DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-42789-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41803324
تاريخ النشر: 2026-03-10
المؤلف: Iqra Nasim وآخرون
الموضوع الرئيسي: جودة المياه وتقييم التلوث
نظرة عامة
هدفت الدراسة إلى تقييم جودة مياه الشرب في المناطق الحضرية من حافظ آباد وبندي بهتيان باستخدام مؤشر جودة المياه (WQI) وتقييم مخاطر الصحة البشرية (HHRA). تم جمع ما مجموعه 48 عينة من المياه من مصادر مختلفة، بما في ذلك محطات الفلترة، وآبار الأنابيب، ومياه الصنابير، وآبار المياه الجوفية، وتم تحليلها للمعايير الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية. أظهرت النتائج أن درجة الحرارة، والعتامة، والموصلية الكهربائية غالبًا ما تجاوزت إرشادات منظمة الصحة العالمية (WHO)، بينما ظلت مستويات pH ضمن الحدود المقبولة. ومن الجدير بالذكر أن عينات مياه الآبار الجوفية فقط هي التي استوفت معايير الشرب الآمن وفقًا لمؤشر جودة المياه، مما يبرز تدهورًا كبيرًا في جودة المياه عبر المصادر الأخرى.
ركز تقييم مخاطر الصحة البشرية (HHRA) بشكل خاص على التعرض للزرنيخ، كاشفًا عن مخاطر مسرطنة عالية مرتبطة باستهلاك المياه—5.0 × 10⁻³ للبالغين و2.0 × 10⁻³ للأطفال—كلاهما يتجاوز المستويات المقبولة. على الرغم من عدم جمع بيانات وبائية، فإن وجود ملوثات ميكروبية وكيميائية يشير إلى خطر محتمل للإصابة بأمراض الجهاز الهضمي بين السكان. تؤكد هذه النتائج على الحاجة الملحة لتحسين جودة المياه لحماية الصحة العامة، خاصة في ضوء المستويات المقلقة من التلوث التي لوحظت في منطقة الدراسة.
مقدمة
تعتبر المياه الجوفية المصدر الرئيسي للمياه الصالحة للشرب لمختلف القطاعات، بما في ذلك الاستخدامات الصناعية والزراعية والبلدية. ومع ذلك، فإن جودتها تتدهور بسبب الأنشطة الاقتصادية والضغوط السكانية، مما يؤدي إلى قلق عالمي كبير بشأن ندرة المياه الجوفية. يُجبر مليارات الأفراد على الاعتماد على مصادر مياه ملوثة، مما يزيد من مخاطر الصحة العامة المرتبطة بمستويات الملوثات المرتفعة في مياه الشرب. إن الاستنزاف السريع لموارد المياه الجوفية مدفوع بنمو السكان، والتحضر، والتصنيع، وارتفاع مستويات المعيشة، بالإضافة إلى الإدارة غير الكافية لكمية وجودة المياه.
تنشأ تلوث مياه الشرب السطحية بشكل أساسي من التخلص المباشر من مياه الصرف الصحي، وإدارة النفايات غير السليمة، والجريان الزراعي الذي يحتوي على المبيدات والأسمدة، والتصريفات الصناعية. تقدم هذه الأنشطة مجموعة من المواد الضارة، بما في ذلك المواد الكيميائية الخطرة، والمعادن الثقيلة، والميكروبات المسببة للأمراض، إلى إمدادات المياه. يشكل التلوث الناتج تهديدًا خطيرًا لصحة الإنسان ويؤكد على الحاجة الملحة لاستراتيجيات إدارة المياه الفعالة لحماية جودة المياه الجوفية.
الطرق
توضح قسم المنهجية النهج المنهجي المستخدم في البحث. يتناول تصميم التجربة، بما في ذلك اختيار المشاركين، وتقنيات جمع البيانات، والأساليب التحليلية المستخدمة لتقييم النتائج. كما يتم ذكر أدوات إحصائية محددة وبرامج تم استخدامها لتحليل البيانات، مما يضمن إمكانية إعادة الإنتاج والشفافية في عملية البحث.
بالإضافة إلى ذلك، يسلط القسم الضوء على أي ضوابط تم تنفيذها للتخفيف من التحيزات المحتملة والمتغيرات المربكة، مما يعزز من صحة النتائج. يتم مناقشة الأسباب وراء الأساليب المختارة، مع التأكيد على ملاءمتها لمعالجة الأسئلة البحثية المطروحة. بشكل عام، يعمل هذا القسم كدليل شامل للإجراءات المتبعة، مما يسهل فهمًا واضحًا لكيفية إجراء الدراسة وموثوقية نتائجها.
