인도 남부 카르나타카 북서부 표면 퇴적물 내 중금속의 분포, 출처 및 독성

Dec 21, 2023

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 15782(2022) 이 기사 인용

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이 연구는 인도 남부 카르나타카 북서부의 표면 퇴적물에서 As, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb 및 Zn의 공간적 분포, 출처 및 독성학적 위험을 제시합니다. 중금속(Hg 제외)은 상부 대륙 지각보다 1~5배 더 풍부합니다. Cr, Ni, Cu 및 Zn의 농도가 높은 곳은 Kudalgaon, Devarayi 및 Tavargatti 중부와 Ganeshgudi 남서부 지역에 있는 반면, 비소는 Alnavar, Kakkeri, Tavargatti 및 Pb 북동부 지역에 풍부하고 Hg는 카폴리 북서쪽, 데바라이(Devarayi), 만자르팔(Manjarpal) 마을. 중금속의 생태학적 위험 지수, 독성 위험 지수 및 평균 예상 효과 수준 지수는 해당 지역의 약 40%가 특히 수문학적, 생물학적 및 생태학적 시스템에 대한 Cr 및 As에 대해 매우 높은 위험에 노출되는 경향이 있음을 시사합니다. 다변량 통계 분석은 Ni, Cr, Cu 및 Zn의 지질 발생원과 As, Hg 및 Pb의 차량 및 농업 부문 배출과 같은 인위적 배출원을 제시합니다. 본 연구는 이 분야 최초의 연구로서, 자연 생태계와 인간의 안녕을 보존하기 위한 환경 오염 및 위험 관련 개선 조치를 더 잘 공식화하는 데 도움이 될 것입니다.

생명체의 기능을 위해서는 필수 미량 영양소가 필요합니다. 그러나 이러한 요소의 과도한 양은 세포 및 조직 손상을 유발하여 인간, 식물 및 동물의 건강에 다양한 악영향을 미칩니다1. As, Cd, Cr, Pb 및 Hg2와 같은 중금속(HM)은 독성이 더 높기 때문에 이 5가지 금속은 공중 보건 문제의 최우선 순위입니다. 지난 10년 동안 과학계에서는 산업 공정, 농업 활동, 연소, 전자 응용 및 도시 폐기물 증가로 인한 HM 오염과 관련된 공중 보건 및 환경 위험에 대해 큰 인식이 있었습니다3,4. 낮은 수준의 노출에서도 HM's의 독성은 여러 장기 손상을 유발하는 것으로 알려져 있습니다.

지구상의 표면 퇴적물은 매년 다양한 지질 및 인위적 원천으로부터 엄청난 양의 오염 물질을 받아 토양 구성 요소를 오염 물질 흡수원으로 만들 뿐만 아니라 환경에서 오염 물질의 이동을 제어하여 완충 역할도 합니다5,6. 토양에 있는 As, Cr, Cd, Hg 및 Pb의 농도가 높으면 대부분의 식물과 동물에 독성이 있습니다.

인도 남부 카르나타카 주에서는 국내총생산(GDP)에서 농업 부문이 차지하는 비중이 약 16%로 전국 평균보다 높습니다7. 농업 분야에서 살충제와 비료 사용은 작물 질병을 통제하고 작물 수확량을 향상시키기 위한 핵심 전략입니다. 그러나 최근에는 유해 농약의 부적절한 사용에 대한 우려가 커지고 있습니다8. 농약 과다 복용은 농촌 지역에서 피부 문제, 눈 자극 증상, 호흡 문제, 탈수, 구토, 경련, 설사 등의 건강 문제를 야기하고 있습니다7.

지구화학적 매핑은 Toposheet no.에서 수행되었습니다. 48I/11은 광물 자원 개발, 토지 이용 계획, 농업, 임업, 환경 모니터링, 인간 및 동물 건강, 적절한 폐기물 처리에 사용되는 다중 요소 지구화학적 데이터베이스를 준비합니다. 표면 퇴적물의 7가지 중금속(As, Cr, Cu, Hg, Ni, Pd 및 Zn)을 기반으로 한 본 연구는 이러한 중금속의 농도, 분포, 농축, 출처 및 잠재적인 환경 위험에 대한 더 넓은 관점을 제공합니다.

이 지역은 인도 남부 카르나타카 주 북서부의 위도 15.25° DD ~ 15.50° DD와 경도 74.50° DD ~ 74.75° DD 사이에 위치하며 Belgaum, Dharwad 및 Uttar Kannada 지역 일부를 포함합니다. . 이 지역의 서쪽은 가파른 언덕과 좁은 계곡이 있는 구릉지형입니다. 동쪽은 평탄한 지형이며, 주요 배수 패턴은 수지상이다. 이 지역은 인디언 순상지의 서부 다르와르 분화구(WDC)에 속하며 반도 편마암 복합체(PGC)의 편마암이 차지하고 있습니다. Shimoga 편암 벨트의 Dharwar Supergroup의 규암, 석회암, 천매암, 인질석, 띠 모양 철층 및 편암암과 Younger Intrusives Group의 dolerite 제방. PGC는 WDC의 대부분을 형성하며 오래된 퇴적암과 화성암이 많이 포함된 음조-트론드헤미틱 편마암으로 구성됩니다(그림 2)9. 지역 기후는 주로 따뜻한 반건조 기후이며 "BSh 등급"10이며 연평균 기온과 강수량은 각각 24.3°C와 885mm입니다. 전체 지역과 북동부 전체의 고립된 지역에는 인간 정착지가 자리잡고 있으며 사탕수수, 쌀, 면화, 망고가 재배되고 있습니다. 지역의 나머지 부분은 숲으로 덮여 있습니다(그림 3)9.