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磁気測定と分光学的手法を用いたインド・ガンゲティック平原(IGP)の都市化された河川間地域における表土汚染の評価
Assessment of topsoil contamination in an urbanized interfluve region of Indo-Gangetic Plains (IGP) using magnetic measurements and spectroscopic techniques.
PMID: 31140016 DOI: 10.1007/s10661-019-7525-x.
抄録
磁化率(MS)測定は、迅速かつ費用対効果の高い土壌調査や、世界中の重金属汚染にアクセスするために使用されています。インドのヒマラヤ平野では、2つの主要な氷河が流れる川（ガンガ川とヤムナ川）の間に第四紀後期の間流が形成され、肥沃な土地のほとんどが6.05×10kmの面積で存在しています。インターフルーブの広大な面的広がりは、サンガム（25°25'13″N-81°53'22″E）、アラーラーバードの川の合流点で終了します。これは、合流点の河川間地域のMS土壌調査の最初の研究であり、49箇所から490サンプルを採取した。MS値は8.84と261.25×10m kgの間であり、その変化は深さが増すにつれてより顕著になる（8.84-312.65×10m kg）。深度12-(11.28-303.32×10m kg)と14cm(11.21-238.45×10m kg)の間では、世界中の観測と同様にMSの急激な増加が観測された。高いMSのホットスポットは、都市の主要な交通網に平行に並んでおり、人為的な負荷から発せられる主要な寄与を示唆している。ガンガ川（25.24×10m kg）とヤムナ川（116.47×10m kg）の現在の中流域の棒状堆積物のMS値には大きな違いがあることが指摘されている。レーザー誘起ブレークダウン分光法(LIBS)データは、重元素(Fe, Ti, Cr, Cu, Cd, Zn, Pb)と軽元素(H, C, N, O)の存在を示し、MSデータを支持した。部分最小二乗回帰（PLSR）法によって予測された有害元素の濃度は、磁気測定値と一致した。表土のMS値は〜6.25cmの深さまで上昇しており、重金属濃度の上昇には人為的な要因が支配的な役割を果たしていることを示唆している。
The magnetic susceptibility (MS) measurements are used for rapid and cost-effective soil surveys and for accessing heavy metal contamination worldwide. In the sub-Himalayan plains of India, nearly 6.05 × 10 km area of most the fertile land occurs as interfluve of Late Quaternary age between the two major glacier-fed rivers (Ganga and Yamuna). The vast areal expanse of interfluve terminates at the rivers' confluence in Sangam (25°25'13″N-81°53'22″E), Allahabad. This is the first study of MS soil survey of the interfluve region at the confluence comprising 490 samples from 49 locations. The MS values are between 8.84 and 261.25 × 10 m kg and the change is more pronounced (8.84-312.65 × 10 m kg) with increasing depth. A sudden increase in the MS between 12- (11.28-303.32 × 10 m kg) and 14-cm (11.21-238.45 × 10 m kg) depth is observed similar to observations worldwide. The high MS hotspots are aligned parallel to major traffic networks of the city suggesting a major contribution emanating from the anthropogenic load. A significant difference has been noted in the MS values of present-day mid-channel bar sediments of Ganga (25.24 × 10 m kg) and Yamuna (116.47 × 10 m kg) Rivers. The laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) data showed the presence of heavy (Fe, Ti, Cr, Cu, Cd, Zn, and Pb) and light (H, C, N, and O) elements supporting MS data. The concentration of toxic elements predicted by partial least squares regression (PLSR) approach concurs with magnetic measurements. The topsoil MS values increase up to a depth of ~ 6.25 cm suggesting the dominant role of anthropogenic source for the increased heavy metal concentration compared with basement contributions.