高发病率的适度降低肾功能和铅生物体内积累在Assin南地区农业工人,加纳:以社区为基础的病例对照研究

文摘

背景。为了提高农业生产率和粮食产量导致增加在全球范围内农药的使用。长期使用这些农药可能相关的不良健康影响。客观的。血液学的评估指标,肾功能,在农民和喷雾器重金属生物富集,其使用的个人防护装备(PPE)。材料和方法。以社区为基础的病例对照研究从2018年1月至2018年6月在Assin南地区,中部地区,加纳。共有144名参与者被方便取样:83农业工人(例)和61年indigene没有直接接触农药(控制)。结构化问卷被用来获取统计数据以及农业工作实践情况下紧随其后。静脉血样来自参与者和用于估计全血细胞计数和肾功能(肌酐(CRE)、血尿素氮(BUN)、包:CRE比率,和估算的肾小球滤过率(GFR) (eGFR))。血清铅、砷和镉含量估计使用瓦里安AA 240 fs acetylene-air火焰原子分光计。结果。红细胞中值(4.49 vs 4.92×10¹²/ L)、血红蛋白(12.50 vs 13.70 g / dL)和血小板(220.00和268.00)计数显著降低的情况下。更高比例的病例分为贫血或小红细胞的细胞相比,控制。此外,血清尿素(4.08和3.41; ),肌酐(108.10 vs 101.10; ),和包子:CRE比率(19.75和17.84)明显高于在案件。此外,18.1%的病例被划分适度降低肾功能相比只有6.6%的控制。此外,一个更高比例的情况下可检测血清铅(55.6%比16.4%)和砷(53.1%比9.8%)相比,控制水平。然而,平均80%的农业工人没有使用个人防护装备(PPE)当使用农药;84.3%的农用化学品使用包含被丢弃在河边/运河。结论。忽视个人防护用品的使用可能会诱发农用化学品的工人和社区领导和砷生物体内积累顺向血液学的减少和肾功能。

1。介绍

农药(杀虫剂和肥料)是用于农业实践保障农作物害虫的影响,提高农业生产力。在加纳,农业部门雇佣了超过一半的国家劳动力和贡献超过20%的国内生产总值(1]。据估计,87%的农民在加纳使用化学杀虫剂来控制害虫和疾病(2]。在全球范围内,化肥的使用大大增加了自1960年代以来,导致大量增加作物产量。使用化肥的挑战是地下水污染,在作物积累,长期影响的重金属污染3,4]。分析测试各种肥料产品的几项研究[5- - - - - -7)表明,无机肥料和石灰材料含有高浓度的砷,镉,铅相比,有机类型。尽管这些不良的健康影响,农业产量的增加与这些农药的使用导致了他们的偏好在生物、文化、促进生产和机械方法(8]。因为它们是生物活性物质,长期接触这些农药可能两个急性和慢性健康影响。农民和那些喷这些农药暴露在不同的浓度和种类的农药(有机磷、有机氯等),导致生物体内积累的这些化学物质可以产生不同的细胞变化和疾病(9- - - - - -11]。然而这些毒性可以显著减少通过使用个人防护装备(PPE)和节俭的农用化学品的处理。

长期接触农药对人类的影响肾脏功能仍然是一个活跃的研究领域(12- - - - - -15]。各种农药类(有机磷、有机氯、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯杀虫剂,三嗪,和chlorophenoxy除草剂)已被证明在动物身上引起肾损害和功能障碍(16]。同时,更高水平的有机氯农药检测在慢性肾脏疾病(CKD)患者肾小球滤过率降低和增加氧化应激在某些流行病学研究(17]。

农民在加纳生活时间花在这个职业所以站不利健康的风险改变与慢性暴露于农药有关。在这个病例对照研究中,我们试图比较血液学的农民和肾脏功能直接接触农药的人没有直接接触到这些农药的健康影响进行评估长期接触农药。此外,我们也试图评价预防措施的遵守旨在最小化这些农药的健康危害农民和喷雾器。

