포인트의 정확성과 유용성

npj Clean Water 6권, 기사번호: 5(2023) 이 기사 인용

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지질 불소는 수천만 명의 물을 오염시킵니다. 그러나 부분적으로는 검출 방법의 부족으로 인해 많은 사람들이 불소 함량을 인식하지 못하고 있습니다. 바이오센서 테스트는 이러한 많은 단점을 해결하는 상대적으로 새로운 수질 테스트 접근 방식이지만 "실제" 환경에서 비전문가가 테스트한 적이 없습니다. 따라서 우리는 케냐 나쿠루 카운티에서 실시한 설문조사와 현장 테스트를 통해 사용 시점 불소 바이오센서의 정확성과 유용성을 평가하려고 했습니다. 바이오센서 테스트에서는 테스트한 57개 샘플 중 89.5%에서 고불소(≥1.5ppm)를 정확하게 분류했습니다. 유용성도 높았습니다. 모든 참가자는 테스트를 사용할 수 있었고 하나의 샘플을 제외한 모든 항목을 올바르게 해석했습니다. 이러한 데이터는 바이오센서 테스트가 비전문가가 소비하는 물에 대한 결정을 내리는 데 도움이 되는 정확하고 의미 있는 수질 데이터를 제공할 수 있음을 시사합니다. 이러한 기술의 추가 확장은 지속 가능한 개발 목표 6을 향한 글로벌 진행 상황을 추적하는 새로운 접근 방식을 제공할 수 있습니다.

수질 오염과 그에 따른 건강 및 경제적 부담은 전 세계적으로 긴급한 건강 문제입니다1. 지속 가능한 개발 목표(SDG) 6은 "모두를 위한 물과 위생의 가용성 및 지속 가능한 관리"를 향한 진행 상황을 추적합니다. SDG 목표 6.1을 향한 진전, "안전하고 저렴한 식수에 대한 보편적이고 공평한 접근"을 가진 인간의 비율은 주로 국가 통계청이 유엔아동긴급기금(UNICEF)과 UNICEF에 보고한 식수 인프라 접근에 대한 데이터를 사용하여 추적됩니다. 세계보건기구(WHO) 공동 모니터링 프로그램(JMP)2.

JMP 데이터를 기반으로 한 현재 추정치는 전 세계 20억 명의 사람들이 안전하게 관리되는 식수 서비스에 대한 접근성이 부족하다는 것을 보여줍니다2. 따라서 2030년까지 목표 6.1을 달성할 수 없습니다3. 수질에 대한 현재 데이터가 제한되어 있기 때문에 이 추정치조차 지나치게 낙관적일 수 있습니다4 . 특히, UN 회원국 중 절반 미만이 거버넌스를 추진할 만큼 강력한 수질 데이터를 생성할 수 있는 자원을 보유하고 있습니다3. 따라서 WHO가 우선순위로 식별한 수질 오염물질5, 특히 대장균, 비소, 아질산염 및 불화물6의 존재를 추적하기 위해 보다 광범위하게 사용 가능한 데이터 수집 기술이 필요하다는 사실이 인정되었습니다.

전 세계적으로 수천만 명의 사람들이 사용하는 수자원에서는 위험한 수준의 불소가 발견됩니다7,8. WHO6에서 설정한 기준치인 1.5ppm(또는 1.5mg/L) 이상의 불소 농도에 대한 노출은 일반적으로 자연적으로 발생하는 불소화 염이 지하 대수층으로 침출될 때 발생합니다. 지하수 내 불소 농도 증가는 전 세계적으로 발생하며 특히 북부 및 동부 아프리카, 중동, 북미 및 남미 일부 지역에서 문제가 되고 있습니다9,10. 1ppm 미만의 불소 노출에는 충치 예방11, 골다공증 증상 치료12 등 건강상의 이점이 있지만, 높은 수준의 불소에 만성적으로 노출되면 치아 및 골격 불소증13과 같은 여러 가지 부작용이 나타납니다. 불소증은 치아와 뼈 내부의 칼슘과 결합하여 치아와 뼈를 약화시키고, 평생 건강에 해로운 합병증을 유발할 수 있습니다14,15.

유해한 지질 불소에 대한 노출을 완화하는 데 가장 큰 장애물 중 하나는 그 존재를 식별하는 것이 어렵다는 것입니다. 물 속의 불소는 2.4ppm 미만에서는 무색, 무취이며 맛으로 감지할 수 없습니다. 다행스럽게도 이온 크로마토그래피 또는 이온 감지 전극7과 같은 기술을 사용하여 실험실 환경에서 불소 수준을 정확하게 정량화하는 것은 간단합니다. 또한 나노몰 수준의 분석물질17,18,19을 검출할 수 있는 최첨단 형광 프로브는 실험실 기반 시료 분석을 위한 훨씬 간단한 방법을 제공할 수 있습니다. 그러나 이러한 기술은 모두 운영을 위해 상당한 인프라와 전문 지식이 필요하므로 이를 사용하려면 중앙 집중식 접근 방식이 필요합니다. 중앙 집중식 접근 방식에서는 샘플을 현장에서 수집하여 실험실로 배송해야 하므로 잠재적으로 영향을 받을 수 있는 지역에서 결과를 테스트하고 전달하는 데 추가 비용과 물류 제약이 발생합니다.