Оригинальная отчетность Университет Калифорнии:
Калифорния, родина автострад и автомобильного образа жизни, долгое время боролась с загрязнением воздуха и была пионером в области очистки воздуха, например, в стандартах выбросов транспортных средств. Но в последние годы появилась новая угроза качеству воздуха, поскольку лето и осень приносят одни из самых страшных лесных пожаров в истории штата, распространяя дым и дымку на сотни миль.
«Я не ожидал этого и не вижу конца», - сказал профессор Энтони Векслер, директор Исследовательского центра качества воздуха Калифорнийского университета в Дэвисе, который изучал вопросы качества воздуха более 30 лет.
Калифорнийский университет в Дэвисе имеет долгую историю исследований в области загрязнения воздуха и здоровья. Например, в 1970-х годах профессор Томас Кэхилл и его коллеги показали, как загрязнение свинцом распространяется с автострад по окрестностям, возглавляя тогдашнее правительство. Джерри Браун представит первые средства контроля свинца как добавки к бензину. Теперь исследователи на территории кампуса изучают угрозу для здоровья от дыма от лесных пожаров.
Дым попадает в глаза (и легкие)
«Дым состоит из крошечных частиц, в основном на основе углерода», - сказал Кент Пинкертон, директор Центра здоровья и окружающей среды Калифорнийского университета в Дэвисе и профессор, работавший в Школе ветеринарной медицины и Школе медицины.
По словам Пинкертона, размер этих частиц имеет решающее значение. Те, что имеют размер 2.5 микрометра или меньше, известные как PM2.5, могут проникать глубоко в дыхательные пути и альвеолы легких. Частицы могут быть захвачены слизью или поглощены защитными клетками, называемыми макрофагами, а мусор откашливается или проглатывается. Но некоторые частицы могут попасть из легких в другие системы органов.
Дым может также содержать такие соединения, как диоксины или фталаты, образующиеся при горении пластика или других материалов при горении домов. Эти соединения могут присутствовать как в виде частиц, так и в некоторых случаях в виде газов. Профессор Ци Чжан из отделения токсикологии окружающей среды обнаружил повышенный уровень фталатов в воздухе Дэвиса во время пожара в лагере 2018 года.
«Наибольший эффект для здоровья зависит от размера частиц и концентрации», - сказал Пинкертон. «Они могут присутствовать долгое время на больших расстояниях».
Острые симптомы воздействия дыма включают раздражение глаз и горла, кашель и чихание, стеснение в груди и хрипы. Они также могут включать учащенное или нерегулярное сердцебиение и чрезмерную утомляемость.
Эти симптомы обычно проходят, когда дым выходит. Но все больше данных показывает, что эффекты могут сохраняться или приводить к постоянным проблемам со здоровьем.
Естественный эксперимент
В июне 2008 года дым от лесных пожаров распространился по району Дэвиса. Уровни PM2.5 в кампусе Калифорнийского университета в Дэвисе достигли 80 микрограммов на кубический метр, что значительно превышает федеральные стандарты.
Только что прошел сезон рождения макак-резусов, живущих в загонах на открытом воздухе в Калифорнийском национальном исследовательском центре приматов. При финансовой поддержке Совета по воздушным ресурсам Калифорнии профессор Лиза Миллер, исследователь центра и Школы ветеринарной медицины, начала долгосрочное исследование воздействия этого естественного дыма на легкие обезьян, которым было от двух до трех лет. месяцев в то время.
Спустя годы Миллер обнаружил, что по сравнению с обезьянами, родившимися на следующий год и не подвергавшимися воздействию дыма, животные проявляют влияние на их иммунную систему и функции легких, что сходно с хроническим обструктивным заболеванием легких у человека, или ХОБЛ.
Осенью 2018 года в центре внимания оказался второй естественный эксперимент. Дым от костра лагеря за 100 миль покрыл кампус Дэвиса, на этот раз в разгар сезона размножения макак-резусов. Брин Уилсон, акушер-гинеколог в UC Davis Health, вместе с Пинкертоном и почетным профессором Биллом Ласли наблюдали за самками макак репродуктивного возраста, которые естественным образом подвергались курению на ранних сроках беременности. Они обнаружили повышенный риск выкидыша: 82 процента беременностей заканчивались успешным рождением живого ребенка по сравнению с 86-93 процентами за предыдущие девять лет.
