Published June 9, 2023 | Version v1
Publication Open

Health risk assessment of lake water contaminated with microcystins for fruit crop irrigation and farm animal drinking

Creators

  • 1. Cadi Ayyad University
  • 2. Université Mohammed VI Polytechnique

Description

The health risks linked to the consumption of microcystin-accumulating crops have been increasing worldwide in toxic cyanobloom-occurring regions. The bioaccumulation of microcystins (MCs) in agricultural produce at environmentally realistic concentrations is poorly investigated. In this field study, we assessed the health risks of MCs in raw water used for irrigating fruit crops (bioaccumulation) and watering farm animals in the Lalla Takerkoust agricultural region (Marrakesh, Morocco). Thus, MCs were extracted from water and fruit samples and quantified by enzyme-linked immunosorbent assay in order to calculate the health risk indicators. MCs posed a high health-risk level to poultry and horses, with estimated daily intakes (EDI) being 14- and 19-fold higher than the recommended limits (3.1 and 2.3 μg MC-LR L-1), respectively. Furthermore, pomegranate posed the same level of risk, with EDI being 22- and 53-fold higher than the limit dose (0.04 μg MC-LR kg-1) for adults and children, respectively. There was an urgent need for guidelines regarding water use and management in MC-polluted areas, besides the setup of nature-based tools for toxin removal from raw water used in farming practices. Moreover, MCs could contaminate the human food chain, which implies further investigations of their potential accumulation in livestock- and poultry-based food.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تتزايد المخاطر الصحية المرتبطة باستهلاك المحاصيل المتراكمة للميكروسيستين في جميع أنحاء العالم في المناطق التي تحدث فيها السيانوبلوم السام. لم يتم التحقيق بشكل جيد في التراكم البيولوجي للميكروسيستين (MCs) في المنتجات الزراعية بتركيزات واقعية بيئيًا. في هذه الدراسة الميدانية، قمنا بتقييم المخاطر الصحية لـ MCs في المياه الخام المستخدمة لري محاصيل الفاكهة (التراكم البيولوجي) وسقي حيوانات المزرعة في منطقة للا تاكركوست الزراعية (مراكش، المغرب). وبالتالي، تم استخراج MCs من عينات الماء والفاكهة وقياسها كمياً بواسطة اختبار الامتصاص المناعي المرتبط بالإنزيم من أجل حساب مؤشرات المخاطر الصحية. شكلت MCs مستوى عالٍ من المخاطر الصحية على الدواجن والخيول، حيث كانت المآخذ اليومية المقدرة (EDI) أعلى بـ 14 و 19 ضعفًا من الحدود الموصى بها (3.1 و 2.3 ميكروغرام MC - LR L -1)، على التوالي. علاوة على ذلك، شكل الرمان نفس المستوى من المخاطر، حيث كان EDI أعلى بمقدار 22 و 53 ضعفًا من الجرعة الحدية (0.04 ميكروغرام MC - LR كجم-1) للبالغين والأطفال، على التوالي. كانت هناك حاجة ملحة إلى مبادئ توجيهية بشأن استخدام المياه وإدارتها في المناطق الملوثة بمياه البحر الأبيض المتوسط، إلى جانب إعداد أدوات قائمة على الطبيعة لإزالة السموم من المياه الخام المستخدمة في الممارسات الزراعية. علاوة على ذلك، يمكن أن تلوث MCs السلسلة الغذائية البشرية، مما يعني إجراء مزيد من التحقيقات حول تراكمها المحتمل في الأغذية التي تعتمد على الماشية والدواجن.

Translated Description (French)

Les risques pour la santé liés à la consommation de cultures accumulant la microcystine ont augmenté dans le monde entier dans les régions où le cyanobloc est toxique. La bioaccumulation de microcystines (MC) dans les produits agricoles à des concentrations réalistes sur le plan environnemental est mal étudiée. Dans cette étude de terrain, nous avons évalué les risques sanitaires des MC dans l'eau brute utilisée pour l'irrigation des cultures fruitières (bioaccumulation) et l'abreuvement des animaux de ferme dans la région agricole de Lalla Takerkoust (Marrakech, Maroc). Ainsi, les MC ont été extraits d'échantillons d'eau et de fruits et quantifiés par dosage immuno-enzymatique afin de calculer les indicateurs de risque pour la santé. Les MC présentaient un niveau de risque élevé pour la santé des volailles et des chevaux, avec des doses journalières estimées (EDI) 14 fois et 19 fois plus élevées que les limites recommandées (3,1 et 2,3 μg MC-LR L-1), respectivement. De plus, la grenade présentait le même niveau de risque, l'EDI étant 22 et 53 fois plus élevé que la dose limite (0,04 μg MC-LR kg-1) chez les adultes et les enfants, respectivement. Il y avait un besoin urgent de lignes directrices concernant l'utilisation et la gestion de l'eau dans les zones polluées par les MC, en plus de la mise en place d'outils basés sur la nature pour l'élimination des toxines de l'eau brute utilisée dans les pratiques agricoles. De plus, les MC pourraient contaminer la chaîne alimentaire humaine, ce qui implique des recherches plus approfondies sur leur accumulation potentielle dans les aliments à base de bétail et de volaille.

