Published August 10, 2021 | Version v1
Publication Open

A comprehensive assessment of heavy metal contamination in road dusts along a hectic national highway of Bangladesh: spatial distribution, sources of contamination, ecological and human health risks

Creators

  • 1. Mawlana Bhashani Science and Technology University
  • 2. Patuakhali Science and Technology University
  • 3. Tohoku University
  • 4. Bangladesh Atomic Energy Commission
  • 5. Bangladesh Medical Research Council
  • 6. University of Newcastle Australia
  • 7. Sher-e-Bangla Agricultural University
  • 8. King Khalid University

Description

Human activities around or within national highways, combined with atmospheric mixing, produce road dust, which can cause health problems through a variety of exposure routes. Thus, the study was aimed to investigate the contamination, spatial distribution, potential ecological and human health risks of various toxic heavy metals such as lead (Pb), copper (Cu), chromium (Cr), cadmium (Cd), zinc (Zn), nickel (Ni) and arsenic (As) in road dusts samples collected from traffic load and land-use types along the hectic Kushtia-Jhenaidah national highway, Bangladesh. The mean concentrations of Pb, Cu, Cr, Cd, Zn, Ni and As were found as 50.8 ± 15.7, 82.6 ± 17.2, 20.1 ± 5.7, 0.18 ± 0.06, 126.2 ± 40.7, 14.1 ± 4.7 and 0.12 ± 0.04 mg/kg, respectively, whereas Pb, Cu, Cd and Zn were evidently several times higher than the respective background values. The values of variance of coefficient (VC) exhibited that magnitudes of metal pollutions across the study sites were dominated by anthropogenic activities, while the principal component analysis (PCA) and cluster analysis (CA) identified vehicular and industrial emissions as the major sources of heavy metals in road dusts. The geo-accumulation index (Igeo) values indicated that most of the dust samples were unpolluted to moderately polluted by heavy metals. The contamination factor (CF) values were found in the following order: Cu > Pb > Zn > Cd > Ni > Cr > As, while the contamination degree (CD) values indicated moderate to considerable level of contamination. Furthermore, the study site posed low to moderate ecological risks, despite the fact that non-carcinogenic and carcinogenic threats from various pathways of exposure appear insignificant, with children being more vulnerable than adults.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تنتج الأنشطة البشرية حول أو داخل الطرق السريعة الوطنية، جنبًا إلى جنب مع الاختلاط الجوي، غبار الطريق، والذي يمكن أن يسبب مشاكل صحية من خلال مجموعة متنوعة من طرق التعرض. وبالتالي، كانت الدراسة تهدف إلى التحقيق في التلوث والتوزيع المكاني والمخاطر البيئية والصحية المحتملة لمختلف المعادن الثقيلة السامة مثل الرصاص (Pb) والنحاس (Cu) والكروم (Cr) والكادميوم (Cd) والزنك (Zn) والنيكل (Ni) والزرنيخ (As) في عينات غبار الطرق التي تم جمعها من الحمل المروري وأنواع استخدام الأراضي على طول الطريق السريع الوطني المحموم كوشتيا- الجنيدة، بنغلاديش. تم العثور على متوسط تركيزات Pb و Cu و Cr و Cd و Zn و Ni و As عند 50.8 ± 15.7 و 82.6 ± 17.2 و 20.1 ± 5.7 و 0.18 ± 0.06 و 126.2 ± 40.7 و 14.1 ± 4.7 و 0.12 ± 0.04 مجم/كجم على التوالي، في حين كان من الواضح أن Pb و Cu و Cd و Zn أعلى بعدة مرات من قيم الخلفية المعنية. أظهرت قيم تباين المعامل (VC) أن مقادير التلوث المعدني عبر مواقع الدراسة كانت تهيمن عليها الأنشطة البشرية، في حين حدد تحليل المكونات الرئيسية (PCA) والتحليل العنقودي (CA) انبعاثات المركبات والصناعية كمصادر رئيسية للمعادن الثقيلة في غبار الطرق. أشارت قيم مؤشر التراكم الجغرافي (IGEO) إلى أن معظم عينات الغبار كانت غير ملوثة إلى ملوثة بشكل معتدل بالمعادن الثقيلة. تم العثور على قيم عامل التلوث (CF) بالترتيب التالي: Cu > Pb > Zn > Cd > Ni > Cr > As، بينما أشارت قيم درجة التلوث (CD) إلى مستوى معتدل إلى كبير من التلوث. علاوة على ذلك، شكل موقع الدراسة مخاطر بيئية منخفضة إلى معتدلة، على الرغم من حقيقة أن التهديدات غير المسببة للسرطان والمسرطنة من مسارات التعرض المختلفة تبدو ضئيلة، حيث يكون الأطفال أكثر عرضة للخطر من البالغين.

