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Improper medical waste management in Ghana: environmental sustainability and public health

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Abstract(s)

Handling, managing, and disposal of waste, especially biomedical waste (BMW), in healthcare facilities (HF), present significant challenges to Governments in sub-Saharan Africa. BMW is mixed with domestic waste and disposed into landfills in most developing countries. However, in recent times, efforts have been made to handle adequately and manage BMW for proper disposal due to its hazardous nature and the impact it poses to the environment and public health to move towards the achievement of some United Nations (UN) Agenda 2030, Sustainable Development Goals (SDGs). In Ghana, the government, non-governmental agencies, and individual entrepreneurs provide the infrastructure of HF, such as the buildings and medical equipment, while neglecting the proper handling of BMW, thereby affecting SDGs 3, 6, 13 to 15. Therefore, to address and analyse improper management practices of BMW, from generation to disposal, and its impact on the environment and human health in Ghana, Africa, a research study was conducted in six selected HF in Greater Accra and Eastern Regions of Ghana from March 2021 to April 2022. This thesis, resulting from that assessment, aims to evaluate the nature of BMW from the point of generation through transportation and disposal, determining the knowledge and practices of healthcare practitioners and BMW handlers towards handling and managing BMW and the associated potential effects on the environment and public health. In addition, it will appraise the content of bottom ash (BA) from the incinerator for the presence of oxides and heavy metals. A mixed methodological approach, integrating a qualitative and quantitative study, comprising descriptive and systematic review research design, was used to accomplish the objectives of the chapters in this doctoral thesis through questionnaires, observation, interviews, and laboratory work. The participants for this thesis were selected using a convenience sampling technique to assess the understanding and practice of BMW management in Ghana. The data collected in this thesis were analysed using IBM Statistical Package for the Social Science (SPSS) version 27, and the chemical compositions of the BA were also analysed using X-ray fluorescence spectrometry (XRF) and atomic absorption spectroscopy (AAS). The results of work done in this thesis reveal a significant shortcoming in handling and managing BMW in Ghana, in relation to segregation, collection, transportation, and treatment/disposal methods in most HF. 11.41 tonnes of BMW are generated, with 49.1% being infectious and an average infectious BMW rate between 0.23 to 2.34 kg/bed/day. Thus, BMW generators, collectors and handlers do ineffective segregation, do not disinfect BMW containers, have inadequate means of transportation for BMW, and lack proper personal protective equipment (PPE). Eighty-seven percent (87%) of studied HF needs more procedural knowledge of handling liquid BMW, and 82.2% lack knowledge of handling expired blood. Also, 95% of patients from the studied HF have unused out-of-date medicine at home and disposed of in waste bins. In addition, 33% of the studied HF has no medical technology to process the waste, while 33% use an incinerator to handle BMW. Nonetheless, both BMW and incinerated BA from BMW are disposed of in open spaces or landfills. The BA has a high concentration of heavy metal ions such as Fe, Zn, Ti, Pb, Cr, and other oxides that affect the environmental and human health and could negatively impact the achievement of UN SDGs 3, 6, 13 to 15 by 2030. Therefore, tools and logistics must be provided by the Ministry of Health, Ghana, and Ghana Health Service for proper handling of BMW for environmental sustainability in Ghana and SSA in general. Furthermore, BMW circularity needs to be implemented to transform generated waste for other innovative purposes like using plastics from HF for artifacts and pavement blocks for roads and houses, and BA for binding materials in construction. At the same time, regular training will ensure requisite skills and knowledge for improving practice in handling BMW and reducing the risks associated with environmental pollution, which threatens public health. This thesis will also guide HF in Ghana and other SSA countries in proper management of BMW and BA, which will contribute to preserve environmental and human health regarding the achievement of the UN 2030 SDGs. In the context of this thesis, the attainment of these SDGs specifically includes good healthy living (SDG 3), clean water and hygienic conditions.
