Сезонные колебания, индексы загрязнения тяжелыми металлами и оценка риска для здоровья в водохранилище Эса-Одo, Нигерия

Почему это водохранилище важно для повседневной жизни

На юго-западе Нигерии водохранилище Эса-Одо — это не просто участок воды на карте. Местные семьи пьют из него, стирают в нём, поливают им свои посевы и ловят в нём рыбу. В этом исследовании поставлен простой, но жизненно важный вопрос: по мере расширения ферм, мелкомасштабных золотых приисков и другой деятельности вокруг водоёма, не накапливаются ли в воде токсичные металлы, угрожающие здоровью людей — особенно в сезон дождей?

Откуда берутся металлы

Исследователи сосредоточили внимание на восьми металлах, часто связанных с загрязнением: хром, марганец, железо, медь, цинк, мышьяк, кадмий и свинец. В районе Эса-Одо мелкомасштабная добыча золота оставляет после себя отвалы, богатые металлами, которые дожди могут смывать в ручьи. Фермеры применяют удобрения и другие агрохимикаты, которые также могут содержать следы металлов. Весь этот сток стекает в водохранилище, которое служит вместилищем для ландшафта вокруг. Поскольку соседние сообщества сильно зависят от этой воды, особенно когда водоснабжение из крана терпит сбои в сухой сезон, изменения в содержании металлов — это не только экологическая проблема, но и прямая угроза общественному здоровью и безопасности продуктов питания.

Как тестировали воду

Чтобы отследить эти металлы во времени, учёные брали пробы поверхностной воды из трёх частей водохранилища — у входа, напоминающего реку, в открытой срединной части и в районе плотины — в период с марта 2018 по декабрь 2019 года. Отбор охватывал два полных влажных и сухих сезона. В лаборатории команда использовала чувствительный прибор — атомно-абсорбционный спектрофотометр — для измерения очень низких концентраций металлов. Затем результаты сравнивали с нигерийскими и международными нормативами безопасности и применяли несколько комбинированных индексов, которые суммируют общее загрязнение и потенциальный риск для здоровья как при проглатывании воды, так и при её контакте с кожей.

Что обнаружили в воде

Цинк оказался наиболее распространённым металлом в водохранилище, за ним следовали железо и медь, тогда как мышьяк встречался лишь в небольших количествах. По пяти металлам — хрому, марганцу, железу, меди и цинку — уровни оставались в пределах рекомендованных значений для поверхностных и питьевых вод. Напротив, кадмий и свинец часто превышали нормативы, особенно в сезон дождей, когда сильные осадки смывают больше загрязнителей в водоём. В целом различия между участками водохранилища были невелики, но заметны сезонные колебания: большинство металлов значительно повышались в дождливые месяцы и снижались позже в сезоне по мере повышения уровня воды и их разведения.

Понимание сложного загрязнения

Простое перечисление концентраций металлов не даёт ясного ответа, безопасна ли вода, поэтому исследователи использовали индексы загрязнения, сворачивающие несколько металлов в одну оценку. Индекс загрязнения тяжелыми металлами превысил своё «критическое» значение на всех трёх станциях как в дождливый, так и в сухой периоды, что указывает на несоответствие воды консервативным нормативам качества. Отдельный металлоиндекс показал, что наибольший вклад в общую нагрузку вносят железо и свинец. Статистические методы выявили, что некоторые металлы имеют схожие колебания, что указывает на общие источники, такие как отходы добычи или сельскохозяйственный сток. Карты, созданные с помощью геоинформационного ПО, показали, как концентрации меняются вдоль длины водохранилища, укрепляя представление о системе, сильно зависящей от деятельности в её водосборе.

Риск для здоровья: тревожные сигналы, но без немедленной паники

Чтобы перевести эти измерения в категории риска для здоровья, команда оценила, какое количество металлов взрослый или ребёнок может получить при питье воды или при контакте с кожей во время купания или религиозного/культурного использования. Затем они рассчитали «индекс опасности» для неканцерогенных эффектов и «целевая вероятность рака» для пожизненного риска развития рака. Несмотря на высокие показатели загрязнения, все значения индекса опасности остались ниже стандартного порога тревоги, а оценённые риски рака для взрослых и детей укладываются в широко принятые диапазоны безопасности. Иными словами, в настоящее время водохранилище представляет измеримо низкий риск для здоровья — однако постоянные превышения пределов по кадмию и свинцу, особенно в сезон дождей, служат ранним предупреждением, что ситуация может ухудшиться, если загрязнение не остановить.

Что это означает для людей и политики

Для жителей, зависящих от водохранилища Эса-Одо, исследование даёт осторожно обнадёживающие выводы: содержание металлов в воде пока не указывает на серьёзную непосредственную угрозу здоровью, но вода далека от идеала. Повышенные уровни кадмия и свинца в сочетании с постоянно высокими индексами загрязнения показывают, что водоём испытывает нагрузку от добычи и сельского хозяйства в водосборе. Авторы делают вывод о необходимости регулярного мониторинга, лучшего контроля за отходами рудников и сельскохозяйственными стоками, а также усиления местного управления. Эти меры помогут не допустить перехода важного источника воды в более опасное состояние и защитить как здоровье сообщества, так и водную биоту, поддерживающую местное рыболовство.

Цитирование: Ayodeji, O.A., Adewole, H.A., Obayemi, O.E. et al. Seasonal variation, heavy metal pollution indices and health risk assessment in the Esa-Odo reservoir, Nigeria. Sci Rep 16, 8443 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39049-7

Ключевые слова: загрязнение тяжелыми металлами, качество воды водохранилища, артелиая добыча золота, сезонный сток, оценка риска для здоровья