Респираторные заболевания находятся в центре внимания CNPRC. Исследователи центра разработали первую модель астмы у взрослых и детей на макаках-резусах с использованием человеческого аллергена - пылевого клеща. Это дало исследователям возможность тестировать биологические механизмы и новые методы лечения. Отделение респираторных заболеваний, возглавляемое Миллером, продолжает исследования воздействия дыма на моделях грызунов и нечеловеческих приматов, включая разработку установки для сжигания дыма для лабораторных экспериментов.
Обследование жертв пожара
После пожаров в Сономе и Напе в 2017 году Ирва Герц-Пиччиотто, профессор общественного здравоохранения и директор Центра экологических наук Калифорнийского университета в Дэвисе, начала обследование состояния здоровья людей, пострадавших от лесных пожаров. Ее коллега Ребекка Дж. Шмидт, доцент кафедры общественного здравоохранения, инициировала исследование B-SAFE (Оценка воздействия огня на биологические образцы), проведенное среди женщин, подвергшихся воздействию дыма лесных пожаров в 2017 году во время беременности или непосредственно перед беременностью. и их младенцы. В феврале 2021 года Герц-Пиччиотто представила некоторые из своих работ на брифинге в Конгрессе.
Более половины респондентов сообщили, что испытывали по крайней мере один симптом (включая кашель и раздражение глаз) в первые три недели после начала пожара; более 20 процентов сообщили об астме или хрипе. По словам Герц-Пиччиотто, многие респонденты сообщили о сохраняющихся респираторных симптомах через несколько месяцев после пожаров.
«По-прежнему существует мнение, что последствия плохого качества воздуха временны, но то, что мы видим, указывает на то, что последствия сохраняются в течение многих месяцев после пожаров, а затем снова наступает пожарный сезон», - сказала она.
По словам Герц-Пиччиотто, повторяющееся воздействие дыма от лесных пожаров в атмосферу плохого качества может снизить порог появления симптомов.
«Для появления симптомов может потребоваться меньше триггера», - сказала она.
Сезон пожаров в Калифорнии также совпадает с началом сезонного гриппа и других зимних вирусов, а также COVID-19. Воздействие дыма может взаимодействовать с вирусами, которые усугубляют проблемы с легкими. По словам Герц-Пиччиотто, несколько исследований показывают, что воздействие дыма от лесных пожаров увеличивает риск заражения COVID-19.
Дети и работники на улице
Среди тех, кто больше всего беспокоит исследователей в области здравоохранения, находятся дети и взрослые, которые работают на открытом воздухе, например, сельскохозяйственные рабочие.
«Дети очень активны на открытом воздухе, они вдыхают больше воздуха по сравнению с массой их легких, чем взрослые, и они особенно чувствительны к дыму лесных пожаров», - сказал Пинкертон. «Их иммунная система все еще созревает».
Пинкертон также является директором Западного центра здоровья и безопасности сельского хозяйства в Калифорнийском университете в Дэвисе.
«Всего несколько лет назад не было никаких планов или инструкций, касающихся качества воздуха для наружных работников», - сказал он. Первые нормативные акты штата Калифорния вступили в силу в 2018 году. WCAHS работала с фермерами и организациями сельскохозяйственных рабочих над созданием учебных материалов и контрольных списков для выполнения нормативных требований.
Доцент Кэтрин Конлон, ученый в области общественного здравоохранения из Школы медицины и Школы ветеринарной медицины, изучает, как правила штата Калифорния в отношении качества воздуха и использования масок сельскохозяйственными рабочими отражаются на полях. Например, правила требуют, чтобы работники получали маски N95, когда индекс качества воздуха превышает 150.
Но есть разрыв между введением политики и ее принятием, сказал Конлон. Например, рабочие часто уже носят тканевую маску или бандану в качестве защиты от пыли. Маски N95 требуют правильной подгонки и могут быть неудобными при выполнении тяжелой ручной работы на открытом воздухе в жаркую погоду.
