Oryginalna sprawozdawczość University of California:
Kalifornia, ojczyzna autostrady i stylu życia opartego na samochodach, od dawna zmaga się z zanieczyszczeniem powietrza — i jest pionierem w oczyszczaniu powietrza, na przykład w normach emisji spalin. Jednak w ostatnich latach pojawiło się nowe zagrożenie dla jakości powietrza, ponieważ lato i jesień przynoszą jedne z najgorszych pożarów w historii stanu, rozprzestrzeniając dym i mgłę na setki mil.
„Nie przewidziałem tego i nie widzę końca” – powiedział profesor Anthony Wexler, dyrektor Centrum Badań Jakości Powietrza na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis, który bada kwestie jakości powietrza od ponad 30 lat.
UC Davis ma długą historię badań nad zanieczyszczeniem powietrza i zdrowiem. Na przykład w latach 1970. profesor Thomas Cahill wraz z kolegami pokazali, jak zanieczyszczenie ołowiem rozprzestrzeniało się z autostrad na dzielnice, prowadząc ówczesny rząd. Jerry Brown wprowadza pierwsze kontrole dotyczące ołowiu jako dodatku do benzyny. Teraz naukowcy z całego kampusu przyglądają się zagrożeniu zdrowia powodowanemu przez dym z pożarów.
Dym dostaje się do twoich oczu (i płuc)
Dym składa się z maleńkich cząstek, w większości opartych na węglu, powiedział Kent Pinkerton, dyrektor Centrum Zdrowia i Środowiska UC Davis oraz profesor mianowany w Szkole Medycyny Weterynaryjnej i Szkole Medycznej.
Rozmiar tych cząstek jest krytyczny, powiedział Pinkerton. Te, które mają rozmiar 2.5 mikrometra lub mniejszy – znane jako PM2.5 – mogą dostać się głęboko do dróg oddechowych i pęcherzyków płucnych. Te cząsteczki mogą zostać uwięzione w śluzie lub zjedzone przez ochronne komórki zwane makrofagami, a szczątki są wykasływane lub połykane. Ale niektóre cząsteczki mogą przedostać się z płuc do innych układów narządów.
Dym może również zawierać związki takie jak dioksyny lub ftalany, powstałe ze spalania plastiku lub innych materiałów z płonących domów. Związki te mogą występować zarówno w postaci cząstek, jak iw niektórych przypadkach jako gazy. Profesor Qi Zhang z Departamentu Toksykologii Środowiskowej stwierdził podwyższony poziom ftalanów w powietrzu Davisa podczas pożaru obozu w 2018 roku.
„Największy efekt zdrowotny zależy od wielkości cząstek i stężenia” – powiedział Pinkerton. „Mogą być obecne przez długi czas, na duże odległości”.
Ostre objawy narażenia na dym obejmują podrażnienie oczu i gardła, kaszel i kichanie, ucisk w klatce piersiowej i świszczący oddech. Mogą również obejmować szybkie lub nieregularne bicie serca i nadmierne zmęczenie.
Objawy te zwykle mijają, gdy dym ulatnia się. Jednak coraz więcej dowodów pokazuje, że skutki mogą się utrzymywać lub prowadzić do uporczywych problemów zdrowotnych.
Naturalny eksperyment
W czerwcu 2008 r. nad obszarem Davis rozprzestrzenił się dym z pożarów. Poziomy PM2.5 w kampusie UC Davis osiągnęły nawet 80 mikrogramów na metr sześcienny, znacznie powyżej standardów federalnych.
Właśnie minął sezon narodzin makaków rezusów żyjących w zagrodach na świeżym powietrzu w Kalifornijskim Narodowym Centrum Badań nad Naczelnymi. Dzięki finansowaniu z California Air Resources Board, profesor Lisa Miller, badaczka w ośrodku i w Szkole Medycyny Weterynaryjnej, rozpoczęła długoterminowe badania nad skutkami naturalnego narażenia na dym na płuca małp, które miały od 2 do 3 lat. w tym czasie.
Przez lata Miller odkrył, że w porównaniu z małpami urodzonymi w następnym roku i nienarażonymi na palenie, zwierzęta wykazują wpływ na ich układ odpornościowy i funkcje płuc, z podobieństwem do choroby płuc u ludzi, czyli POChP.
Jesień 2018 r. przyniosła drugi naturalny eksperyment w centrum. Dym z ogniska oddalonego o 100 mil pokrył kampus Davisa, tym razem w szczycie sezonu lęgowego makaków rezus. Bryn Willson, ginekolog/położnik UC Davis Health, razem z Pinkertonem i emerytowanym profesorem Billem Lasleyem, śledzili samice makaków w wieku rozrodczym, które były naturalnie narażone na palenie we wczesnym okresie ciąży. Odkryli podwyższone ryzyko poronienia: 82 procent ciąż kończyło się pomyślnymi, żywymi porodami, w porównaniu z 86 do 93 procent w poprzednich dziewięciu latach.