2。材料和方法

2.1。研究网站

这个病例对照研究进行了在Sibinso Assin南部地区的中部地区,加纳。估计人口Assin南部地区使用中部地区人口增长率的3.1%是323156。4,其中估计有67.0%被归类为熟练的农业,林业,渔业工人(1]。

2.2。研究设计

以社区为基础的研究目标中所有农民Sibinso社区。镇上的首席和单位委员会组织了一个接见室研究小组教育和解释本研究的理论基础。后澄清任何问题,只有人给了知情同意参与了这个研究。总体上,共有144名参与者(19-60年)来自社区的同意是这项研究的一部分。,83人(57.6%)表示在社区的农民或喷雾器有超过六个月的工作经验在农业部门和直接接触农药(情况下)。六十一人(42.4%)被采样来自社区的健康个体农民和喷雾器,因此没有直接接触农药(控制)。然而,个人在社区内帮助农民或喷雾器被排除在外,因为他们被认为有更大的几率直接接触农药。因为农药的使用和暴露与各种慢性疾病,个人有神经系统疾病或被诊断出患有肾脏疾病、血液病而,或其他慢性疾病被排除在外。

2.3。问卷调查

一个结构良好的问卷被用来获取社会人口数据的两种情况下和控制。农业信息工作实践的案例主题(农民和喷雾器)也获得了。

2.4。血液样本集合

在获得参与者的同意,6毫升静脉血样本来自每个参与者的标准协议。4毫升静脉血血清样本被分发到凝胶分离器管的明确分离血清,在埃普多夫管整除后生化分析和存储,而2毫升离开被分发到EDTA(乙二胺四乙酸)管血液学的分析。

2.5。血液学的分析

全血计数为每个参与者(流化床燃烧器)参数估计使用迈瑞bc - 2800血液学分析仪(中国)后,制造商的协议分析仪后被确认通过了质量控制样品分析。

2.6。生物化学分析

血清尿素和肌酐估计肾脏功能的标记使用Selectra PRO 13 - 96自动临床生化分析仪(Elitech集团、法国)海岸角教学医院(CCTH)。包子:CRE比率也估计为每个参与者的肾脏功能测试的一部分。所有实验都是遵循标准操作程序协议(3,14,18]。肾小球滤过率(GFR)估计使用CKD-EPI肌酐方程考虑性别、年龄、血清肌酐水平按照先前公布的数据(19]。

2.7。湿法消化重金属

估计的血清铅、砷和镉为每个参与者,整除血清被运到加纳原子能委员会环境化学实验室(GAEC)。这些重金属被选为他们已被证明是最具有严重的健康影响重金属(20.]。2 g的血清样本转移到100毫升类”“烧杯;20毫升的浓缩的。HNO₃和2毫升的浓缩的。H₂O₂被添加到样品在一个通风柜。烧杯被覆盖上了一层薄膜,放在热板,消化3 h的温度45°C。酸性消化后,混合物被冷却,然后转移到50毫升量筒;添加蒸馏水做出最后20毫升的体积。之后,整个内容转移到试管,然后化验铅的存在(Pb)、镉(Cd)和砷()使用瓦里安AA 240 fs acetylene-air火焰原子吸收光谱仪。各种重金属的仪器检出限为0.002 mg / l, 0.001 mg / l和0.001 mg / l对镉、铅和砷。参考标准用于感兴趣的元素,空白,重复样本消化在相同条件下的样品。参考标准使用来自丙烯酰胺分析(瑞士Sigma-Aldrich GmbH)。

2.8。数据分析

IBM SPSS统计窗口,版本22.0(美国IBM公司),用于生成的数据的统计分析。数据分析和百分比和平均±标准差。D 'Agostino-Pearson正常测试是用来评估数据的常态。那些通过使用独立或以其他方式进行了分析T以及和Mann-WhitneyU分别测试。对于所有统计计算,被认为是重要的。

