[미국] 사우스 플로리다대 연구팀, 마다가스카르 식수 내 납 수준 줄여

자동차 폐배터리로 만든 펌프, 마다가스카르 해안 지역 수원에 약 9천 개 설치돼 

펌프 교체 및 소셜 마케팅 활용해 기술자에게 납 위험성 및 무연 펌프에 대해 교육

55명 어린이 중 87%, 펌프서 납 성분을 제거한 후 혈중 납 수치 크게 감소

사우스 플로리다 대학교(University of South Florida, USF)의 연구진은 아프리카 마다가스카르 토아마시나 주민의 건강을 위협하는 주요 세계 오염물질 중 하나인 납(Pb)에 대한 노출을 줄이도록 돕고 있다. USF 연구진은 납 노출을 줄이기 위한 해결책으로 물펌프 교체와 도시 기술자 교육을 추진해 연구 기간 동안 검사 받은 어린이 중 87%의 혈중 납 수준을 낮췄다. [사진제공(Photo Source) = USF]

 

사우스 플로리다 대학교(University of South Florida, USF)의 연구진은 아프리카 마다가스카르 토아마시나 주민의 건강을 위협하는 주요 세계 오염물질 중 하나인 납(Pb)에 대한 노출을 줄이도록 돕고 있다. 

토아마시아 주민은 납에 노출돼 매년 100만 명 이상 조기 사망하고 있다. USF 연구진은 납 노출을 줄이기 위한 해결책으로 물펌프 교체와 도시 기술자 교육을 추진해 연구 기간 동안 검사 받은 어린이 중 87%의 혈중 납 수준을 낮췄다.

USF의 국제 개발 공학 프로그램의 책임자인 제임스 미헬치(James Mihelcic) 교수는 "마다가스카르 토아마시나 주민들은 오래된 자동차 배터리를 가져다가 녹여 펌프에 있는 체크밸브를 만들고 있었다"고 말했다.

이어 미헬치 교수는 "토아마시나의 물과 위생을 연구하기 위해 학생들과 함께 동아프리카 국가를 방문했을 때 이러한 사실을 발견했다"며 "우리는 이를 테스트하기 위해 USF로 물샘플을 가져왔고, 현지에서 제조된 펌프에 납 함량 수준이 매우 높다는 사실을 알게 됐다"고 설명했다.

펌프에서 나오는 물의 납 수준은 세계보건기구(WHO)가 권장하는 식수 내 납 허용 한도인 리터당 10마이크로그램을 초과했다. 어떤 경우에는 권장 기준치의 10배가 넘는 납 수치가 검출되기도 했다.

아달린 버크(Adaline Buerck) USF 토목 및 환경 공학 박사 졸업생이자 이 연구에 주요 저자는 "가족과 아이들이 이 물을 마시고 요리하는 데 사용하고 있다”며 "저소득 및 중간 소득 국가에서는 어린이 납 노출을 높일 수 있는 부적절한 영양섭취 등 다른 동반질환은 물론 납의 유해성에 대한 규제와 이해가 부족하다"고 지적했다.

이 펌프는 마다가스카르 해안 지역의 4분의 3 이상의 주요 수원에 약 9천 개가 설치돼 있는 것으로 추정된다. 이는 이 지역에 거주하는 28만 명에 주민에게 수돗물을 저렴하게 제공할 수 없기 때문이다.

500개의 펌프 중 납 부품을 교체하기 위한 소액의 보조금을 받은 후 미헬치 교수와 버크 연구원은 나머지 펌프를 모두 교체하는 것이 어려울 것임을 깨달았다. 그들은 USF 공중 보건 및 소셜 마케팅 부교수인 마흐무다 칼리크 파샤(Mahmooda Khaliq Pasha)와 협력키로 결정했다.

칼리크 파샤 교수는 소셜 마케팅(상업 마케팅의 전략을 사용해 건강을 개선하기 위해 행동 변화에 초점을 맞추는 프로세스)을 사용해 펌프 제조 및 수리 담당자를 직접 교육하는 더 빠르고 비용 효율적인 계획을 세웠다.

기술자들은 USF 이니셔티브인 Paompy Tany Tsisy Firaka(납이 없는 펌프)와 마다가스카르 토아마시나에서 보건부와 물부의 현지 파트너들로부터 교육을 받았다. [사진제공(Photo Source) = USF]

 

칼리크 파샤 교수는 "모든 펌프를 교체할 수는 없다는 것을 알고 있었기 때문에 기술자에게 납의 위험성과 납이 없는 펌프를 만들면 왜 개선된 제품을 얻을 수 있는지에 대해 교육했다"며 "이제 새로운 펌프를 제조하거나 기존 펌프를 수리할 때 이러한 새로운 전략을 사용할 것이며, 이를 통해 더 많은 사람들에게 영향을 미치고 있다"고 말했다.

칼리크 파샤 교수와 버크 연구원은 현지 직원과 협력해 기술자의 역량과 기술을 개발하는 동시에 납 펌프 부품을 제거하고 교체하는 방법을 이해할 수 있도록 펌프 작업을 감독하고 권장했다. 또한 이 개입으로 현지 보건 전문가와 협력해 납 펌프 부품 교체 전후에 펌프에서 물을 마신 어린이의 혈중 납 수치를 측정했다.

