Copper, Lead, Cadmium and Nickel Fractions in Agricultural Soils: A Study in Bafra Plain

Abstract

The objective of the present investigation was to evaluate some total heavy metal contents (Cu, Cd, Ni and Pb) and their fractions, such as exchangeable (EX-), organic (OM-), Mn oxide (MnO-), amorphous Fe oxide (AFeO-), crystalline Fe oxide (CFeO-) and residual (R-) fractions in soils of agricultural ecosystem soils in Bafra Plain in Turkey. Total heavy metal contents and their fractions with some soil properties were investigated in twenty disturbed soil samples. It has been determined that the total heavy metal contents of soils were 25.5-58.5 ∝g Cu g⁻¹, 1.8-2.7 ∝g Cd g⁻¹, 76.1-210.4 ∝g Ni g⁻¹, and 46.8-144.2 ∝g Pb g⁻¹. On the other hand, the significant relations (p<0.01) were determined between total heavy metal contents and soil clay contents. A sequential fractionation showed that 1.39-13.04 % total heavy metals were EX- (1.39 % Cu, 13.04% Cd, 2.88% Ni, 2.76% Pb), 1.85-4.35 % were OM- (1.85 % Cu, 4.35% Cd, 2.46% Ni, 1.88% Pb), 2.54-13.43 % were MnO- (2.54 % Cu, 8.70% Cd, 5.34% Ni, 13.43% Pb), 8.70-27.25% were AFeO- (19.63 % Cu, 8.70% Cd, 27.25% Ni, 23.99% Pb), 4.35-24.58 % were CFeO- (21.48 % Cu, 4.35% Cd, 24.58% Ni, 22.41% Pb) and 24.19-52.17 % R-(37.18 % Cu, 52.17% Cd, 31.74% Ni, 24.19% Pb). The positive correlations were obtained between the heavy metal fractions, OM-, EX- and Sum-, and some soil properties such as, organic carbon and clay content.

Bu araştırmanın amacı; Bafra ovası tarımsal ekosistem topraklarında, bazı toplam ağır metalleri (Cu, Cd, Ni ve Pb) ve bunların değişebilir (EX-), organik bağlı (OM-), Mn okside bağlı (MnO-), amorf Fe okside bağlı (AFeO-), kristalin Fe okside bağlı (CFeO-) ve artık (R-) fraksiyonlarını araştırmaktır. Toplam ağır metal içerikleri ve fraksiyonlarının bazı toprak özellikleriyle olan ilişkileri yirmi adet bozulmuş toprak örneği kullanılarak araştırılmıştır. Toprakların toplam ağır metal içerikleri; 25.5-58.5 ∝g Cu g⁻¹, 1.8-2.7 ∝g Cd g⁻¹, 76.1-210.4 ∝g Ni g⁻¹, ve 46.8-144.2 ∝g Pb g⁻¹ olarak belirlenmiştir. Diğer taraftan toprakların toplam ağır metal içerikleriyle kil kapsamları arasında önemli ilişkiler (p<0.01) elde edilmiştir. Ağır metal fraksiyonlarından değişebilir fraksiyonu (EX -) 1,39-13,04 % (1,39 % Cu; 13,04% Cd; 2,88% Ni; 2,76% Pb), organik bağlı fraksiyonu (OM-) 1,85-4,35 % (1,85 % Cu; 4,35% Cd; 2,46% Ni; 1,88% Pb), mangan okside bağlı fraksiyonu (MnO-) 2,54-13,43 % (2,54 % Cu; 8,70% Cd; 5,34% Ni; 13,43% Pb), amorf demir oksitlere bağlı fraksiyonu (AFeO-) 8,70-27,25% (19,63 % Cu; 8,70% Cd; 27,25% Ni; 23,99% Pb), kristalin demir oksitlere bağlı fraksiyonu (CFeO-) 4,35-24,58 % (21,48% Cu; 4,35% Cd; 24,58% Ni; 22,41% Pb) ve artık (R-) fraksiyonu 24,19-52,17% (37,18% Cu; 52,17% Cd; 31,74% Ni; 24,19% Pb) arasında değişmiştir. Toprakların organik karbon içeriği ve kil kapsamları ile ağır metallerin organik bağlı, değişebilir ve toplam fraksiyonları arasında pozitif önemli ilişkiler de saptanmıştır.