Contamination of Pesticide residues and Human Health Risk Assessment of the Selected Agricultural Soils in Oyo State, Nigeria

Het Onzichtbare Tuinfeest

Stel je de achtertuin van je huis voor als een enorme, drukke dansvloer. Decennialang hebben boeren speciale gasten uitgenodigd voor dit feestje: pesticiden. Dit zijn chemische lijfwachten die zijn ontworpen om insecten te stoppen die gewassen opeten, maar net als onruige feestgangers die weigeren te vertrekken, blijven sommige van deze chemicaliën lang in de grond hangen nadat het feestje al lang voorbij is. In de wereld van de wetenschap wordt dit "contaminatie" genoemd, en de specifieke gasten waar we ons zorgen over maken zijn "pesticidenresiduen". Sommige van deze gasten zijn oud, eigenwijs en verboden op het feest (zoals organochloorverbindingen), terwijl anderen nieuwere, snellere zijn en nog steeds worden uitgenodigd (zoals pyrethroïden). De grote vraag die wetenschappers stellen is: "Hoeveel van deze chemische bende bevindt zich daadwerkelijk op de dansvloer, en is het gevaarlijk voor de mensen die er naast wonen?" Dit gaat niet alleen over vuile grond; het gaat erom of het voedsel dat in die grond groeit, of het stof dat ervan opwaait, mensen ziek kan maken.

Het Chemische Detectivesverhaal in Oyo State

In dit onderzoek trad een team van wetenschappers van de Lagos State University of Science and Technology op als chemische detectives in Oyo State, Nigeria. Ze reisden naar twee landbouwregio's, Ibarapa en Oke-Ogun, om de bodem in vier specifieke steden te onderzoeken: Araromi, Jakode, Itasa en Oke-Ola. Ze wilden weten of de bodem een geheim, giftig feestje hostte. Om dit te doen, keken ze niet alleen naar het vuil; ze namen monsters van de bovenste 20 centimeter (ongeveer 8 inch) van de grond — de "wortelzone" waar planten drinken en waar chemicaliën rondhangen. Ze verzamelden tien kleine stukjes grond van elke plek, mengden deze tot één groot "composietmonster" en stuurden deze naar een hoogtechnologisch laboratorium.

Met een supergevoelig apparaat genaamd Gaschromatografie-Massaspectrometrie (GC–MS), dat fungeert als een microscopische vingerafdrukscanner, zocht het team naar twee hoofdgroepen chemische gasten: Organochloorverbindingen (de oude, verboden, hardnekkige gasten) en Pyrethroïden (de nieuwere, momenteel gebruikte gasten).

Wat Ze Vonden: Een Gemengd Publiek van Ongewenste Gasten

De resultaten waren een beetje alsof je een kamer binnenloopt waar de oude, verboden gasten nooit zijn vertrokken en de nieuwe gasten net zijn gearriveerd. De wetenschappers vonden dat meerdere residuen werden gedetecteerd op alle locaties, hoewel niet elke individuele chemische stof aanwezig was op elke locatie. Het was niet slechts één of twee chemicaliën; het was een hele mix.

• De Oude Garde (Legacy Contaminatie): Ze vonden hoge concentraties "organochloorverbindingen" zoals heptachloor, aldrine, dieldrine en endosulfan. Dit zijn chemicaliën die al lang geleden zijn verboden omdat ze gevaarlijk zijn en niet gemakkelijk afbreken. Het feit dat ze er nog steeds zijn, soms op niveaus zo hoog als 1,33 ppm (parts per million) voor heptachloorepoxide, bewijst dat deze chemicaliën als geesten zijn die weigeren te vervagen.
• De Nieuwe Garde (Huidige Inputs): Ze vonden ook "pyrethroïden" zoals lambda-cyhalothrine en cypermethrine. Dit zijn chemicaliën die boeren waarschijnlijk vandaag de dag nog steeds gebruiken. De hoogste concentraties hiervan werden gevonden in Jakode en Araromi.

De wetenschappers gebruikten een speciale vorm van wiskunde (genaamd Principaal Componenten Analyse en Clusteranalyse) om deze chemicaliën te sorteren. Ze ontdekten dat de chemicaliën niet zomaar willekeurig verspreid waren. In plaats daarvan vormden ze hechte groepen: de oude, hardnekkige chemicaliën klonterden samen, en de nieuwe, actieve chemicaliën klonterden ook samen. Dit bevestigde dat de bodem te maken heeft met een "dubbele dosis" vervuiling: de restanten uit het verleden en de verse toepassingen uit het heden.

De Gevaarzone: Is het Veilig?

Het meest kritieke deel van de studie was de vraag: "Is dit veilig voor mensen?" De wetenschappers vergeleken de hoeveelheid gif die ze in de bodem vonden met de veiligheidslimieten die zijn vastgesteld door de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) en de Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties (FAO).

Het nieuws was niet goed.

• De Limieten Werden Overschreden: Verschillende analyten overschreden de veilige limieten op alle locaties. Zo is de veilige limiet voor heptachloor 0,01 ppm, maar ze vonden tot wel 1,10 ppm. Dat is meer dan 100 keer de veilige limiet!
• De Risicoscore: Ze berekenden een "Risicoquotiënt" (RQ) om te zien hoe gevaarlijk de blootstelling is.
  • Heptachloorepoxide en dieldrine hadden "kritieke" risiconiveaus, met scores variërend van 3.400 tot 13.300.
  • Aldrine en endosulfan hadden "zeer hoge" risiconiveaus, met scores tussen de 820 en 1.550.
  • Zelfs de nieuwere chemicaliën zoals lambda-cyhalothrine hadden "hoge" risicoscores.

Om een duidelijker beeld van het gevaar te krijgen, voerde het team een computer simulatie uit genaamd een Monte Carlo-simulatie. Stel je voor dat je 10.000 keer met dobbelstenen gooit om te zien hoe waarschijnlijk een ramp is. In dit geval toonde de simulatie aan dat er een waarschijnlijkheid van meer dan 90% is dat het risico voor de menselijke gezondheid de veilige niveaus overschrijdt onder realistische blootstellingsaannames. Met andere woorden, het is zeer waarschijnlijk dat mensen in deze gebieden worden blootgesteld aan gevaarlijke niveaus van deze chemicaliën.

De Hotspot en de Conclusie

De studie bracht ook in kaart waar de problemen het grootst waren. Ze vonden dat Jakode een "hotspot" was, wat betekent dat het de hoogste concentratie van deze toxische chemicaliën had in vergelijking met de andere steden.

De onderzoekers concludeerden dat de bodem in deze landbouwgebieden niet alleen vuil is; het is een langdurige opslagtank voor gevaarlijke chemicaliën. Het probleem is niet slechts één rotte appel; het is een hele mand vol. De bodem houdt de oude, verboden chemicaliën vast terwijl het tegelijkertijd nieuwe stoffen opzuigt. Omdat deze chemicaliën van de bodem naar het voedsel dat we eten of de lucht die we inademen kunnen bewegen, suggereert de studie dat de huidige manier van landbouw en het beheer van deze chemicaliën de menselijke gezondheid ernstig in gevaar brengt. De wetenschappers adviseren de autoriteiten om deze chemicaliën niet langer als afzonderlijke problemen te behandelen, maar zich te richten op de "mix" van toxines, vooral in hotspots zoals Jakode, om de mensen daar te beschermen.