O manuseamento, gestão e eliminação de resíduos, especialmente resíduos biomédicos (RBM), nas instalações de saúde (IS), apresentam-se como desafios significativos para os governos da África Subsaariana. Os RBM são misturados com resíduos domésticos e depositados em aterros em grande parte dos países em desenvolvimento. Contudo, recentemente, têm sido feitos esforços para tratar adequadamente e gerir os RBM para uma deposição adequada devido à sua natureza perigosa e ao impacto que representam para o ambiente e a saúde pública, a fim de progredir no alcance de alguns dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Agenda 2030 das Nações Unidas (ONU). No Gana, governos, agências não governamentais e empresários individuais fornecem as infraestruturas de IS, tais como os edifícios e o equipamento médico, negligenciando ao mesmo tempo o manuseamento adequado da RBM, comprometendo, assim, os ODSs 3, 6, 13 a 15. Portanto, para abordar e analisar as práticas de gestão inadequadas dos RBM, desde a sua geração até à sua deposição, bem como o seu impacto no ambiente e na saúde humana, no Gana, África, foi realizado um estudo de investigação em seis IS selecionadas na Grande Acra e nas regiões orientais do Gana, entre março de 2021 a abril de 2022. Esta tese, resultante dessa avaliação, visa avaliar a natureza dos RBM desde a sua geração até ao transporte e tratamento, determinando os conhecimentos e as práticas dos profissionais de saúde e dos atores associados aos RBM em relação ao seus manuseamento e gestão e o efeito potencial associado sobre o ambiente e a saúde pública. Além disso, avaliará ainda o conteúdo de cinzas de fundo (CF) do incinerador quanto à presença de óxidos e metais pesados. Foi utilizada uma abordagem metodológica mista, constituída por um estudo qualitativo e quantitativo, compreendendo uma conceção de investigação descritiva e de revisão sistemática para alcançar os objetivos desta tese de doutoramento através de questionários, observação, entrevistas e trabalho laboratorial. Os participantes para esta tese foram selecionados utilizando uma técnica de amostragem amostra de conveniência para avaliar a compreensão e a prática da gestão dos RBM no Gana. Os dados recolhidos foram analisados utilizando o pacote estatístico IBM para as Ciências Sociais (SPSS) versão 27, e as composições químicas das CF foram também analisadas utilizando espectrometria de fluorescência de raios X (XRF) e espectroscopia de absorção atómica (EAA). Os resultados desta tese revelaram uma falha significativa no manuseamento e gestão dos RBM no Gana, em relação à separação, recolha, transporte, e métodos de tratamento na maioria das IS. Os resultados indicaram que são geradas 11,41 toneladas de RBM, sendo 49,1% desta consideradas infeciosas e uma taxa média infeciosa de RBM que varia entre 0,23 a 2,34 kg/cama/dia. Assim, aqueles que produzem, recolhem e manipulam os RBM fazem uma separação ineficaz, não desinfetam os contentores dos RBM, têm meios de transporte inadequados para os mesmos e carecem de equipamento de proteção pessoal (EPP) adequado. 87% das IS estudadas necessitam de mais conhecimentos processuais de manuseamento de RBM líquidos e 82,2% carecem de conhecimentos de manuseamento de sangue expirado. Além disso, 95% dos pacientes das IS estudadas têm medicamentos desatualizados não utilizados em casa que são depositados em contentores de lixo. 33% das IS estudados também não possuem tecnologia médica para processar os resíduos, enquanto 33% utilizam um incinerador para manusear os RBM. No entanto, tanto os RBM como o CF incineradas dos mesmos são depositados em espaços abertos ou aterros sanitários. As CF têm uma alta concentração de iões de metais pesados como Fe, Zn, Ti, Pb, Cr, e outros óxidos que afetam o ambiente e a saúde humana e podem ter um impacto negativo nos ODSs 3, 6, 13 a 15 até 2030. Por conseguinte, as ferramentas e a logística devem ser fornecidas pelo