Exploring the Root Cause for Chronic Kidney Disease of Unknown Etiology (CKDu) via Analysis of Metal Ion and Counterion Contaminants in Drinking Water: A Study in Sri Lanka

Abstract

de introductie van verhoogde hoeveelheden vreemde ionen in het bloed kan leiden tot beschadiging van het filtratiemembraan van de nieren en chronische nierschade. Om het risico van consumptie van drinkwater (gegraven putwater) in chronische nierziekte van onbekende etiologie (CKDu) te beoordelen, werden getroffen gebieden in Sri Lanka, sporenmetalen, en andere tegenionen in watermonsters verkregen uit gegraven putten geanalyseerd en vergeleken met een referentiegebied. Drinkwater zou de belangrijkste bron kunnen zijn die verantwoordelijk is voor het invoeren van nefrotoxische ionencontaminanten in het menselijk lichaam. Om dit doel te bereiken werden drinkwatermonsters verzameld uit gegraven putten in twee endemische CKDu-gebieden en een referentiegebied waar in een droog seizoen geen ckdu-patiënten werden gevonden. In het Wewelketiya-gebied (een van de endemische gebieden) hebben Cd-concentraties in 60% van de watermonsters en Pb-concentraties in 40% van de watermonsters de door de Waterkwaliteitsnormen van Sri Lanka vastgestelde maximumgrens overschreden. Fluorideconcentraties hebben ook de toelaatbare grenzen van meer dan 80% van de verzamelde watermonsters in beide endemische gebieden van CKDu overschreden. Geen van de watermonsters in de referentiegebieden heeft echter gemeld dat Cd, Pb en fluoride hun maximaal toelaatbare grenzen overschrijden. Daarom lopen mensen in de specifieke endemische CKDu-gebieden het risico op nierweefselschade als gevolg van langdurige blootstelling aan drinkwater met verhoogde niveaus van sommige metaalionen en tegenionen.

1. Inleiding

chronische nierziekte van onbekende oorsprong werd voor het eerst ontdekt in Sri Lanka in het midden van de jaren negentig en werd vooral waargenomen bij de boeren in de Noord-Centrale Provincie (NCP) van Sri Lanka, en sindsdien verspreidde de ziekte zich dramatisch over de andere landbouwgebieden van het land, zoals Noord -, Noordwest -, Oost -, Uva-en centrale provincies . Chronische nierziekte (CKD) is een niet-overdraagbare ziekte die is gerelateerd aan risicofactoren zoals diabetes of hypertensie, verleden slangenbeten, en urineweginfecties . Een andere studie heeft “chronische nierziekte” gedefinieerd als ofwel nierschade of verminderde nierfunctie (verminderde GFR) gedurende drie maanden of meer . Chronische nierziekte (CKD) is een wereldwijd probleem voor de volksgezondheid, dat wereldwijd de aandacht trekt vanwege de snelle verspreiding van de ziekte. Nochtans, is CKD van onbekende etiologie CKDu ook overwegend en vordert snel in bepaalde gebieden van de wereld, vooral in Afrika, Midden-Amerika, en Azië .

het voorkomen van CKDu binnen hetzelfde land zal variëren met het geografische gebied. In verschillende geografische regio ‘ s van de wereld is herhaaldelijk een intieme relatie tussen waterkwaliteit en de onderliggende geologie vastgelegd. Aangezien het CKDu bestaat in gemeenschappen waar grondwater de primaire bron van drinkwater is, worden veel risicofactoren verondersteld, zoals ongeïdentificeerde milieutoxinen die leiden tot CKDu, chronische blootstelling aan pesticiden en een verhoogd niveau van zware metalen in water en bodem , hoge fluoride niveaus en potentiële effecten van AlFx in bodem en water , en groei van cyanobacteriën in waterbronnen .

