[論文レビュー] The concentration and health risk assessment of heavy metals and microorganisms in the groundwater of Lagos, Southwest Nigeria

Tajudeen Yahaya, Esther Oladele+3 more|arXiv (Cornell University)|Jan 13, 2021

Heavy metals in environment参考文献 24被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、ナイジェリア・ラゴス州のアイワヤ、マココ、イラジェのボーリング・ウォールと井戸からの地下水の重金属および微生物汚染を、原子吸収分光法および微生物学的試験を用いて評価した。有害度係数（HQ）および1日あたりの摂取量は1未満であったが、Pb、Ni、Cdの安全でない濃度が検出されたことから、飲用のための水処理が必要であるという健康リスクが示された。

ABSTRACT

Contaminated water is increasingly linked to diseases worldwide, necessitating the safety evaluation of the sources of domestic and drinking water in every locality. The present study aimed to assess water safety in terms of lead (Pb), nickel (Ni), cadmium (Cd), copper (Cu), chromium (Cr), zinc (Zn), and microorganisms in the borehole and well water in Iwaya, Makoko, and Ilaje in Lagos, Nigeria. Water samples were subjected to atomic absorption spectroscopy (AAS) and microbiological examinations using standard protocols and compared with the World Health Organization (WHO) permissible limits. The average daily ingestion (ADI) and hazard quotient (HQ) of the selected heavy metals were also calculated using standard formulas. The AAS indicated that the borehole and well water of the three locations contained non-permissible levels of Pb, Ni, and Cd (only the well water in Ilaje), while Zn, Cu, and Cr were normal. In addition, the microbiological examinations showed that the borehole and well water of the three locations contained abnormal bacteria and coliform counts (well water only). The ADI and HQ of the selected heavy metals were less than one, which is the threshold at which a substance is considered safe for consumption. Water could pose some health risks, and the consumers in high-risk areas should consider water treatment before consumption.

研究の動機と目的

• ナイジェリア・ラゴスにおける地下水の家庭用および飲用用の安全性を評価すること。
• ボーリング・ウォールおよび井戸水に含まれる特定の重金属（Pb、Ni、Cd、Cu、Cr、Zn）の濃度を特定すること。
• 同じ水供給源における微生物汚染度を評価すること。
• 重金属の健康リスクインデックス（ADIおよびHQ）を計算すること。
• 汚染度に応じて高リスク地域の水処理措置を提案すること。

提案手法

• アイワヤ、マココ、イラジェのボーリング・ウォールおよび井戸から水の採取を実施。
• WHOの許容限度基準と照らし合わせ、原子吸収分光法（AAS）を用いて重金属濃度を分析。
• 標準的手順に従い、コリフオームおよびその他の細菌を検出するための微生物学的分析を実施。
• 平均的1日あたりの水摂取量および金属濃度に基づき、標準式を用いて1日あたりの摂取量（ADI）を計算。
• 各金属について、HQ = （金属の平均的1日摂取量）÷（参照被曝量）の式を用いて有害度係数（HQ）を算出。
• WHOのガイドラインと照らし合わせ、健康リスクおよび水の安全性を評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ナイジェリア・ラゴスのボーリング・ウォールおよび井戸水に、Pb、Ni、Cd、Cu、Cr、Znがどれくらいの濃度で存在するか？
• RQ2 測定された重金属濃度は、WHOの許容限度と比較してどうなっているか？
• RQ3 地下水供給源における微生物汚染度（コリフオームおよび細菌）はどの程度か？
• RQ4 重金属の有害度係数（HQ）および平均的1日摂取量（ADI）の値は、安全基準の1未満にあるか？
• RQ5 汚染の影響は公衆衛生にどのような意味を持つのか。また、どのような処理措置が推奨されるか？

主な発見

• 3か所のボーリング・ウォールおよび井戸水に、許容限度を超える鉛（Pb）、ニッケル（Ni）、カドミウム（Cd）が検出された。特に、イラジェの井戸水ではCd濃度が上昇していた。
• 亜鉛（Zn）、銅（Cu）、クロム（Cr）の濃度は、すべてのサンプリング地点でWHOの許容限度内に収まっていた。
• 微生物学的分析の結果、ボーリング・ウォールおよび井戸水の両方でコリフオームおよび細菌の異常な数が確認され、井戸水の方が汚染度が高かった。
• 全選択金属の平均的1日摂取量（ADI）および有害度係数（HQ）は1未満であり、現在の摂取レベルでは個々のリスクは低いと示された。
• HQおよびADI値が低くても、安全限度を超える有毒金属が検出されたことから、長期的な健康リスクが懸念され、水処理が不可欠であると示された。
• 高リスク地域の住民は、安全基準を超える汚染度のため、飲用の前に地下水を処理する必要がある。