Загрязнение дельты Нигера общим количеством нефтяных углеводородов, тяжелых металлов и биогенных веществ в зависимости от сезонной динамики.

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 14079 (2023) Цитировать эту статью

41 доступ

Подробности о метриках

Дельта африканского Нигера является одним из самых важных водно-болотных угодий в мире, экологические последствия интенсивной добычи нефти и глобальных изменений в котором недостаточно документированы. Мы охарактеризовали сезонную динамику и загрязнение общим содержанием углеводородов нефти (ТНВ), тяжелых металлов (ТМ) и биогенных веществ в зависимости от климатических переменных. В пробах воды обнаружены высокие концентрации ТПГ до 889 мг/л и ТМ до 13,119 мг/л с выраженным пространственно-временным изменением в течение года. Индекс загрязнения ТМ и коэффициент загрязнения указывают на серьезную экологическую опасность и опасность для здоровья человека, особенно для Cd, Cu, Hg и Ni. Значительные различия в TPH/HM наблюдались между участками и сезонами, с корреляциями между TPH-HM и климатическими переменными и TPH-HM. Уровни питательных веществ, мутность, соленость, температура и SO42- были высокими и взаимосвязаны с изменчивостью TPH/HM, которая была максимальной во время сезона дождей. Эти результаты указывают на острую необходимость улучшения контроля загрязнения в дельте Нигера с учетом наблюдаемых пространственно-временных изменений и усугубления последствий в свете изменения климата. Учитывая высокие уровни загрязнения, дальнейшие оценки последствий воздействия и биоаккумуляции в биоте должны включать будущие сценарии изменения климата и последствия для людей, которые сильно зависят от системы питьевого водоснабжения, продовольствия и средств к существованию.

Регион дельты Нигера является одной из крупнейших систем водно-болотных угодий в мире и может считаться горячей точкой биоразнообразия, включающей самое большое разнообразие водных видов в Африке1,2,3. В этом регионе существует несколько серьезных антропогенных воздействий, повышающих уязвимость системы из-за загрязнения, глобальных изменений окружающей среды и, как следствие, быстрого ухудшения качества хрупких экосистем региона1,2,3,4,5,6. Загрязнение вызывает серьезную озабоченность в регионе из-за связанной с ним (эко)токсичности, биоаккумуляции, стойкости и рисков для биоты, включая человека3,4,5,6. По сути, устьевые районы крупных речных систем являются известными стоками загрязненных осадков и источником загрязнения прилегающих морских местообитаний. Хотя эту ситуацию можно наблюдать во многих устьевых регионах мира3,6,7,8,9, дельта африканского Нигера является примером того, как широкий спектр неконтролируемой деятельности человека напрямую влияет на уровень загрязнения. Из-за их стойкости некоторыми из вызывающих озабоченность загрязняющих веществ являются общие нефтяные углеводороды (TPH) и тяжелые металлы (ТМ), образующиеся в результате добычи тяжелой нефти в системе дельты Нигера. ТПГ и ТМ – стойкие, биоаккумулятивные, токсичные и канцерогенные соединения, широко распространенные в водной среде в районах нефтедобычи и добычи полезных ископаемых, что в определенной степени можно увидеть здесь. Хотя они могут возникать из естественных источников, таких как выветривание и эрозия почвы, источники в дельте Нигера связаны с антропогенной деятельностью и являются основным путем выбросов в виде атмосферных осаждений, разливов сырой нефти, нерегулируемых промышленных выбросов и других источников. Это приводит к рассеиванию этих веществ в толще воды или осаждению в отложениях10, превышающих естественный фоновый уровень. Несмотря на такое общее понимание, систематической оценки, позволяющей связать возникновение и динамику этих загрязнителей с учетом меняющихся и экстремальных климатических условий, не проводилось. Глобальное потепление не только влияет на температуру поверхности, но также приведет к изменению градиентов солености, увеличению наводнений и изменению гидрологических режимов, что может существенно повлиять на мобилизацию и распределение загрязнителей и, следовательно, на биодоступность6,10. Напротив, засухи и высокие темпы испарения могут привести к увеличению концентрации загрязняющих веществ11. Следовательно, существуют опасения, что уровни TPH и ТМ в экосистемах и связанные с ними риски могут быть изменены и усугублены гидроклиматическими переменными10.