Ministério da Saúde, Gana e o Serviço de Saúde do Gana para um manuseamento adequado dos RBM e para a sustentabilidade ambiental no Gana e na África Subsariana em geral. Além disso, a circularidade dos RBM deve ser praticada para transformar os resíduos que são gerados para outros fins inovadores como a utilização de plásticos de IS para artefactos e blocos de pavimento para estradas e casas, bem como as CF para materiais ligados à construção. Ao mesmo tempo, a formação regular assegurará as competências e conhecimentos necessários para melhorar a prática no manuseamento dos RBM e reduzir os riscos associados à poluição ambiental, que ameaça a saúde pública. Esta tese orientará também as IS no Gana e noutros países da África Subsariana na gestão adequada dos RBM e das CF, o que contribuirá para preservar o ambiente e a saúde humana no que diz respeito à realização dos ODS da Agenda 2030. A realização destes ODS inclui uma boa vida saudável (ODS 3), água limpa e condições de higiene (ODS 6), redução das más condições climáticas (ODS 13), e diminuição da poluição para uma vida melhor na água (ODS 14) e na terra (ODS 15), o que poderá contribuir para a proteção do meio ambiente no Gana. Além disso, as principais conclusões desta tese, traduzidas num volume significativo de publicações em revistas e capítulos indexados na SCOPUS/WoS desde 2021 a 2023, já estão a difundir conhecimentos baseados em evidência e espera-se que ajudem os decisores políticos em várias IS e outras partes interessadas, tais como o Ministério da Saúde e o Serviço de Saúde do Gana para a tomada de decisões na gestão dos RBM tanto no Gana como na África Subsariana, com ênfase no significado do trabalho de investigação realizado.
La manipulation, la gestion et l'élimination des déchets, en particulier des déchets biomédicaux (DBM), dans les établissements de santé (ES) sont des défis importants pour les gouvernements en Afrique subsaharienne. Les DBM sont mélangés aux déchets domestiques et éliminés dans des décharges dans la plupart des pays en développement. Cependant, ces derniers temps, des efforts ont été faits pour une manipulation et une gestion adéquates des DBM en vue d'une disposition appropriée en raison de leur caractère dangereux et de l'impact qu'ils ont sur l'environnement et la santé publique, afin de progresser vers la réalisation de certains objectifs de développement durable (ODD) de l'Agenda 2030 des Nations Unies (NU). Au Ghana, les gouvernements, les agences non gouvernementales et les entrepreneurs individuels fournissent les infrastructures des ES, telles que les bâtiments et les équipements médicaux, tout en négligeant la gestion adéquate des DBM, affectant ainsi les ODD 3, 6, 13 à 15. Par conséquent, pour aborder et analyser les pratiques de gestion inappropriées des DBM, de génération à disposition, et son impact sur l'environnement et la santé humaine, au Ghana, en Afrique, une étude de recherche a été menée dans six ES sélectionnés des régions du Grand Accra et de l'Est du Ghana, de mars 2021 à avril 2022. Cette thèse, résultant de cette évaluation, vise à évaluer la nature des DBM depuis le point de leur génération jusqu'au transport et au traitement, en déterminant les connaissances et les pratiques des praticiens de la santé et des gestionnaires de DBM en matière de manipulation et de gestion des DBM et de leur impact potentiel sur l'environnement et la santé publique. En outre, elle évalue la teneur en cendres de fond (CD) de l'incinérateur pour la présence d'oxydes et de métaux lourds. Une approche méthodologique mixte, composée d'études qualitatives et quantitatives comprenant des recherches descriptives et systématiques, a été utilisée pour atteindre les objectifs des chapitres de cette thèse de doctorat à travers des questionnaires, des observations, des entretiens et des travaux de laboratoire. Les participants pour cette thèse ont été sélectionnés en utilisant une technique