Published July 1, 2023
| Version v1
Publication
Open
Geochemical Baseline and Pre-Mining Environmental Assessment of Heavy Metals at Iron Exploration Area, Northeastern Aswan, Egypt
Creators
- 1. Arish University
- 2. Suez University
- 3. Suez Canal University
- 4. National Research Centre
Description
Abstract Wadi Abu Subeira area contains many farms and houses and is one of the promising areas for iron mining. Therefore, 21 surface soil samples were collected and investigated for toxic heavy metals (Pb, Cr, Ni, Cu, Zn, Co, and As) using inductively coupled plasma (ICP) to establish a geochemical baseline for these metals during pre-mining conditions. To decipher the sources of these metals and their interrelationships, multivariate statistical analysis was applied, while to evaluate the degree of pollution and potential environmental risks the environmental indices were used. Abundances of Pb, Cr, Ni, Cu, Zn, Co, and As fluctuated from 17.72 to 0.06, 47.12 to 10.86, 47.88 to 9.25, 45.04 to 6.23, 51.93 to 17.82, 10.55 to 1.24, and 7.04 to 1.66 mg/kg, respectively, displaying a declining trend of Zn > Cr > Ni > Cu > As > Co > Pb. Additionally, the mean concentrations of all studied metals were found to be significantly lower than the selected international reference standards. Pearson correlation coefficient, principal component analysis, and cluster analysis revealed two geogenic geochemical associations for the studied toxic elements: (1) Zn-As-Ni-Cr-Cu-Co; and (2) Pb. Negative I geo values were observed for all metals, which showed that the samples were uncontaminated and can be considered a geochemical baseline for the study area. Moreover, all CF values were lower than or close to 1, suggesting low contamination levels from all studied metals and supporting the association with natural geological processes. Similarly, Er and RI values of all metals were below 40 and 150, respectively, indicating a low-risk environment. Ultimately, the obtained levels of the studied metals can be used as a geochemical baseline for tracking the future changes in their accumulations in soil sediments considering the current assessment of the area as an environmentally safe area.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تحتوي منطقة وادي أبو صبيرة على العديد من المزارع والمنازل وهي واحدة من المناطق الواعدة لتعدين الحديد. لذلك، تم جمع 21 عينة تربة سطحية وفحصها للمعادن الثقيلة السامة (الرصاص، الكروم، النيكل، النحاس، الزنك، Co، و As) باستخدام البلازما المقترنة بالحث (ICP) لإنشاء خط أساس جيوكيميائي لهذه المعادن خلال ظروف ما قبل التعدين. ولتحليل مصادر هذه المعادن وعلاقاتها المتبادلة، تم تطبيق التحليل الإحصائي متعدد المتغيرات، بينما تم استخدام المؤشرات البيئية لتقييم درجة التلوث والمخاطر البيئية المحتملة. تذبذبت وفرة الرصاص، الكروم، النيكل، النحاس، الزنك، Co، و As من 17.72 إلى 0.06، 47.12 إلى 10.86، 47.88 إلى 9.25، 45.04 إلى 6.23، 51.93 إلى 17.82، 10.55 إلى 1.24، و 7.04 إلى 1.66 مجم/كجم، على التوالي، مما يدل على اتجاه هبوطي للزنك > Cr > Ni > Cu > As > Co > Pb. بالإضافة إلى ذلك، وجد أن متوسط تركيزات جميع المعادن المدروسة أقل بكثير من المعايير المرجعية الدولية المختارة. كشف معامل ارتباط بيرسون وتحليل المكونات الرئيسية والتحليل العنقودي عن ارتباطين جيوكيميائيين جيوجينيين للعناصر السامة المدروسة: (1) Zn - As - Ni - Cr - Co ؛ و (2) Pb. لوحظت قيم جيولوجية سلبية لجميع المعادن، مما أظهر أن العينات كانت غير ملوثة ويمكن اعتبارها خط أساس جيوكيميائي لمنطقة الدراسة. علاوة على ذلك، كانت جميع قيم CF أقل من أو قريبة من 1، مما يشير إلى مستويات تلوث منخفضة من جميع المعادن المدروسة ويدعم الارتباط بالعمليات الجيولوجية الطبيعية. وبالمثل، كانت قيم Er و RI لجميع المعادن أقل من 40 و 150 على التوالي، مما يشير إلى بيئة منخفضة المخاطر. في نهاية المطاف، يمكن استخدام المستويات التي تم الحصول عليها من المعادن المدروسة كخط أساس جيوكيميائي لتتبع التغيرات المستقبلية في تراكماتها في رواسب التربة مع الأخذ في الاعتبار التقييم الحالي للمنطقة كمنطقة آمنة بيئيًا.Translated Description (French)
