Published March 14, 2019
| Version v1
Publication
Open
Probabilistic ecological risk assessment of heavy metals in western Laizhou Bay, Shandong Province, China
- 1. First Institute of Oceanography
- 2. Ocean University of China
Description
Considering the serious land-based pollution and the weak water exchange ability of western Laizhou Bay, it is essential to conduct an ecological risk assessment of the pollutants in this area. In this study, the ecological risk caused by heavy metals deposited in the surface sediments and those resuspended in the seawater of western Laizhou Bay was evaluated using probabilistic approaches. First, the concentrations of seven heavy metals, namely As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, and Zn, in the surface sediments and seawater of western Laizhou Bay were detected during the spring and autumn of 2016. The concentrations of As, Cd, Cr, Cu, and Pb were found to be at levels comparable to those in the other global coastal systems, while those of Hg and Zn were lower than those in other coastal areas. Next, an ecological risk assessment of heavy metals in the surface sediments was performed using a typical potential ecological risk index and refined by using a Monte Carlo simulation. The results suggested low risk for the heavy metals detected in the sediments of western Laizhou Bay, with the exception of Hg in September 2016, which showed a probability (0.03%) of moderate risk. Meanwhile, the aquatic ecological risk assessment of the heavy metals was performed by applying a combination of hazard quotient (HQ) and joint probability curve. While the ecological risk of Cd, Hg, and Pb was found to be acceptable, the HQs for Cr, Cu, and Zn were greater than 1, and the overall risk probability of their adverse effects was higher than 0.05, suggesting certain ecological risk. Specifically, in the case of As, the overall risk probability was lower than 0.05, suggesting that its ecological risk was acceptable, although its HQ was greater than 1. Thus, by applying the probabilistic approaches, the ecological risk of the heavy metals in western Laizhou Bay was better characterized in this study, avoiding both overestimation and underestimation of ecological risk.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
بالنظر إلى التلوث الأرضي الخطير وضعف القدرة على تبادل المياه في غرب خليج لايتشو، من الضروري إجراء تقييم للمخاطر البيئية للملوثات في هذه المنطقة. في هذه الدراسة، تم تقييم المخاطر البيئية الناجمة عن المعادن الثقيلة المترسبة في الرواسب السطحية وتلك التي أعيد تعليقها في مياه البحر في غرب خليج لايتشو باستخدام مناهج احتمالية. أولاً، تم الكشف عن تركيزات سبعة معادن ثقيلة، وهي As وCd وCr وCu وHg وPb وZn، في الرواسب السطحية ومياه البحر في غرب خليج لايتشو خلال ربيع وخريف عام 2016. تم العثور على تركيزات As وCd وCr وCu وPb بمستويات مماثلة لتلك الموجودة في النظم الساحلية العالمية الأخرى، في حين كانت تركيزات الزئبق والزنك أقل من تلك الموجودة في المناطق الساحلية الأخرى. بعد ذلك، تم إجراء تقييم للمخاطر البيئية للمعادن الثقيلة في الرواسب السطحية باستخدام مؤشر مخاطر بيئية محتمل نموذجي وتم تنقيحه باستخدام محاكاة مونت كارلو. أشارت النتائج إلى مخاطر منخفضة للمعادن الثقيلة المكتشفة في رواسب غرب خليج لايتشو، باستثناء الزئبق في سبتمبر 2016، والتي أظهرت احتمال (0.03 ٪) من المخاطر المتوسطة. وفي الوقت نفسه، تم إجراء تقييم المخاطر البيئية المائية للمعادن الثقيلة من خلال تطبيق مزيج من حاصل المخاطر (المقر الرئيسي) ومنحنى الاحتمال المشترك. في حين وجد أن المخاطر البيئية للأقراص المدمجة والزئبق والرصاص مقبولة، كانت المقرات الرئيسية للكروم والنحاس والزنك أكبر من 1، وكان احتمال الخطر الإجمالي لآثارها الضارة أعلى من 0.05، مما يشير إلى مخاطر بيئية معينة. على وجه التحديد، في حالة As، كان احتمال الخطر الإجمالي أقل من 0.05، مما يشير إلى أن مخاطرها البيئية كانت مقبولة، على الرغم من أن مقرها الرئيسي كان أكبر من 1. وبالتالي، من خلال تطبيق الأساليب الاحتمالية، تم وصف المخاطر البيئية للمعادن الثقيلة في غرب خليج لايتشو بشكل أفضل في هذه الدراسة، وتجنب المبالغة في تقدير المخاطر البيئية والتقليل من شأنها.Translated Description (French)
