科技创新研究国际杂志
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John Cassius Moreki博士一号沙卡内索欧文伍兹2和PatrickGNthoiwa市3
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进行这项研究是为了确定沿迪贝特主要公路采伐的五大重金属水平:铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)和锌(Zn)。所选网站以区内饲料采集活动为基础饲料样本采集距离公路0米、15米、30米和1000米原子吸附分解计用于分析重金属富集度数据受ANOVA测试概率为5%使用通用线性模型化sLM程序SAS重金属富集度记录 mg/kgp最高为3.68970.04310.12970.056库0867+0.060和zn最少0.0520+0.0195重金属在不同距离的富集度有显著差异(P<0.05)。远离路面的重金属内装物随距离越长而减少结果表明路边草料受重金属污染高浓度重金属距离路边边缘0至15米显示路边饲料对人和牲畜都可能造成健康危害。 旱季记录重金属比湿季高发现Cu浓度不受P<0.05季节变异这些结果显示,道路保留区内采伐的饲料应极为谨慎地用于养殖牲畜。似乎从公路上采集的30米肥料有可接受的重金属富集度并可用于畜牧养殖
关键字 |
| 稀疏、饲料、重金属、牲畜、季节 |
导 言 |
| 车辆排放对邻近路边生态系统造成突出金属污染铅(Pb)和镉(Cd)、铜(Cu)、锌(Zn)和铬(Cr)都与移动源相关含这些金属的汽油、轮胎、润滑油和电镀车辆部件微量金属沉积量的增加引起人们对食物质量风险的关切,转而引起人类健康风险的关切。车辆排放重金属可沉积到路边生长的草上并被动物放牧或作为饲料采伐[3]进入食物链Pb、Cd、Hg和Cu等金属是累积毒药组织内重金属积聚并不一定意味着产生毒性效果,因为非活动复合体或存储器可能由某些金属组成[4]重金属报告异常毒 [3]铅与中毒相关联,导致肾脏和肝脏问题、中枢神经系统问题、生殖器官问题和人体贫血问题[5]数项研究显示,近路工地工厂重金属富集度高于未受辐射工地工厂富集度。Parkpian等(2005年)[6]发现,靠近公路生长的工厂通常比远离公路的工厂更容易接触重金属积聚 |
| 博茨瓦纳在商业和社区/传统部门养牛传统行业在部落土地实施[7]博茨瓦纳约53%的土地用于放牧[8]大约97%的牛群在公有土地上养大,因此按传统系统养大[9]传统系统以牛站系统为主,农夫或农夫在水井或井口等中央水点自来水,牲畜在水点周围牧场上自由游荡[10]家畜通常在远离河流的干地上放牧,但水井水分填水,水井水分有干沙河床或水井水分填水传统牛管理特征高储存率通常超出推荐承载容量[9],导致过度放牧另一方面,商业企业位于自由保有土地上。商业部门是一个生产系统,旨在最大利润[7]。博茨瓦纳畜牧生产的最大限制是饲料和放牧的质量和数量,受高度不稳定雨量影响。降水时间不规律性及其高度分散性意味着饲料生产为季节性局部性[11]旱季放牧贫乏,哈博罗内-弗朗西斯顿高速公路(A1)生长的饲料越来越多地作为动物饲料源(fodder)采集此类使用可能不仅对养殖动物构成健康风险,而且通过食物链对人类也构成健康风险。因此,进行了一项研究估计重金属水平(Pb、Cd、CrCu和Zn)沿A1公路采伐以用作Dibete周围饲料的牲畜使用 |
HL.材料和方法 |
| A.研究点位于哈博罗内-弗朗西敦公路约20公里Dibete封锁门南面约110公里处博茨瓦纳首都哈博罗内市i/工地以南25千米Dibete村A1高速公路特征为往来北方的最大跨国交通自给畜牧生产是研究区内的主要活动通常在旱季开始时(即3月),研究区内沿路侧端发生商业饲料采集这项研究在一个立即停通的工地上进行GPS采样区坐标介于(S 23o96'580',E 26o35'085')和(S 23o96'099',E 26o35'338')之间动物屏障(栅栏)距离公路约30米,阻止牲畜进路保留地实验场距离公路边缘0米、15米和30米,沿路边缘500米选择实验场选择网站的依据是饲料采伐活动通常在干段内进行。此外,牛群男孩常沿公路保留地放牧控制点距离公路约1000米,特征是远离任何形式的工业活动,包括车辆排气GPS控制站点坐标S2395'959'E26o35'134'控制点内没有发现住宅 |
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| 微博博茨瓦纳地图显示 Dibete区(研究区) |
| .b.饲料样本采集一次旱季(即2012年8月)和一次雨季(即2013年2月)。样本取距实验场内高速公路0米、15米和30米间距2沿A1公路三块标出500米相距每一块有三块采样块相隔15米控制点距离公路1000米共10块采样块标出2个采样季节,采样块由GPS坐标标出采样方块1m2内三次采样(复制数)secateur使用剪切树高获取样本样本逐个打包成纸袋,贴标签并带到实验室分析干季(30)和湿季(30)共采集60个样本 |