CNPRC zajmuje się głównie chorobami układu oddechowego. Naukowcy z Centrum opracowali pierwszy model astmy u dorosłych i dzieci u małp rezus, wykorzystując ludzki alergen, roztocza. Dało to naukowcom możliwość testowania mechanizmów biologicznych i nowych terapii. Zespół Chorób Oddechowych, kierowany przez Millera, kontynuuje badania nad ekspozycją na dym w modelach gryzoni i innych naczelnych, w tym opracowuje obiekt do spalania w celu wytwarzania dymu do eksperymentów laboratoryjnych.
Geodezja ofiar pożaru
Po pożarach Sonoma i Napa w 2017 r. Irva Hertz-Picciotto, profesor nauk o zdrowiu publicznym i dyrektor Centrum Nauk o Zdrowiu Środowiskowym na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis, rozpoczęła badania stanu zdrowia ludzi dotkniętych pożarami. Jej koleżanka Rebecca J. Schmidt, adiunkt nauk o zdrowiu publicznym, zainicjowała badanie B-SAFE, Bio-Specimen Assessment of Fire Effects, obejmujące grupę kobiet, które w 2017 r. były narażone na dym z pożaru w czasie ciąży lub tuż przed zajściem w ciążę. i ich dzieci. W lutym 2021 r. Hertz-Picciotto zaprezentowała niektóre ze swoich prac na konferencji kongresowej.
Ponad połowa respondentów ankiety zgłosiła doświadczanie co najmniej jednego objawu (w tym kaszlu i podrażnienia oczu) w ciągu pierwszych trzech tygodni po rozpoczęciu pożaru; ponad 20 procent zgłosiło astmę lub świszczący oddech. Wielu respondentów zgłosiło utrzymujące się objawy oddechowe kilka miesięcy po pożarze, powiedział Hertz-Picciotto.
„Wciąż istnieje pogląd, że skutki złej jakości powietrza są przejściowe, ale to, co obserwujemy, wskazuje, że skutki utrzymują się przez wiele miesięcy po pożarach – a potem wracasz do sezonu pożarów” – powiedziała.
Powtarzające się narażenie na złą jakość powietrza z dymu pożarowego może obniżyć próg pojawienia się objawów, powiedział Hertz-Picciotto.
„Może to zająć mniej wyzwalacza, aby uzyskać objawy” – powiedziała.
Sezon pożarów w Kalifornii zbiega się również z pojawieniem się sezonowej grypy i innych wirusów zimowych, a także COVID-19. Może wystąpić interakcja między skutkami dymu a wirusami, które pogarszają problemy z płucami. Kilka badań sugeruje, że narażenie na dym z pożaru zwiększa ryzyko infekcji COVID-19, powiedział Hertz-Picciotto.
Dzieci i pracownicy na świeżym powietrzu
Wśród osób, które najbardziej martwią naukowców zajmujących się zdrowiem, są dzieci i dorośli, którzy pracują na świeżym powietrzu, np. pracownicy rolni.
„Dzieci są bardzo aktywne na świeżym powietrzu, pobierają więcej powietrza w porównaniu do masy płuc niż dorośli i są szczególnie wrażliwe na dym z pożaru” – powiedział Pinkerton. „Ich układ odpornościowy wciąż dojrzewa”.
Pinkerton jest również dyrektorem Zachodniego Ośrodka ds. Zdrowia i Bezpieczeństwa Rolnictwa na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis.
„Jeszcze kilka lat temu nie było żadnych planów ani wytycznych dotyczących jakości powietrza dla pracowników zewnętrznych” – powiedział. Pierwsze przepisy stanu Kalifornia weszły w życie w 2018 r. WCAHS współpracowało zarówno z rolnikami, jak i organizacjami pracowników rolnych, aby opracować materiały szkoleniowe i listy kontrolne w celu wdrożenia przepisów.
Adiunkt Kathryn Conlon, naukowiec zajmujący się zdrowiem publicznym w School of Medicine i School of Veterinary Medicine, bada, jak przepisy stanowe Kalifornii dotyczące jakości powietrza i używania masek przez pracowników rolnych przekładają się na pola. Na przykład przepisy wymagają, aby pracownicy otrzymywali maski N95, gdy wskaźnik jakości powietrza przekracza 150.
