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 inden for køretøjers emissionsstandarder. Men i de senere år er en ny trussel mod luftkvaliteten dukket op, da sommeren og efteråret bringer nogle af de værste naturbrande i statens historie, og spreder røg og dis over hundreder af kilometer.
"Jeg havde ikke forudset det, og jeg kan ikke se en 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 kvarterer, hvilket førte til daværende regering. Jerry Brown for at introducere de første kontroller på bly som benzintilsætning. Nu ser forskere på tværs af campus på truslen mod sundheden fra brandrøg.
Røg kommer ind i dine øjne (og lunger)
Røg består af bittesmå, for det meste kulstofbaserede partikler, sagde Kent Pinkerton, direktør for UC Davis Center for Sundhed og Miljø og en professor med udnævnelser i School of Veterinary Medicine og School of Medicine.
Størrelsen af disse partikler er kritisk, sagde Pinkerton. Dem, 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 forbrugt af beskyttende celler kaldet makrofager, og affaldet hostes op eller sluges. Men nogle partikler kan finde vej fra lungerne til andre organsystemer.
Røg kan også indeholde forbindelser som dioxiner eller phthalater, 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, i Institut for Miljøtoksikologi, fandt forhøjede niveauer af phthalater i Davis-luften under lejrbranden 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 røgen fra skovbrande sig over Davis-området. Niveauer af PM2.5 på UC Davis campus nåede så højt som 80 mikrogram pr. kubikmeter, et godt stykke over føderale standarder.
Det var lige forbi fødselssæsonen for rhesus-makaker, der levede i udendørs indhegninger på California National Primate Research Center. Med finansiering fra California Air Resources Board påbegyndte professor Lisa Miller, en forsker ved centret og ved School of Veterinary Medicine, en langsigtet undersøgelse af virkningerne af den naturlige røgeksponering på lungerne hos aber, der var 2 til 3. måneder gammel 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 i centrum. Røg fra Camp Fire 100 miles væk dækkede Davis campus, denne gang på toppen af ynglesæsonen for rhesus makakaber. Bryn Willson, en OB/GYN bosiddende ved UC Davis Health, sammen med Pinkerton og professor emeritus Bill Lasley, fulgte kvindelige makaker i den reproduktive alder, som naturligt blev udsat for røg tidligt i graviditeten. De fandt en forhøjet risiko for abort: 82 procent af graviditeterne resulterede i succesrige levendefødsler sammenlignet med 86 til 93 procent i de foregående ni år.
Luftvejssygdomme er et stort fokus for CNPRC. Centerforskere udviklede den første rhesusabemodel af astma hos voksne og børn ved hjælp af et menneskeligt allergen, støvmide. Dette har givet forskerne mulighed for at teste biologiske mekanismer og nye terapier. Respiratory Disease Unit, ledet af Miller, fortsætter forskning i røgeksponering i 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 de adspurgte i undersøgelsen rapporterede, at de havde mindst ét symptom (inklusive hoste og øjenirritation) i de første tre uger efter, at brande startede; over 20 procent rapporterede astma eller hvæsende vejrtrækning. Mange respondenter rapporterede om vedvarende luftvejssymptomer måneder efter brande, sagde Hertz-Picciotto.
"Der er stadig en opfattelse af, at virkningerne af dårlig luftkvalitet er forbigående, men det, vi ser, indikerer, at virkningerne varer ved i mange måneder efter brande - og så er du tilbage i brandsæsonen," sagde hun.
Gentagen eksponering for dårlig luftkvalitet fra brandrøg kan sænke tærsklen for symptomer, sagde Hertz-Picciotto.
"Det kan tage mindre af en trigger at få symptomer," sagde hun.
Californiens brandsæson falder også sammen med begyndelsen af sæsoninfluenza og andre vintervira samt COVID-19. Der kan være interaktion mellem virkningerne af røg og vira, der forværrer lungeproblemer. Flere undersøgelser tyder på, at eksponering for brandrøg 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 brandrøg," sagde Pinkerton. "Deres immunsystem modnes stadig."
Pinkerton er også direktør for Western Center for Agricultural Health and Safety ved UC Davis.
"For blot et par år siden var der ingen planer eller retningslinjer, der omhandlede luftkvalitet for udendørsarbejdere," sagde han. De første regulativer i delstaten i Californien trådte i kraft i 2018. WCAHS har arbejdet sammen med både landmænd og landarbejderorganisationer for at producere træningsmaterialer og tjeklister til at implementere reglerne.
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 arbejdere ofte allerede bære en stofmaske eller bandana som støvskjold. N95-masker kræver korrekt montering og kan være ubehagelige, når de udfører hårdt manuelt arbejde udendørs i varmt vejr.
"Vi ønsker at forstå landbrugsarbejderes opfattelse af luftvejsbeskyttelse i en røghændelse," sagde Conlon. "Hvilke forholdsregler tager de allerede på egen hånd? Hvad bliver leveret af arbejdsgiveren?”
En pilotundersøgelse i samarbejde med landarbejderorganisationer afslørede forvirring om beskyttelsen af forskellige typer ansigtsbeklædning, sagde hun.
Røgbåren skimmelsvamp
Røg fra skovbrande kan også bære skimmelsporer 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 brandsårpatienter. Da de gennemgik dataene for de foregående tre år, fandt de dobbelt så mange skimmelsvampeinfektioner i 2020, hvilket så ud til at falde 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 skimmelsvampsporer er relativt store, omkring 40 mikrometer, falder de sandsynligvis hurtigere ud af luften end PM2.5 og ultrafine partikler og rejser ikke så langt. Når de slår sig ned på mennesker med beskadiget hud, såsom forbrændingsofre eller indåndes af personer med svækket immunitet, kan de forårsage infektioner.
"De fleste af os, med intakt hud og sundt immunsystem, ville være okay, men hvis du er immunkompromitteret eller har en forbrænding, er det noget at tænke på," sagde Hauser. Hauser og kolleger planlægger yderligere undersøgelser af disse infektioner.
Kryds, naturbrande og sundhed
Naturbrande præsenterer en række kryds. Tørke, klimaændringer, skovforvaltning, invasive arter og byplanlægning krydser hinanden for at gøre skovbrande større og mere alvorlige; luftkvalitet, COVID-19-pandemien, sæsonbetingede vira og ulighed i sundhed krydser hinanden for at forværre sundhedspåvirkningerne.
Klimaændringer medfører øgede risici, sagde Conlon: Varme, tørke, skovbrande og luftkvalitet udgør deres egne risici og kan formere hinanden.
"Alle er udsat for disse risici, men nogle mennesker mere end andre," sagde Conlon. "Hvis jeg laver stillesiddende arbejde på et kontor med aircondition med filtreret luft, er jeg mindre udsat for varme og dårlig luft, end hvis jeg laver hårdt manuelt arbejde udendørs."
At løse disse udfordringer kræver, at man arbejder med mange problemer på én gang. For at afbøde sundhedsvirkningerne af naturbrande er vi nødt til at opfylde sundhedsbehovene for alle de berørte.
"Folkesundhed og forebyggelse er nøglen," sagde Hauser.
'At vågne op til skovbrande'
I "Waking Up to Wildfires", filmskaber Paige Bierma fortæller historierne om mennesker, der er hårdest ramt af naturbrandene i North Bay i 2017. Hør fra overlevende, brandmænd, offentlige sundhedsembedsmænd, samfundsgrupper - 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.
