Інтегрована гідрогеохімічна та ймовірнісна оцінка ризику для здоров’я через забруднення підземних вод стоками пивоварного виробництва в місті Аба південно-східної Нігерії
DOI:
https://doi.org/10.15421/cims.5.334Ключові слова:
забруднення підземних вод, стічні води пивоварні, важкі метали, імовірнісна оцінка ризику для здоров'я, багатовимірний статистичний аналізАнотація
Мета. Дослідження оцінює забруднення підземних вод та ризики для здоров'я людини внаслідок скидання стічних вод пивоварні в Аба, південно-східна Нігерія, з акцентом на гідрогеохімічні процеси та імовірнісну оцінку ризику. Дизайн / Метод / Підхід. П'ятнадцять зразків підземних вод із криниць і свердловин проаналізовано на вміст миш'яку (As), кадмію (Cd), кобальту (Co), хрому (Cr), нікелю (Ni) та свинцю (Pb) методом атомно-абсорбційної спектрометрії із суворим контролем якості. Гідрогеохімічні фації визначено, а для ідентифікації джерел забруднення застосовано кореляційний аналіз Пірсона, аналіз основних компонент та ієрархічний кластерний аналіз. Просторовий розподіл оцінено методом зваженої відстані, ризики для здоров'я — детерміністичними моделями та методом Монте-Карло (10 000 ітерацій) з аналізом чутливості. Результати. Виявлено гідрогеохімічний перехід від фації Ca–HCO₃ до Na–Cl поблизу зони скидання стоків, що свідчить про антропогенний вплив. Концентрації миш'яку перевищили допустимі норми в кількох точках відбору проб. Детерміністична оцінка показала значення індексу небезпеки (HI) вище одиниці, особливо для дітей; імовірнісний аналіз підтвердив підвищені неканцерогенні та канцерогенні ризики зі значенням HI на 95-му перцентилі 6,20 та онкологічним ризиком до 9,8 × 10⁻⁴. Миш'як визначено основним чинником ризику. Теоретичне значення. Дослідження поглиблює розуміння механізмів переносу забруднювачів та варіабельності ризику в системах підземних вод, що зазнають впливу промислових стоків в урбанізованих середовищах країн, що розвиваються. Практичне значення. Результати обґрунтовують нагальну потребу в ефективному очищенні стічних вод, моніторингу підземних вод та заходах охорони громадського здоров'я в промислових регіонах. Оригінальність / Цінність. Інтеграція гідрогеохімічного аналізу з імовірнісним моделюванням ризику для здоров'я забезпечує комплексну основу для оцінки забруднення підземних вод промисловими стоками в країнах Африки на південь від Сахари. Обмеження дослідження / Майбутні дослідження. Дослідження обмежене розміром вибірки та просторовим охопленням; подальші роботи мають включати сезонні варіації, більші масиви даних та вдосконалені підходи до прогностичного моделювання. Тип статті. Емпірична.
Завантажити
Посилання
Alloway, B. J. (Ed.). (2013). Heavy metals in soils: Trace metals and metalloids in soils and their bioavailability (3rd ed.). Springer Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-4470-7
Baird, R. B., Eaton, A. D., & Rice, E. W. (Eds.). (2017). Standard methods for the examination of water and wastewater (23rd ed.). American Public Health Association; American Water Works Association; Water Environment Federation. https://openlibrary.org/works/OL24518317W
Bamigboye, O. S., Omorinoye, O. A., Bamidele, T. E., & Umar, H. A. (2025). Granulometric and geochemical analyses of stream sediments from part of southwestern Nigeria: implication for mineralization potential. International Journal of Earth Sciences Knowledge and Applications, 7(2), 208–222. https://doi.org/10.5281/zenodo.17020942
Benkhelil, J. (1989). The origin and evolution of the Cretaceous Benue Trough (Nigeria). Journal of African Earth Sciences (and the Middle East), 8(2-4), 251–282. https://doi.org/10.1016/s0899-5362(89)80028-4
Foster, S. S. D., & Chilton, P. J. (2003). Groundwater: the processes and global significance of aquifer degradation. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 358(1440), 1957–1972. https://doi.org/10.1098/rstb.2003.1380
Gleick, P. H. (2014). Water, Drought, Climate Change, and Conflict in Syria. Weather, Climate, and Society, 6(3), 331–340. https://doi.org/10.1175/wcas-d-13-00059.1
IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. (2012). Arsenic, metals, fibres, and dusts (IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, Vol. 100C). International Agency for Research on Cancer. https://publications.iarc.who.int/120
Kabir, M. M., Hossain, N., Islam, A. R. M. T., Akter, S., Fatema, K. J., Hilary, L. N., Hasanuzzaman, M., Didar-ul-Alam, M., & Choudhury, T. R. (2021). Characterization of groundwater hydrogeochemistry, quality, and associated health hazards to the residents of southwestern Bangladesh. Environmental Science and Pollution Research, 28(48), 68745–68761. https://doi.org/10.1007/s11356-021-15152-2
Li, C., Zhou, X., Li, J., Liu, L., Su, H., Li, Y., He, M., Dong, J., Tian, J., Zhou, H., Gao, G., Zhang, C., & Luo, Z. (2022). Hydrogeochemical characteristics of thermal springs in the Qilian–Haiyuan fault zone at the northeast Tibetan Plateau: Role of fluids and seismic activity. Frontiers in Earth Science, 10. https://doi.org/10.3389/feart.2022.927314
