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Assessment of soil quality for agricultural purposes around the Barapukuria coal mining industrial area, Bangladesh: insights from chemical and multivariate statistical analysis

La mina de carbón de Barapukuria, que ha estado operando desde 2002, está situada en un lugar que depende de la agricultura. La contaminación de la minería del carbón representa un gran riesgo para el ecosistema y el suelo circundante. Entonces, podría haber algún impacto de la mina de carbón Barapukuria en el suelo circundante. El objetivo principal de este estudio es identificar la calidad del suelo del área de estudio y también ver cuánto se desvía el suelo de su valor de referencia estándar. A partir del resultado se ha identificado que el pH del suelo es relativamente bajo cerca de la mina de carbón debido al drenaje ácido de la mina. Además, el nitrógeno total de las muestras de suelo también está por debajo del valor estándar. Por otro lado, el hierro (Fe), el potasio (K) y la materia orgánica (OM) y el cobre (Cu) son relativamente más altos que el valor de referencia estándar para la agricultura. Por lo tanto, está claro que la pirita de hierro (FeS2) y la calcopirita (CuFeS2) que se liberan durante las operaciones mineras es la razón fundamental de la degradación del suelo del área circundante. Se han utilizado varias herramientas analíticas estadísticas en este estudio para analizar los datos. La matriz de correlación y el análisis factorial muestran que la degradación del suelo se encuentra debido a causas antropogénicas, es decir, debido a la mina de carbón. Además, el análisis de conglomerados implica que las muestras de suelo se desvían de su condición estándar y también clasifica las muestras de suelo de acuerdo con su homogeneidad. Además, ANOVA de una forma identifica los factores de control de la calidad del suelo y la variabilidad espacial de las muestras de suelo. Desde el punto de vista agrícola, este estudio revela que hay factores significativos involucrados en la degradación del suelo y esta degradación está ocurriendo rápidamente. Los nutrientes en el suelo para el crecimiento de las plantas como Nitrógeno (N), Potasio (K), Hierro (Fe), Cobre (Cu) y Materia Orgánica (OM) se desvían del valor de referencia estándar debido a las actividades mineras que en última instancia afectan la producción anual de arrozales del área de estudio.
La mine de charbon de Barapukuria, en exploitation depuis 2002, est située dans un endroit qui dépend de l'agriculture. La pollution due à l'extraction du charbon pose un risque énorme pour l'écosystème et les sols environnants. Donc, il pourrait y avoir un impact de la mine de charbon Barapukuria sur le sol environnant. L'objectif principal de cette étude est d'identifier la qualité du sol de la zone d'étude et de voir également dans quelle mesure le sol s'écarte de sa valeur de référence standard. À partir du résultat, il a été identifié que le pH du sol est relativement faible près de la mine de charbon en raison du drainage minier acide. De plus, l'azote total des échantillons de sol est également inférieur à la valeur standard. D'autre part, le fer (Fe), le potassium (K), la matière organique (MO) et le cuivre (Cu) sont relativement plus élevés que la valeur de référence standard pour l'agriculture. Ainsi, il est clair que la pyrite de fer (FeS2) et la chalcopyrite (CuFeS2) qui sont libérées lors des opérations minières sont la raison essentielle de la dégradation du sol de la zone environnante. Divers outils d'analyse statistique ont été utilisés dans cette étude pour analyser les données. La matrice de corrélation et l'analyse factorielle montrent que la dégradation du sol est rencontrée en raison de causes anthropiques, c'est-à-dire à cause de la mine de charbon. En outre, l'analyse en grappes implique que les échantillons de sol sont déviés de leur état standard et classe également les échantillons de sol en fonction de leur homogénéité. De plus, une méthode ANOVA identifie les facteurs de contrôle de la qualité du sol et la variabilité spatiale des échantillons de sol. Du point de vue agricole, cette étude révèle qu'il existe des facteurs importants impliqués dans la dégradation du sol et que cette dégradation se produit rapidement. Les nutriments dans le sol pour la croissance des plantes tels que l'azote (N), le potassium (K), le fer (Fe), le cuivre (Cu) et la matière organique (OM) sont déviés de la valeur de référence standard en raison des activités minières qui affectent finalement la production annuelle de paddy de la zone d'étude.