3所示。结果

3.1。社区人口信息

个人的人口统计信息参与者加纳农业社区的典型。这是明显的在大部分的农民在40至49岁年龄段在这两种情况下和控制控制(41.0%比32.8%);19-29年最少的组(表表示1)。多数参与者是男性(67.5%病例和68.9%控制),这彰显了社会更多的农业和农村。而只有3.6%的病例有高等教育,6.6%的控制高等教育。然而,中等教育水平是这两种情况下的主要受教育程度和控制。此外,相当数量的参与者吸烟(96.4%比96.7%控制)和带酒精饮料(60.2%比60.7%控制)病例。

3.2。血液学的指数

这项研究还评估了参与者的血液学的参数(表2)。红细胞中值(4.49 vs 4.92; ),血红蛋白(12.5 vs 13.7 g / dL; ),和血小板(220和268)数量显著降低的情况下相比在控制。例贫血的比例要明显高于控制控制(37.3%比16.4%)。此外,21.7%的病例有小红细胞症,9.8%的控制小红细胞症。

3.3。肾脏功能分析

当肾功能的参与者评估(表3),案件有明显高于血清尿素(4.08和3.41)和肌酸酐(108.1和101.1)相比,控制。的血尿素nitrogen-to-creatinine比率明显高于中值情况下相比,在控制。病例比例明显高于高发髻:CRE比率相对于控件(48.8%病例和31.1%控制; )。另外,当参与者的肾小球滤过率(GFR)估计,只有25.3%的情况下正常的肾小球滤过率(GFR), 41.0%的肾小球滤过率(GFR)控制正常。此外,18.1%的病例有中度肾功能下降,6.6%的控制有中度肾功能下降。

3.4。重金属水平评价

重金属积累在血清的参与者也评估(表4)。虽然Pb在血清中检测到55.6%的情况下,只有16.4%的控制检测血清Pb ( )。同时,53.1%的病例有检测血清水平,只有9.8%的控制检测血清。此外,血清铅的平均水平的情况下显著高于控件(1.180 0.278的情况下与控制; )。

3.5。使用PPE的农业工人

个人防护措施的实施情况下探讨了(表5)。大部分的农业工人没有经过任何综合病虫害管理培训。虽然96.4%的病例报告从来没有混合农药时戴手套,用手混合农药32.5%。大多数农用化学品的工人不适用等基本人员防护措施使用护目镜(95.2%),鼻子面具(89.2%),和整体(83.1%)。有趣的是,84.3%的农用化学品的工人报告处理河流或运河附近的农用化学品的容器。农民使用的农药一般都分为类II或III分类下的基于毒性(见补充数据S1)。

4所示。讨论

我们的研究提供了证据的忽视常规使用的农业工人的个人防护装备(农民和农药喷雾器)研究参与者之一。随着农药被证明是通过皮肤吸收和其它粘膜,潜在的系统性积累这些农药残留的农业工人的长期使用我们的研究领域还有待量化在一个严格的纵向研究。我们的病例对照研究表明,农业工人相对降低造血的产出和肾功能相比,那些居住在同一个社区,因此社会设施相似但不直接暴露于这些农药。考虑到平均80%以上的农业工人在我们的研究人群没有使用任何形式的基本个人防护装备,如手套,护目镜,或大衣在应用这些农用化学品,这些发现可能的预期。

值得注意的是其中相当大一部分农业工人不仅选择使用徒手混合和应用农药作物也丢弃这些使用农用化学品的容器附近的河流或运河,从而让整个社区这些农药的危害。毫不奇怪,近五分之一的控制已经检测到铅水平(以及大约十分之一水平检测砷)增加到超过一半的农业工人人口研究中检测到铅和砷含量。我们推测,这些农业工人未能妥善处理的容器使用农药导致浸出的残差的饮用水和食物来源被indigene这些社区可能解释重金属检测的水平在我们的控制。这总忽视使用PPE尽管事实是这些农民使用的农药被归类为II类(中等危险)和III类(略)危险品的毒性对人体健康(见补充数据S1)。依从性低的农业工人使用PPE在应用农药已被其他研究报告(21- - - - - -23]。有关农业工人更高比例的水平检测的铅和砷,我们假设的皮肤污染以及吸入农药分散在空气中由于有限的直接使用PPE可能解释这些发现。我们的假设的基础源于这样一个事实,大多数农业工人表示,他们的衣服总是湿在这些农药的应用。开始适当的环境管理过程的情况下,它可能是一个有趣的前景在这些社区试点当地农民协会等会员协会发现增加安全工作实践的采用在阿曼的农民(21,24,25]。

