The Linkages between Air Quality Index, Environmental Quality and Self- Reported Respiratory Conditions. Empirical Evidence from Selected Industrial Locations in Lagos State, Nigeria

Résumé Technique : Les liens entre l'indice de qualité de l'air, la qualité environnementale et les affections respiratoires auto-déclarées dans l'État de Lagos, Nigéria

Énoncé du problème
La pollution de l'air ambiant (PAA) est un défi sanitaire mondial majeur, responsable de plus de la moitié de 3 millions de décès annuels, avec des impacts disproportionnés sur les pays en développement. Au Nigéria, particulièrement dans l'État de Lagos — la région la plus industrialisée et la plus peuplée du pays — les études sur la pollution de l'air se sont historiquement concentrées sur les variations diurnes et saisonnières des polluants gazeux et particulaires. Cependant, il existe une lacune notable dans la recherche concernant le lien entre la pollution de l'air, la qualité du sol, le pH des eaux de pluie et les affections respiratoires auto-déclarées au sein des zones industrielles actives. Cette étude comble cette lacune en examinant la qualité environnementale et les résultats sanitaires dans cinq sites industriels sélectionnés à Lagos, visant à quantifier les liens entre l'indice de qualité de l'air (IQA), la contamination des sols et la morbidité respiratoire.

Méthodologie
L'étude a employé une approche de méthodes mixtes combinant la surveillance de terrain, l'analyse en laboratoire et des recherches par enquête à travers cinq zones industrielles actives (Ikeja/Ogba, Surulere, Odogunyan, Apapa et Oshodi/Ilupeju) et un site de contrôle (Alausa).

• Surveillance de la qualité de l'air : Les données primaires ont été collectées sur 12 mois (février 2020 à mai 2021). À l'aide de dispositifs de mesure standards (filtres en Téflon, multi-détecteurs VRAE et détecteurs Tecto 315-2), l'étude a surveillé quatre polluants clés : le dioxyde de soufre (SO2), le dioxyde d'azote (NO2), le monoxyde de carbone (CO) et les particules fines (PM2,5). L'échantillonnage a eu lieu pendant huit heures par mois en 10 points par emplacement.
• Calcul de l'IQA : L'indice de qualité de l'air de l'Agence américaine de protection de l'environnement (USEPA) a été utilisé pour calculer et catégoriser les niveaux de pollution en fonction des concentrations mesurées.
• Échantillonnage environnemental :
  • Sol : 12 échantillons de sol (2 kg chacun) ont été collectés dans les zones d'Odogunyan et d'Ikeja/Ogba ainsi que sur le site de contrôle en juillet 2021. L'analyse a été menée pour détecter la composition élémentaire. Le résumé stipule explicitement que les sols étaient contaminés par le cadmium, le plomb et l'arsenic par rapport au site de contrôle, tandis que les figures et le texte de la section des résultats soulignent de fortes concentrations de chrome, de plomb et de nickel.
  • Eau de pluie : Six échantillons d'eau de pluie ont été collectés pendant la saison humide (juillet–octobre 2021) et analysés par analyse titrimétrique pour les niveaux de pH.
• Données de santé :
  • Auto-déclarées : Un questionnaire modifié du British Medical Research Council a été administré à 1 067 répondants pour capturer les symptômes et les morbidités respiratoires auto-déclarés.
  • Données hospitalières : Les données sur les affections respiratoires provenaient de centres hospitaliers généraux et universitaires de la zone d'étude sur une période de 12 mois.
• Analyse statistique : La régression linéaire multiple a été utilisée pour tester la relation entre les valeurs mensuelles de l'IQA et les conditions respiratoires basées sur les hôpitaux.

Résultats clés

• Variations de l'Indice de Qualité de l'Air (IQA) :

  • Saisonnalité : Les valeurs de l'IQA étaient systématiquement plus élevées pendant la saison sèche par rapport à la saison humide dans tous les sites, ce qui est attribué à l'absence de lessivage par les précipitations.
  • Saison sèche : Odogunyan a enregistré des niveaux d'IQA « très malsains » (229 ± 33,73). Surulere, Oshodi/Ilupeju, Apapa et Ikeja/Ogba ont été classés comme « malsains pour les groupes sensibles » (allant de 119 à 130). Le site de contrôle, Alusa, est resté « modéré » (64 ± 18,40).
  • Saison humide : Odogunyan est resté « malsain » (161 ± 51,19). Surulere et Oshodi/Ilupeju étaient « malsains pour les groupes sensibles », tandis qu'Apapa, Ikeja/Ogba et Alusa se sont améliorés pour devenir « modérés ».
  • Facteurs de pollution : Les niveaux de PM2,5 étaient les plus élevés à Odogunyan et Surulere en raison des émissions industrielles et du trafic. Les niveaux de SO2 étaient élevés à Odogunyan et Apapa, liés à l'utilisation d'huile de chaudière. Le NO2 était élevé à Apapa et Odogunyan en raison du volume de trafic.