Ale istnieje luka między wprowadzeniem polityki a jej przyjęciem, powiedział Conlon. Na przykład pracownicy często już noszą maskę z tkaniny lub bandanę jako osłonę przeciwpyłową. Maski N95 wymagają odpowiedniego dopasowania i mogą być niewygodne podczas wykonywania ciężkiej pracy ręcznej na zewnątrz w czasie upałów.
„Chcemy zrozumieć, jak pracownicy rolni postrzegają ochronę dróg oddechowych w przypadku dymu” – powiedział Conlon. „Jakie środki ostrożności już podejmują na własną rękę? Co dostarcza pracodawca?”
Powiedziała, że pilotażowe badanie przeprowadzone we współpracy z organizacjami rolników ujawniło niejasność co do ochrony różnych rodzajów okryć twarzy.
Pleśń dymna
Dym z pożaru może również przenosić zarodniki pleśni z gleb leśnych na duże odległości. W 2020 r. Naomi Hauser, specjalista chorób zakaźnych i adiunkt w UC Davis Health, wraz z kolegami zauważyli wyraźny wzrost liczby infekcji pleśnią, zwłaszcza u pacjentów z oparzeniami. Kiedy przeanalizowali dane za poprzednie trzy lata, stwierdzili dwa razy więcej infekcji pleśnią w 2020 roku, co wydaje się zbiegać z sezonem pożarowym.
„Są to pleśnie środowiskowe znalezione w glebie, które można przenosić w kurzu” – powiedział Hauser, który jest również członkiem Centrum Badawczego ds. Adaptacji Klimatu na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis. Wiatry generowane przez duże pożary mogą znosić zarodniki pleśni wysoko w powietrzu i rozprzestrzeniać je na duże odległości.
Badanie żywych organizmów w dymie jest bardzo nowe — Leda Kobziar, ekolog pożarów z Uniwersytetu Idaho w Moskwie, ukuła termin „piroaerobiologia” w 2018 roku.
Ponieważ zarodniki pleśni są stosunkowo duże, około 40 mikrometrów, prawdopodobnie wypadają z powietrza szybciej niż PM2.5 i najdrobniejsze cząstki i nie przemieszczają się tak daleko. Kiedy osiedlają się na osobach z uszkodzoną skórą, np. poparzonych lub są wdychane przez osoby z osłabioną odpornością, mogą powodować infekcje.
„Większość z nas, z nienaruszoną skórą i zdrowym układem odpornościowym, byłaby w porządku, ale jeśli masz obniżoną odporność lub masz oparzenie, warto o tym pomyśleć” – powiedział Hauser. Hauser i współpracownicy planują dalsze badania tych infekcji.
Skrzyżowania, pożary i zdrowie
Pożary przedstawiają serię skrzyżowań. Susza, zmiana klimatu, gospodarka leśna, gatunki inwazyjne i urbanistyka przecinają się, powodując, że pożary są większe i bardziej dotkliwe; jakość powietrza, pandemia COVID-19, sezonowe wirusy i nierówności w zdrowiu przecinają się, aby pogorszyć skutki zdrowotne.
Zmiany klimatyczne niosą ze sobą złożone zagrożenia, powiedział Conlon: Upały, susze, pożary i jakość powietrza stanowią własne ryzyko i mogą się nawzajem powielać.
„Wszyscy są narażeni na to ryzyko, ale niektórzy ludzie bardziej niż inni” – powiedział Conlon. „Jeśli wykonuję siedzący tryb pracy w klimatyzowanym biurze z filtrowanym powietrzem, jestem mniej narażona na ciepło i słabe powietrze niż podczas ciężkiej ręcznej pracy na zewnątrz”.
Sprostanie tym wyzwaniom wymaga pracy nad wieloma problemami jednocześnie. Aby złagodzić skutki zdrowotne pożarów, musimy zaspokoić potrzeby zdrowotne wszystkich poszkodowanych.
„Zdrowie publiczne i profilaktyka są kluczowe” – powiedział Hauser.
„Budząc się do pożarów”
W „Budząc się do pożarów”, filmowiec Paige Bierma opowiada historie ludzi najbardziej dotkniętych pożarami w North Bay w 2017 roku. Posłuchaj ocalałych, strażaków, urzędników zdrowia publicznego, grup społecznych – i naukowcy, którzy starają się to wszystko zrozumieć.
Centrum Nauk o Zdrowiu Środowiskowym UC Davis wyprodukowało pełnometrażowy film „Waking Up to Wildfires” w 2019 roku dzięki grantowi z Narodowy Instytut Nauk o Zdrowiu Środowiskowym aby pomóc rzucić światło na trudną sytuację społeczności po tego typu katastrofach.
