Esplorare la Causa Principale di Malattia Renale Cronica ad Eziologia Sconosciuta (CKDu) attraverso l’Analisi di Ioni Metallici e Counterion di Contaminanti nell’Acqua Potabile: Uno Studio in Sri Lanka

Abstract

L’introduzione di elevate quantità di stranieri ioni nel sangue può portare al deterioramento della membrana di filtrazione dei reni e insufficienza renale cronica danni. Al fine di valutare il rischio di consumo di acqua potabile (acqua di pozzo scavata) nella malattia renale cronica ad eziologia sconosciuta (CKDu), sono state analizzate e confrontate con un’area di riferimento le aree colpite in Sri Lanka, i metalli in tracce e altri controlioni nei campioni di acqua ottenuti da pozzi scavati. L’acqua potabile potrebbe essere la principale fonte responsabile dell’ingresso di contaminanti ionici nefrotossici nel corpo umano. Per raggiungere l’obiettivo, sono stati raccolti campioni di acqua potabile da pozzi scavati in due aree endemiche di CKDu e in un’area di riferimento in cui non sono stati trovati pazienti con CKDu in una stagione secca. Nell’area di Wewelketiya (una delle aree endemiche), le concentrazioni di Cd nel 60% dei campioni di acqua e le concentrazioni di Pb nel 40% dei campioni di acqua hanno superato il limite massimo stabilito dagli standard di qualità dell’acqua dello Sri Lanka. Le concentrazioni di fluoruro hanno anche superato i limiti consentiti di oltre l ‘ 80% dei campioni di acqua raccolti in entrambe le aree endemiche di CKDu. Tuttavia, nessuno dei campioni di acqua nelle aree di riferimento ha segnalato che Cd, Pb e fluoro sono oltre i limiti massimi consentiti. Quindi, le persone nelle particolari aree endemiche di CKDu sono a rischio di danni ai tessuti renali a causa dell’esposizione a lungo termine all’acqua potabile con livelli elevati di alcuni ioni metallici e controioni.

1. Introduzione

La malattia renale cronica di eziologia sconosciuta è stata scoperta per la prima volta in Sri Lanka a metà degli anni 1990 ed è stata osservata principalmente tra gli agricoltori della Provincia centrale del Nord (NCP) dello Sri Lanka, e da allora, oltre due decenni di un periodo, la malattia si è diffusa drammaticamente fino alle altre aree agricole del paese come le province settentrionali, nord-occidentali, orientali, Uva e centrali . La malattia renale cronica (CKD) è una malattia non trasmissibile correlata a fattori di rischio come diabete o ipertensione, morsi di serpente passati e infezioni del tratto urinario . Un altro studio ha definito la “malattia renale cronica” come danno renale o diminuzione della funzionalità renale (diminuzione della GFR) per tre mesi o più . La malattia renale cronica (CKD) è una preoccupazione globale per la salute pubblica, che sta attirando una maggiore attenzione globale a causa della rapida diffusione della malattia. Tuttavia, CKD di eziologia sconosciuta CKDu è anche prevalente e sta progredendo rapidamente in alcune regioni del mondo, specialmente in Africa, America Centrale e Asia .

La presenza di CKDu all’interno dello stesso paese varia a seconda dell’area geografica. Una relazione intima tra la qualità dell’acqua e la geologia sottostante è stata registrata ripetutamente in varie regioni geografiche del mondo. Poiché il CKDu esiste in comunità in cui le acque sotterranee sono la fonte primaria di acqua potabile, si ipotizzano molti fattori di rischio, ad esempio, tossine ambientali non identificate che portano a CKDu , esposizione cronica ai pesticidi e maggiore livello di metalli pesanti nell’acqua e nel suolo , alti livelli di fluoro e potenziali impatti di AlFx nel suolo e nell’acqua e