Translated Description (French)

Les activités humaines autour ou à l'intérieur des routes nationales, combinées au mélange atmosphérique, produisent de la poussière de route, qui peut causer des problèmes de santé par diverses voies d'exposition. Ainsi, l'étude visait à étudier la contamination, la distribution spatiale, les risques potentiels pour l'environnement et la santé humaine de divers métaux lourds toxiques tels que le plomb (Pb), le cuivre (Cu), le chrome (Cr), le cadmium (Cd), le zinc (Zn), le nickel (Ni) et l'arsenic (As) dans des échantillons de poussières de route prélevés sur la charge de trafic et les types d'utilisation des terres le long de l'autoroute nationale trépidante Kushtia-Jhenaidah, au Bangladesh. Les concentrations moyennes de Pb, Cu, Cr, Cd, Zn, Ni et As ont été trouvées à 50,8 ± 15,7, 82,6 ± 17,2, 20,1 ± 5,7, 0,18 ± 0,06, 126,2 ± 40,7, 14,1 ± 4,7 et 0,12 ± 0,04 mg/kg, respectivement, tandis que Pb, Cu, Cd et Zn étaient évidemment plusieurs fois plus élevés que les valeurs de fond respectives. Les valeurs de variance du coefficient (VC) ont montré que l'ampleur des pollutions métalliques sur les sites d'étude était dominée par les activités anthropiques, tandis que l'analyse en composantes principales (PCA) et l'analyse en grappes (CA) ont identifié les émissions des véhicules et des industries comme les principales sources de métaux lourds dans les poussières routières. Les valeurs de l'indice de géo-accumulation (Igeo) ont indiqué que la plupart des échantillons de poussière étaient non pollués à modérément pollués par des métaux lourds. Les valeurs du facteur de contamination (CF) ont été trouvées dans l'ordre suivant : Cu > Pb > Zn > Cd > Ni > Cr > As, tandis que les valeurs du degré de contamination (CD) indiquaient un niveau de contamination modéré à considérable. En outre, le site d'étude présentait des risques écologiques faibles à modérés, malgré le fait que les menaces non cancérogènes et cancérogènes provenant de diverses voies d'exposition semblent insignifiantes, les enfants étant plus vulnérables que les adultes.

Translated Description (Spanish)