النتائج
تشير النتائج إلى أن المستوطنات البشرية شائعة في مواقع الدراسة، ويرجع ذلك أساسًا إلى توفر مصادر المياه. ومع ذلك، فإن جودة المياه في هذه المناطق تتعرض للخطر بشكل كبير بسبب الأنشطة البشرية، مما يشكل مخاطر خطيرة على الصحة العامة. تسلط النتائج الضوء على الأهمية الحاسمة لتقييم كل من مصادر وجودة مياه الشرب، حيث أنها ضرورية لضمان رفاهية السكان المحليين.
المناقشة
تسلط المناقشة الضوء على القضية الحرجة لجودة المياه في النظم البيئية المائية، مؤكدة على الحاجة الملحة لمعالجة مصادر التلوث البشرية لحماية كل من الصحة البيئية ورفاهية الإنسان. ترتبط جودة المياه السيئة بمخاطر صحية متنوعة، بما في ذلك الأمراض المعوية والمشاكل الإنجابية، مما يؤثر بشكل خاص على الفئات الضعيفة مثل الأطفال وكبار السن. تدعو منظمة الصحة العالمية (WHO) إلى خطط سلامة المياه (WSPs) كنهج منهجي لإدارة جودة مياه الشرب، باستخدام أدوات مثل مؤشر جودة المياه (WQI) وتقييم مخاطر الصحة البشرية (HHRA) لتبسيط البيانات المعقدة إلى رؤى قابلة للتنفيذ.
تركز الدراسة على تقييم جودة مياه الشرب في منطقتين حضريتين في البنجاب، باكستان، باستخدام منهجية قوية تدمج تدابير ضمان الجودة والسيطرة. تتقدم هذه الدراسة على الأبحاث السابقة من خلال إجراء تحليلات حساسية على تصنيفات WQI وتقييم مخاطر الصحة المرتبطة بالزرنيخ من خلال سيناريوهات التعرض المصنفة حسب العمر. تكشف النتائج عن تباينات كبيرة في جودة المياه عبر مصادر مختلفة، مع آثار على الصحة العامة والسياسة. تؤكد الدراسة على ضرورة إجراء تقييمات شاملة لجودة المياه في المناطق النامية، حيث تظل مثل هذه التقييمات محدودة على الرغم من الضغوط المتزايدة على موارد المياه.
القيود
تقدم الدراسة تقييمًا قويًا لجودة المياه ومخاطر الصحة البشرية من خلال دمج مؤشر جودة المياه (WQI) مع تحليل مخاطر الصحة، وهو أمر ذو صلة خاصة بالمناطق الحضرية حيث تعتبر مصادر مياه الشرب حيوية. ومع ذلك، تعترف بعدة قيود قد تؤثر على إمكانية تعميم نتائجها. ومن الجدير بالذكر أن التحليل اقتصر على عشرة معايير، مستبعدًا ملوثات هامة مثل النترات، والرصاص، والملوثات الناشئة مثل الأدوية. بالإضافة إلى ذلك، لم تأخذ التصميم العرضي في الاعتبار التغيرات الموسمية، والتي قد تؤثر على تقييمات جودة المياه.
تسلط نتائج الدراسة الضوء على الحاجة إلى تدخلات مستهدفة في مناطق محددة، مثل تركيب محطات فلترة مجتمعية في حافظ آباد بسبب مستويات الزرنيخ العالية، وممارسات التعقيم المستمرة في بندي بهتيان. تشير النتائج إلى أن نهجًا أكثر شمولاً، بما في ذلك حجم عينة أكبر ونهج تشاركي قائم على المجتمع لزيادة الوعي العام والمشاركة في مراقبة جودة المياه، يمكن أن يعزز الأبحاث المستقبلية. ستساعد هذه التحسينات في تطوير خطط سلامة المياه (WSPs) المستندة إلى ملفات المخاطر المحددة للمصادر لدعم قرارات إدارة المياه الحضرية المستندة إلى الأدلة.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-42789-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41803324
Publication Date: 2026-03-10
Author(s): Iqra Nasim et al.
Primary Topic: Water Quality and Pollution Assessment
Overview
The study aimed to evaluate the quality of drinking water in urban areas of Hafizabad and Pindi Bhattian using the Water Quality Index (WQI) and Human Health Risk Assessment (HHRA). A total of 48 water samples were collected from various sources, including filter plants, tube wells, tap water, and bore wells, and analyzed for physical, chemical, and biological parameters. The findings indicated that temperature, turbidity, and electrical conductivity frequently exceeded World Health Organization (WHO) guidelines, while pH levels remained within acceptable limits. Notably, only bore well water samples met safe drinking standards according to the WQI, highlighting a significant deterioration in water quality across other sources.