Barapukuria coal mine which has been operating from 2002 is situated in such a location that is dependent on agriculture. Pollution from Coal mining poses a huge risk to the ecosystem and surrounding soil. So, there could be some impact of the Barapukuria coal mine on the surrounding soil. The main aim of this study is to identify the soil quality of the study area and also see how much the soil is deviated from its standard reference value. From the result it has been identified that pH of the soil is relatively low near the coal mine due to the acid mine drainage. Moreover, Total Nitrogen of the soil samples is also below than the standard value. On the other hand, Iron (Fe), Potassium (K), and Organic matter (OM) and Copper (Cu) are relatively higher than the Standard Reference value for agriculture. So, it is clear that Iron pyrite (FeS2) and chalcopyrite (CuFeS2) which are released during mining operations is the pivotal reason for the degradation of the soil of the surrounding area. Various statistical analytical tools have been used in this study for analyzing the data. Correlation matrix and factor analysis show that degradation of soil is encountered because of anthropogenic causes i.e. because of the coal mine. Besides, cluster analysis entails that which soil samples are deviated from their standard condition and also classifies the soil samples according to their homogeneity. Moreover, one way ANOVA identifies the soil quality controlling factors and the spatial variability of soil samples. From the agricultural point of view, this study reveals that there are significant factors involved in the degradation of the soil and this degradation is occurring rapidly. The nutrients in the soil for plant growth such as Nitrogen (N), Potassium (K), Iron (Fe), Copper (Cu) and Organic matter (OM) are deviated from the standard reference value due to mining activities which ultimately affect the annual paddy production of the study area.
يقع منجم فحم بارابوكوريا الذي يعمل منذ عام 2002 في موقع يعتمد على الزراعة. يشكل التلوث الناجم عن تعدين الفحم خطرًا كبيرًا على النظام البيئي والتربة المحيطة. لذلك، يمكن أن يكون هناك بعض التأثير لمنجم فحم بارابوكوريا على التربة المحيطة. الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو تحديد جودة التربة في منطقة الدراسة ومعرفة مدى انحراف التربة عن قيمتها المرجعية القياسية. من النتيجة تم تحديد أن درجة الحموضة في التربة منخفضة نسبيًا بالقرب من منجم الفحم بسبب تصريف المنجم الحمضي. علاوة على ذلك، فإن إجمالي النيتروجين لعينات التربة أقل أيضًا من القيمة القياسية. من ناحية أخرى، فإن الحديد (الحديد) والبوتاسيوم (K) والمواد العضوية (OM) والنحاس (Cu) أعلى نسبيًا من القيمة المرجعية القياسية للزراعة. لذلك، من الواضح أن البيريت الحديدي (FeS2) والكالكوبيريت (CuFeS2) اللذين يتم إطلاقهما أثناء عمليات التعدين هما السبب المحوري لتدهور تربة المنطقة المحيطة. تم استخدام أدوات تحليلية إحصائية مختلفة في هذه الدراسة لتحليل البيانات. تُظهر مصفوفة الارتباط وتحليل العوامل أن تدهور التربة يحدث بسبب أسباب بشرية المنشأ، أي بسبب منجم الفحم. إلى جانب ذلك، يستلزم التحليل العنقودي عينات التربة التي تنحرف عن حالتها القياسية ويصنف أيضًا عينات التربة وفقًا لتجانسها. علاوة على ذلك، تحدد طريقة واحدة ANOVA عوامل التحكم في جودة التربة والتغير المكاني لعينات التربة. من وجهة النظر الزراعية، تكشف هذه الدراسة أن هناك عوامل مهمة تشارك في تدهور التربة وهذا التدهور يحدث بسرعة. تنحرف العناصر الغذائية في التربة لنمو النبات مثل النيتروجين (N) والبوتاسيوم (K) والحديد (Fe) والنحاس (Cu) والمواد العضوية (OM) عن القيمة المرجعية القياسية بسبب أنشطة التعدين التي تؤثر في النهاية على إنتاج الأرز السنوي لمنطقة الدراسة.
- Shahjalal University of Science and Technology Bangladesh
- Shahjalal University of Science and Technology Bangladesh
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