CKDu è stato scoperto principalmente tra i maschi nella Provincia centro-settentrionale (NCP) dello Sri Lanka, compresi i distretti di Anuradhapura e Polonnaruwa (Tabella 1), e ultimamente è stato rilevato anche tra donne e bambini. I pazienti di sesso maschile sono prevalentemente agricoltori e / o lavoratori agricoli, che hanno più di 40 anni . La distribuzione della malattia può essere associata ad alcuni fattori geografici e socioeconomici che hanno origini ambientali e professionali. NCP dello Sri Lanka è una parte della “zona secca” dello Sri Lanka, con una pioggia di rainfall 1750 a 1000 mm all’anno , e alcuni studi hanno dimostrato che la mappa delle precipitazioni si sovrappone in gran parte con la regione interessata da CKDu. Ora, la malattia si è diffusa nei distretti vicini, tra cui le province nordoccidentali, orientali e Uva. È un onere elevato per l’economia del paese a causa dell’alto costo dei trattamenti e dello scarso reddito delle persone nelle aree remote. Alcuni studi di coorte condotti utilizzando registri ospedalieri descrittivi hanno indicato che i pazienti che venivano alle cliniche di nefrologia ad Anuradhapura e Kandy stavano aumentando durante il periodo 2001-2002 e la maggior parte di essi erano pazienti CKDu .

Distretto Rischio-AGA divisioni 2014 2015
Ampara Dehiattakandiya, Maha oya 493 468
Anuradhapura Tutte le divisioni 8903 8412
Polonnaruwa Tutte le divisioni 3483 5018
Badulla Rideemaliyadda, Mahiyangana 1010 943
Kurunegala Polpithigama 561 1660
Matt Wilgamuwa 803 1107
Monaragala Thanamalwila, Wellawaya, Buttala 246 794
Mullaitivu Welioya 333 486
Vavuniya Vavuniya sud, Cheddikulam 163 1933
Trincomalee Padavi siripura, Gomarakadawala 484 426
Hambanthota Tissamharama, Lunugamvehera 0 205
Totale 16479 21452
Fonte: Ministero della Salute, La nutrizione e la Medicina Indigena, Sri Lanka, 2016.
Tabella 1
Pazienti con CKDu in aree ad alto rischio di malattia renale cronica ad eziologia sconosciuta (CKDu) in Sri Lanka.

Le cause e i fattori di rischio per lo sviluppo di CKDu variano ampiamente. Poiché il CKDu prevale nelle famiglie in cui le acque sotterranee o l’acqua di pozzo sono la principale fonte di acqua potabile, si possono ipotizzare diversi fattori di rischio: (a) esposizione cronica a pesticidi chimici e fertilizzanti e quindi aumento di metalli pesanti (ad esempio, Cd, Pb e As) nell’acqua e (b) presenza di alti livelli di fluoro e altri possibili controioni come fosfati e nitrati .

Gli squilibri ionici del sangue e l’introduzione di un elevato carico di ioni o molecole estranee nel sangue causano una compromissione della membrana di filtrazione che può causare la denaturazione delle proteine. Quelle molecole proteiche passano nelle urine a causa dell’assenza di un adeguato mantenimento della dimensione dei pori nella membrana. I capillari glomerulari danneggiano progressivamente la membrana di filtrazione con gli alti gradienti di pressione osmotica e i proteoglicani caricati negativamente possono anche essere influenzati da concentrazioni più elevate di cationi . Inoltre, le tossine non vengono filtrate dal sangue e accumulate nel corpo. Quando la disfunzione dei reni si verifica parzialmente o completamente, le normali prestazioni del corpo vengono alterate con conseguenti gravi problemi di salute con eziologia confusa come la malattia renale cronica di eziologia sconosciuta (CKDu) .

L’intento del presente studio è quello di valutare la qualità dell’acqua potabile, valutando i livelli di metalli tossici e selezionato ioni di segno opposto in scavato pozzi di CKDu aree endemiche confrontato con un’area di riferimento (CKDu non-endemici aree) e commentare il rischio di consumo di acqua potabile in aree selezionate in base Sri Lanka criteri di qualità dell’acqua. Inoltre, lo studio mira a esplorare le prove del legame tra il consumo di acqua di pozzo e la prevalenza di malattie renali in aree endemiche selezionate di CKDu.