虽然我们的研究是横断面在本质上并没有确定的长期影响农用化学品的使用和他们的任意弃置在未来的健康状况,潜在的不良后果的发现提供了一个快照在肾功能大约五分之一(18.1%)的看似健康的农业工人已经中度肾功能降低肾小球滤过率(GFR)的量化测量。流行病学数据显示增加慢性肾脏疾病在个人水平较高的重金属26,27]。最近表明,同时暴露于草甘膦和重金属增加肾毒性在斯里兰卡(28]。提供的证据也被连接职业暴露或饮用地下井水农业社区中重金属的来源及其导致的慢性肾脏疾病(29日,30.]。应该注意的是,肾脏病理学并不是唯一的不良健康结果与这些农药的使用。最近的一项荟萃分析估计41%的非霍奇金淋巴瘤的风险增加个人累积暴露在高glyphosate-based除草剂(31日]。再一次,在美国的研究发现一个大人口基数增加心血管类死亡率由于低水平铅暴露的32]。一些农用化学品使用我们的研究参与者glyphosate-based(见补充数据S1),一个纵向研究才能阐明这些农药的全面影响整个生命的跨度。例如,一些研究发现相当水平的草甘膦或其代谢物,AMPA在尿液和母乳33,34],百草枯在泰国妇女的血清35),这将是有趣的系统地跟踪这些对妊娠结局的影响。然而我们的研究没有评估这些农药的生物水平面建立因果关系的报道肾功能下降。符合农药的不加区别的处理证明了农业工人人口的研究中,这将是有趣的来衡量这些农药的生物水平面农业工人,尤其是在孩子们在我们的研究人群的主要土壤中。

农用化学品的使用了在加纳农业部门因为激进的广告以及政府补贴这些农药促进农业产出。然而,我们的研究问题,通过认真的学术研究需要解决。例如,需要量化的妊娠结果可能影响通过这些任意处置这些agricultural-based社区的农药容器。此外,另一个问题是这些新兴农业实践如何影响儿童的生长和发育在这些社区或死亡率。这些都是一些关键的问题,将通过未来的研究。

5。结论

研究区域的农业工人的不良健康影响的农药残留和重金属的生物累积。教育策略,旨在提高使用PPE的重要性最小化这些农药的生物体内积累应该被起诉。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者在合理的请求。

伦理批准

本研究的所有协议的机构审查委员会批准(IRB)海岸角大学的。

同意

之前所有参与者提供书面知情同意参与这项研究。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

PA、RKDE和卡尔曼滤波器设计理念和设计研究工作。AAAQ AI, IOA,卡尔曼滤波器,ECS,参与者和SG参与招聘、样品采购、样品处理和数据采集。分析了数据。爸和RKDE解释数据,以及监督整个研究。AAAQ和EKF写手稿由PA和RKDE修订草案。所有作者阅读和批准了手稿。

确认

我们感谢工作人员加纳原子能委员会(GAEC)在重金属测定的支持。我们也感谢实验室的工作人员单位Ewim联合诊所和海岸角过程中教学医院的支持本研究。我们感谢整个社区Assin南地区同意成为本研究的一部分。

补充材料

补充数据S1:应用于农产品的农药名单和杂草的农业工人Assin南部地区的加纳。列表编译从农业工人的反应特定问题的问卷调查,管理的一部分,在这个研究的数据收集工具。(补充材料)

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