• Qualité du sol et de l'eau de pluie :

  • Contamination du sol : L'étude présente des résultats contradictoires concernant les métaux lourds spécifiques. Le résumé rapporte que les sols dans les zones industrielles étaient contaminés par le cadmium, le plomb et l'arsenic par rapport au site de contrôle. Cependant, la section des résultats (Figures 19 et 20) et la discussion mettent en évidence de fortes concentrations de chrome, de plomb et de nickel dans les zones industrielles par rapport au site de contrôle.
  • pH de l'eau de pluie : Le pH de l'eau de pluie variait de 5,7 à 6,9, ce qui se situe dans la plage normale (5,6–6,5) et indique l'absence de pluie acide significative (pH < 4,4) ou d'acidification de l'atmosphère par les émissions industrielles dans la zone d'étude.
  • pH du sol : Le pH du sol dans les zones industrielles était alcalin (7,1–8,64), suggérant que des facteurs autres que l'acidification par l'eau de pluie (ex. : géologie, végétation, engrais) déterminent le pH du sol dans ces localités.

• Résultats de santé et analyse de régression :

  • Symptômes : Les symptômes les plus fréquemment auto-déclarés comprenaient la toux, les maux de tête, le rhume/catarrhe, l'irritation oculaire et la fatigue. Les principales morbidités signalées étaient l'asthme et la pneumonie. Odogunyan, Surulere et Apapa ont signalé l'incidence la plus élevée de troubles respiratoires.
  • Résultats de la régression : Le modèle a expliqué 43 % de la variation des conditions respiratoires mensuelles basées sur les hôpitaux (R² = 0,430).
    • IQA des PM2,5 : A augmenté de manière significative les conditions respiratoires de 35,1 % (β = 1,351, p = 0,000).
    • IQA du NO2 : A réduit de manière significative les conditions signalées de 2,8 % (β = -2,028, p = 0,003), un résultat contre-intuitif noté dans l'article.
    • IQA du SO2 et du CO : N'ont pas montré d'influence statistiquement significative sur les visites hospitalières mensuelles.
  • Facteurs démographiques : Le sexe, la profession, le type de logement et le tabagisme ont été identifiés comme des influenceurs significatifs des symptômes respiratoires.

Principales contributions
L'article fournit des preuves empiriques liant des sites industriels spécifiques de Lagos à une dégradation de la qualité de l'air et à des résultats de santé défavorables. Ses principales contributions incluent :

1. Cartographie spatiale et temporelle : Caractérisation détaillée des variations de l'IQA à travers cinq zones industrielles majeures de Lagos, distinguant les impacts des saisons humides et sèches.
2. Évaluation multi-environnementale : Évaluation simultanée de la qualité de l'air, du sol et de l'eau de pluie, révélant que si la qualité de l'air est gravement compromise dans des zones spécifiques (notamment Odogunyan), l'acidification de l'eau de pluie n'est pas actuellement un problème majeur, bien que la contamination des sols par les métaux lourds soit significative (avec des divergences notées concernant les métaux spécifiques identifiés entre le résumé et les résultats).
3. Corrélation de santé : Établissement d'un lien statistique entre les niveaux de PM2,5 et les conditions respiratoires basées sur les hôpitaux, soulignant les PM2,5 comme un moteur critique de la morbidité dans ces zones industrielles.

Signification et revendications
Les auteurs affirment que la pollution de l'air ambiant industriel est la plus grande menace pour l'environnement et la santé humaine à Lagos, particulièrement pendant la saison sèche. L'étude soutient que les conclusions :

• Valident la nécessité d'une intervention : La mauvaise qualité de l'air dans les zones industrielles impacte négativement la qualité de vie et la santé des résidents et des travailleurs, nécessitant une action politique urgente.
• Soutiennent les Objectifs de Développement Durable (ODD) : Les résultats informent les décide politiques sur la nécessité d'atteindre l'ODD 9 (Industrie, innovation et infrastructure) et l'ODD 11 (Villes et communautés durables) en construisant des infrastructures résilientes et en promouvant une industrialisation durable.
• Proposent des solutions pratiques : L'article préconise l'adoption de technologies de surveillance en temps réel (ex. : capteurs Air Beam), l'engagement de la science citoyenne, l'augmentation des espaces verts pour la biofiltration, l'amélioration des infrastructures routières pour réduire la poussière, et une transition vers des combustibles plus propres et des énergies renouvelables (biocarburants, solaire) pour réduire la dépendance aux combustibles fossiles.

L'étude conclut que bien que le pH de l'eau de pluie reste bénin, l'accumulation d'éléments toxiques dans le sol et les niveaux élevés d'IQA pendant les saisons sèches posent une menace directe pour la santé publique, nécessitant une approche multidisciplinaire impliquant le gouvernement, l'industrie et le public pour atténuer les risques.