2. Metodologia

2.1. Raccolta di campioni

Sulla base delle informazioni ottenute dal Ministero della Salute, Sri Lanka, Wewalketiya Grama-Niladhari division (GND) e Ambagaswewa GND sono state selezionate come aree endemiche CKDu per il campionamento delle acque situate rispettivamente nel distretto di Anuradhapura e nel distretto di Polonnaruwa, nella Provincia centro-settentrionale dello Sri Lanka. Buddahangala GND nel distretto di Ampara è stato selezionato come area di riferimento per il presente studio. I punti di campionamento per la raccolta di campioni di acqua potabile sono stati selezionati da pozzi di acqua potabile poco profondi (pozzi scavati) situati nei giardini domestici dei residenti che sono le principali fonti di consumo di acqua nella loro vita quotidiana. Trenta pozzi scavati sono stati selezionati casualmente per il campionamento dell’acqua e tutti i siti di campionamento si trovavano all’interno della stessa zona climatica (zona secca dello Sri Lanka). Le posizioni di campionamento sono state registrate sul campo utilizzando il Global Positioning System (GPS) (Figura 1). La procedura di campionamento è stata effettuata entro agosto 2019 (stagione secca) per tutte le aree di studio selezionate. 30 campioni di acqua potabile triplicati sono stati raccolti da ciascuna area di campionamento in flaconi di Teflon incontaminati (125 ml) e conservati aggiungendo conc. acido nitrico (0,10 mL) e conservato a 4°C, e altri 30 campioni di acqua potabile triplicati sono stati raccolti in flaconi di Teflon incontaminati (125 ml) senza acidificazione e conservati a 4 ° C.

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(a)
(b)
(b)

(a)
(a)(b)
(b)

Figura 1
La distribuzione dei punti di campionamento (Falda) che si trovavano nella CKDu prevalso aree: (a) Ambagaswewa GND, Madirigiriya DSD, Polonnaruwa Quartiere e (b) Wewalketiya GND, Rambewa DSD, Distretto di Anuradhapura, Sri Lanka.

2.2. Analisi di campioni di acqua

La concentrazione di oligoelementi tra cui cadmio, piombo, cromo, arsenico, zinco, rame, sodio, potassio, ferro, manganese, cobalto e nichel è stata determinata utilizzando la spettrometria di massa al plasma ad accoppiamento induttivo (ICP-MS-7800-Agilent, Germania). Gli standard ICP-MS multielement (AccuStandard, USA) sono stati utilizzati per la calibrazione strumentale. Sono state preparate due serie di tarature (da 1 ppb a 50 ppb e da 10 ppb a 1000 ppb) utilizzando lo standard multielement. Campioni di acqua acidificata (con conc. HNO3) sono stati filtrati attraverso 0.filtri a siringa da 45 µm prima dell’inserimento nello strumento ICP-MS. La concentrazione di fosfati e nitrati nei campioni di acqua è stata misurata con il metodo cromatografico ionico secondo le procedure standard US-EPA (Metodo 9056A). Bicarbonato di sodio (CASRN 144-55-8) e carbonato di sodio (CASRN-497-19-7) sono stati usati come soluzione di eluizione e acido solforico (CASRN-7664-93-9) è stato usato come soluzione di rigenerazione. ACS reagente grado l000 mg/L soluzioni stock di nitrato e fosfato sono stati utilizzati per gli standard per anioni preparati per una gamma di concentrazioni (0,1 mg/L–10 mg/L). Ogni campione standard e raccolto è stato filtrato utilizzando filtri in nylon da 0,22 micrometri. I campioni sono stati introdotti, sotto la portata di 0,7 ml / min nel cromatografo ionico (Metrohm Eco IC). Le concentrazioni di fluoruro dei campioni di acqua sono state misurate in loco utilizzando il fluoruro calibrato (Eutech Instrument, pH 510) e, durante le letture, il tampone TISAB (III) è stato utilizzato con il campione di acqua in rapporto 1 : 1 per stabilizzare il pH del mezzo. Le concentrazioni di magnesio e calcio nei campioni di acqua sono state determinate utilizzando uno spettrofotometro ad assorbimento atomico a fiamma (GBC 5000). Sono state preparate una serie di soluzioni metalliche standard (10 ppm–500 ppm) separatamente utilizzando gli standard Mg e Ca metal ion (1000 ppm, Bibby Scientific) per ottenere la curva di calibrazione e la concentrazione di Mg e Ca di ciascun campione di acqua è stata determinata.

2.3. Trattamento dei dati geografici e analisi statistica dei dati

Il pacchetto software ArcGIS 10.2.2 è stato utilizzato per eseguire l’interpolazione superficiale per tutti i siti di campionamento utilizzando valori medi stimati per misurare l’impatto della contaminazione dell’acqua nell’area di studio. L’analisi statistica è stata effettuata utilizzando il software SPSS Statistics. Sono state effettuate statistiche descrittive sui set di dati ed è stato effettuato un test t accoppiato per determinare le differenze o le somiglianze dei parametri chimici registrati in ogni luogo di campionamento.

