Originele berichtgeving door de University of California:
Californië, de thuisbasis van de snelweg en de op auto's gebaseerde levensstijl, worstelt al lang met luchtvervuiling - en is een pionier geweest in het opruimen van de lucht, bijvoorbeeld in de emissienormen voor voertuigen. Maar in de afgelopen jaren is er een nieuwe bedreiging voor de luchtkwaliteit ontstaan, aangezien zomer en herfst enkele van de ergste bosbranden in de geschiedenis van de staat veroorzaken, waarbij rook en nevel zich over honderden kilometers verspreiden.
"Ik had het niet voorzien en ik zie er ook geen einde aan", zegt professor Anthony Wexler, directeur van het UC Davis Air Quality Research Center, die al meer dan 30 jaar luchtkwaliteitskwesties bestudeert.
UC Davis heeft een lange geschiedenis van onderzoek naar luchtvervuiling en gezondheid. In de jaren zeventig lieten professor Thomas Cahill en collega's bijvoorbeeld zien hoe loodvervuiling zich verspreidde van snelwegen over buurten, wat leidde tot de toenmalige regering. Jerry Brown introduceert de eerste controles op lood als benzineadditief. Nu kijken onderzoekers over de hele campus naar de bedreiging voor de gezondheid door bosbrandrook.
Rook komt in je ogen (en longen)
Rook bestaat uit kleine, voornamelijk op koolstof gebaseerde deeltjes, zei Kent Pinkerton, directeur van het UC Davis Center for Health and Environment en een professor met aanstellingen in de School of Veterinary Medicine en School of Medicine.
De grootte van deze deeltjes is van cruciaal belang, zei Pinkerton. Degenen die 2.5 micrometer of kleiner zijn - bekend als PM2.5 - kunnen diep in de luchtwegen en longblaasjes van de long terechtkomen. Daar kunnen deeltjes worden gevangen in slijm of worden geconsumeerd door beschermende cellen die macrofagen worden genoemd, en het afval wordt opgehoest of ingeslikt. Maar sommige deeltjes kunnen hun weg vinden van de longen naar andere orgaansystemen.
Rook kan ook verbindingen bevatten zoals dioxines of ftalaten, gevormd door brandend plastic of andere materialen uit brandende huizen. Deze verbindingen kunnen zowel als deeltjes als in sommige gevallen als gassen aanwezig zijn. Professor Qi Zhang, van de afdeling Milieutoxicologie, ontdekte tijdens de kampvuur van 2018 verhoogde niveaus van ftalaten in Davis-lucht.
"Het grootste gezondheidseffect hangt af van de grootte van de deeltjes en de concentratie", zei Pinkerton. "Ze kunnen lang aanwezig zijn, over lange afstanden."
Acute symptomen van blootstelling aan rook zijn onder meer irritatie van de ogen en keel, hoesten en niezen, beklemd gevoel op de borst en piepende ademhaling. Ze kunnen ook een snelle of onregelmatige hartslag en overmatige vermoeidheid omvatten.
Deze symptomen verdwijnen meestal wanneer de rook weggaat. Maar groeiend bewijs toont aan dat effecten kunnen aanhouden of leiden tot aanhoudende gezondheidsproblemen.
Een natuurlijk experiment
In juni 2008 verspreidde rook van bosbranden zich over het Davis-gebied. Niveaus van PM2.5 op de campus van UC Davis bereikten zo hoog als 80 microgram per kubieke meter, ruim boven de federale normen.
Het was net voorbij het geboorteseizoen voor resusapen die in buitenkralen leefden in het California National Primate Research Center. Met financiering van de California Air Resources Board begon professor Lisa Miller, een onderzoeker in het centrum en aan de School of Veterinary Medicine, een langetermijnonderzoek naar de effecten van die natuurlijke blootstelling aan rook op de longen van apen die 2 tot 3 jaar oud waren. destijds maanden oud.
In de loop der jaren heeft Miller ontdekt dat in vergelijking met apen die het jaar daarop worden geboren en niet zijn blootgesteld aan rook, de dieren effecten hebben op hun immuunsysteem en longfuncties, met overeenkomsten met de menselijke longziekte Chronic Obstructive Pulmonary Disorder, of COPD.