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| 微博2 图形表示采样场 |
| C.样本准备和保存 所有饲料样本均加权确定新鲜重后再冲入自来水消除灰尘、寄生虫或鸡蛋样本再用去离子化水冲洗实验室,以防止自来水产生侧作用和污染。净饲料样本用空气驱动放入电炉65摄氏72小时,以减少水分含量增加消化前存储时间干鲜样本分别空气干10分钟20分钟以蒸发用去分解水洗水水[13]干样用迫击炮和虫子以及电磨机粉碎,并用蜂罐打包粉末供后重金属分析(Pb、Cr、Cu和Cd)。公元前约0.5克地面采样火药转移至125毫升圆柱形,5毫升富集度(98%)硫酸添加25毫升集中度(55%)氮酸和5毫升富集度(72%)氢酸卷曲阵列内容在200摄氏1小时加热消化素材允许夜间冷却室温其后添加20毫升稀释水并用Macherey-Nagel滤波纸一号(11cm)过滤完成有机物消化混合转成50毫升体积槽,填充分解水并允许至少结定15小时原子吸附分量计、Varianspectra220FS模型分析Cd、Cu、Cr、Zn和Pb的富集度E.随机完全块设计统计设计用于搭建实验单元(网站)。ANOVA数据使用统计分析软件通用线性模型程序[14]处理方法分离并分组使用邓肯多场测试求值最小值差达5%置信度 |
三.成果和讨论 |
| A.重金属丰度数据表1显示重金属丰度取自Dibete沿A1高速公路不同地点Pb、Cr和Cd富集度大相径庭(P<0.05)Cu和Zn互不相异,但与Pb、Cr和Cd相异(P<0.05)。铅富集度(P<0.05)远高于研究的其他重金属Pb浓度为3.6897+0.0431 mg/kg远离路面重金属富集度按以下顺序显示:Pb>Cr>Cd>CunCu和Zn的浓度差别不大(P>0.05)Naseret al.在孟加拉国的一项研究中(2012年)[13]指出,土壤和蔬菜中重金属含量与公路相隔的每一距离均按Ni>Pb>Cd排序发生,不同距离不同植物类Pb、Cd和Ni的富集度有显著差异。 |
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| 表1. 重金属富集mg/kg(++,标准偏差) |
| 同一列内带常用字母的手段不变(P < 0.05)季节对饲料重金属富集度效果数据表2显示季节对饲料重金属富集度效果表2显示,除Cu外所有重金属逐季受到影响(P<0.05)干湿季节沿A1路采伐的重金属浓度介于3.759+0.419和0.061+0.023 mg/kg和3.598++084和0.043+0.011mg/kg之间重金属湿季比旱季相对低浓度(表2)。湿旱区Pb、Cr、Cd和Zn平均集中度大相径庭(P < 0.05)然而,Cu湿旱平均富集量没有显著变化(P < 0.05)。湿旱区长途长途长途长途长路发现重金属集中度如下:Pb>Cr>Cd>Cun所罗门(2000年)[15]表示,湿季风与大雨加在一起使饲料无法主动吸收重金属,或是通过Stomatal孔口存储物或根根干湿季节重金属富集度差异也可归结为若干因素,包括气候条件和地质特征,如研究区内土壤中的微量矿物含量表2. eanPb、Cr、Cd、Cu和Zn富集mg/kg(++标准偏差) |
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| 同一列内带常用字母的手段不变(P < 0.05)所罗门(2000年)研究[15]指出,干季稳定微风加速轮胎磨损和排气流入博茨瓦纳大路周围草料和土壤的微量矿物质易流干季重金属高密度与路口保留地外草场相对短缺同时并发牧场面积减少的主要原因是过度放牧社区牧场在此期间,牲畜及其所有者要么采草,要么在公路保留地内放牧牲畜。道路保留地内放牧导致过量累积毒性,最终集中食物链mcdowel(1985年)[16]观察到牲畜在旱季易产生重金属毒性,而干季因体状减退而加重毒性C.距离对饲料重金属富集度的影响 表3显示每个采样场平均重金属富集度结果表明Cr、Cd、Cu和Zn的浓度水平随着距离路边增高而显著下降表3. 距离路口MeanPb、Cr、Cd、Cu和Zn富集mg/kg |
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| 在当前研究中,C站点控制点比其他采样点高得多(P>0.05)。高Pb浓度本项研究可能是基污染源的结果,而在控制点并不存在物理可见性。无法说明控制点高Pb浓度的理由A区、B区、E区和F区采集的铅富集度(P<0.05)比D区、G区、H区和I区高得多。广度丰度丰度比路边30米低饲料中Pb含量介于3.160+0.436mg/kg到4.0811+02.83mg/kg之间本研究显示(P>0.05)Pb浓度随路边距离提高而显著下降图2显示湿季和旱季不同采样点Pb浓度趋势季节性变异显著促成Pb浓度差异(P < 0.05),Pb浓度较高雨冲淡可能是湿季集中度下降的先导因素重金属浓度提高和沿A1公路采伐饲料季节性富集度显示路旁路过机动车辆是路边饲料源当前结果与Wordetal一致1977年[17]和Sitholet al(1993年)[18] 观察工厂重金属浓度增加靠近路边并随着路边距离增加而下降Rodriguez等1982年[19]报告Pb和Cd超出可接受水平累积约33米当前结果显示,30米距离路边应完成饲料生产或饲料采集供畜牧类似方式Motto等1970年[20]发现汽车PB排出效果大都限制在一个33米宽带内,从路边测量植物Pb水平通常介于1至12 mg/kg干重[21]不等本研究不同采样距离饲料中观察到的Pb浓度低于世界卫生组织(1995年)[22]报告的25 mg/kg毒性水平 |