Translated Description (Spanish)

Los riesgos para la salud relacionados con el consumo de cultivos que acumulan microcistina han ido en aumento en todo el mundo en las regiones tóxicas de cianocultivos. La bioacumulación de microcistinas (MC) en productos agrícolas a concentraciones ambientalmente realistas está poco investigada. En este estudio de campo, evaluamos los riesgos para la salud de los MC en el agua cruda utilizada para el riego de cultivos frutales (bioacumulación) y el riego de animales de granja en la región agrícola de Lalla Takerkoust (Marrakech, Marruecos). Por lo tanto, los MC se extrajeron de muestras de agua y fruta y se cuantificaron mediante un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas para calcular los indicadores de riesgo para la salud. Los MC plantearon un alto nivel de riesgo para la salud de las aves de corral y los caballos, con una ingesta diaria estimada (EDI) 14 y 19 veces superior a los límites recomendados (3,1 y 2,3 μg MC-LR L-1), respectivamente. Además, la granada presentaba el mismo nivel de riesgo, con un EDI 22 y 53 veces mayor que la dosis límite (0,04 μg MC-LR kg-1) para adultos y niños, respectivamente. Había una necesidad urgente de directrices sobre el uso y la gestión del agua en áreas contaminadas con MC, además de la configuración de herramientas basadas en la naturaleza para la eliminación de toxinas del agua cruda utilizada en las prácticas agrícolas. Además, los MC podrían contaminar la cadena alimentaria humana, lo que implica más investigaciones sobre su posible acumulación en alimentos a base de ganado y aves de corral.

Files

s11356-023-27914-1.pdf.pdf

Files (1.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:dba5ad2bbcfe38387d70e78965187e15
1.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم المخاطر الصحية لمياه البحيرة الملوثة بالميكروسيستين لري محاصيل الفاكهة وشرب حيوانات المزرعة
Translated title (French)
Évaluation des risques pour la santé de l'eau de lac contaminée par des microcystines pour l'irrigation des cultures fruitières et la consommation d'animaux d'élevage
Translated title (Spanish)
Evaluación de riesgos para la salud del agua del lago contaminada con microcistinas para el riego de cultivos frutales y el consumo de animales de granja

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4379967011
DOI
10.1007/s11356-023-27914-1

Is supplement to
https://openalex.org/W4281259474 (Other)
https://openalex.org/W3022561126 (Other)
https://openalex.org/W2945107883 (Other)
https://openalex.org/W2903466399 (Other)
https://openalex.org/W2379547919 (Other)
https://openalex.org/W2108401636 (Other)
https://openalex.org/W2092579028 (Other)
https://openalex.org/W2049684018 (Other)
https://openalex.org/W1789363472 (Other)
https://openalex.org/W1575934801 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Morocco

References

  • https://openalex.org/W1932315584
  • https://openalex.org/W1965644117
  • https://openalex.org/W1978671354
  • https://openalex.org/W1998487246
  • https://openalex.org/W1998921988
  • https://openalex.org/W1999506694
  • https://openalex.org/W2007901472
  • https://openalex.org/W2009164922
  • https://openalex.org/W2009778740
  • https://openalex.org/W2010939001
  • https://openalex.org/W2032034304
  • https://openalex.org/W2043868696
  • https://openalex.org/W2070573088
  • https://openalex.org/W2075078973
  • https://openalex.org/W2076917125
  • https://openalex.org/W2101108516
  • https://openalex.org/W2105971991
  • https://openalex.org/W2106472024
  • https://openalex.org/W2107878355
  • https://openalex.org/W2199623641
  • https://openalex.org/W2259586489
  • https://openalex.org/W2282204568
  • https://openalex.org/W2347420599
  • https://openalex.org/W2464323048
  • https://openalex.org/W2534292062
  • https://openalex.org/W2586907187
  • https://openalex.org/W2759791704
  • https://openalex.org/W2780617877
  • https://openalex.org/W2801882746
  • https://openalex.org/W2802039054
  • https://openalex.org/W2845256475
  • https://openalex.org/W2883225378
  • https://openalex.org/W2886155458
  • https://openalex.org/W2905471501
  • https://openalex.org/W2921308573
  • https://openalex.org/W2955368262
  • https://openalex.org/W2968108487
  • https://openalex.org/W2972772948
  • https://openalex.org/W3033200305
  • https://openalex.org/W3049404634
  • https://openalex.org/W3087197656
  • https://openalex.org/W3089375343
  • https://openalex.org/W3090720156
  • https://openalex.org/W3097915336
  • https://openalex.org/W3123967996
  • https://openalex.org/W3124354971
  • https://openalex.org/W3127650890
  • https://openalex.org/W3132250580
  • https://openalex.org/W3140841346
  • https://openalex.org/W3193456953
  • https://openalex.org/W3196047674
  • https://openalex.org/W3204186529
  • https://openalex.org/W3213151649
  • https://openalex.org/W4253136963
  • https://openalex.org/W4282913273
  • https://openalex.org/W4283724075
  • https://openalex.org/W4296180321
  • https://openalex.org/W4306687348