5 km apart) were sampled in each site in the estuary, river, and lagoon. Monthly water samples were collected from the mapped stations over an entire annual cycle from January to December, 2021. TPHs and HMs (Mn, Al, Co, B, Ba, Zn, Cr, Cu, Ni, Pb, Cd, Hg) were measured in mg/L. In brief, TPHs: 5 mL samples were extracted with 50 mL Toluene in a separating funnel, and the aqueous layer was measured with UV–Vis spectrophotometer. HMs: 100 mL samples were evaporated, digested with 10 mL HNO3, and then 5 mL perchloric acid, and analysed with Atomic Absorption Spectrophotometer (Supplementary Data). The degree of anthropogenic metal contamination levels of the three habitat types was further determined by contamination factor (CF), and the cumulative factor was calculated as the mean ratio of measured sample concentrations and the reference (using the national fisheries and recreation quality standard and USEPA regulations) (see detailed description in the Supplementary Data). Pollution load index (PLI) for HMs in water was computed based on engine values > 1, and > 3 for Nemerow pollution index (NPI). Climate-related parameters temperature (°C), salinity (ppt), conductivity (mS/cm), DO (mg/L), TDS (mg/L), pH, were measured in-situ using a Horiba U-52 Multi-parameter meter, while, nutrients PO43− (mg/L), NO3− (mg/L), NH4+ (mg/L), and SO42− (mg/L), turbidity (NTU)) were determined using established standard methods in APHA17 and Anyanwu et al.16 to understand the extent of hydro-climate associated changes in the systems./p> 880 mg/L and > 500 mg/L) respectively. Oil exploitation and related port activities (including petroleum loading and off-loading), sewage and industrial discharge could be ascribed./p> 6 indicates a very high contamination. The box shows 25% to 75% range of values including seasonal median (–). Whiskers indicate the range of values within 1.5 inter-quartile ranges. Plots = Imo river (a,d), Bonny estuary (b,e), Lagos lagoon (c,f)./p> 35 ppt) in brackish habitats was identified. Nutrients (PO43−, NO3−, NH4+) were 0.01–8.25 mg/L, 0.08–23.80 mg/L and 0.32–35 mg/L, respectively, while sulphate (SO42−) varied between 0.01 and 25.63 mg/L in the coastal system. Climate variables indicated that nutrients, SO42−, turbidity (PC 1), and TDS, pH, salinity, conductivity (PC 2) mainly accounted for variation in the data (Fig. 3b). Linking contaminant patterns to climate parameters exhibited similarities in factors affecting TPHs/HMs distribution in various sites, seasons, stations, and the interaction term sites × seasons (p < 0.001, Table 2). PO43− and SO42− were found to be the most sensitive parameters related to TPHs/HMs mobilization in the region, while turbidity showed strong impact during the wet season (as a result of strong rain). PERMANOVA indicated that PO43−, turbidity, conductivity, salinity, DO, temperature significantly affected TPHs and HMs mobility in all the study sites, seasons and the interaction term (sites × seasons) (p < 0.01). The regression analysis (DistLM) also confirmed that the climate-driven variables significantly influenced TPHs and HMs mobilization in the systems (p < 0.01) with the exception of conductivity, TDS and pH as displayed by the distance based redundancy analysis biplots (dbRDA) (Fig. 3c). However, temperature, salinity, PO43−, SO42− and turbidity are the most sensitive parameters affecting contaminant mobilization in the African Niger Delta system./p>

Блог