CKDu werd vooral ontdekt bij mannen in de Noord-Centrale Provincie (NCP) van Sri Lanka, waaronder de districten Anuradhapura en Polonnaruwa (Tabel 1), en de laatste tijd is het ook ontdekt bij vrouwen en kinderen. Mannelijke patiënten zijn voornamelijk boeren en / of landarbeiders, die ouder zijn dan 40 jaar . De verspreiding van de ziekte kan worden geassocieerd met een aantal geografische en sociaaleconomische factoren die milieu-en beroepsoorsprong hebben. NCP van Sri Lanka is een deel van de” droge zone ” van Sri Lanka, met een regenval van ∼1750 tot 1000 mm per jaar , en sommige studies hebben aangetoond dat de regenkaart grotendeels overlapt met de regio getroffen door CKDu. Nu heeft de ziekte zich ook verspreid naar nabijgelegen districten, waaronder Noordwest -, Oost-en Uva-provincies. Het is een hoge last voor de economie van het land als gevolg van de hoge kosten van behandelingen en het slechte inkomen van mensen in afgelegen gebieden. Sommige cohortstudies die werden uitgevoerd met behulp van beschrijvende ziekenhuisdossiers toonden aan dat patiënten die naar nefrologische klinieken in Anuradhapura en Kandy kwamen, in de periode 2001-2002 toenamen, en de meerderheid van hen waren CKDu-patiënten .

Wijk Risico-AGA divisies 2014 2015
Ampara Dehiattakandiya, Maha oya 493 468
Anuradhapura Alle divisies 8903 8412
Polonnaruwa Alle divisies 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 zuid, Cheddikulam 163 1933
Trincomalee Padavi siripura, Gomarakadawala 484 426
Hambanthota Tissamharama, Lunugamvehera 0 205
Totaal 16479 21452
Bron: Ministerie van Volksgezondheid, Voeding en Inheemse Geneeskunde, Sri Lanka, 2016.
Tabel 1
ckdu-patiënten in gebieden met een hoog risico op chronische nierziekte met onbekende etiologie (CKDu) in Sri Lanka.

de oorzaken en risicofactoren voor de ontwikkeling van CKDu variëren sterk. Aangezien het CKDu overheerst in huishoudens waar grondwater of bronwater de belangrijkste bron van drinkwater is, kunnen verschillende risicofactoren worden verondersteld: (a) chronische blootstelling aan chemische bestrijdingsmiddelen en meststoffen en daardoor toename van zware metalen (bijv. Cd, Pb en As) in water en (b) aanwezigheid van hoge niveaus van fluoride en andere mogelijke tegenionen zoals fosfaten en nitraten .

ionenonevenwichtigheden in het bloed en de introductie van een hoge belasting van vreemde ionen of moleculen in het bloed veroorzaken een beschadiging van het filtratiemembraan, wat kan leiden tot eiwitdenaturatie. Die eiwitmolecules gaan in de urine toe te schrijven aan de afwezigheid van het juiste onderhoud van poriegrootte in het membraan over. De glomerular capillairen beschadigen progressief het filtratiemembraan met de hoge osmotische drukgradiënten en negatief geladen proteoglycans kunnen ook door hogere concentraties van kationen worden beà nvloed . Bovendien worden gifstoffen niet uit het bloed gefilterd en in het lichaam opgehoopt. Wanneer de dysfunctie van de nieren gedeeltelijk of volledig voorkomt, worden de normale prestaties van het lichaam veranderd resulterend in sommige ernstige gezondheidsproblemen met verwarrende etiologie zoals chronische nierziekte van onbekende etiologie (CKDu) .

de bedoeling van de huidige studie is de drinkwaterkwaliteit te beoordelen door de niveaus van toxische metalen en geselecteerde tegenionen in gegraven putten van endemische gebieden van CKDu te evalueren in vergelijking met een referentiegebied (niet-endemische gebieden van ckdu) en commentaar te geven op het risico van consumptie van drinkwater in geselecteerde gebieden op basis van Sri Lankaanse waterkwaliteitsnormen. Daarnaast is de studie gericht op het onderzoeken van het verband tussen de consumptie van bronwater en de prevalentie van nierziekte in geselecteerde endemische gebieden van CKDu.

