Distribution, source dynamics, pollution characteristics, and health risk assessment of potentially toxic elements of dust in Osogbo, southwestern Nigeria

Resumo Técnico: Distribuição, Dinâmica de Fontes, Características de Poluição e Avaliação de Risco à Saúde de Elementos Potencialmente Tóxicos em Osogbo, Nigéria

Definição do Problema
A rápida urbanização e o crescimento populacional em nações em desenvolvimento intensificaram o acúmulo de Elementos Potencialmente Tóxicos (EPTs) na poeira urbana das ruas, criando ameaças significativas ao meio ambiente e à saúde pública. Embora exista uma pesquisa extensa sobre as principais cidades nigerianas e capitais federais, há uma lacuna crítica de dados em relação a cidades secundárias de médio porte e em rápida urbanização, como Osogbo. Osogbo, localizada no sudoeste da Nigéria, exibe uma mistura complexa de atividade comercial, reciclagem artesanal de metais, descarte informal de resíduos e tráfego intenso, mas carece de um perfil toxicológico abrangente de sua poeira de rua. O estudo aborda a necessidade de caracterizar a distribuição, a partição de fontes, os riscos ecológicos e as implicações para a saúde humana dos EPTs neste microambiente urbano específico.

Metodologia
O estudo empregou uma estratégia de amostragem baseada no uso do solo em cinco microambientes urbanos distintos em Osogbo: Áreas de Tráfego/Transporte (TTA), Áreas Comerciais/Mistas (CMA), Áreas Industriais (IDA), Áreas Escolares (SCA) e Áreas de Resíduos Sólidos Municipais (MSA).

• Amostragem: Vinte e oito (28) amostras de poeira de rua foram coletadas durante a estação seca para maximizar o acúmulo e minimizar a lavagem sazonal. As amostras foram recolhidas utilizando escovas de polietileno pré-limpas e bandejas plásticas.
• Análise: As amostras passaram por digestão química usando água régia modificada (HCl:HNO₃:H₂O) e foram analisadas para treze EPTs (Fe, Al, Cu, Pb, Zn, Ni, Co, Mn, Cd, V, La, Cr e Ba) utilizando Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES). A garantia de qualidade foi mantida utilizando materiais de referência padrão (OREAS262, BVGEO01, DS11), com recuperações variando entre 86% e 104%.
• Estruturas de Avaliação:
  • Partição de Fontes: A Análise de Componentes Principais (PCA) e a Análise de Agrupamento Hierárquico (HCA) foram utilizadas para distinguir entre fontes geogênicas e antropogênicas.
  • Índices de Poluição: Fator de Contaminação (CF), Fator de Enriquecimento (EF), Índice de Geoacumulação ($I_{geo}$), Índice de Carga de Poluição (PLI) e Grau de Contaminação ($C_{deg}$) foram calculados utilizando as litologias do complexo de embasamento local como valores de fundo.
  • Avaliação de Risco: Os riscos ecológicos foram avaliados através do Índice de Risco Ecológico (RI) de Hakanson. O risco para a saúde humana foi avaliado via modelo da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA), calculando riscos não carcinogênicos (Quociente de Perigo, HQ; Índice de Perigo, HI) e riscos carcinogênicos (CR) para adultos e crianças através das vias de ingestão, dérmica e inalação.

Principais Resultados

• Distribuição Elemental: A concentração de EPTs seguiu a ordem: Fe > Al > Mn > Zn > Cr > Pb > Cu > Cd > Ni > Co. Os elementos majoritários (Fe, Al) mostraram variação mínima entre as zonas, indicando uma origem geogênica proveniente do intemperismo local. Elementos traço (Pb, Zn, Cu, Cd) exibiram variação espacial significativa, com as concentrações mais altas registradas em CMA e MSA.
• Dinâmica de Fontes: A análise multivariada separou as fontes em dois grupos distintos:
  • Geogênicas: Fe, Al, Mn, Co e Cr foram associados principalmente ao intemperismo natural do Complexo de Embasamento Precambrian (gnaisse migmatítico, xisto, pegmatito) e ressuspensão do solo.
  • Antropogênicas: Cu, Cd, Pb, Zn e Ni foram ligados a atividades humanas, especificamente emissões veiculares (desgaste de freios, abrasão de pneus), processos industriais (reciclagem de metais, fundição) e descarte de resíduos sólidos municipais (queima a céu aberto).
• Poluição e Risco Ecológico:
  • Contaminação: O Grau de Contaminação ($C_{deg}$) e o Índice de Carga de Poluição (PLI) indicaram um "grau de contaminação muito alto" em todas as zonas.
  • Enriquecimento: O Cádmio (Cd) mostrou enriquecimento extremo (EF até 825 em CMA), seguido por enriquecimento significativo de Pb e Zn.
  • Risco Ecológico: O Índice de Risco Ecológico (RI) excedeu o limite de 600 em todos os ambientes, classificando a área como tendo um "risco ecológico muito alto". O Cd foi identificado como o principal impulsionador deste risco, contribuindo com o maior fator de risco individual ($E_r$) em todos os locais, particularmente na Área de Resíduos Sólidos Municipais.
• Risco à Saúde Humana:
  • Não carcinogênico: Os valores médios do Índice de Perigo (HI) para adultos e crianças ficaram abaixo do limite de segurança de 1. No entanto, os valores máximos de exposição absoluta para crianças excederam os limites de segurança para Pb (HI = 4,27), Cd (HI = 1,59) e Cr (HI = 1,04), impulsionados principalmente pela via de ingestão.
  • Carcinogênico: Os valores médios de risco carcinogênico (CR) para ambos os grupos de idade caíram dentro da faixa aceitável ($10^{-6}$ a $10^{-4}$). No entanto, os valores máximos de CR para crianças expostas a Pb e Cd aproximaram-se ou chegaram ao limite superior de aceitabilidade, indicando uma preocupação potencial sob cenários de alta exposição.

Significância e Alegações
O estudo estabelece uma linha de base crítica para entender a contaminação da poeira urbana em cidades secundárias nigerianas, que são frequentemente negligenciadas no monitoramento ambiental. Os autores afirmam que as descobertas fornecem evidências científicas necessárias para a formulação de políticas relativas ao controle da poluição, planejamento urbano e proteção da saúde pública em Osogbo e cidades similares do subsaariano africano.

O artigo enfatiza que, embora o risco médio da população possa parecer gerenciável, cenários específicos de alta exposição — particularmente para crianças que realizam comportamentos mão-boca em zonas Comerciais e de Descarte de Resíduos — representam ameaças não carcinogênicas e potenciais riscos carcinogênicos significativos. A pesquisa ressalta a necessidade urgente de um controle de poluição urbana eficiente, melhor gestão de resíduos (especificamente a contenção da queima a céu aberto) e intervenções de saúde pública para mitigar o estresse ecológico e os riscos à saúde impulsionados por EPTs antropogênicos em ambientes de rápida urbanização.