Oprindelig rapportering af University of California:
Californien, hjemsted for motorvejen og den bilbaserede livsstil, har længe kæmpet med luftforurening – og været en pioner inden for at rense luften, for eksempel med hensyn til køretøjers emissionsstandarder. Men i de senere år er en ny trussel mod luftkvaliteten opstået, da sommeren og efteråret bringer nogle af de værste skovbrande i statens historie og spreder røg og tåge over hundredvis af kilometer.
"Jeg havde ikke forventet det, og jeg ser ingen ende på det," sagde professor Anthony Wexler, direktør for UC Davis Air Quality Research Center, som har studeret luftkvalitetsproblemer i over 30 år.
UC Davis har en lang historie med forskning i luftforurening og sundhed. For eksempel viste professor Thomas Cahill og kolleger i 1970'erne, hvordan blyforurening spredte sig fra motorveje over nabolag, hvilket førte til, at den daværende guvernør Jerry Brown indførte de første kontroller af bly som benzintilsætningsstof. Nu undersøger forskere på tværs af campus sundhedstruslen fra røg fra skovbrande.
Røg kommer ind i dine øjne (og lunger)
Røg består af bittesmå, hovedsageligt kulstofbaserede partikler, sagde Kent Pinkerton, direktør for UC Davis Center for Health and Environment og professor med ansættelser på School of Veterinary Medicine og School of Medicine.
Størrelsen af disse partikler er kritisk, sagde Pinkerton. De, der er 2.5 mikrometer eller mindre i størrelse – kendt som PM2.5 – kan trænge dybt ind i luftvejene og alveolerne i lungen. Der kan partikler blive fanget i slim eller fortæret af beskyttende celler kaldet makrofager, og resterne hostes op eller sluges. Men nogle partikler kan finde vej fra lungen til andre organsystemer.
Røg kan også indeholde forbindelser såsom dioxiner eller ftalater, dannet ved afbrænding af plastik eller andre materialer fra brændende huse. Disse forbindelser kan være til stede både som partikler og i nogle tilfælde som gasser. Professor Qi Zhang fra Institut for Miljøtoksikologi fandt forhøjede niveauer af ftalater i luften i Davis under lejrbålet i 2018.
"Den største sundhedseffekt afhænger af partiklernes størrelse og koncentrationen," sagde Pinkerton. "De kan være til stede i lang tid, over lange afstande."
Akutte symptomer på røgpåvirkning omfatter irritation af øjne og hals, hoste og nysen, trykken for brystet og hvæsen. De kan også omfatte hurtig eller uregelmæssig hjerterytme og overdreven træthed.
Disse symptomer går typisk over, når røgen forlader. Men voksende beviser viser, at effekter kan blive hængende eller føre til vedvarende helbredsproblemer.
Et naturligt eksperiment
I juni 2008 spredte røg fra skovbrande sig over Davis-området. Niveauerne af PM2.5 på UC Davis campus nåede helt op på 80 mikrogram pr. kubikmeter, hvilket er langt over de føderale standarder.
Det var lige overstået fødselssæsonen for rhesusmakaker, der levede i udendørs folde på California National Primate Research Center. Med finansiering fra California Air Resources Board begyndte professor Lisa Miller, forsker ved centret og på School of Veterinary Medicine, en langsigtet undersøgelse af virkningerne af den naturlige røgeksponering på lungerne hos aber, der var 2 til 3 måneder gamle på det tidspunkt.
I årenes løb har Miller fundet ud af, at sammenlignet med aber født det følgende år og ikke udsat for røg, viser dyrene påvirkninger af deres immunsystem og lungefunktioner, med ligheder med den menneskelige lungesygdom Chronic Obstructive Pulmonary Disorder eller KOL.
Efteråret 2018 bragte et andet naturligt eksperiment på centret. Røg fra et lejrbål 100 kilometer væk dækkede Davis campus, denne gang på toppen af ynglesæsonen for rhesusmakaker. Bryn Willson, en gynækolog ved UC Davis Health, fulgte sammen med Pinkerton og professor emeritus Bill Lasley hunmakaker i den reproduktive alder, der naturligt blev udsat for røg tidligt i graviditeten. De fandt en forhøjet risiko for spontan abort: 82 procent af graviditeterne resulterede i vellykkede levendefødte, sammenlignet med 86 til 93 procent i de foregående ni år.