3. Risultati e discussione

L’insufficienza renale cronica ha recentemente mostrato un aumento significativo in alcune aree nei distretti di Anuradhapura e Pollonnaruwa. La tabella 2 riassume i risultati dei metalli in traccia e alcune delle counterion concentrazioni di selezionato bene i campioni di acqua che sono ottenuti dal Ambagaswewa GND (Madirigiriya DSD in Pollonnaruwa distretto), Wewalketiya GND, (Rambewa DSD, nel distretto di Anuradhapura), e il sito di riferimento (Buddhangala GND nel distretto di Ampara), rispettivamente, rispetto ai limiti consentiti . Quando si considerano i fattori causali di CKDu, i metalli tossici sono la preoccupazione più importante tra cui cadmio, cromo e piombo. Le tracce di cadmio si trovano naturalmente nel fosfato e hanno dimostrato di entrare in acqua, suolo e anche cibo attraverso l’applicazione di fertilizzanti. Il cadmio è presente come impurità nei fertilizzanti fosfatici e nei prodotti petroliferi raffinati . Secondo gli standard di qualità dell’acqua potabile dello Sri Lanka, il livello massimo consentito (MPL) di cadmio (Cd) è 3.000 µg/L . Nel presente studio, il 60% dei pozzi scavati selezionati in Wewalketiya GND nel distretto di Anuradhapura ha mostrato livelli elevati di Cd che superano i MPLs. Tuttavia, i campioni di acqua potabile ottenuti da Ambagaswewa GND, distretto di Pollonnaruwa, hanno mostrato i bassi livelli di Cd che non hanno superato gli MPLs, e inoltre nessuna delle acque ha mostrato livelli di Cd superiori agli MPLs nella zona di riferimento.

la Concentrazione di variabili Ambagaswewa GND Wewalketiya GND sito di Riferimento (Buddhangala GND) SLS SLS standard 614 : 2013
Media SD Basso Alta Media SD Basso Alta Media SD Basso Alta
Cd (µg/L) 0.178 0.162 ND 0.660 3.440 2.072 1.120 9.350 0.124 0.008 0.030 0.340 3
Pb (µg/L) 1.229 1.537 ND 6.080 5.422 3.687 1.000 17.350 1.368 0.196 0.000 7.420 10
Cr (µg/L) 0.203 0.423 ND 1.880 11.510 36.860 1.000 48.000 ND ND ND ND 50
Da (µg/L) 0.336 0.414 ND 1.650 ND ND ND ND 0.161 0.065 ND 2.850 10
Zn (µg/L) 3.138 5.451 ND 22.59 50.93 20.97 20.00 87.60 4.793 0.790 ND 33.44 3000
Cu (µg/L) 6.470 19.04 ND 175.0 10.61 25.82 3.210 250.0 3.990 1.230 0.210 106.0 1000
Ca (mg/L) 74.10 15.50 O 135.0 90.7 72.1 11.0 288.0 23.90 14.64 O 39.83 100
Mg (mg/L) 18.51 25.15 O 89.57 41.46 31.68 10.00 112.6 16.14 11.90 90.00 156.5 30
Na (mg/L) 1266 1682 205.0 8905 1518 2099 126.0 8845 3684 5175 114.0 8382 200
c (mg/L)) 505.4 379.6 0.000 1403 119.2 36.50 14.20 555.3 640.0 582.0 0.000 1832 N/A
Fe (mg/L)) 6.814 3.957 2.250 17.46 20.27 13.26 6.680 64.38 28.10 95.00 1.000 526.5 0.3
Mn (mg/L) 21.36 44.56 0.130 166.3 11.09 8.540 1.080 41.59 29.80 79.40 0.200 340.2 0.3
Co (mg/L) 0.019 0.072 0.000 0.383 ND ND ND ND ND ND ND ND N/A
Ni (mg/L) ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND 0.02
Fluoruro (mg/L) 1.260 0.654 0.320 3.160 1.370 0.658 0.220 3.020 0.505 0.081 0.100 3.200 1
i Fosfati (mg/L) ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND 2.0
Nitrati (mg/L) 2.520 1.475 0.220 5.890 0.669 0.348 0.150 1.290 1.127 ND 0.110 3.330 50
ND: non rilevato; N/A: non disponibile.
Tabella 2
statistiche Descrittive della composizione chimica di campioni di acqua in tutte le sedi di campionamento: Ambagaswewa GND in Polonnaruwa distretto, Wewalketiya GND nel distretto di Anuradhapura, e il sito di riferimento (Buddangala GND nel distretto di Ampara).

