Combinación de SIG y análisis multivariado para evaluar la contaminación por metales pesados en el suelo en algunas zonas áridas
Autores: El Behairy, Radwa A.; El Baroudy, Ahmed A.; Ibrahim, Mahmoud M.; Mohamed, Elsayed Said; Rebouh, Nazih Y.; Shokr, Mohamed S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Combinación de SIG y análisis multivariado para evaluar la contaminación por metales pesados en el suelo en algunas zonas áridas
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Metales pesados
Contaminación del suelo
I-geo
CF
PCA
PERI
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Las últimas décadas han sido testigo de un peligro para la seguridad alimentaria y la salud humana debido al impacto negativo de los contaminantes en la calidad de los cultivos. Un cálculo preciso de las concentraciones de metales pesados en el norte del delta del Nilo de Egipto es necesario para reducir los altos niveles de concentración de metales pesados en el suelo como un medio para desarrollar una estrategia de remediación que estabilice los metales pesados en el suelo contaminado. Utilizando un índice de geoacumulación (I-geo), factor de contaminación (CF), Índice de Contaminación Mejorado de Nemerow (Pn) e Índice de Riesgo Ecológico Potencial (PERI), respaldado por SIG; análisis de componentes principales (PCA) y análisis de conglomerados, se analizaron seis metales pesados (As, Co, Cu, Ni, V y Zn) en 15 capas de perfil de suelo (61 muestras de suelo) para determinar la extensión de la contaminación del suelo en el área estudiada. Los hallazgos demuestran la amplia contaminación de I-geo de As, Co, Cu, Ni, V y Zn en diferentes capas. Los rangos de los valores de I-geo fueron de -8.2 a 5.3; 4.11 a 1.8; 6.4 a 1.9; -9.7 a 2.8; -6.3 a 2.9; y de -12.5 a 2.4 para As, Co, Cu, Ni, V y Zn, respectivamente. Por lo tanto, la categorización de I-geo varió desde no contaminado hasta fuertemente/extremadamente contaminado. Los valores de CF variaron de 0.01 a 60.6; 0.09 a 5.17; 0.02 a 10.51; 0 a 10.51; 0.02 a 7.12; y 0 a 7.68 para As, Co, Cu, Ni, V y Zn, respectivamente. En secuencia decreciente, los CF se ordenan de la siguiente manera: CF (As), CF (Ni), CF (Zn), CF (V), CF (Cu) y CF (Co). La mayor parte de la región de investigación (71.9%) consistía en una clase de áreas moderadamente a fuertemente contaminadas. Además, una gran parte de la región de estudio (49.17%) tiene un riesgo muy alto de contaminación, según los resultados del índice PERI. El uso de una matriz de correlación, análisis de conglomerados y análisis de componentes principales (PCA) para evaluar la variabilidad en el contenido químico del suelo reveló el impacto de las actividades antropogénicas en los niveles de concentración de metales pesados en el suelo de la zona de estudio. Los hallazgos actuales reflejan la mala calidad de gestión en la región de investigación, lo que llevó al aumento en la concentración de metales pesados en el suelo. Los tomadores de decisiones podrían utilizar los resultados de los mapas de distribución espacial de contaminantes y sus niveles como base para crear estrategias de mitigación de metales pesados.
Descripción
Las últimas décadas han sido testigo de un peligro para la seguridad alimentaria y la salud humana debido al impacto negativo de los contaminantes en la calidad de los cultivos. Un cálculo preciso de las concentraciones de metales pesados en el norte del delta del Nilo de Egipto es necesario para reducir los altos niveles de concentración de metales pesados en el suelo como un medio para desarrollar una estrategia de remediación que estabilice los metales pesados en el suelo contaminado. Utilizando un índice de geoacumulación (I-geo), factor de contaminación (CF), Índice de Contaminación Mejorado de Nemerow (Pn) e Índice de Riesgo Ecológico Potencial (PERI), respaldado por SIG; análisis de componentes principales (PCA) y análisis de conglomerados, se analizaron seis metales pesados (As, Co, Cu, Ni, V y Zn) en 15 capas de perfil de suelo (61 muestras de suelo) para determinar la extensión de la contaminación del suelo en el área estudiada. Los hallazgos demuestran la amplia contaminación de I-geo de As, Co, Cu, Ni, V y Zn en diferentes capas. Los rangos de los valores de I-geo fueron de -8.2 a 5.3; 4.11 a 1.8; 6.4 a 1.9; -9.7 a 2.8; -6.3 a 2.9; y de -12.5 a 2.4 para As, Co, Cu, Ni, V y Zn, respectivamente. Por lo tanto, la categorización de I-geo varió desde no contaminado hasta fuertemente/extremadamente contaminado. Los valores de CF variaron de 0.01 a 60.6; 0.09 a 5.17; 0.02 a 10.51; 0 a 10.51; 0.02 a 7.12; y 0 a 7.68 para As, Co, Cu, Ni, V y Zn, respectivamente. En secuencia decreciente, los CF se ordenan de la siguiente manera: CF (As), CF (Ni), CF (Zn), CF (V), CF (Cu) y CF (Co). La mayor parte de la región de investigación (71.9%) consistía en una clase de áreas moderadamente a fuertemente contaminadas. Además, una gran parte de la región de estudio (49.17%) tiene un riesgo muy alto de contaminación, según los resultados del índice PERI. El uso de una matriz de correlación, análisis de conglomerados y análisis de componentes principales (PCA) para evaluar la variabilidad en el contenido químico del suelo reveló el impacto de las actividades antropogénicas en los niveles de concentración de metales pesados en el suelo de la zona de estudio. Los hallazgos actuales reflejan la mala calidad de gestión en la región de investigación, lo que llevó al aumento en la concentración de metales pesados en el suelo. Los tomadores de decisiones podrían utilizar los resultados de los mapas de distribución espacial de contaminantes y sus niveles como base para crear estrategias de mitigación de metales pesados.