d'échantillonnage commodité pour évaluer la compréhension et la pratique de la gestion des déchets biomédicaux au Ghana. Les données collectées pour cette thèse ont été analysées à l'aide du logiciel IBM Statistical Package for the Social Science (SPSS) version 27, et les compositions chimiques des CD ont également été analysées à l'aide de la spectrométrie de fluorescence des rayons X (XRF) et de la spectrométrie d'absorption atomique (AAS). Les résultats de cette thèse ont révélé une lacune significative dans la gestion des DBM au Ghana, en ce qui concerne la ségrégation, la collecte, le transport et les méthodes de traitement dans la plupart des ES. Les résultats ont indiqué que 11,41 tonnes de BMW sont générées, dont 49,1% sont infectieuses, avec un taux moyen d'infectiosité compris entre 0,23 et 2,34 kg/lit/jour. Ainsi, les générateurs, collecteurs et manipulateurs de DBM effectuent une ségrégation inefficace, ne désinfectent pas les conteneurs de DBM, disposent de moyens de transport inadéquats pour la DBM et ne disposent pas d'un équipement de protection individuelle adéquat. 87% des ES étudiées ont besoin d'une connaissance procédurale plus poussée pour manipuler les DBM liquides, et 82,2% ne connaissent pas la manipulation du sang expiré. De plus, 95% des patients des ES étudiées ont des médicaments non utilisés et périmés à la maison, qu'ils jettent dans les poubelles. De plus, 33% des ES étudiées ne disposent pas de technologie médicale pour traiter les déchets, tandis que 33% utilisent un incinérateur pour manipuler les DBM. Néanmoins, à la fois les DBM et les CD incinérées sont jetées dans des espaces ouverts ou des décharges. Les CD contiennent une forte concentration d’ions de métaux lourds tels que Fe, Zn, Ti, Pb, Cr et d’autre oxydes qui affectent la santé environnementale et humaine et pourraient avoir un impact négatif sur la réalisation des ODD de l’ONU 3, 6,13 à 15 d’ici 2030. Par conséquent, le Ministère de la Santé du Ghana et le Service de Santé du Ghana doivent fournir des outils et des moyens logistiques pour assurer une gestion appropriée des BMW en vue de garantir la durabilité environnementale au Ghana et en Afrique subsaharienne en général. De plus, la circularité DBM doit être pratiquée pour transformer les déchets générés à d'autres fins innovantes comme l'utilisation de plastiques de ES pour les artefacts et les pavés pour les routes et les maisons, et CD pour les matériaux de liaison dans la construction. En outre, une formation régulière permettra d'acquérir les compétences et les connaissances nécessaires pour améliorer la gestion des DBM et réduire les risques associés à la pollution environnementale, ce qui menace la santé publique. Cette thèse guidera également les établissements de santé au Ghana et dans d'autres pays d'Afrique subsaharienne dans la gestion adéquate des DBM et des CD, contribuant ainsi à préserver la santé environnementale et humaine dans le cadre de la réalisation des ODD des Nations unies à l'horizon 2030. La réalisation de ces ODD comprend une vie saine et de qualité (ODD 3), de l'eau propre et des conditions d'hygiène (ODD 6), la réduction des mauvaises conditions climatiques (ODD 13), la diminution de la pollution pour une vie meilleure dans l'eau (ODD 14) et sur la terre (ODD 15), qui pourraient protéger l'environnement du Ghana. De plus, les principales conclusions de cette thèse, traduites en un volume important de publications dans des revues et des livres indexés SCOPUS/WoS depuis 2021 à 2023, diffusent déjà des connaissances fondées sur des preuves et devraient aider les décideurs dans les différents ES et les autres parties prenantes, telles que le Ministère de la Santé et les Services de Santé du Ghana, dans la prise de décisions en matière de gestion de DBM au Ghana et dans les pays de la SSA, soulignant ainsi l'importance de la recherche effectuée.

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