Compte tenu de la grave pollution d'origine terrestre et de la faible capacité d'échange d'eau de l'ouest de la baie de Laizhou, il est essentiel de procéder à une évaluation des risques écologiques des polluants dans cette zone. Dans cette étude, le risque écologique causé par les métaux lourds déposés dans les sédiments de surface et ceux remis en suspension dans l'eau de mer de l'ouest de la baie de Laizhou a été évalué à l'aide d'approches probabilistes. Premièrement, les concentrations de sept métaux lourds, à savoir As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb et Zn, dans les sédiments de surface et l'eau de mer de l'ouest de la baie de Laizhou ont été détectées au printemps et à l'automne 2016. Les concentrations d'As, de Cd, de Cr, de Cu et de Pb ont été trouvées à des niveaux comparables à ceux des autres systèmes côtiers mondiaux, tandis que celles de Hg et de Zn étaient inférieures à celles des autres zones côtières. Ensuite, une évaluation des risques écologiques des métaux lourds dans les sédiments de surface a été réalisée à l'aide d'un indice de risque écologique potentiel typique et affinée à l'aide d'une simulation Monte Carlo. Les résultats ont suggéré un faible risque pour les métaux lourds détectés dans les sédiments de l'ouest de la baie de Laizhou, à l'exception du mercure en septembre 2016, qui a montré une probabilité (0,03 %) de risque modéré. Pendant ce temps, l'évaluation des risques écologiques aquatiques des métaux lourds a été réalisée en appliquant une combinaison de quotient de risque (HQ) et de courbe de probabilité conjointe. Bien que le risque écologique du Cd, du Hg et du Pb ait été jugé acceptable, les QG pour le Cr, le Cu et le Zn étaient supérieurs à 1, et la probabilité globale de risque de leurs effets néfastes était supérieure à 0,05, suggérant un certain risque écologique. Plus précisément, dans le cas de As, la probabilité globale de risque était inférieure à 0,05, ce qui suggère que son risque écologique était acceptable, bien que son siège social soit supérieur à 1. Ainsi, en appliquant les approches probabilistes, le risque écologique des métaux lourds dans l'ouest de la baie de Laizhou a été mieux caractérisé dans cette étude, évitant à la fois la surestimation et la sous-estimation du risque écologique.Translated Description (Spanish)
Teniendo en cuenta la grave contaminación terrestre y la débil capacidad de intercambio de agua de la bahía occidental de Laizhou, es esencial realizar una evaluación del riesgo ecológico de los contaminantes en esta área. En este estudio, se evaluó el riesgo ecológico causado por los metales pesados depositados en los sedimentos superficiales y los resuspendidos en el agua de mar de la bahía occidental de Laizhou utilizando enfoques probabilísticos. En primer lugar, se detectaron las concentraciones de siete metales pesados, a saber, As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb y Zn, en los sedimentos superficiales y el agua de mar de la bahía occidental de Laizhou durante la primavera y el otoño de 2016. Se encontró que las concentraciones de As, Cd, Cr, Cu y Pb estaban en niveles comparables a los de los otros sistemas costeros globales, mientras que las de Hg y Zn eran más bajas que las de otras áreas costeras. A continuación, se realizó una evaluación del riesgo ecológico de los metales pesados en los sedimentos superficiales utilizando un índice de riesgo ecológico potencial