Tuttavia, rapporti pubblicati in precedenza hanno interpretato che l’esposizione a lungo termine al Cd attraverso l’acqua potabile persiste nel rene e può eventualmente causare insufficienza renale attraverso diverse vie , perché sia il danno tubulare prossimale renale che il declino della velocità di filtrazione glomerulare (GFR) negli esseri umani sono dovuti all’esposizione cronica al Cd . La distribuzione del cadmio lungo i siti di campionamento in particolare GND è mostrata nella figura 2 e le concentrazioni di cadmio erano significativamente più elevate nella GND di Wewalketiya rispetto all’area di riferimento. Ma le concentrazioni di Cd non erano significativamente diverse dal riferimento in Ambagaswewa GND. L’aumento della mobilità geochimica del Cd può essere visto in condizioni ambientali acide con l’applicazione del terreno di fertilizzanti e pesticidi che aumenta la concentrazione totale di Cd nei terreni agricoli. L’acidificazione dei suoli e delle acque superficiali aumenta la mobilità geochimica del Cd. Il cadmio (Cd) è stato suggerito come un possibile fattore che contribuisce alla malattia e la fonte di contaminazione può essere associata all’applicazione del perfosfato triplo (TSP) nelle risaie e in altre colture perché l’uso del TSP è diffuso in tutto il settore agricolo in Sri Lanka e specialmente nelle aree prevalenti della malattia .

(a)
(a)
(b)
(b)
(c)
(c)

(a)
(a)(b)
(b)c)
(c)

Figura 2
concentrazioni di Cadmio in campioni di acqua potabile raccolti da (a), siti di campionamento di Wewelketiya GND, nel distretto di Anuradhapura, (b) siti di campionamento di Ambagaswewa GND, in Polonnaruwa quartiere, e (c) siti di campionamento di Buddangala GND (di Riferimento), nel distretto di Ampara.

Secondo i risultati del presente studio, i livelli di piombo nel Ambagaswewa GND sono segnalati per essere 6.080 µg/L come valore massimo, con una media di 1.229 ± 1.537 µg/L, e i livelli di piombo nel Wewalketiya GND variava da 1.000 µg/L a 17.350 ppb con la media di 5.422 ± 3.687 µg/L (Tabella 2). Anche se scavati campioni di acqua in Wewalketiya GND ha mostrato un enorme variabilità delle concentrazioni di Pb, il 40% dei campioni raccolti hanno superato il MPLs di Pb, e in caso di insufficienza renale, è stato segnalato che l’esposizione cronica a Pb può portare a nefrotossicità caratterizzata da effetti renali, come la sclerosi glomerulare, fibrosi interstiziale e nefropatia tubulare prossimale, che sono stati comunemente osservati tra i pazienti con CKDu in Sri Lanka .

Oltre a ciò, le gamme di concentrazioni di Cr di pozzi scavati selezionati nelle aree di Ambagaswewa e Wewelketiya sono state segnalate come 0,203–0.423 µg/L e 11,5–48,00 µg / L, rispettivamente, e tutti i valori erano inferiori al MPLs. Ma nell’area di riferimento, nessuna delle risorse idriche selezionate è stata contaminata da Cr. Sia nell’uomo che negli animali, il cromo (III) si trova come un nutriente essenziale che svolge un ruolo chiave prezioso nel metabolismo dei grassi, del glucosio e delle proteine, ed è fatto dall’azione dell’insulina . Sebbene il cromo (III) sia stato trovato come nutriente essenziale, sia l’esposizione acuta che cronica a livelli elevati tramite inalazione, ingestione o contatto cutaneo può causare effetti negativi sulla salute. Il rene è, quindi, uno dei principali organi di targeting per Cr in dosi elevate acute e esposizione cumulativa cronica. Oltre a ciò, il danno renale e la disfunzione causati a causa dell’esposizione cronica al Cr potrebbero coinvolgere sia il glomerulare che il tubulo .