2. Methodologie

2.1. Monsterverzameling

op basis van de informatie verkregen van het Ministerie van Volksgezondheid, Sri Lanka, werden wewalketiya grama-Niladhari division (GND) en Ambagaswewa GND geselecteerd als endemische CKDu-gebieden voor waterbemonstering die respectievelijk in het District Anuradhapura en het district Polonnaruwa in de Noord-Centrale Provincie, Sri Lanka liggen. Buddahangala GND in Ampara district werd geselecteerd als referentiegebied voor deze studie. Bemonsteringspunten voor de bemonstering van drinkwater werden geselecteerd uit ondiepe drinkwaterbronnen (gegraven putten) in de tuinen van de bewoners, die de belangrijkste bronnen van waterverbruik in hun dagelijks leven zijn. Dertig gegraven putten werden willekeurig geselecteerd voor de waterbemonstering, en alle bemonsteringsplaatsen lagen in dezelfde klimaatzone (droge zone van Sri Lanka). De bemonsteringsplaatsen werden in het veld geregistreerd met behulp van het global positioning system (GPS) (figuur 1). De bemonsteringsprocedure werd uitgevoerd in augustus 2019 (droogseizoen) voor alle geselecteerde studiegebieden. Uit elk bemonsteringsgebied werden in drievoud 30 drinkwatermonsters verzameld in niet-verontreinigde Teflon-flessen (125 ml) en bewaard door conc toe te voegen. salpeterzuur (0,10 mL) en opgeslagen bij 4°C, en nog een verdrievoudigd 30 drinkwater monsters werden verzameld in niet-verontreinigde Teflon flessen (125 ml) zonder verzuring en opgeslagen bij 4°C.

(a)
(een)
(b)
b)

(a)
(a)b)
b)

Figuur 1
De verdeling van de meetpunten (Aquifer) in de CKDu de overhand gebieden: (a) Ambagaswewa GND, Madirigiriya DSD, Polonnaruwa District en (b) Wewalketiya GND, Rambewa DSD, Anuradhapura District, Sri Lanka.

2.2. Analyse van watermonsters

de concentratie van sporenelementen zoals cadmium, lood, chroom, arseen, zink, koper, natrium, kalium, ijzer, mangaan, kobalt en nikkel werd bepaald met behulp van inductief gekoppelde Plasmamassaspectrometrie (ICP-MS-7800-Agilent, Duitsland). Multi-element ICP-MS-standaarden (AccuStandard, USA) werden gebruikt voor instrumentele kalibratie. Twee kalibratiereeks (1 ppb–50 ppb en 10 ppb tot 1000 ppb) werden voorbereid met behulp van multi-element standaard. Aangezuurde watermonsters (met conc. HNO3) werden gefilterd door 0.45 µm spuitfilters voor het inbrengen in het ICP-MS-instrument. De fosfaat-en nitraatconcentratie in watermonsters werd gemeten met Ionchromatografische methode volgens de US-EPA standaardprocedures (methode 9056A). Natriumbicarbonaat (CASRN 144-55-8) en natriumcarbonaat (CASRN-497-19-7) werden gebruikt als elutieoplossing en zwavelzuur (CASRN-7664-93-9) werd gebruikt als een regeneratie-oplossing. ACS reagensklasse l000 mg/L stamoplossingen van nitraat en fosfaat werden gebruikt voor de normen voor anionen bereid voor een reeks concentraties (0,1 mg/L–10 mg/L). Elke standaard en verzamelde monsters werden gefilterd met behulp van 0,22 micrometer nylon filters. Er werden monsters geïntroduceerd met een debiet van 0,7 mL/min in de Ionchromatograaf (Metrohm Eco IC). Fluorideconcentraties van watermonsters werden gemeten als metingen ter plaatse met gekalibreerde fluoridemeter (Eutech Instrument, pH 510), en bij het uitvoeren van de metingen werd tisab (III) – buffer gebruikt met watermonster in 1 : 1 verhouding om de pH van het medium te stabiliseren. De Magnesium – en calciumconcentraties in watermonsters werden bepaald met behulp van een vlamatomaire absorptiespectrofotometer (GBC 5000). Er werd een reeks standaardmetaaloplossingen (10 ppm–500 ppm) afzonderlijk voorbereid met behulp van zowel Mg-als Ca-metaalionenstandaarden (1000 ppm, Bibby Scientific) om de kalibratiecurve te verkrijgen, en de concentratie van Mg en Ca van elk watermonster werd bepaald.