típico y se refinó utilizando una simulación de Monte Carlo. Los resultados sugirieron un bajo riesgo para los metales pesados detectados en los sedimentos de la bahía occidental de Laizhou, con la excepción del Hg en septiembre de 2016, que mostró una probabilidad (0.03%) de riesgo moderado. Mientras tanto, la evaluación del riesgo ecológico acuático de los metales pesados se realizó aplicando una combinación de cociente de riesgo (HQ) y curva de probabilidad conjunta. Si bien se encontró que el riesgo ecológico de Cd, Hg y Pb era aceptable, los HQ para Cr, Cu y Zn fueron mayores que 1, y la probabilidad de riesgo general de sus efectos adversos fue mayor que 0.05, lo que sugiere cierto riesgo ecológico. En concreto, en el caso de As, la probabilidad de riesgo global fue inferior a 0,05, lo que sugiere que su riesgo ecológico fue aceptable, aunque su HQ fue superior a 1. Por lo tanto, al aplicar los enfoques probabilísticos, el riesgo ecológico de los metales pesados en el oeste de la bahía de Laizhou se caracterizó mejor en este estudio, evitando tanto la sobreestimación como la subestimación del riesgo ecológico.Files
journal.pone.0213011&type=printable.pdf
Files
(1.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:c705fba6ae3ddb2f26c41ce981ac0d4d
|
1.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم المخاطر البيئية الاحتمالية للمعادن الثقيلة في غرب خليج لايتشو، مقاطعة شاندونغ، الصين
- Translated title (French)
- Évaluation probabiliste des risques écologiques des métaux lourds dans l'ouest de la baie de Laizhou, province du Shandong, Chine
- Translated title (Spanish)
- Evaluación probabilística del riesgo ecológico de metales pesados en la bahía occidental de Laizhou, provincia de Shandong, China
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2921533828
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0213011
References
- https://openalex.org/W1038103205
- https://openalex.org/W1467607177
- https://openalex.org/W1964213925
- https://openalex.org/W1965388927
- https://openalex.org/W1970296308
- https://openalex.org/W1971766509
- https://openalex.org/W1972568665
- https://openalex.org/W1976963409
- https://openalex.org/W1977325000
- https://openalex.org/W1980938204
- https://openalex.org/W1981113079
- https://openalex.org/W1982441136
- https://openalex.org/W1987911842
- https://openalex.org/W1994928378
- https://openalex.org/W2007517371
- https://openalex.org/W2007752018
- https://openalex.org/W2008533757
- https://openalex.org/W2013256150
- https://openalex.org/W2014025951
- https://openalex.org/W2014257123
- https://openalex.org/W2029304281
- https://openalex.org/W2031459139
- https://openalex.org/W2036589584
- https://openalex.org/W2037090931
- https://openalex.org/W2037960480
- https://openalex.org/W2048773179
- https://openalex.org/W2051706547
- https://openalex.org/W2051904082
- https://openalex.org/W2062294725
- https://openalex.org/W2062531343
- https://openalex.org/W2063406743
- https://openalex.org/W2067286631
- https://openalex.org/W2068003712
- https://openalex.org/W2070440908
- https://openalex.org/W2079712252
- https://openalex.org/W2081386199
- https://openalex.org/W2084364057
- https://openalex.org/W2092156366
- https://openalex.org/W2094589735
- https://openalex.org/W2094873893
- https://openalex.org/W2124844174
- https://openalex.org/W2138913544
- https://openalex.org/W2206829821
- https://openalex.org/W2325507072
- https://openalex.org/W2328623660
- https://openalex.org/W2331705477
- https://openalex.org/W2417050404
- https://openalex.org/W2509307747
- https://openalex.org/W2597670683
- https://openalex.org/W289855586
- https://openalex.org/W652812635
- https://openalex.org/W654626132
- https://openalex.org/W774200692