Herfst 2018 bracht een tweede natuurlijk experiment in het centrum. Rook van het kampvuur 100 mijl verderop bedekte de Davis-campus, dit keer op het hoogtepunt van het broedseizoen voor resusapen. Bryn Willson, een OB/GYN-resident bij UC Davis Health, volgde samen met Pinkerton en professor emeritus Bill Lasley vrouwelijke makaken in de vruchtbare leeftijd die van nature vroeg in de zwangerschap aan rook werden blootgesteld. Ze vonden een verhoogd risico op een miskraam: 82 procent van de zwangerschappen resulteerde in succesvolle levendgeborenen, vergeleken met 86 tot 93 procent in de voorgaande negen jaar.
Luchtwegaandoeningen zijn een belangrijk aandachtspunt voor de CNPRC. Centrumonderzoekers ontwikkelden het eerste resusaapmodel van astma bij volwassenen en kinderen met behulp van een menselijk allergeen, huisstofmijt. Dit heeft onderzoekers de mogelijkheid gegeven om biologische mechanismen en nieuwe therapieën te testen. De Respiratory Disease Unit, geleid door Miller, zet het onderzoek voort naar blootstelling aan rook in zowel knaagdieren als niet-menselijke primatenmodellen, inclusief de ontwikkeling van een verbrandingsfaciliteit om rook te genereren voor laboratoriumexperimenten.
Brandslachtoffers onderzoeken
Na de branden in Sonoma en Napa van 2017 begon Irva Hertz-Picciotto, hoogleraar volksgezondheidswetenschappen en directeur van het UC Davis Environmental Health Sciences Center, met het onderzoeken van de gezondheid van mensen die getroffen zijn door bosbranden. Haar collega Rebecca J. Schmidt, assistent-professor volksgezondheidswetenschappen, startte de B-SAFE, Bio-Specimen Assessment of Fire Effects, studie naar aanleiding van een groep vrouwen die in 2017 werden blootgesteld aan bosbrandrook tijdens de zwangerschap of vlak voordat ze zwanger werden. en hun baby's. In februari 2021 presenteerde Hertz-Picciotto een deel van haar werk tijdens een congresbriefing.
Meer dan de helft van de respondenten gaf aan ten minste één symptoom (waaronder hoesten en oogirritatie) te ervaren in de eerste drie weken nadat de brand begon; meer dan 20 procent meldde astma of piepende ademhaling. Veel respondenten meldden aanhoudende ademhalingssymptomen maanden na branden, zei Hertz-Picciotto.
"Er is nog steeds een mening dat de effecten van slechte luchtkwaliteit van voorbijgaande aard zijn, maar wat we zien geeft aan dat de effecten nog vele maanden na branden aanhouden - en dan ben je weer in het brandseizoen," zei ze.
Herhaalde blootstelling aan slechte luchtkwaliteit door bosbrandrook kan de drempel voor symptomen verlagen, zei Hertz-Picciotto.
"Er kan minder trigger nodig zijn om symptomen te krijgen," zei ze.
Het brandseizoen in Californië valt ook samen met het begin van seizoensgriep en andere wintervirussen, evenals met COVID-19. Er kan interactie zijn tussen de effecten van rook en virussen die longproblemen verergeren. Verschillende onderzoeken suggereren dat blootstelling aan bosbrandrook het risico op COVID-19-infectie verhoogde, zei Hertz-Picciotto.
Kinderen en buitenwerkers
Tot de grootste zorg voor gezondheidsonderzoekers behoren kinderen en volwassenen die buitenshuis werken, zoals landarbeiders.
"Kinderen zijn buiten erg actief, ze nemen meer lucht in in vergelijking met hun longmassa dan volwassenen, en ze zijn bijzonder gevoelig voor bosbrandrook," zei Pinkerton. "Hun immuunsysteem is nog aan het rijpen."
Pinkerton is ook directeur van het Western Center for Agricultural Health and Safety aan UC Davis.
"Slechts een paar jaar geleden waren er geen plannen of richtlijnen met betrekking tot de luchtkwaliteit voor buitenwerkers", zei hij. De eerste Californische staatsvoorschriften zijn in 2018 in werking getreden. De WCAHS heeft met zowel boeren als landarbeidersorganisaties samengewerkt om trainingsmateriaal en checklists te produceren om de voorschriften te implementeren.
Universitair docent Kathryn Conlon, een volksgezondheidswetenschapper aan de School of Medicine en School of Veterinary Medicine, bestudeert hoe de Californische staatsvoorschriften inzake luchtkwaliteit en maskergebruik voor landarbeiders zich vertalen naar de velden. Regelgeving vereist bijvoorbeeld dat werknemers N95-maskers krijgen wanneer de luchtkwaliteitsindex hoger is dan 150.
