中重金属总浓度处于中等污染水平，在世卫组织和粮农组织的最大允许限度(毫克/公斤)内。这表明采石活动没有导致农田土壤重金属污染。

考虑到土壤性质与重金属生物有效度之间的显著相关系数增加，雨季对某些重金属的生物有效度比旱季更有利，因此雨季对植物吸收和积累的生物有效度更高。

因此，值得注意的是，虽然土壤中的重金属没有达到污染水平，但土壤的物理性质有利于大多数重金属的生物可利用性。这可能导致这些重金属易于流动和进入地表水和地下水，或/或被种植在农田中的植物(蔬菜和其他粮食作物)吸收。因此，应定期对该场址和其他农田的土壤进行重金属评估，以确保持续的评价和监测。

确认

奈及利亚Keffi (NSUK)奈及利亚Nasarawa州立大学化学系、奈及利亚Zaria国家化学技术研究所(NARICT)和奈及利亚卡杜纳国家土壤和水实验室特此感谢使用其设施。感谢尼日利亚阿布巴卡三角洲州立大学的Iwegbue c.m.a.博士所作的宝贵贡献。

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