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

技術要約：ナイジェリア、ラゴス州における空気質指数、環境の質、および自己申告による呼吸器疾患の関連性

問題提起
周囲の空気汚染（AAP）は、年間300万人以上の死を招く重大な世界的健康課題であり、発展途上国に不均衡な影響を及ぼしている。ナイジェリア、特に同国で最も工業化が進み人口密度の高い地域であるラゴス州においては、空気汚染研究は歴史的にガス状および粒子状汚染物質の日変化や季節変化に焦点を当ててきた。しかし、活発な工業団地内における大気汚染、土壌の質、雨水のpH、および自己申告による呼吸器疾患の間の結びつきに関する研究には、顕著な空白が存在する。本研究はこの空白を埋めるため、ラゴス州内の選定された5つの工業地域における環境の質と健康への影響を調査し、空気質指数（AQI）、土壌汚染、および呼吸器疾患の関連性を定量化することを目的とする。

方法論
本研究では、フィールドモニタリング、ラボ分析、および調査研究を組み合わせた混合研究法を採用し、5つの活発な工業団地（イケジャ／オグラ、スレレ、オドグニャン、アパパ、およびオショディ／イルペジュ）と1つの対照地点（アラウサ）を対象とした。

• 空気質のモニタリング: 一次データは、12か月間（2020年2月から2021年5月）にわたり収集された。標準的な測定機器（テフロンフィルター、VRAEマルチディテクター、およびTecto 315-2ディテクター）を使用し、4つの主要な汚染物質（二酸化硫黄（SO2）、二酸化窒素（NO2）、一酸化炭素（CO）、および微小粒子状物質（PM2.5））を監視した。サンプリングは、各地点10箇所において、毎月8時間行われた。
• AQIの算出: 米国環境保護庁（USEPA）の空気質指数を用いて、測定された濃度に基づき汚染レベルを計算・分類した。
• 環境サンプリング:
  • 土壌: 2021年7月に、オドグニャンおよびイケジャ／オグラの工業団地と対照地点から、計12個の土壌サンプル（各2kg）を採取した。元素組成を検出するために分析を行った。要旨では、土壌は対照地点と比較してカドミウム、鉛、およびヒ素で汚染されていると明記されているが、結果セクションの図表では、クロム、鉛、およびニッケルの高濃度が強調されている。
  • 雨水: 湿季（2021年7月〜10月）に6つの雨水サンプルを採取し、滴定分析によりpHレベルを分析した。
• 健康データ:
  • 自己申告: 改訂版英国医学研究評議会（MRC）質問票を1,067名の回答者に実施し、自己申告による呼吸器症状および疾患を把握した。
  • 病院データ: 研究エリア内の一般病院および教育病院から、12か月間の呼吸器疾患データを取得した。
• 統計分析: 月次のAQI値と病院ベースの呼吸器疾患との関係を検証するために、重回帰分析を用いた。

主な結果

• 空気質指数（AQI）の変動:

  • 季節性: 降水による洗浄作用の欠如に起因して、すべての場所においてAQI値は湿季よりも乾季に一貫して高かった。
  • 乾季: オドグニャンは「非常に不健康」なAQI（229 ± 33.73）を記録した。スレレ、オショディ／イルペジュ、アパパ、およびイケジャ／オグラは、「敏感なグループにとって不健康」な範囲（119から130）であった。対照地点であるアラウサは「普通」（64 ± 18.40）に留まった。
  • 湿季: オドグニャンは依然として「不健康」（161 ± 51.19）であった。スレレとオショディ／イルペジュは「敏感なグループにとって不健康」であったが、アパパ、イケジャ／オグラ、およびアラウサは「普通」へと改善した。
  • 汚染物質の要因: PM2.5レベルは、工業排出および交通の影響により、オドグニャンとスレレで最も高かった。SO2レベルは、燃料油の使用に関連して、オドグニャンとアパパで高かった。NO2は、交通量の多さにより、アパパとオドグニャンで高かった。

• 土壌および雨水の質:

  • 土壌汚染: 本研究は特定の重金属に関して相反する結果を示している。要旨では、工業地域内の土壌は対照地点と比較してカドミウム、鉛、およびヒ素で汚染されていると報告されている。しかし、結果セクション（図19および20）および考察では、工業団地におけるクロム、鉛、およびニッケルの高濃度が強調されている。
  • 雨水のpH: 雨水のpHは5.7から6.9の範囲であり、これは正常範囲（5.6–6.5）内にある。これは、当該地域における酸性雨（pH < 4.4）や工業排出による大気の酸性化が発生していないことを示している。
  • 土壌pH: 工業地域における土壌pHはアルカリ性（7.1–8.64）であった。これは、雨水の酸性化以外の要因（例：地質、植生、肥料）がこれらの場所の土壌pHを決定していることを示唆している。

• 健康アウトカムおよび回帰分析:

  • 症状: 最も頻繁に自己申告された症状には、咳、頭痛、風邪／鼻水、目の刺激、および倦怠感が含まれた。主要な疾患として、喘息と肺炎が報告された。オドグニャン、スレレ、およびアパパにおいて、呼吸器疾患の発生率が最も高かった。
  • 回帰分析の結果: モデルは、月次の病院ベースの呼吸器疾患の変動の43%を説明した（R² = 0.430）。
    • PM2.5 AQI: 呼吸器疾患を有意に35.1%増加させた（β = 1.351, p = 0.000）。
    • NO2 AQI: 報告された疾患を2.8%減少させた（β = -2.028, p = 0.003）。これは論文内で直感に反する結果として注記されている。
    • SO2およびCO AQI: 月次の病院受診に対して統計的に有意な影響を示さなかった。
  • 人口統計学的要因: 性別、職業、住宅形態、および喫煙が、呼吸器症状の有意な影響因子として特定された。

主な貢献
本論文は、ラゴスの特定の工業地域と劣化した空気質および健康への悪影響を結びつける実証的証拠を提供している。その主な貢献は以下の通りである：

1. 空間的および時間的なマッピング: ラゴスの5つの主要な工業団地におけるAQIの変動を詳細に特徴付け、乾季と湿季の影響を区別した。
2. 多環境評価: 空気、土壌、および雨水の質を同時に評価した。これにより、空気質は特定のゾーン（特にオドグニャン）で著しく損なわれている一方で、雨水の酸性化は現在主要な問題ではないこと、ただし土壌の重金属汚染は深刻であること（特定された金属に関する要旨と結果の間の相違はあるものの）を明らかにした。
3. 健康との相関: PM2.5レベルと病院ベースの呼吸器疾患との統計的な関連性を確立し、PM2.5がこれらの工業地帯における罹患率の決定的な要因であることを強調した。

意義および主張
著者らは、工業的な周囲の大気汚染が、特に乾季において、ラゴスの環境および人類の健康に対する最大の脅威の一つであると断言している。本研究の知見は以下を主張している：

• 介入の必要性の検証: 劣悪な空気質は住民や労働者の生活の質と健康に悪影響を及ぼしており、緊急の政策的行動を必要としている。
• 持続可能な開発目標（SDGs）への支持: 本研究の結果は、強靭なインフラストラクチャを構築し、持続可能な工業化を促進することを通じて、SDG 9（産業、イノベーション、およびインフラ）およびSDG 11（住み続けられるまちづくり）を達成する必要性を政策立案者に示唆している。
• 実践的な解決策の提案: 本論文は、リアルタイム監視技術（例：Air Beamセンサー）の採用、市民科学への関与、バイオフィルトレーションのための緑地の増設、粉塵を減らすための道路インフラの改善、および化石燃料への依存を減らすためのクリーンな燃料や再生可能エネルギー（バイオ燃料、太陽光）への移行を提唱している。

本研究は、雨水のpHは無害なままであるものの、土壌への毒性元素の蓄積と乾季における高いAQIレベルが公衆衛生に対する直接的な脅威となっており、リスクを軽減するために政府、産業界、および市民が関与する多角的なアプローチが必要であると結論付けている。