2.3. Geografische Gegevensbehandeling en statistische gegevensanalyse

ArcGIS 10.2.2 softwarepakket werd gebruikt voor het uitvoeren van oppervlakteinterpolatie voor alle bemonsteringsplaatsen met behulp van geschatte gemiddelde waarden om het effect van waterverontreiniging in het studiegebied te meten. Statistische analyse werd gedaan met behulp van SPSS statistieken software. Er werden beschrijvende statistieken over de gegevensverzamelingen uitgevoerd en er werd een gepaarde t-test uitgevoerd om de verschillen of overeenkomsten van de chemische parameters op elke bemonsteringsplaats te bepalen.

3. Resultaten en discussie

chronisch nierfalen heeft onlangs een significante toename laten zien in sommige gebieden in de districten Anuradhapura en Pollonnaruwa. Tabel 2 geeft een overzicht van de resultaten van sporenmetalen en enkele tegenionconcentraties van geselecteerde bronwatermonsters die zijn verkregen van respectievelijk Ambagaswewa GND (madirigiriya DSD in het district Pollonnaruwa), Wewalketiya GND (Rambewa DSD, in het district Anuradhapura) en de referentielocatie (Buddhangala GND in het district Ampara), vergeleken met de toegestane grenswaarden . Als we kijken naar de veroorzakende factoren van CKDu, zijn toxische metalen de belangrijkste zorg, waaronder cadmium, chroom en lood. Cadmiumsporen komen van nature voor in fosfaat en zijn aangetoond dat ze in water, bodem en voedsel komen door middel van kunstmest. Cadmium is aanwezig als onzuiverheid in fosfaatmeststoffen en geraffineerde aardolieproducten . Volgens de kwaliteitsnormen voor drinkwater in Sri Lanka bedraagt het maximaal toelaatbare cadmiumgehalte (MPL) 3.000 µg/L . In de huidige studie toonde 60% van de geselecteerde gegraven putten in WEWALKETIYA GND in het Anuradhapura district verhoogde Cd-niveaus die de MPLs overschrijden. Uit de drinkwatermonsters van Ambagaswewa GND, District Pollonnaruwa, bleek echter dat het Cd-gehalte niet hoger was dan het MPLs, en ook geen van het water vertoonde een Cd-gehalte dat hoger was dan het MPLs in het referentiegebied.

concentratie van variabelen Ambagaswewa GND WEWALKETIYA GND Referentieplaats (Buddhangala GND) SLS standards SLS 614 : 2013
Gemiddelde SD Laag Hoog Bedoel SD Laag Hoog Bedoel SD Laag Hoog
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
Van (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 OF 135.0 90.7 72.1 11.0 288.0 23.90 14.64 OF 39.83 100
Mg (mg/L) 18.51 25.15 OF 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
Fluoride (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
Fosfaat (mg/L) ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND 2.0
Nitraat (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: niet gedetecteerd; N/A: niet beschikbaar.
Tabel 2
beschrijvende statistieken van de chemische samenstelling van bronwatermonsters op alle bemonsteringsplaatsen: Ambagaswewa GND in het district Polonnaruwa, WEWALKETIYA GND in het district Anuradhapura en referentiesite (Buddangala GND in het district Ampara).

eerder gepubliceerde rapporten hebben echter geà nterpreteerd dat langdurige blootstelling aan Cd via drinkwater aanhoudt in de nieren en mogelijk nierfalen kan veroorzaken via verschillende routes , omdat zowel renale proximale tubulaire schade als afname van de glomerulaire filtratiesnelheid (GFR) bij mensen te wijten zijn aan chronische blootstelling aan Cd . De cadmiumdistributie over de bemonsteringsplaatsen, met name GNDs, is weergegeven in Figuur 2 en de cadmiumconcentraties in WEWALKETIYA GND waren significant hoger ten opzichte van het referentiegebied. De Cd-concentraties verschilden echter niet significant van de referentie in Ambagaswewa GND. De toename van de geochemische mobiliteit van Cd kan worden waargenomen onder zure omgevingsomstandigheden met de toepassing van meststoffen en pesticiden op het land, waardoor de totale concentratie van Cd in agrarische bodems toeneemt. Verzuring van bodem en oppervlaktewater verhoogt de geochemische mobiliteit van Cd. Cadmium (Cd) is gesuggereerd als een mogelijke factor die bijdraagt aan de ziekte, en de bron van besmetting kan in verband worden gebracht met de toepassing van drievoudig superfosfaat (TSP) in padie en andere gewassen, omdat het gebruik van TSP wijdverbreid is in de landbouwsector in Sri Lanka en vooral in de gebieden waar de ziekte overheerste .