The HHRA focused specifically on arsenic exposure, revealing high carcinogenic risks associated with water consumption—5.0 × 10⁻³ for adults and 2.0 × 10⁻³ for children—both exceeding acceptable levels. Although no epidemiological data were collected, the presence of microbial and chemical contaminants suggests a potential risk of gastrointestinal illnesses among residents. These findings underscore the urgent need for improvements in water quality to safeguard public health, particularly in light of the alarming levels of contamination observed in the study area.
Introduction
Groundwater serves as the primary source of potable water for various sectors, including industrial, agricultural, and municipal uses. However, its quality is deteriorating due to economic activities and demographic pressures, leading to a significant global concern regarding groundwater scarcity. Billions of individuals are forced to rely on contaminated water sources, exacerbating public health risks associated with higher pollutant levels in drinking water. The rapid depletion of groundwater resources is driven by population growth, urbanization, industrialization, and rising living standards, coupled with inadequate management of water quantity and quality.
Contamination of surface drinking water primarily arises from direct sewage disposal, improper waste management, agricultural runoff containing pesticides and fertilizers, and industrial discharges. These activities introduce a range of harmful substances, including hazardous chemicals, heavy metals, and pathogenic microorganisms, into water supplies. The resulting pollution poses a severe threat to human health and underscores the urgent need for effective water management strategies to safeguard groundwater quality.
Methods
The methodology section outlines the systematic approach employed in the research. It details the experimental design, including the selection of participants, data collection techniques, and analytical methods used to evaluate the results. Specific statistical tools and software utilized for data analysis are also mentioned, ensuring reproducibility and transparency in the research process.
Additionally, the section highlights any controls implemented to mitigate potential biases and confounding variables, thereby enhancing the validity of the findings. The rationale behind the chosen methods is discussed, emphasizing their appropriateness for addressing the research questions posed. Overall, this section serves as a comprehensive guide to the procedures followed, facilitating a clear understanding of how the study was conducted and the reliability of its outcomes.
Results
The results indicate that human settlements are prevalent in the study sites, primarily due to the availability of water sources. However, the quality of water in these areas is significantly compromised by anthropogenic activities, posing serious risks to public health. The findings highlight the critical importance of assessing both the sources and quality of drinking water, as they are vital for ensuring the well-being of the local population.
Discussion
The discussion highlights the critical issue of water quality in aquatic ecosystems, emphasizing the urgent need to address anthropogenic contamination sources to protect both environmental health and human well-being. Poor water quality is linked to various health risks, including gastrointestinal diseases and reproductive issues, particularly affecting vulnerable populations such as children and the elderly. The World Health Organization (WHO) advocates for Water Safety Plans (WSPs) as a systematic approach to manage drinking water quality, utilizing tools like the Water Quality Index (WQI) and Human Health Risk Assessment (HHRA) to simplify complex data into actionable insights.
The study focuses on assessing drinking water quality in two urban areas of Punjab, Pakistan, employing a robust methodology that integrates quality assurance and control measures. It advances previous research by conducting sensitivity analyses on WQI classifications and evaluating arsenic-related health risks through age-stratified exposure scenarios. The findings reveal significant variations in water quality across different sources, with implications for public health and policy. The study underscores the necessity for comprehensive water quality assessments in developing regions, where such evaluations remain limited despite increasing pressures on water resources.
Limitations
The study presents a robust assessment of water quality and human health risks by integrating a water quality index (WQI) with health risk analysis, particularly relevant for urban areas where drinking water sources are critical. However, it acknowledges several limitations that could affect the generalizability of its findings. Notably, the analysis was limited to ten parameters, excluding significant contaminants such as nitrates, lead, and emerging pollutants like pharmaceuticals. Additionally, the cross-sectional design did not account for seasonal variability, which could influence water quality assessments.
The study’s findings highlight the need for targeted interventions in specific areas, such as the installation of community filtration plants in Hafizabad due to high arsenic levels, and consistent disinfection practices in Pindi Bhattian. The results suggest that a more comprehensive approach, including a larger sample size and a community-based participatory approach for public awareness and involvement in water quality monitoring, could enhance future research. These improvements would facilitate the development of Source-Specific Risk Profile-based Water Safety Plans (WSPs) to support evidence-based urban water management decisions.