Gli effetti sulla salute dovuti all’acqua dura o ai bicarbonati e ai solfati di calcio (Ca) e magnesio (Mg) sono significativi e 100 mg/L per Ca e 30 mg/L per Mg sono raccomandati per l’acqua potabile. I risultati ottenuti dall’analisi del campione mostrano variazioni nelle concentrazioni di Ca e Mg in pozzi scavati selezionati in Ambagaswewa e Wewelketiya, e la maggior parte dei campioni ha riferito che le concentrazioni di Ca e Mg sono oltre le MPLs in quelle aree endemiche di CKDu. Tuttavia, nell’area di riferimento, le concentrazioni medie di Ca e Mg sono state riportate rispettivamente a 23,09 (±14,63) mg/L e 16,14 (±11,90) mg/L, indicando i valori bassi rispetto alle aree endemiche di CKDu. L’esposizione a lungo termine agli ioni Ca e Mg attraverso l’acqua potabile può influire negativamente sulle disfunzioni renali modificando il rischio di calcoli di calcio e aumentando il rischio di calcoli renali contenenti calcio .

Il fluoruro può verificarsi naturalmente in acqua al di sopra dei livelli desiderabili. Il fluoruro inoltre è stato proposto come causa di CKDu e secondo lo standard di qualità dell’acqua potabile dello Sri Lanka, il livello massimo ammissibile (MPL) di fluoruro (F) è 1.0 mg/L . Tuttavia, i livelli più elevati di fluoro nei campioni di acqua potabile raccolti (Figura 3) sono stati registrati in Wewalketiya GND (media: 1.370 ± 0.658 mg/L) e Aambagaswewa GND (media: 1.260 ± 0.654 mg/L) rispetto all’area di riferimento (media: 0.505 ± 0.765 mg / L), ed entrambe le aree endemiche di CKDu hanno superato i MPLs di fluoro nei campioni di acqua potabile raccolti. Le variazioni dei livelli di fluoro in tutte le località di campionamento sono illustrate nella Figura 3. Inoltre, l ‘ 80% dei campioni in Ambagaswewa GND e il 95% dei campioni in Wewalketiya GND sono stati contaminati con fluoro che ha superato i limiti standard .

Figura 3
Variazioni delle concentrazioni di fluoruro lungo i punti di campionamento nel sito di riferimento (Buddangala) e nelle aree di prevalenza della malattia (Ambagaswewa e Wewalketiya).

L’esposizione eccessiva e a lungo termine al fluoruro può essere direttamente correlata al danno tissutale renale perché le zone ad alto contenuto di fluoruro per le acque sotterranee si sovrappongono alle regioni prevalenti di CKDu nel PCN . I pazienti con velocità di filtrazione glomerulare ridotta stanno avendo un aumentato rischio di tossicità cronica del fluoro perché hanno meno capacità di espellere il fluoro attraverso l’urina . Secondo la relazione dose–effetto tra i livelli di fluoro e CKDu, gli effetti inaspettati del fluoro sui sistemi cellulari sono stati studiati da Agalakova e Gusev che rivelano chiaramente che il fluoro può influenzare lo stress ossidativo, l’omeostasi redox intracellulare, la perossidazione lipidica, l’inibizione della sintesi proteica, l’alterazione dell’espressione genica e l’apoptosi.

Una serie di fattori geologici come i tassi di dissoluzione e i tempi di permanenza delle rocce portanti fluoro possono essere correlati a livelli più elevati di fluoro in pozzi poco profondi in quelle aree. I minerali, vale a dire, charnockite, granitico, hornblende, e biotitic gneiss , e anche fluoro-cuscinetto minerali come micas, pirosseno, fluorite, tormalina, topazio, sfene, e apatite può migliorare i livelli di fluoro nel suolo . Il fluoro nell’acqua può essere un potenziale fattore causale nello sviluppo della malattia a causa non solo degli impatti del fluoro stesso ma anche della sua interazione con altri costituenti ionici come Ca, Na e possibilmente Mg presenti nell’acqua potabile .