Las actividades humanas alrededor o dentro de las carreteras nacionales, combinadas con la mezcla atmosférica, producen polvo en las carreteras, que puede causar problemas de salud a través de una variedad de vías de exposición. Por lo tanto, el estudio tuvo como objetivo investigar la contaminación, la distribución espacial, los posibles riesgos ecológicos y para la salud humana de diversos metales pesados tóxicos como el plomo (Pb), el cobre (Cu), el cromo (Cr), el cadmio (Cd), el zinc (Zn), el níquel (Ni) y el arsénico (As) en muestras de polvo de carreteras recolectadas de la carga de tráfico y los tipos de uso de la tierra a lo largo de la agitada carretera nacional Kushtia-Jhenaidah, Bangladesh. Las concentraciones medias de Pb, Cu, Cr, Cd, Zn, Ni y As se encontraron como 50.8 ± 15.7, 82.6 ± 17.2, 20.1 ± 5.7, 0.18 ± 0.06, 126.2 ± 40.7, 14.1 ± 4.7 y 0.12 ± 0.04 mg/kg, respectivamente, mientras que Pb, Cu, Cd y Zn fueron evidentemente varias veces más altos que los valores de fondo respectivos. Los valores de varianza del coeficiente (VC) mostraron que las magnitudes de las contaminaciones metálicas en los sitios de estudio estaban dominadas por actividades antropogénicas, mientras que el análisis de componentes principales (PCA) y el análisis de conglomerados (CA) identificaron las emisiones vehiculares e industriales como las principales fuentes de metales pesados en el polvo de las carreteras. Los valores del índice de geoacumulación (Igeo) indicaron que la mayoría de las muestras de polvo no estaban contaminadas o estaban moderadamente contaminadas por metales pesados. Los valores del factor de contaminación (CF) se encontraron en el siguiente orden: Cu > Pb > Zn > Cd > Ni > Cr > As, mientras que los valores del grado de contaminación (CD) indicaron un nivel de contaminación de moderado a considerable. Además, el sitio de estudio presentaba riesgos ecológicos de bajos a moderados, a pesar de que las amenazas no cancerígenas y cancerígenas de varias vías de exposición parecen insignificantes, y los niños son más vulnerables que los adultos.

Files

29092762.pdf.pdf

Files (364.8 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:ebddb9ba900915908fa9001bcf78b8d2
364.8 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم شامل لتلوث المعادن الثقيلة في غبار الطرق على طول الطريق السريع الوطني المحموم في بنغلاديش: التوزيع المكاني ومصادر التلوث والمخاطر البيئية ومخاطر صحة الإنسان
Translated title (French)
Une évaluation complète de la contamination par les métaux lourds dans les poussières de route le long d'une autoroute nationale trépidante du Bangladesh : distribution spatiale, sources de contamination, risques écologiques et pour la santé humaine
Translated title (Spanish)
Una evaluación exhaustiva de la contaminación por metales pesados en el polvo de las carreteras a lo largo de una agitada carretera nacional de Bangladesh: distribución espacial, fuentes de contaminación, riesgos ecológicos y para la salud humana

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3191787176
DOI
10.1080/15569543.2021.1952436

Is supplement to
https://openalex.org/W4200410362 (Other)
https://openalex.org/W3164003102 (Other)
https://openalex.org/W3146312750 (Other)
https://openalex.org/W3136700766 (Other)
https://openalex.org/W3024348702 (Other)
https://openalex.org/W3004486716 (Other)
https://openalex.org/W2758222914 (Other)
https://openalex.org/W2356334612 (Other)
https://openalex.org/W2058278328 (Other)
https://openalex.org/W1976462231 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Bangladesh