Ochommadu, K. K., Ezere, U. A., Ikeme, C., Onwubuariri, C. N., & Onwurah, B. O. (2025). Heavy metal contamination in sediments and water near brewery effluent discharge sites: Implications for groundwater quality. Applied Sciences, Computing, and Energy, 2(2), 167–180. https://cemrj.com/index.php/volumes/article/view/18
Onwubuariri, C. N., Wasinda, I. G., Aigba, P. I., & Dinneya, O. C. (2025). Geophysical and geochemical evaluation and assessment of subsurface mineralisation in the Okokoma area, Cross River State, Southeastern Nigeria. Journal of Earth Science Biointerfaces, 1(1), 1–11. https://www.usodpublishers.com/JESB/USOD-JESB-1002.pdf
Orosun, M. M., Adewuyi, A. D., Salawu, N. B., Isinkaye, M. O., Orosun, O. R., & Oniku, A. S. (2020). Monte Carlo approach to risk assessment of heavy metals at automobile spare part and recycling market in Ilorin, Nigeria. Scientific Reports, 10, 22084. https://doi.org/10.1038/s41598-020-79141-0
Orosun, M. M., Enemuwe, C. A., Usikalu, M. R., Salawu, N. B., Abdulraheem, I. A., Udouso, V. B., Adagunodo, T. A., Babarimisa, I. O., Akinpelu, A., & Achuka, J. A. (2021). Natural radionuclide and radiological impact assessment of teak plantation, University of Ilorin, Kwara State. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 665, No. 1, p. 012044). IOP Publishing. https://doi.org/10.1088/1755-1315/665/1/012044
Rinklebe, J., Antoniadis, V., Shaheen, S. M., Rosche, O., & Altermann, M. (2019). Health risk assessment of potentially toxic elements in soils along the Central Elbe River, Germany. Environment International, 126, 76–88. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.02.011
Sims, K. W. W., Goldstein, S. J., Blichert-toft, J., Perfit, M. R., Kelemen, P., Fornari, D. J., Michael, P., Murrell, M. T., Hart, S. R., DePaolo, D. J., Layne, G., Ball, L., Jull, M., & Bender, J. (2002). Chemical and isotopic constraints on the generation and transport of magma beneath the East Pacific Rise. Geochimica et Cosmochimica Acta, 66(19), 3481–3504. https://doi.org/10.1016/s0016-7037(02)00909-2
Smedley, P. L., & Kinniburgh, D. G. (2017). Molybdenum in natural waters: A review of occurrence, distributions and controls. Applied Geochemistry, 84, 387–432. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2017.05.008
Smith, D. B., & Reimann, C. (2008). Low-density geochemical mapping and the robustness of geochemical patterns. Geochemistry: Exploration, Environment, Analysis, 8(3-4), 219–227. https://doi.org/10.1144/1467-7873/08-171
Twinomucunguzi, F. R. B., Nyenje, P. M., Kulabako, R. N., Semiyaga, S., Foppen, J. W., & Kansiime, F. (2020). Reducing Groundwater Contamination from On-Site Sanitation in Peri-Urban Sub-Saharan Africa: Reviewing Transition Management Attributes towards Implementation of Water Safety Plans. Sustainability, 12(10), 4210. https://doi.org/10.3390/su12104210
U.S. Environmental Protection Agency. (2001). Methods for collection, storage, and manipulation of sediments for chemical and toxicological analyses: Technical manual (EPA-823-B-01-002). Office of Water, U.S. Environmental Protection Agency. Washington, DC. https://purl.org/scimeta/EPA-823-B-01-002
U.S. Environmental Protection Agency. (2007). Framework for metals risk assessment (EPA-120-R-07-001). Risk Assessment Forum, Office of the Science Advisor. U.S. Environmental Protection Agency. https://purl.org/scimeta/EPA-120-R-07-001
U.S. Environmental Protection Agency. (2011). Exposure Factors Handbook: 2011 edition (EPA/600/R-09/052F). National Center for Environmental Assessment, Office of Research and Development, U.S. EPA, Washington, DC. https://purl.org/scimeta/EPA-600-R-09-052F
Ubong, U. U., Ekwere, I. O., Ikpe, E. E., & Obadimu, C. (2023). (2023). Evaluation of Heavy Metals and Total Hydrocarbon Contents in Crassostrea Spp (Oysters) from Qua Iboe River, Ibeno LGA. American Journal of Applied and Industrial Chemistry, 7(1), 17-24. https://doi.org/10.11648/j.ajaic.20230701.13
World Health Organization. (2017). Guidelines for drinking-water quality (4th ed.). WHO Press. https://www.who.int/publications/i/item/9789241549950
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Категорії
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Chidimma Onyinye Ikeme, Stephen Obioma Akidi, Chukwuebuka Nnamdi Onwubuariri, Chidiebere Charles Agoha (Author)
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Всі статті, опубліковані в журналі Challenges and Issues of Modern Science, ліцензовані за ліцензією Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY). Це означає, що ви можете:
- Поширювати, копіювати та передавати статтю
- Адаптувати, реміксувати та створювати похідні роботи на основі статті
за умови, що ви надаєте належне посилання на оригінальну роботу, вказуєте ім'я авторів, назву статті, журнал та наявність ліцензії CC BY. Будь-яке використання матеріалів не повинно припускати схвалення авторами або журналом використаного матеріалу.
