Environmental Risk Assessment, Principal Component Analysis, Tracking the Source of Toxic Heavy Metals of Solid Gold Mine Waste Tailings, South Africa
Notice bibliographique
Résumé
This study collected 21 soil samples from 30 to 120 cm depth, from 9 solid gold mine waste dumps in the Witwatersrand basin, South Africa. The samples were analysed using ICP-OES method to determine the concentrations of heavy metals. Principal component analysis (PCA) was performed to track sources of heavy metals, migration passages, their distributions and spatial variations at the study sites. The results of this study showed that the soil screening values (mg/kg) ranged from 2.20–7,070.00 Pb, 0.20–11.00 As, 0.06–2,630.00 Hg, 1.00–69.00 U, 0.02 − 4.20 Cd, and exceeded the background concentrations of the continental crust. The study results further showed that the average concentrations (mg/kg) of Pb (432.08), U (13.75), Tl (4.41), Ag (1.07), Cd (0.34) were highest at Durban Deep. Arsenic (59.86) and Sn (2.03) were highest at Krugersdorp, Kagiso, New Canada, and Shaft 17. The average values of Hg (625.56 µg/kg) and Au (17.67 µg/kg) were highest at Mogale City, Fleurhof, Krugersdorp, Shaft 17, and Davidsonville. These values reflected moderate to extreme contamination, supported by geoaccumulation index (Igeo), pollution load index (PLI), and contamination factor (Cfi) values. According to PCA, F1 was responsible for heavy metal generations from the local gold processing and waste dumping facilities. The F1 loading for Cd and Pb was 0.845 and 0.835, respectively, whereas F1 and F2 contribution of the variable % were greater than 0.70 for Ag, As, Au, Cd, Pb, Sn, Tl, and U, suggesting that they were generated from the waste dumps, transported by rain water and subsequently deposited in downstream soil. The heavy metal concentrations were traced upstream at the dumps where the highest averages were recorded, whereas the lowest values were measured from downstream samples. Thus, the gold mine tailing dumps are considered the primary sources of the high measured values of the heavy metals in the study sites. The ecological risk values were ranked in the order of As > Cd > Hg > Pb and exceeded the permissible health risk value suggested by the South African and global standards. Excessive Hg concentration with 160 ≤ Er i< 320 was recorded at Krugersdorp, whilst Pb with 320 ≤ Eri was recorded at Durban Deep. Thus, the estimated high Er i values insinuate higher ecological risk of heavy metals that can accumulate in the human body through absorption, inhalation and ingestion of dust, or ingestion of food grown from the contaminated soil.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».