La zone abstraite de Wadi Abu Subeira contient de nombreuses fermes et maisons et est l'un des domaines prometteurs pour l'extraction du fer. Par conséquent, 21 échantillons de sol de surface ont été collectés et étudiés pour les métaux lourds toxiques (Pb, Cr, Ni, Cu, Zn, Co et As) en utilisant du plasma à couplage inductif (ICP) pour établir une base géochimique pour ces métaux dans des conditions pré-minières. Pour déchiffrer les sources de ces métaux et leurs interrelations, une analyse statistique multivariée a été appliquée, tandis que pour évaluer le degré de pollution et les risques environnementaux potentiels, les indices environnementaux ont été utilisés. Les abondances de Pb, Cr, Ni, Cu, Zn, Co et As ont fluctué de 17,72 à 0,06, 47,12 à 10,86, 47,88 à 9,25, 45,04 à 6,23, 51,93 à 17,82, 10,55 à 1,24 et 7,04 à 1,66 mg/kg, respectivement, affichant une tendance à la baisse de Zn > Cr > Ni > Cu > As > Co > Pb. De plus, les concentrations moyennes de tous les métaux étudiés se sont avérées significativement inférieures aux normes internationales de référence sélectionnées. Le coefficient de corrélation de Pearson, l'analyse en composantes principales et l'analyse en grappes ont révélé deux associations géochimiques géogéniques pour les éléments toxiques étudiés : (1) Zn-As-Ni-Cr-Cu-Co ; et (2) Pb. Des valeurs géologiques I négatives ont été observées pour tous les métaux, ce qui a montré que les échantillons n'étaient pas contaminés et peuvent être considérés comme une référence géochimique pour la zone d'étude. De plus, toutes les valeurs de CF étaient inférieures ou proches de 1, suggérant de faibles niveaux de contamination de tous les métaux étudiés et soutenant l'association avec les processus géologiques naturels. De même, les valeurs Er et RI de tous les métaux étaient inférieures à 40 et 150, respectivement, ce qui indique un environnement à faible risque. En fin de compte, les niveaux obtenus des métaux étudiés peuvent être utilisés comme base géochimique pour suivre les changements futurs de leurs accumulations dans les sédiments du sol compte tenu de l'évaluation actuelle de la zone en tant que zone sans danger pour l'environnement.Translated Description (Spanish)
El área abstracta de Wadi Abu Subeira contiene muchas granjas y casas y es una de las áreas prometedoras para la minería del hierro. Por lo tanto, se recolectaron 21 muestras de suelo de superficie y se investigaron para metales pesados tóxicos (Pb, Cr, Ni, Cu, Zn, Co y As) utilizando plasma acoplado inductivamente (ICP) para establecer una línea de base geoquímica para estos metales durante las condiciones previas a la minería. Para descifrar las fuentes de estos metales y sus interrelaciones, se aplicó un análisis estadístico multivariante, mientras que para evaluar el grado de contaminación y los riesgos ambientales potenciales se utilizaron los índices ambientales. Las abundancias de Pb, Cr, Ni, Cu, Zn, Co y As fluctuaron de 17.72 a 0.06, 47.12 a 10.86, 47.88 a 9.25, 45.04 a 6.23, 51.93 a 17.82, 10.55 a 1.24 y 7.04 a 1.66 mg/kg, respectivamente, mostrando una tendencia decreciente de Zn > Cr > Ni > Cu > As > Co > Pb. Además, se encontró que las concentraciones medias de todos los metales estudiados eran significativamente más bajas que los estándares de referencia internacionales seleccionados. El coeficiente de correlación de Pearson, el análisis de componentes principales y el análisis de grupos revelaron dos asociaciones geoquímicas geogénicas para los elementos tóxicos estudiados: (1) Zn-As-Ni-Cr-Cu-Co; y (2) Pb. Se observaron valores geo I negativos para todos los metales, lo que mostró que las muestras no estaban contaminadas y pueden considerarse una línea de base geoquímica para el área de estudio. Además, todos los valores de CF fueron inferiores o cercanos a 1, lo que sugiere bajos niveles de contaminación de todos los metales estudiados y apoya la asociación con procesos geológicos naturales. De manera similar, los valores de Er y RI de todos los metales fueron inferiores a 40 y 150, respectivamente, lo que indica un entorno de bajo riesgo. En última instancia, los niveles obtenidos de los metales estudiados se pueden utilizar como una línea de base geoquímica para rastrear los cambios futuros en sus acumulaciones en los sedimentos del suelo considerando la evaluación actual del área como un área ambientalmente segura.Files
s11270-023-06466-7.pdf.pdf
Files
(1.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:4716d9524c63fb222c95668f943a2abb
|