«Мы хотим понять, как сельскохозяйственные рабочие относятся к защите дыхательных путей при задымлении», - сказал Конлон. «Какие меры предосторожности они уже принимают самостоятельно? Что предлагает работодатель? »
По ее словам, пилотное исследование, проведенное в сотрудничестве с организациями сельскохозяйственных рабочих, выявило путаницу в отношении защитных свойств различных типов защитных покрытий для лица.
Дымовая плесень
Дым от лесных пожаров также может переносить споры плесени из лесных почв на большие расстояния. В 2020 году Наоми Хаузер, специалист по инфекционным заболеваниям и доцент кафедры здравоохранения Калифорнийского университета в Дэвисе, и ее коллеги заметили явный рост инфекций плесени, особенно у ожоговых пациентов. Когда они проанализировали данные за предыдущие три года, они обнаружили в 2020 году вдвое больше случаев заражения плесенью, что, похоже, совпало с пожарным сезоном.
«Это экологические плесени, обнаруженные в почве, которые можно переносить в пыли», - сказал Хаузер, который также является членом Исследовательского центра адаптации климата Калифорнийского университета в Дэвисе. Ветры, порождаемые большими пожарами, могут поднимать споры плесени высоко в воздух и распространять их на большие расстояния.
Изучение живых существ в дыме является очень новым явлением - Леда Кобзиар, пожарный эколог из Университета Айдахо в Москве, ввела термин «пироаэробиология» в 2018 году.
Поскольку споры плесени относительно большие, около 40 микрометров, они, вероятно, выпадают из воздуха быстрее, чем PM2.5 и сверхмелкозернистые частицы, и не перемещаются так далеко. Когда они оседают на людях с поврежденной кожей, например, пострадавших от ожогов, или их вдыхают люди с ослабленным иммунитетом, они могут вызвать инфекции.
«Для большинства из нас с неповрежденной кожей и здоровой иммунной системой все будет в порядке, но если у вас ослаблен иммунитет или у вас ожог, есть о чем подумать», - сказал Хаузер. Хаузер и его коллеги планируют дальнейшие исследования этих инфекций.
Перекрестки, лесные пожары и здоровье
Лесные пожары представляют собой серию перекрестков. Засуха, изменение климата, управление лесным хозяйством, инвазивные виды и городское планирование пересекаются, делая пожары более крупными и серьезными; качество воздуха, пандемия COVID-19, сезонные вирусы и несправедливость в отношении здоровья пересекаются, чтобы усугубить последствия для здоровья.
По словам Конлона, изменение климата сопряжено с дополнительными рисками: жара, засуха, лесные пожары и качество воздуха создают собственные риски и могут умножать друг друга.
«Все подвержены этим рискам, но некоторые люди больше, чем другие», - сказал Конлон. «Если я выполняю сидячую работу в офисе с кондиционером и фильтрованным воздухом, я меньше подвержен воздействию тепла и плохого воздуха, чем если бы я выполнял тяжелую физическую работу на открытом воздухе».
Решение этих проблем требует одновременной работы над множеством проблем. Чтобы смягчить последствия лесных пожаров для здоровья, нам необходимо удовлетворить потребности в области здравоохранения всех пострадавших.
«Общественное здоровье и профилактика имеют ключевое значение», - сказал Хаузер.
'Просыпаясь от лесных пожаров'
В фильме «Просыпаясь от лесных пожаров» режиссер Пейдж Биерма рассказывает истории людей, наиболее пострадавших от лесных пожаров в Северном заливе в 2017 году. Слушайте выживших, пожарных, представителей общественного здравоохранения, общественных групп и ученые, которые пытаются разобраться во всем этом.
Центр экологических наук Калифорнийского университета в Дэвисе выпустил полнометражный фильм «Просыпаясь от лесных пожаров» в 2019 году на средства гранта Национальный институт наук об окружающей среде чтобы помочь пролить свет на тяжелое положение сообществ после стихийных бедствий такого типа.