Maar er is een kloof tussen het instellen van een beleid en de goedkeuring ervan, zei Conlon. Werknemers zullen bijvoorbeeld vaak al een stoffen masker of bandana als stofkap dragen. N95-maskers vereisen een goede pasvorm en kunnen oncomfortabel zijn als u bij warm weer buiten zwaar handmatig werk doet.
"We willen inzicht krijgen in de perceptie van landarbeiders rond de bescherming van de luchtwegen bij een rookgebeurtenis", zei Conlon. “Welke voorzorgsmaatregelen nemen ze zelf al? Wat levert de werkgever aan?”
Een pilotstudie in samenwerking met organisaties van landarbeiders bracht verwarring aan het licht over de bescherming van verschillende soorten gezichtsbedekkingen, zei ze.
Door rook overgedragen schimmel
Rook van bosbranden kan ook schimmelsporen van bosbodems over lange afstanden vervoeren. In 2020 merkten Naomi Hauser, specialist in infectieziekten en assistent-klinisch professor aan UC Davis Health, en collega's een duidelijke toename van schimmelinfecties op, vooral bij patiënten met brandwonden. Toen ze de gegevens van de afgelopen drie jaar beoordeelden, vonden ze in 2020 twee keer zoveel schimmelinfecties, wat leek samen te vallen met het brandseizoen.
"Dit zijn omgevingsschimmels die in de bodem worden aangetroffen en die in stof kunnen worden rondgedragen", zegt Hauser, die ook lid is van het UC Davis Climate Adaptation Research Center. De wind die door grote branden wordt gegenereerd, kan schimmelsporen hoog in de lucht vegen en deze over lange afstanden verspreiden.
De studie van levende wezens in rook is heel nieuw - Leda Kobziar, een brandecoloog aan de Universiteit van Idaho in Moskou, bedacht in 2018 de term 'pyroaerobiologie'.
Omdat schimmelsporen relatief groot zijn, ongeveer 40 micrometer, vallen ze waarschijnlijk sneller uit de lucht dan PM2.5 en ultrafijne deeltjes en reizen ze minder ver. Wanneer ze zich vestigen op mensen met een beschadigde huid, zoals slachtoffers van brandwonden of worden ingeademd door mensen met een verzwakte immuniteit, kunnen ze infecties veroorzaken.
"De meesten van ons, met een intacte huid en een gezond immuunsysteem, zouden in orde zijn, maar als je immuungecompromitteerd bent of een brandwond hebt, is het iets om over na te denken," zei Hauser. Hauser en collega's plannen verdere onderzoeken naar deze infecties.
Kruispunten, bosbranden en gezondheid
Bosbranden presenteren een reeks kruispunten. Droogte, klimaatverandering, bosbeheer, invasieve soorten en stadsplanning kruisen elkaar om bosbranden groter en heviger te maken; luchtkwaliteit, de COVID-19-pandemie, seizoensgebonden virussen en ongelijkheid op gezondheidsgebied kruisen elkaar om de gezondheidseffecten te verergeren.
Klimaatverandering brengt grotere risico's met zich mee, zei Conlon: Hitte, droogte, bosbranden en luchtkwaliteit vormen hun eigen risico's en kunnen elkaar vermenigvuldigen.
"Iedereen wordt blootgesteld aan deze risico's, maar sommige mensen meer dan anderen", zei Conlon. "Als ik zittend werk doe in een kantoor met airconditioning en gefilterde lucht, word ik minder blootgesteld aan hitte en slechte lucht dan wanneer ik buiten hard handmatig werk."
Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, moeten veel problemen tegelijk worden aangepakt. Om de gezondheidseffecten van bosbranden te verminderen, moeten we voldoen aan de gezondheidsbehoeften van alle getroffenen.
"Volksgezondheid en preventie is de sleutel," zei Hauser.
'Wakker worden met bosbranden'
In 'Wakker worden met bosbranden', filmmaker Paige Bierma vertelt de verhalen van mensen die het meest zijn getroffen door de bosbranden in North Bay in 2017. Hoor van overlevenden, brandweerlieden, volksgezondheidsfunctionarissen, gemeenschapsgroepen - en de wetenschappers die alles proberen te begrijpen.
Het UC Davis Environmental Health Sciences Center produceerde de speelfilm "Waking Up to Wildfires", in 2019 met een subsidie van de Nationaal instituut voor milieugezondheidswetenschappen om licht te werpen op de benarde situatie van gemeenschappen na dit soort rampen.
