Multivariate Pollution Risk Assessment of Natural Radionuclides and Heavy Metals in Topsoils of Nonwa, Rivers State, Nigeria

Bodem is meer dan alleen vuil onder de voeten; het is een levend archief dat de geschiedenis van een plaats bewaart, voedingsstoffen voor planten opslaat en tegelijkertijd fungeert als een put voor alles wat mensen op het land hebben gestort. In regio's waar industrie en natuur botsen, kan dit archief een verslag van vervuiling worden, waarin sporen van zware metalen en natuurlijke radioactieve elementen worden vastgehouden die in de voedselketen en de lucht die we inademen sijpelen. Wanneer mensen op dit land leven, gaan ze er voortdurend mee in interactie door stof in te ademen, de grond aan te raken en gewassen te eten die erin zijn geteeld. Deze interactie creëert een directe route voor verontreinigende stoffen om het menselijk lichaam binnen te dringen, wat risico's met zich meebrengt die variëren van orgaanschade tot een verhoogde kans op het ontwikkelen van kanker gedurende een leven. Wetenschappers bestuderen deze verborgen gevaren door de specifieke hoeveelheden radioactieve materialen en giftige metalen in de bodem te meten, te berekenen hoeveel straling een persoon kan absorberen, en te bepalen of de vervuiling afkomstig is van natuurlijke gesteentevormingen of van menselijke activiteiten zoals olielekken en landbouw.

In de Nigerdelta van Nigeria, een regio die bekend staat om haar enorme olievoorraden en complexe industriële geschiedenis, richtte een team van onderzoekers hun aandacht op een gemeenschap genaamd Nonwa. Dit gebied is niet alleen een knooppunt voor olie- en gasinfrastructuur, maar ook een plek waar bewoners sterk afhankelijk zijn van zelfvoorzienende landbouw en waar de bodem decennialang is blootgesteld aan crude olie-spills, gasflaring en illegale artisanale raffinage. De onderzoekers wilden het volledige beeld begrijpen van de gezondheidsrisico's waar de mensen daar mee te maken krijgen. Ze zochten niet naar slechts één type gevaar; in plaats daarvan onderzochten ze de bodem op zowel natuurlijke radionucliden — natuurlijk voorkomende radioactieve elementen in de aarde — als zware metalen, die toxische stoffen zijn die vaak door industriële processen worden vrijgegeven. Door bodemmonsters te verzamelen uit de bovenste laag van de grond in drie verschillende subgemeenschappen binnen Nonwa, wilden ze de concentratie van deze stoffen meten, de potentiële gezondheidsrisico's voor de bewoners berekenen en statistische hulpmiddelen gebruiken om precies te achterhalen waar deze verontreinigingen vandaan kwamen.

Het team verzamelde bodem van een diepte van twintig centimeter, een standaarddiepte die de laag vangt die het meest waarschijnlijk wordt verstoord door landbouw of constructie. Ze analyseerden deze monsters op drie specifieke natuurlijke radioactieve elementen: uranium-238, thorium-232 en kalium-40. Ze testten ook op acht verschillende zware metalen, waaronder lood, arsenicum, zink, koper, cadmium, chroom, mangaan en nikkel. De resultaten toonden aan dat de niveaus van uranium en thorium in de bodem lager waren dan het wereldwijde gemiddelde in bodems over de hele wereld. De niveaus van kalium-40 waren echter hoger in een specifiek gebied, Nonwa-Tai, waarschijnlijk door de natuurlijke minerale samenstelling van de lokale gesteenten of het gebruik van fosfaatmeststoffen op nabijgelegen boerderijen. Wanneer de onderzoekers de stralingsrisico's berekenden, stelden zij vast dat de meeste veiligheidsindicatoren binnen de acceptabele internationale limieten vielen. Toch was er een zorgwekkende uitzondering: het risico op het ontwikkelen van kanker gedurende een leven voor mensen die binnenshuis leven, was ongeveer veertien procent hoger dan de veiligheidsnorm. Dit komt omdat mensen de meeste tijd binnen doorbrengen, waar straling van de grond en bouwmaterialen zich kan ophopen. In de gemeenschap van Nonwa-Tai was de stralingsdosis aan de voortplantingsorganen ook vierentwintig procent hoger dan de veiligheidslimiet, wat wijst op een potentieel gevaar voor de gezondheid van de botmerg- en voortplantingssystemen van de bewoners.

Naast straling onderzocht de studie de zware metalen om te zien of de bodem verontreinigd was door menselijke activiteit. De onderzoekers ontdekten dat hoewel de metaalniveaus over het algemeen laag waren vergeleken met wereldwijde gemiddelden, ze aanzienlijk hoger waren dan de natuurlijke achtergrondwaarden voor de Nigerdelta-regio. Specifiek werden mangaan, zink, chroom en lood aangetroffen in concentraties die hoger waren dan wat natuurlijk verwacht wordt in de bodem van het gebied. Dit gaf aan dat menselijke activiteiten de chemische samenstelling van de grond inderdaad hadden veranderd. De onderzoekers gebruikten geavanceerde statistische methoden om deze metalen te groeperen op basis van hun gedrag, wat hen hielp de bronnen van de vervuiling te traceren. Ze ontdekten dat de metalen niet afkomstig waren van één enkele bron, maar eerder van een mix van activiteiten. Sommige metalen waren gekoppeld aan de verbranding van ruwe olie en het afval van illegale raffinage, terwijl andere geassocieerd waren met het gebruik van landbouwchemicaliën op nabijgelegen boerderijen. De analyse onthulde dat de zware metalen niet verantwoordelijk waren voor het verhogen van de natuurlijke radioactiviteit in de bodem; in plaats daarvan werd de radioactiviteit gedreven door de natuurlijke geologie van het gebied, specif