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

Technische Samenvatting: De verbanden tussen de Luchtkwaliteitsindex, Milieukwaliteit en Zelfgerapporteerde Luchtwegaandoeningen in de Staat Lagos, Nigeria

Probleemstelling
Omgevingsluchtverontreiniging (Ambient Air Pollution, AAP) is een kritieke mondiale gezondheidsuitdaging, verantwoordelijk voor meer dan 3 miljoen jaarlijkse sterfgevallen, met disproportionele effecten op ontwikkelende landen. In Nigeria, en met name in de staat Lagos — het meest geïndustrialiseerde en dichtbevolkte gebied van het land — richt onderzoek naar luchtverontreiniging zich historisch gezien op de diurnale en seizoensgebonden variaties van gasvormige en fijnstofverontreinigingen. Er is echter een opvallende kloof in het onderzoek met betrekking tot de nexus tussen luchtverontreiliging, bodemkwaliteit, regenwater-pH en zelfgerapporteerde luchtwegaandoeningen binnen actieve industrieterreinen. Deze studie adresseert deze kloof door de milieukwaliteit en gezondheidsuitkomsten in vijf geselecteerde industriële locaties in Lagos te onderzoeken, met als doel de verbanden tussen de Luchtkwaliteitsindex (AQI), bodemverontreiniging en respiratoire morbiditeit te kwantificeren.

Methodologie
De studie maakte gebruik van een mixed-methods benadering die veldmonitoring, laboratoriumanalyse en enquêteonderzoek combineerde over vijf actieve industrieterreinen (Ikeja/Ogba, Surulere, Odogunyan, Apapa en Oshodi/Ilupeju) en één controlemateriaal (Alausa).

• Luchtkwaliteitsmonitoring: Primaire gegevens werden verzameld gedurende 12 maanden (februari 2020 tot mei 2021). Met behruik van standaard meetapparatuur (Teflon-filters, VRAE multi-detectoren en Tecto 315-2 detectoren) heeft de studie vier belangrijke verontreinigende stoffen gemonitord: zwaveldioxide (SO2), stikstofdioxide (NO2), koolmonoxide (CO) en fijnstof (PM2.5). De bemonstering vond maandelijks plaats gedurende acht uur op 10 punten per locatie.
• AQI-berekening: De Air Quality Index (AQI) van de United States Environmental Protection Agency (USEPA) werd gebruikt om de vervuilingsniveaus te berekenen en te categoriseren op basis van de gemeten concentraties.
• Milieubemonstering:
  • Bodem: 12 bodemmonsters (elk 2 kg) werden verzameld van de Odogunyan en Ikeja/Ogba industrieterreinen en de controlemateriaal in juli 2021. De analyse werd uitgevoerd om de elementaire samenstelling te detecteren. De abstract vermeldt expliciet dat de bodems in de industriële gebieden gecontamineerd waren met cadmium, lood en arseen vergeleken met de controlemateriaal, terwijl de resultatensectie figuren en tekst hoge concentraties van chroom, lood en nikkel benadrukken.
  • Regenwater: Zes regenwater monsters werden verzameld tijdens het natte seizoen (juli–oktober 2021) en geanalyseerd via titrimetrische analyse voor pH-waarden.
• Gezondheidsgegevens:
  • Zelfgerapporteerd: Een aangepaste vragenlijst van de British Medical Research Council werd afgenomen aan 1.067 respondenten om zelfgerapporteerde respiratoire symptomen en morbiditeiten vast te leggen.
  • Ziekenhuisgegevens: Gegevens over respiratoire aandoeningen werden gedurende een periode van 12 maanden verkregen uit algemene ziekenhuizen en universitair medische centra in het onderzoeksgebied.
• Statistische Analyse: Meervoudige lineaire regressie werd gebruikt om de relatie tussen maandelijkse AQI-waarden en ziekenhuisgebaseerde respiratoire aandoeningen te testen.

Belangrijkste Resultaten

• Variaties in de Luchtkwaliteitsindex (AQI):

  • Seasonaliteit: De AQI-waarden waren consistent hoger tijdens het droge seizoen vergeleken met het natte seizoen op alle locaties, wat wordt toegeschreven aan het gebrek aan neerslag-scavenging (het wegwassen door regen).
  • Droog seizoen: Odogunyan registreerde "zeer ongezonde" AQI-niveaus (229 ± 33,73). Surulere, Oshodi/Ilupeju, Apapa en Ikeja/Ogba werden geclassificeerd als "ongezond voor gevoelige groepen" (variërend van 119 tot 130). De controlemateriaal, Alausa, bleef "matig" (64 ± 18,40).
  • Nat seizoen: Odogunyan bleef "ongezond" (161 ± 51,19). Surulere en Oshodi/Ilupeju waren "ongezond voor gevoelige groepen", terwijl Apapa, Ikeja/Ogba en Alausa verbeterden naar "matig".
  • Verontreinigende drijfveren: PM2.5-niveaus waren het hoogst in Odogunyan en Surulere als gevolg van industriële emissies en verkeer. SO2-niveaus waren verhoogd in Odogunyan en Apapa, gekoppeld aan het gebruik van furnace olie. NO2 was hoog in Apapa en Odogunyan vanwege het verkeersvolume.