테스트를 받은 55명의 어린이 중 87%는 펌프에서 납 성분을 제거한 후 혈중 납 수치가 크게 감소하는 것을 발견했다. 예를 들어, 한 어린이는 초기에 혈액 1리터당 11.3마이크로그램의 납 수준이 검출됐다. 개입 후 납 수준은 리터당 4.7마이크로그램으로 떨어졌다. 연구진은 이러한 발견이 저소득 및 중간 소득 국가에서 중요한 노출 경로로서 식수 및 조리용 물에서 납을 더 많이 고려할 필요가 있음을 시사한다고 밝혔다.

USF는 펌프 교체 전후에 6세 미만의 어린이들로부터 혈중 납 수치를 수집하도록 지역 의료 제공자들을 훈련시켰다. [사진제공(Photo Source) = USF]

한편, 국립 과학 재단에서 보조금을 지원받아 USF 학생들은 칼리크 파샤 교수, 미헬치 교수 및 제프 커닝햄(Jeff Cunningham) 교수와 협력해 마다가스카르를 계속 방문하고 있다. 그들은 질병을 일으키는 병원균을 제거해 물을 더욱 정화하기 위해 동료들과 협력하기로 했다. 칼리크 파샤 교수, 미헬치 교수는 기술자와 계속 협력하고 더 많은 사람들에게 영향을 미칠 수 있도록 작업을 확장하기 위해 추가 자금을 확보하기를 희망하고 있다.

[원문보기]

USF researchers help reduce lead levels in Madagascar drinking water

 

A team of engineers and public health experts from the University of South Florida is helping Toamasina, Madagascar, residents reduce their exposure to lead – a major global environmental pollutant that causes more than 1 million premature deaths each year. By combining efforts to replace water pumps and educate city technicians, USF researchers helped decrease the blood lead levels of 87 percent of the children tested during their study.

“They were taking old car batteries and melting them down to make check valves in the pumps,” said James Mihelcic, professor and director of USF’s International Development Engineering Program. 

Mihelcic made the discovery when visiting the East African country with students to study Toamasina’s water and sanitation. “We brought back water samples to USF to test them and we learned the locally manufactured pumps had really high levels of lead.”

The lead concentrations of the water from the pumps exceeded the World Health Organization’s recommended limit of lead in drinking water – 10 micrograms per liter. In some cases, the water contained more than 10 times the recommended limit. 

“The families and children are drinking this water and using it to cook their meals,” said principal author Adaline Buerck, a USF civil and environmental engineering doctoral alumna. “In low- and middle-income countries, there is a lack of regulations and understandings of the harmful effects of lead, as well as other comorbidities, such as improper nutrition, that can increase childhood lead absorption.”

The pumps are the primary source of water for more than three-quarters of the coastal area of Madagascar, where there are about 9,000 pumps because tap water is not always affordable or available for the city’s 280,000 people. After receiving a small grant to replace lead components in 500 of the pumps, Mihelcic and Buerck knew it would be a challenge to remediate all of the remaining pumps. They decided to collaborate with Mahmooda Khaliq Pasha, USF associate professor of public health and social marketing.

Khaliq Pasha used social marketing – a process that focuses on changing behavior to improve health using strategies from the commercial marketing world – to create a faster, more cost-effective plan to directly educate the people responsible for the manufacturing and repairing of the pumps. 

“We knew we couldn’t replace all of the pumps, so we provided training to the technicians about the dangers of lead and why they could have an improved product if they make a lead-free pump,” Khaliq Pasha said. “Now, when they manufacture a new pump or repair existing ones, they will use these new strategies, and with that, we're impacting the larger population rather than just the small sample that we work with.”

Khaliq Pasha and Buerck worked with local staff to build the capacity and skill set of technicians, while overseeing and facilitating work on the pumps to ensure they understood how to remove and replace the leaded pump components.  Additionally, to understand the impact of this intervention, they worked with local health practitioners to measure blood lead levels of small children who drank water from the pumps before and after the leaded pump components were replaced.

Of the 55 children tested, 87 percent experienced a significant decrease in blood lead levels once leaded components were removed from the pumps. For example, one child had an initial 11.3 micrograms of lead per liter of blood. Following the intervention, that level dropped to 4.7 micrograms per liter. The team believes these findings point to a need for greater consideration of lead in drinking and cooking water as an important exposure route in low- and middle-income countries.

“This study really puts into perspective the social aspects of public health,” Buerck said. “For me, it really linked engineering to the real world and the impact you can have.”

Through a National Science Foundation grant, USF students are working with Khaliq Pasha, Mihelcic and USF Associate Professor Jeff Cunningham to continue visiting Madagascar. They will work with families to further purify their water by removing disease-causing pathogens. Khaliq Pasha and Mihelcic hope to secure additional funding to continue working with the technicians and scale the work to impact the larger population.

[출처 = University of South Florida(https://www.usf.edu/news/2023/usf-researchers-help-reduce-lead-levels-in-madagascar-drinking-water.aspx) / 2023년 11월 16일]