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

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

Figuur 2
Cadmium concentraties in het drinkwater monsters verzameld van (een) steekproeflocaties van Wewelketiya GND, in Anuradhapura district, (b) de bemonstering sites van Ambagaswewa GND, in het Polonnaruwa district, en (c) de bemonstering sites van Buddangala GND (Referentie) in Ampara district.

volgens de resultaten van deze studie zijn de loodconcentraties in Ambagaswewa GND 6.080 µg/L als maximumwaarde met een gemiddelde van 1,229 ± 1,537 µg/L, en de loodconcentraties in WEWALKETIYA GND varieerden van 1.000 µg/L tot 17.350 ppb met een gemiddelde van 5,422 ± 3,687 µg/L (Tabel 2). Hoewel bij wewalketiya GND een enorme variatie in Pb-concentraties werd waargenomen, heeft 40% van de verzamelde monsters de MPLS van Pb overschreden en in geval van nierfalen werd gemeld dat chronische blootstelling aan Pb kan leiden tot nefrotoxiciteit die wordt gekarakteriseerd door renale effecten, zoals glomerulaire sclerose, interstitiële fibrose en proximale tubulaire nefropathie, die vaak zijn waargenomen bij patiënten met CKDu in Sri Lanka .

afgezien daarvan waren de cr–concentraties van geselecteerde gegraven putten in Ambagaswewa–en wewelketiya-gebieden 0,203-0.423 µg / L respectievelijk 11,5-48,00 µg / L en alle waarden lagen onder de MPLs. Maar in het referentiegebied is geen van de geselecteerde waterbronnen verontreinigd met Cr. In zowel mensen als dieren, wordt chroom (III) gevonden Als essentiële voedingsstof die een waardevolle belangrijke rol in vet, glucose, en eiwitmetabolisme speelt, en het wordt gedaan door de actie van insuline . Hoewel chroom (III) is gevonden Als een essentiële voedingsstof, kan zowel acute als chronische blootstelling aan hoge niveaus via inademing, inslikken of contact met de huid leiden tot nadelige effecten op de gezondheid. De nier is daarom een van de belangrijkste doelorganen voor Cr in acute hoge doses en chronische cumulatieve blootstelling. Naast dat, nierschade en dysfunctie veroorzaakt als gevolg van chronische CR blootstelling kan zowel de glomerulaire en tubulus te betrekken .

de gezondheidseffecten van hard water of bicarbonaten en sulfaten van calcium (Ca) en magnesium (Mg) zijn significant, en 100 mg/L voor Ca en 30 mg/L voor Mg worden aanbevolen voor drinkwater. De resultaten die uit de monsteranalyse zijn verkregen, tonen variaties in Ca-en Mg-concentraties in geselecteerde gegraven putten in Ambagaswewa en Wewelketiya, en de meeste monsters hebben gemeld dat de CA-en Mg-concentraties hoger zijn dan de MPLS in die endemische CKDu-gebieden. In het referentiegebied zijn de gemiddelde concentraties van Ca en Mg echter gemeld op respectievelijk 23,09 (±14,63) mg/L en 16,14 (±11,90) mg/L, wat wijst op de lage waarden dan ckdu endemische gebieden. Langdurige blootstelling aan de CA-en Mg-ionen via drinkwater kan nierfunctiestoornissen nadelig beïnvloeden, waardoor het risico op calciumstenen wordt gewijzigd en het risico op calciumhoudende nierstenen wordt verhoogd .