1.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- خط الأساس الجيوكيميائي والتقييم البيئي قبل التعدين للمعادن الثقيلة في منطقة استكشاف الحديد، شمال شرق أسوان، مصر
- Translated title (French)
- Évaluation environnementale géochimique de référence et pré-minière des métaux lourds dans la zone d'exploration du fer, nord-est d'Assouan, Égypte
- Translated title (Spanish)
- Línea de base geoquímica y evaluación ambiental previa a la minería de metales pesados en el área de exploración de hierro, noreste de Asuán, Egipto
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4383314567
- DOI
- 10.1007/s11270-023-06466-7
References
- https://openalex.org/W1508787183
- https://openalex.org/W1955375665
- https://openalex.org/W1963550188
- https://openalex.org/W1964221629
- https://openalex.org/W1972568665
- https://openalex.org/W1975541521
- https://openalex.org/W1980978039
- https://openalex.org/W1983035481
- https://openalex.org/W1984439020
- https://openalex.org/W1984494943
- https://openalex.org/W1986443610
- https://openalex.org/W1987151878
- https://openalex.org/W1998201188
- https://openalex.org/W1999756059
- https://openalex.org/W2009104375
- https://openalex.org/W2010972736
- https://openalex.org/W2014626575
- https://openalex.org/W2022000061
- https://openalex.org/W2025771421
- https://openalex.org/W2035470101
- https://openalex.org/W2037727350
- https://openalex.org/W2039451206
- https://openalex.org/W2045220447
- https://openalex.org/W2045602942
- https://openalex.org/W2045858470
- https://openalex.org/W2049443361
- https://openalex.org/W2050620568
- https://openalex.org/W2059245554
- https://openalex.org/W2075156505
- https://openalex.org/W2076549499
- https://openalex.org/W2082089772
- https://openalex.org/W2086499698
- https://openalex.org/W2089568914
- https://openalex.org/W2091620799
- https://openalex.org/W2092866871
- https://openalex.org/W2100532556
- https://openalex.org/W2101278152
- https://openalex.org/W2106928434
- https://openalex.org/W2108881053
- https://openalex.org/W2124515580
- https://openalex.org/W2127888210
- https://openalex.org/W2133863309
- https://openalex.org/W2138348122
- https://openalex.org/W2157209961
- https://openalex.org/W2188865678
- https://openalex.org/W2327193080
- https://openalex.org/W2329005462
- https://openalex.org/W2342551565
- https://openalex.org/W2409706628
- https://openalex.org/W2410668488
- https://openalex.org/W2485518878
- https://openalex.org/W2512032614
- https://openalex.org/W2518046354
- https://openalex.org/W2530357602
- https://openalex.org/W2548195242
- https://openalex.org/W2562802541
- https://openalex.org/W2599273148
- https://openalex.org/W2616455310
- https://openalex.org/W2752882907
- https://openalex.org/W2759359139
- https://openalex.org/W2761502107
- https://openalex.org/W2761654070
- https://openalex.org/W2767907727
- https://openalex.org/W2772938399
- https://openalex.org/W2776219839
- https://openalex.org/W2793026894
- https://openalex.org/W2793700429
- https://openalex.org/W2794086580
- https://openalex.org/W2802596593
- https://openalex.org/W2900685129
- https://openalex.org/W2903566689
- https://openalex.org/W2944687569
- https://openalex.org/W2963829125
- https://openalex.org/W2979007283
- https://openalex.org/W2980091670
- https://openalex.org/W2986491928
- https://openalex.org/W3004486716
- https://openalex.org/W3008944105
- https://openalex.org/W3010383797
- https://openalex.org/W3012203689
- https://openalex.org/W3026823631
- https://openalex.org/W3029438665
- https://openalex.org/W3042727527
- https://openalex.org/W3043774527
- https://openalex.org/W3085790674
- https://openalex.org/W3092180280
- https://openalex.org/W3103693809
- https://openalex.org/W3132644632
- https://openalex.org/W3134431549
- https://openalex.org/W3147147662
- https://openalex.org/W3151268132
- https://openalex.org/W3155038612
- https://openalex.org/W3157837087
- https://openalex.org/W3158805908
- https://openalex.org/W3164808709
- https://openalex.org/W3164888347
- https://openalex.org/W3165680289
- https://openalex.org/W4205889701
- https://openalex.org/W4206498594
- https://openalex.org/W4220843640
- https://openalex.org/W4281622148
- https://openalex.org/W604486902
- https://openalex.org/W635920872