Luftvejssygdomme er et vigtigt fokusområde for CNPRC. Centerforskere udviklede den første rhesusabemodel af astma hos voksne og børn ved hjælp af et humant allergen, støvmide. Dette har givet forskerne mulighed for at teste biologiske mekanismer og nye behandlinger. Enheden for luftvejssygdomme, ledet af Miller, fortsætter forskningen i røgeksponering hos både gnavere og ikke-menneskelige primatmodeller, herunder udvikling af et forbrændingsanlæg til at generere røg til laboratorieforsøg.
Opmåling af brandofre
Efter brandene i Sonoma og Napa i 2017 begyndte Irva Hertz-Picciotto, professor i folkesundhedsvidenskab og direktør for UC Davis Environmental Health Sciences Center, at undersøge sundheden hos mennesker, der er ramt af skovbrande. Hendes kollega Rebecca J. Schmidt, assisterende professor i folkesundhedsvidenskab, startede B-SAFE, Bio-Specimen Assessment of Fire Effects, undersøgelse efter en gruppe kvinder, der blev udsat for skovbrandrøg i 2017, mens de var gravide eller lige før de blev gravide, og deres babyer. I februar 2021 præsenterede Hertz-Picciotto noget af sit arbejde på en kongresbriefing.
Mere end halvdelen af respondenterne i undersøgelsen rapporterede at have oplevet mindst ét symptom (herunder hoste og øjenirritation) i de første tre uger efter brandenes opståen; over 20 procent rapporterede astma eller hvæsen. Mange respondenter rapporterede fortsatte luftvejssymptomer måneder efter brandene, sagde Hertz-Picciotto.
"Der er stadig en opfattelse af, at virkningerne af dårlig luftkvalitet er forbigående, men det, vi ser, tyder på, at virkningerne varer ved i mange måneder efter brande – og så er man tilbage i brandsæsonen," sagde hun.
Gentagen eksponering for dårlig luftkvalitet fra røg fra skovbrande kan sænke tærsklen for symptomer, sagde Hertz-Picciotto.
"Det kan tage mindre af en trigger at få symptomer," sagde hun.
Brandsæsonen i Californien falder også sammen med starten på sæsoninfluenza og andre vintervira, såvel som COVID-19. Der kan være en interaktion mellem virkningerne af røg og vira, der forværrer lungeproblemer. Flere undersøgelser tyder på, at eksponering for røg fra skovbrande øger risikoen for COVID-19-infektion, sagde Hertz-Picciotto.
Børn og friluftsarbejdere
Blandt dem, der giver størst bekymring for sundhedsforskere, er børn og voksne, der arbejder udendørs, såsom landbrugsarbejdere.
"Børn er meget aktive udendørs, de indtager mere luft sammenlignet med deres lungemasse end voksne, og de er særligt følsomme over for røg fra skovbrande," sagde Pinkerton. "Deres immunforsvar er stadig under modning."
Pinkerton er også direktør for Western Center for Agricultural Health and Safety ved UC Davis.
"For bare få år siden var der ingen planer eller retningslinjer for luftkvalitet for udendørsarbejdere," sagde han. De første californiske statslige bestemmelser trådte i kraft i 2018. WCAHS har arbejdet sammen med både landmænd og landarbejderorganisationer for at producere træningsmaterialer og tjeklister til implementering af bestemmelserne.
Adjunkt Kathryn Conlon, en folkesundhedsforsker ved School of Medicine og School of Veterinary Medicine, studerer, hvordan Californiens statsbestemmelser om luftkvalitet og maskebrug for landbrugsarbejdere udmønter sig i markerne. For eksempel kræver regler, at arbejdere får udstedt N95-masker, når luftkvalitetsindekset overstiger 150.