• Bodem- en Regenwaterkwaliteit:

  • Bodemverontreiniging: De studie presenteert tegenstrijdige bevindingen met betrekking tot specifieke zware metalen. De abstract rapporteert dat de bodems in industriële locaties gecontamineerd waren met cadmium, lood en arseen ten opzichte van de controlemateriaal. Echter, de resultatensectie (Figuren 19 en 20) en discussie benadrukken hoge concentraties van chroom, lood en nikkel in de industrieterreinen vergeleken met de controlemateriaal.
  • Regenwater pH: De regenwater pH varieerde van 5,7 tot 6,9, wat binnen het normale bereik (5,6–6,5) ligt en aangeeft dat er geen significante zure regen (pH < 4,4) of atmosferische verzuring door industriële emissies aanwezig is in het onderzoeksgebied.
  • Bodem pH: De bodem pH in de industriële gebieden was alkalisch (7,1–8,64), wat suggereert dat factoren andere dan regenwaterverzuring (bijv. geologie, vegetatie, meststoffen) de bodem pH in deze locaties bepalen.

• Gezondheidsuitkomsten en Regressieanalyse:

  • Symptomen: De meest frequent zelfgerapporteerde symptomen omvatten hoesten, hoofdpijn, verkoudheid/catarren, oogirritatie en vermoeidheid. Belangrijke morbiditeiten die werden gerapporteerd waren astma en pneumonie. Odogunyan, Surulere en Apapa rapporteerden de hoogste incidentie van respiratoire stoornissen.
  • Regressiebevindingen: Het model verklaarde 43% van de variatie in maandelijkse ziekenhuisgebaseerde respiratoire aandoeningen (R² = 0,430).
    • PM2.5 AQI: Verhoogde respiratoire aandoeningen significant met 35,1% (β = 1,351, p = 0,000).
    • NO2 AQI: Verminderde gerapporteerde aandoeningen significant met 2,8% (β = -2,028, p = 0,003), een contra-intuïtief resultaat dat in het artikel wordt opgemerkt.
    • SO2 en CO AQI: Toonden geen statistisch significant effect op de maandelijkse ziekenhuisbezoeken.
  • Demografische factoren: Geslacht, beroep, woningtype en roken van sigaretten werden geïdentificeerd als significante invloeden op de respiratoire symptomen.

Belangrijkste Bijdragen
Het artikel levert empirisch bewijs dat specifieke industriële locaties in Lagos koppelt aan gedegradeerde luchtkwaliteit en nadelige gezondheidsuitkomsten. De primaire bijdragen zijn:

1. Ruimtelijke en Temporele Mapping: Gedetailleerde karakterisering van AQI-variaties over vijf belangrijke industrieterreinen in Lagos, waarbij de impact van het natte en droge seizoen wordt onderscheiden.
2. Multi-omgevingsbeoordeling: Gelijktijdige evaluatie van lucht-, bodem- en regenwaterkwaliteit, die aantoont dat hoewel de luchtkwaliteit in specifieke zones ernstig is aangetast (met name Odogunyan), regenwaterverzuring momenteel geen primair probleem is, hoewel bodemverontreiniging met zware metalen (met opmerkelijke discrepanties in de specifieke geïdentificeerde metalen tussen de abstract en de resultaten) aanzienlijk is.
3. Gezondheidscorrelatie: Het vaststellen van een statistisch verband tussen PM2.5-niveaus en ziekenhuisgebaseerde respiratoire aandoeningen, waarbij PM2.5 wordt aangewezen als een kritieke drijfveer van morbiditeit in deze industriële zones.

Betekenis en Claims
De auteurs stellen dat industriële omgevingsluchtverontreiniging de grootste bedreiging vormt voor het milieu en de menselijke gezondheid in Lagos, met name tijdens het droge seizoen. De studie claimt dat de bevindingen:

• De Noodzaak voor Interventie Valideren: De slechte luchtkwaliteit in industrieterreinen heeft een negatieve invloed op de levenskwaliteit en gezondheid van bewoners en werknemers, wat dringende beleidsactie noodzakelijk maakt.
• Duurzame Ontwikkelingsdoelstellingen (SDG's) Ondersteunen: De resultaten informeren beleidsmakers over de noodzaak om SDG 9 (Industrie, Innovatie en Infrastructuur) en SDG 11 (Duurzame Steden en Gemeenschappen) te bereiken door veerkrachtige infrastructuur te bouwen en duurzame industrialisatie te bevorderen.
• Praktische Oplossingen Voorstellen: Het artikel pleit voor de adoptie van real-time monitoringtechnologieën (bijv. Air Beam sensoren), burgerwetenschap (citizen science) betrokkenheid, toename van groene ruimten voor biofiltratie, verbeterde wegeninfrastructuur om stof te verminderen, en een overgang naar schonere brandstoffen en hernieuwbare energiebronnen (biobrandstoffen, zonenergie) om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen.

De studie concludeert dat hoewel de regenwater pH gunstig blijft, de accumulatie van toxische elementen in de bodem en de hoge AQI-niveaus in de droge seizoenen een directe bedreiging vormen voor de volksgezondheid, wat een multidisciplinaire aanpak vereist van de overheid, de industrie en het publiek om de risico's te beperken.