Fluoride kan van nature voorkomen in water boven de gewenste niveaus. Fluoride is ook voorgesteld als oorzaak van CKDu , en volgens de Sri Lanka drinkwaterkwaliteitsnorm is het maximaal toelaatbare niveau (MPL) van fluoride (F) 1,0 mg/L . Echter, de hogere fluoride niveaus in de verzamelde drinkwater monsters (Figuur 3) werden geregistreerd in WEWALKETIYA GND (gemiddelde: 1,370 ± 0.658 mg/L) en Aambagaswewa GND (gemiddelde: 1,260 ± 0,654 mg/L) vergeleken met het referentiegebied (gemiddelde: 0,505 ± 0,765 mg / L), en beide endemische ckdu-gebieden hebben de MPLS fluoride in de verzamelde drinkwatermonsters overschreden. De variaties in het fluoridegehalte op alle bemonsteringsplaatsen zijn weergegeven in Figuur 3. Bovendien was 80% van de monsters in Ambagaswewa GND en 95% van de monsters in WEWALKETIYA GND besmet met fluoride dat de standaardgrenzen heeft overschreden .

Figuur 3
variaties van fluorideconcentraties langs de bemonsteringspunten op de referentieplaats (Buddangala) en ziekteprevalentiegebieden (Ambagaswewa en Wewalketiya).

overmatige en langdurige blootstelling aan fluoride kan direct verband houden met schade aan nierweefsel omdat hoge fluoridezones voor grondwater overlappen met ckdu-prevalente gebieden in NCP . Patiënten met een verminderde glomerulaire filtratiesnelheid hebben een verhoogd risico op chronische fluoridetoxiciteit omdat ze minder in staat zijn om fluoride via de urine uit te scheiden . Volgens de dosis–effect relatie tussen fluoride niveaus en CKDu , zijn onverwachte effecten van fluoride op cellulaire systemen onderzocht door Agalakova en Gusev, die duidelijk aantonen dat fluoride invloed kan hebben op oxidatieve stress, intracellulaire redox homeostase, lipide peroxidatie, eiwitsynthese remming, genexpressie verandering, en apoptose.

een reeks geologische factoren, zoals oplossingssnelheden en verblijfstijden van fluoridedragend gesteente, kunnen in verband worden gebracht met hogere fluorideconcentraties in ondiepe putten in die gebieden. De mineralen, namelijk, charnockiet, graniet, hornblende, en biotische gneisses, en ook fluoride-dragende mineralen zoals micas, pyroxeen, fluoriet, toermalijn, topaz, sphene, en apatiet kunnen de fluoride niveaus in de bodem te verbeteren . Fluoride in het water kan een potentiële causale factor zijn in de ontwikkeling van de ziekte, niet alleen vanwege de effecten van fluoride zelf, maar ook vanwege de interactie ervan met andere Ionische bestanddelen zoals Ca, Na en mogelijk Mg die in het drinkwater aanwezig zijn .

