Trace elements and radioactivity measurements in some terrestrial food crops in Jos-plateau, north central, Nigeria

Éléments traces et mesures de la radioactivité dans quelques récoltes vivrières terrestres du plateau de Jos dans le centre-nord du Nigéria

Radiation and Health Research Physics Laboratory, Department of Physics, University of Ibadan, Oyo State, Nigeria

Accepted: 27 October 2006

Abstract

Some crops of important nutritive requirements have been collected from farmlands located in Bitsichi an old tin mining town in north central region of Nigeria. The food crops were analyzed in order to determine trace element concentrations level using Neutron Activation Analysis (NAA). The activity concentrations due to natural radionuclides in the food samples and soil samples collected within the root zone of the crops were also determined using gamma-ray spectrometry (GRS). The NAA results obtained showed higher concentration of Potassium among the essential elements in all the crops. Calcium concentration in both maize and Guinea corn was below detection limit and also Zn in Green beans, sweet potato and cassava. The trace elements; Sc, Hf, Sm, and Th, were below detection limit in all the crops except in Green beans. Rubidium (Rb) and lanthanum (La) were below detection limits only in Cabbage. The activity concentrations of the natural radionuclides in the food samples were found to vary between 83 and 129 Bq kg^-1 for ⁴⁰K, 19 and 30 Bq kg^-1 for ²²⁶Ra and 27 to 41 Bq kg^-1 for ²³²Th. In the soil samples the activity concentrations varied between 177 and 271 Bq kg^-1 for ⁴⁰K, 53 and 96 Bq kg^-1 for ²²⁶Ra and 73 to 176 Bq kg^-1 for ²³²Th. Results of activity concentration levels of the radionuclides obtained in similar crops collected for control measurements were found to be very low compared to those from the study area. The effective dose due to intake of the food crops considered in the study area was estimated based on the measured activity concentrations of ²²⁶Ra and ²³²Th in the food crops. It was found to vary between 0.01 mSv y^-1 (Acha) and 1.35 mSv y^-1 (Cassava) with a cumulative total dose estimated as 2.5 mSv y^-1. The mining activities in the area are seen to have influenced the concentration of these trace elements and radionuclides in the food crops. However, they are seen not to pose any serious internal health burden due to ingestion given the realities of food choice by individuals in the study area.

Résumé

Quelques récoltes d'aliments importants ont été effectuées dans des champs situés à Bitsichi, une ville minière d'étain dans la région nord central du Nigéria. Les récoltes vivrières ont été analysées afin de déterminer le niveau de concentration d'oligoélément en utilisant l'analyse par activation neutronique (AAN). Les concentrations de radioactivité des radionucléides naturels dans les échantillons alimentaires et des échantillons de sol rassemblés dans la zone des récoltes ont été également déterminées par spectrométrie gamma (GRS). Les résultats d'activation neutronique ont montré que la concentration la plus élevée parmi les éléments essentiels dans toutes les récoltes était celle du potassium. La concentration en calcium dans le maïs et le maïs de Guinée était au-dessous de limite de détection comme celle du Zn dans les haricots verts, la patate douce et le manioc. Les éléments traces ; Sc, Hf, Sm et Th, étaient au-dessous de limite de détection dans toutes les récoltes excepté dans les haricots verts. Le rubidium (Rb) et le lanthane (La) étaient au-dessous des limites de détection seulement dans le chou. Les concentrations en activité des radionucléides naturels dans les échantillons alimentaires sont comprises entre 83 et 129 Bq kg^-1 pour ⁴⁰K, 19 et 30 Bq kg^-1 pour ²²⁶Ra et 27 à 41 Bq kg^-1 pour le ²³²Th. Dans les échantillons de sol, les concentrations d'activité varient entre 177 et 271 Bq kg^-1 pour ⁴⁰K, 53 et 96 Bq kg^-1 pour ²²⁶Ra et 73 à 176 Bq kg^-1 pour ²³²Th. Les niveaux de radioactivité des radionucléides des récoltes dans une zone témoin sont beaucoup plus bas comparés à ceux de la zone d'étude. La dose efficace due à l'ingestion des récoltes vivrières considérées dans la zone d'étude a été estimée sur la base des concentrations en activité de ²²⁶Ra et du ²³²Th. Elle est évaluée entre 0,01 mSv y^-1 (Acha) et 1,35 de mSv y^-1 (manioc) pour une dose totale cumulative estimée en tant que 2,5 mSv y^-1. L'extraction minière dans la zone a influencé la concentration de ces éléments traces et des radionucléides dans les récoltes vivrières. Cependant, elles ne posent pas de problème sérieux de santé lié à l'ingestion de ces récoltes guidées par les réalités locales dans le choix de la nourriture par les habitants de cette zone d'étude.