Ocena stężenia metali ciężkich w osadach za pomocą wskaźnika potencjalnego ryzyka ekologicznego

Heavy metals contamination has become a serious environmental problem today in both developing and developed countries throughout the world. Heavy metals are of considerable environmental concern due to their toxicity, wide sources, non-biodegradable properties and accumulative behaviour. With the rapid industrialization and economic development in watershed region, the pollution of water body sediment has become very widespread in Slovakia. Depending on hydrodynamics, biogeochemical processes and environmental conditions of rivers, sediments act as an important sink of heavy metals, as well as a potential non-point pollution source which may directly affect overlying waters. In recent years, numerous methods for assessment of sediments heavy metal contamination have been developed, including the index method, the dynamic method, the synthesis methods in chemistry, ecology and toxicology, etc. Pollution index is a powerful tool for ecological geochemistry assessment. Potential ecological risk index (RI) is a methodology developed by Hakanson to evaluate the ecological risks of heavy metals in sediments. In this study, the Hakanson potential ecological risk index method was used to assess the risk resulting from concentration of Cu, Zn, As, Cd, and Pb in the sediments taken from the water reservoir Ruzin and its tributaries influenced by mining activity. Results showed that the ecological risk index Eri of five kinds of heavy metals in water reservoir area in eastern Slovakia were classified (average values from three sediment sample sites) in the order Cd (101.4) > As (20.06) > Cu (18.85) > Pb (13.83) > Zn (2.43). The potential ecological risk index Ri of heavy metal was 156.58 (average value from three sediment sample sites), which can be classified as middle ecological risk.Stężenie metali ciężkich stało się w dzisiejszych czasach poważnym problemem środowiskowym zarówno w krajach rozwiniętych jak i rozwijających się na całym świecie. Metale ciężkie są znaczącym zagrożeniem dla środowiska z powodu ich toksyczności, rozległości źródeł, właściwość nie-biodegradowalności i tendencje do akumulacji. Wraz z szybką industrializacją i rozwojem ekonomicznym w regionie wododziału, zanieczyszczenie wody i osadów stało się rozpowszechnione na Słowacji. W zależności od hydrodynamiki, procesów biogeochemicznych i warunków środowiskowych rzek, osady pełnią funkcję ważnego ujścia dla metali ciężkich, jak i również potencjalnego nie-punktowego źródła zanieczyszczenia, które może bezpośrednio wpływać na opływające je wody. W poprzednich latach rozwijane były metody numeryczne oceny zawartości metali ciężkich w osadach, włączając metodę wskaźnikową, dynamiczną, metody syntez w chemii, ekologii i toksykologii, itd. Wskaźnik zanieczyszczenia jest ważnym narzędziem oceny geochemii ekologicznej. Wskaźnik potencjalnego ryzyka ekologicznego (RI) jest metodologią opracowaną przez Hakansona w celu oceny ryzyka ekologicznego powodowanego przez metale ciężkie w osadach. W pracy tej, metoda Hanaksona wskaźnika potencjalnego ryzyka ekologicznego została użyta do oceny ryzyka wynikającego ze stężenia Cu, Zn, As, Cd i Pb w osadach pobranych z wód zbiornika Ruzin i jego dopływów, na które oddziaływała aktywność górnicza. Wyniki wskazują, że indeks ryzyka ekologicznego (ERI) pięciu rodzajów metali ciężkich w obszarze zbiornika wodnego we wschodniej Słowacji były sklasyfikowane (średnie wartości z trzech próbek osadów) w kolejności Cd (101,4) > As (20,06) > Cu (18,85) >Pb (13.,83) > Zn (2,43). Wskaźnik potencjalnego ryzyka ekologicznego (RI) metali ciężkich wyniósł 156,58 (średnie wartości z trzech próbek osadów), co może być sklasyfikowane jako średnie zagrożenie ekologiczne

Soil heavy metal pollution and risk assessment associated with the Zn-Pb mining region in Yunnan, Southwest China

The environmental assessment and identification of sources of heavy metals in Zn-Pb ore deposits are important steps for the effective prevention of subsequent contamination and for the development of corrective measures. The concentrations of eight heavy metals (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, and Zn) in soils from 40 sampling points around the Jinding Zn-Pb mine in Yunnan, China, were analyzed. An environmental quality assessment of the obtained data was performed using five different contamination and pollution indexes. Statistical analyses were performed to identify the relations among the heavy metals and the pH in soils and possible sources of pollution. The concentrations of As, Cd, Pb, and Zn were extremely high, and 23, 95, 25, and 35% of the samples, respectively, exceeded the heavy metal limits set in the Chinese Environmental Quality Standard for Soils (GB15618-1995, grade III). According to the contamination and pollution indexes, environmental risks in the area are high or extremely high. The highest risk is represented by Cd contamination, the median concentration of which exceeds the GB15618-1995 limit. Based on the combination of statistical analyses and geostatistical mapping, we identified three groups of heavy metals that originate from different sources. The main sources of As, Cd, Pb, Zn, and Cu are mining activities, airborne particulates from smelters, and the weathering of tailings. The main sources of Hg are dust fallout and gaseous emissions from smelters and tailing dams. Cr and Ni originate from lithogenic sources.Web of Science1904art. no. 19