met name de verzamelde watermonsters hadden een hoog ionengehalte met de aanwezigheid van grote hoeveelheden belangrijke ionen zoals Na+ en K+ die normaal in water worden aangetroffen. De verhoogde iconiciteit van drinkwater kan de uitputting van watermoleculen in de buurt van het niermembraan, veranderende wateractiviteit en ionenactiviteit, osmotische activiteit, en hydrofobe interacties beà nvloeden. Bij het rangschikken van de ionen op hun capaciteit om proteã nen te denatureren, spelen de kationen met inbegrip van kalium, natrium, magnesium, en calcium en anionen zoals fluoride en fosfaten een belangrijke rol die in hogere gehalten in verzamelde drinkwatermonsters van bemonsteringsplaatsen aanwezig zijn . Meststofafvoer die de meeste van deze ionische stoffen bevat, kan bijdragen tot de vervuiling van drinkwaterbronnen in dat gebied. Op dezelfde manier zijn sommige anionen zoals fluoride en fosfaten het meest actief in eiwitdenaturatie, terwijl nitraten het minst effectief zijn. Wijziging van de samenstelling en hydrologie van de bodem kan leiden tot verhoogde ioniciteit van aangrenzende waterbronnen. De wisselende reducerende en oxiderende omstandigheden (afhankelijk van de milieu-en klimaatomstandigheden van de gebieden) van de bodem bevorderen de toevoeging van ijzer (Fe) en mangaan (Mn) in de bodemoplossing die gedeeltelijk uitspoelt in de grondwaterspiegel, hetgeen blijkt uit de resultaten van hoge Fe-en Mn-gehalten op alle bemonsteringsplaatsen (Tabel 2). Deze redoxfluctuaties van de bodem kunnen de pH van de oplossing verlagen als gevolg van een aantal niet-evenwichtige Ionische processen zoals de omzetting van carbonaat in bicarbonaat en reactie met omgevingskoolstofdioxide (CO2). pH-reductie van de bodemoplossing zal leiden tot het vrijkomen van aan de bodem gebonden giftige zware metalen en die worden toegevoegd aan de waterbronnen in die gebieden. Intensief gebruik van kunstmest en pesticiden is ook verantwoordelijk voor de verlaging van de pH-waarde in de bodem .

de nier heeft “goed” drinkwater nodig . Men kan ervan uitgaan dat de langdurige blootstelling van de nier aan het drinkwater dat vele Ionische soorten bevat en een hoge ioniciteit heeft, die in de nieren zullen blijven bestaan, hen nadelig kan beïnvloeden. Een dergelijke blootstelling wordt “chronische blootstelling”genoemd. Chronische blootstelling is wanneer de blootstelling continu plaatsvindt met toxische stoffen gedurende een lange periode . Aquifers van die gebieden worden voortdurend aangevuld door water met een hoge ioniciteit uit Mahaweli-kanalen en frequente oxidatie-reductie van die aquifers die hoeveelheden ionen vrijgeven en verhogen naar de grondwaterspiegel .

4. Conclusie

de persistentie van overschrijding van Cd -, Pb-en fluoriden die de nierfunctie beïnvloeden in sommige geselecteerde gegraven putten in endemische gebieden van CKDu wijst op een risico van consumptie van het drinkwater uit deze bronnen. Hoewel andere geanalyseerde sporenelementen en tegenionen in drinkwatermonsters de toegestane grenzen niet hebben overschreden, vergroot langdurige blootstelling van de nier via drinkwater met verhoogde niveaus van ionen het optreden van nierfalen. Verontreiniging van drinkwaterbronnen met sporenmetalen en fluoride vindt voornamelijk plaats door het vrijkomen van aan bodemdeeltjes gebonden ionen uit de bodem. Daarom is het de moeite waard de bronnen en routes van verontreiniging van toxische metalen en fluoride in de bodem te onderzoeken en moeten verdere beoordelingen worden uitgevoerd om de bijdrage van bemesting en andere landbouwactiviteiten ook voor deze verontreinigingen te begrijpen. Bovendien moeten de concentraties van toxische metalen die veelvuldig in Sri Lanka worden gebruikt, voortdurend worden geëvalueerd.

beschikbaarheid van gegevens

de gegevens die zijn gebruikt ter ondersteuning van de bevindingen van deze studie zijn opgenomen in het artikel.

belangenconflicten

de auteurs verklaren dat zij geen bekende concurrerende financiële belangen of persoonlijke relaties hebben die van invloed zouden kunnen zijn geweest op het werk dat in dit artikel wordt beschreven.

Dankbetuigingen

de auteurs willen graag het Nationaal Instituut voor fundamentele Studies (NIFS), Kandy, Sri Lanka, en willen mevrouw Sachini Rathnasekara en de Heer Sudesh Hemal bedanken voor het leveren van taalhulp, het schrijven en het proeflezen van het artikel en Amila T. Kannangara, Amitha Suriyaarachchi, en Erandi Udayasiri ter ondersteuning van de analyse van watermonsters. Dit onderzoek werd gefinancierd door het onderzoeksproject PS/DSP/CKDU/06/3.5 getiteld “Establish a Ckdu Information and Research Center at the University of Kelaniya, Sri Lanka.”

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.