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| 微博沿Dibete区A1路平均肥料丰度C区采集的C类饲料富集度(P<0.05)远高于D区、E区、F区、G区、H区I区和控制区采集的C类饲料富集度采样点D、E和F的Cr集中度差别不大(P>0.05),但与G、H和I大相径庭(P<0.05)。控制点采伐的饲料浓度最小并显著(P<0.05)不同于其他地点采伐的饲料集中度(表3)。饲料中Cr含量为0.130+0.0219 mg/kg从路面提取Cr浓度似乎处于空间分布模式中,约0m>15m>30m>1000m(控制场图3显示Cr离路边浓度下降趋势靠近路边Cr增聚可能是路边车辆粒子和排气直接沉降的结果。沉积模式与Abdourahamaet al报告较早结果相似路边草地上(2008年)Khan(2008年)[24]表示Cr高密度可能对植物和动物有毒5-30 mg/kg的Cr浓度被认为对植物至关重要,并可能导致产量下降。图3显示干湿季节Cr富集因季节性变异Cr富集度差异很大(P<0.05)。差数可归结为浅面矿床,这些矿床很容易通过雨冲刷或从A1路湿季车辆喷洒 |
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| 距离路边平均Cd浓度用Fig图解4和表3采样点A、B和C的镉富集度(P<0.05)比其他采样点高得多G站点、H站点采集样本比D站点、E站点、F站点和I站点采集样本浓度低很多(P<0.05)。本研究中的Cd值低于植物毒性限值5-30mg/kg休伊特和拉希德公司(1988年)[25]把饲料中Cd源归结为汽车中使用的金属电镀油和润滑油高Cr浓度还可能是由于路面粗糙增加轮胎穿戴和路面径流。 Jarupet.al.(1998年)[26]前期研究报告重交通排放还导致公路上工厂Cd浓度提高并发Word等1977年[17]新西兰报告机动车辆交通对沿高速公路土壤和植被积聚CDD和NiNaseret al(2012)[13] 还指出路边工厂Cd水平下降,与主路距离增加福治Cd浓度受季节变异影响极大(P < 0.05)干季Cd浓度高于湿季(表2)。最高浓度Cd被发现在旱季割草场A图4显示干湿季节不同距离中浓度值的变化研究中Cd浓度低于2 mg/kg |
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| 微博4 沿Dibete区域A1路平均播入镉含量Cu获取的A区、B区、C区、D区、E区和F区播入料浓度不明显不同(P>0.05),但与其他距离相比高得多(P<0.05)。采样中铜浓度距离G、H和I高得多(P<0.05),比控制点获取的饲料高得多(图二图二)。5铜浓度相对较低控制网站记录值低于零所罗门(2000年)[15]报告Cu高浓度36.500ppm当前Cu浓度结果与Solomon(2000年)[15]不相容,Solomon发现距离对Cu浓度没有作用差分可归结为流量差、速度差和两个研究地点差 |
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| 微博5average铜成分沿Dibete区Zinc集中区A区A路切割比其他距离高得多(P<0.05)(表3)。采样点B、C、D、E和H中的Zn集中量没有显著不同,但与网站A、F、I和控制有显著差异(P>0.05)。然而,Zn集中采伐地点I和控件没有显著差别Ray和George2010年[29]表示交通是沿高速沉降的很好源头,特别是车辆轮胎或车辆其他金属部件和道路涂料Fatoki(1997年)[30]表示,zn水平与公路平均日流量相关联,zn平均水平随距离增加而成倍变化区料中锌浓度受季节性变异影响(表3图6)。干季丰度比湿季高(表2)。雨冲洗可能是湿季Zn浓度下降的主要辅助因素Paschkeet al.(2000年)[31]提到Zn通常低浓度发生,对植物不构成毒理问题 |
四.结论 |
| 当前结果显示,沿路采伐的饲料中Pb浓度比其他微量矿量高得多。一般来说,Cr、Cd、Cu和Zn的集中度随路边距离增加而下降研究中所有重金属大都受季节性变异影响(P>0.05除库外)。重金属丰度在当前研究中低于毒性水平因此,似应不少于30米从A1路边采伐牲畜以尽量减少污染 |
ACKNOWLEDGEMENTS |
| 作者表示深切感谢M.O Mathaio协助博茨瓦纳大学实验室使用和E.O.莫科比市莫瑞基西和O博茨瓦纳大学环境科学系的Mogomotsi表示衷心感谢他们在实验室分析期间的帮助。 |
引用 |
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