Men der er en kløft mellem at indføre en politik og dens vedtagelse, sagde Conlon. For eksempel vil arbejdstagere ofte allerede bære en stofmaske eller bandana som støvskærm. N95-masker kræver korrekt tilpasning og kan være ubehagelige, når man udfører hårdt manuelt arbejde udendørs i varmt vejr.
"Vi vil gerne forstå landbrugsarbejderes opfattelse af luftvejsbeskyttelse i tilfælde af røgudbrud," sagde Conlon. "Hvilke forholdsregler tager de allerede selv? Hvad leveres af arbejdsgiveren?"
Et pilotstudie i samarbejde med landarbejderorganisationer afslørede forvirring omkring beskyttelsesværdien af forskellige typer ansigtsbeklædning, sagde hun.
Røgbåren skimmelsvamp
Røg fra skovbrande kan også bære skimmelsvampesporer fra skovjord over lange afstande. I 2020 bemærkede Naomi Hauser, specialist i infektionssygdomme og assisterende klinisk professor ved UC Davis Health, og kolleger en tilsyneladende stigning i skimmelsvampeinfektioner, især hos patienter med brandskader. Da de gennemgik dataene for de foregående tre år, fandt de dobbelt så mange skimmelsvampeinfektioner i 2020, hvilket tilsyneladende faldt sammen med brandsæsonen.
"Dette er miljømæssige skimmelsvampe, der findes i jord, som kan bæres rundt i støv," sagde Hauser, som også er medlem af UC Davis Climate Adaptation Research Center. Vindene fra store brande kunne feje skimmelsporer højt i luften og sprede dem over lange afstande.
Studiet af levende ting i røg er meget nyt - Leda Kobziar, en brandøkolog ved University of Idaho i Moskva, opfandt udtrykket "pyroaerobiology" i 2018.
Fordi skimmelsporer er relativt store, omkring 40 mikrometer, falder de sandsynligvis hurtigere ud af luften end PM2.5 og ultrafine partikler og spredes ikke så langt. Når de sætter sig på personer med beskadiget hud, såsom forbrændinger, eller indåndes af personer med svækket immunforsvar, kan de forårsage infektioner.
"De fleste af os, med intakt hud og et sundt immunforsvar, ville være okay, men hvis du har et nedsat immunforsvar eller har en forbrænding, er det noget at tænke over," sagde Hauser. Hauser og kolleger planlægger yderligere undersøgelser af disse infektioner.
Kryds, skovbrande og sundhed
Skovbrande præsenterer en række skæringspunkter. Tørke, klimaforandringer, skovforvaltning, invasive arter og byplanlægning mødes og gør skovbrande større og mere alvorlige; luftkvalitet, COVID-19-pandemien, sæsonbestemte vira og sundhedsulighed mødes og forværrer sundhedspåvirkningerne.
Klimaforandringer medfører forværrede risici, sagde Conlon: Varme, tørke, skovbrande og luftkvalitet udgør deres egne risici og kan gange hinanden.
"Alle er udsat for disse risici, men nogle mennesker mere end andre," sagde Conlon. "Hvis jeg udfører stillesiddende arbejde i et kontor med aircondition og filtreret luft, er jeg mindre udsat for varme og dårlig luft, end hvis jeg udfører hårdt manuelt arbejde udendørs."
At håndtere disse udfordringer kræver, at vi arbejder på mange problemer på én gang. For at afbøde sundhedspåvirkningen af skovbrande er vi nødt til at imødekomme sundhedsbehovene hos alle de berørte.
"Folkesundhed og forebyggelse er nøglen," sagde Hauser.
'At vågne op til skovbrande'
I “Waking Up to Wildfires” skriver filmskaberen Paige Bierma fortæller historierne om de mennesker, der var hårdest ramt af skovbrandene i North Bay i 2017. Hør fra overlevende, brandmænd, sundhedsmyndigheder, lokalsamfundsgrupper – og videnskabsmænd, der forsøger at give mening ud af det hele.
UC Davis Environmental Health Sciences Center producerede spillefilmen "Waking Up to Wildfires" i 2019 med et tilskud fra Det Nationale Institut for Miljøsundhedsvidenskab for at hjælpe med at kaste lys over samfundssituationen efter disse typer katastrofer.