In particolare, i campioni di acqua raccolti avevano un alto contenuto ionico con la presenza di elevate quantità di ioni principali come Na+ e K+ che si trovano normalmente nell’acqua. L’aumento dell’iconicità dell’acqua potabile può influenzare l’esaurimento delle molecole d’acqua vicino alla membrana renale, cambiando l’attività dell’acqua e l’attività ionica, l’attività osmotica e le interazioni idrofobiche. Quando si classificano gli ioni in base alla loro capacità di denaturare le proteine, i cationi tra cui potassio, sodio, magnesio e calcio e anioni come fluoro e fosfati svolgono un ruolo importante che sono presenti in contenuti più elevati nei campioni di acqua potabile raccolti dalle posizioni di campionamento . Il deflusso del fertilizzante che contiene la maggior parte di quegli agenti ionici può contribuire all’inquinamento delle fonti di acqua potabile in quella zona. Allo stesso modo, alcuni anioni come fluoro e fosfati sono i più attivi nella denaturazione delle proteine, mentre i nitrati sono i meno efficaci. L’alterazione della composizione e dell’idrologia del suolo può portare ad un aumento della ionicità delle fonti d’acqua adiacenti. Le condizioni di riduzione e ossidazione alternate (a seconda delle condizioni ambientali e climatiche delle aree) del suolo favoriscono l’aggiunta di ferro (Fe) e manganese (Mn) nella soluzione del suolo che verrebbe parzialmente lisciviata nella falda freatica, come indicato dai risultati di avere un elevato contenuto di Fe e Mn in tutte le posizioni di campionamento (Tabella 2). Queste fluttuazioni redox del suolo possono diminuire il pH della soluzione a causa di alcuni processi ionici di non equilibrio come la conversione del carbonato in bicarbonato e la reazione con anidride carbonica ambientale (CO2). La riduzione del pH della soluzione del suolo porterà al rilascio di metalli pesanti tossici legati al suolo e questi vengono aggiunti alle fonti d’acqua in quelle aree. L’uso intensivo di fertilizzanti chimici e pesticidi è anche responsabile della riduzione dei livelli di pH del suolo .

Il rene ha bisogno di acqua potabile “buona”. Si può considerare che l’esposizione a lungo termine del rene all’acqua potabile che contiene molte specie ioniche e ha un’elevata ionicità, che persisteranno nei reni, può influenzarle negativamente. Tale esposizione è definita “esposizione cronica”. L’esposizione cronica è quando l’esposizione si verifica continuamente con sostanze tossiche per un lungo periodo di tempo . Le falde acquifere di quelle aree sono costantemente rifornite da acqua ad alta ionicità dai canali di Mahaweli e frequente riduzione dell’ossidazione di quelle falde acquifere che rilasciano e aumentano le quantità di ioni sulla falda freatica .

4. Conclusione

La persistenza di livelli superati di Cd, Pb e fluoruri che influenzano la funzione renale in alcuni pozzi scavati selezionati in aree endemiche di CKDu indica un rischio di consumare l’acqua potabile da quelle risorse. Anche se altri oligoelementi analizzati e controioni nei campioni di acqua potabile non hanno superato i limiti consentiti, l’esposizione a lungo termine del rene tramite acqua potabile con livelli elevati di ioni aumenta l’insorgenza di insufficienza renale. La contaminazione delle fonti di acqua potabile con tracce di metalli e fluoro avviene principalmente mediante il rilascio di ioni legati alle particelle del suolo dal suolo. Quindi, vale la pena indagare le fonti e le vie di contaminazione di metalli tossici e fluoro nel suolo e ulteriori valutazioni dovrebbero essere effettuate per comprendere il contributo dell’applicazione di fertilizzanti e di altre attività agricole per tali contaminazioni. Inoltre, le concentrazioni di metalli tossici di uso frequente di fertilizzanti comunemente usati in Sri Lanka devono essere valutate continuamente.

Disponibilità dei dati

I dati utilizzati a supporto dei risultati di questo studio sono inclusi nell’articolo.

Conflitti di interesse

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti o relazioni personali che potrebbero sembrare influenzare il lavoro riportato in questo articolo.

Riconoscimenti

Gli autori vorrebbero riconoscere l’Istituto Nazionale di Studi Fondamentali (NIF), Kandy, Sri Lanka, e vorrei ringraziare la Signora Sachini Rathnasekara e il Signor Sudesh Hemal per fornire aiuto in lingua, scrittura, assistenza e revisione dell’articolo e Amila T. Kannangara, Amitha Suriyaarachchi ed Erandi Udayasiri per sostenere l’analisi dei campioni di acqua. Questa ricerca è stata finanziata dal progetto di ricerca PS / DSP / CKDU / 06 / 3.5 intitolato “Stabilire un centro di informazione e ricerca CKDu presso l’Università di Kelaniya, Sri Lanka.”

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