References

  • https://openalex.org/W1458530958
  • https://openalex.org/W1547519467
  • https://openalex.org/W1800927061
  • https://openalex.org/W1964221629
  • https://openalex.org/W1965740981
  • https://openalex.org/W1968753818
  • https://openalex.org/W1972568665
  • https://openalex.org/W1972754197
  • https://openalex.org/W1976462231
  • https://openalex.org/W1977099685
  • https://openalex.org/W1979405902
  • https://openalex.org/W1981550425
  • https://openalex.org/W1991139565
  • https://openalex.org/W2000996445
  • https://openalex.org/W2005496844
  • https://openalex.org/W2006225735
  • https://openalex.org/W2009511710
  • https://openalex.org/W2010099028
  • https://openalex.org/W2011282528
  • https://openalex.org/W2012657399
  • https://openalex.org/W2013579738
  • https://openalex.org/W2015163287
  • https://openalex.org/W2015572536
  • https://openalex.org/W2016707198
  • https://openalex.org/W2017547066
  • https://openalex.org/W2019559255
  • https://openalex.org/W2020030369
  • https://openalex.org/W2020744939
  • https://openalex.org/W2024594046
  • https://openalex.org/W2026659537
  • https://openalex.org/W2028128061
  • https://openalex.org/W2031674205
  • https://openalex.org/W2032538397
  • https://openalex.org/W2036309190
  • https://openalex.org/W2042092166
  • https://openalex.org/W2042434855
  • https://openalex.org/W2045174871
  • https://openalex.org/W2047408340
  • https://openalex.org/W2048553024
  • https://openalex.org/W2049550945
  • https://openalex.org/W2050620568
  • https://openalex.org/W2051592085
  • https://openalex.org/W2057596304
  • https://openalex.org/W2058414968
  • https://openalex.org/W2059472029
  • https://openalex.org/W2060298298
  • https://openalex.org/W2060737737
  • https://openalex.org/W2064448303
  • https://openalex.org/W2065102018
  • https://openalex.org/W2069768386
  • https://openalex.org/W2071913886
  • https://openalex.org/W2072052963
  • https://openalex.org/W2072310291
  • https://openalex.org/W2075562517
  • https://openalex.org/W2076166039
  • https://openalex.org/W2082089772
  • https://openalex.org/W2086803722
  • https://openalex.org/W2090030805
  • https://openalex.org/W2090627522
  • https://openalex.org/W2092866871
  • https://openalex.org/W2095137589
  • https://openalex.org/W2096503261
  • https://openalex.org/W2101278152
  • https://openalex.org/W2102223067
  • https://openalex.org/W2102436786
  • https://openalex.org/W2104266403
  • https://openalex.org/W2108984738
  • https://openalex.org/W2113288556
  • https://openalex.org/W2115128296
  • https://openalex.org/W2126164548
  • https://openalex.org/W2133710921
  • https://openalex.org/W2137901483
  • https://openalex.org/W2144523882
  • https://openalex.org/W2149400447
  • https://openalex.org/W2153910888
  • https://openalex.org/W2167398122
  • https://openalex.org/W2170892238
  • https://openalex.org/W2183411995
  • https://openalex.org/W2188404468
  • https://openalex.org/W2223390873
  • https://openalex.org/W2345993544
  • https://openalex.org/W2349058312
  • https://openalex.org/W2361896612
  • https://openalex.org/W2559967234
  • https://openalex.org/W2561727229
  • https://openalex.org/W2602874887
  • https://openalex.org/W2614040099
  • https://openalex.org/W2620274065
  • https://openalex.org/W2742633677
  • https://openalex.org/W2743238293
  • https://openalex.org/W2744519944
  • https://openalex.org/W2768804481
  • https://openalex.org/W2774659704
  • https://openalex.org/W2776095012
  • https://openalex.org/W2790855506
  • https://openalex.org/W2799585140
  • https://openalex.org/W2800088770
  • https://openalex.org/W2898475745
  • https://openalex.org/W2901492930
  • https://openalex.org/W2906828562
  • https://openalex.org/W2909169415
  • https://openalex.org/W2910438767
  • https://openalex.org/W2912648108
  • https://openalex.org/W2919967000
  • https://openalex.org/W2969424312
  • https://openalex.org/W2978673041
  • https://openalex.org/W2988108859
  • https://openalex.org/W2988126588
  • https://openalex.org/W3026480786
  • https://openalex.org/W3094272941
  • https://openalex.org/W3103548425
  • https://openalex.org/W3135439135
  • https://openalex.org/W3164888347
  • https://openalex.org/W3169634855
  • https://openalex.org/W3170276381
  • https://openalex.org/W4231720872
  • https://openalex.org/W4248338196
  • https://openalex.org/W4249860992
  • https://openalex.org/W4250274698
  • https://openalex.org/W782739266
  • https://openalex.org/W853639617