研究者が山火事の煙への曝露を測定する方法は健康への影響を捉えておらず、人種間の格差を隠している

2020年に生まれた世界中の子どもたちが経験すること 山火事の数は2倍 1960年生まれの人々との生涯の比較。カリフォルニアや他の西部の州では、頻繁に発生する山火事がアイスキャンディーやハロウィーンのキャンディーと同じくらい夏と秋の一部となっている。

山火事が生み出すもの 微小粒子状物質、または PM₂.₅, 、空気を窒息させ、肺の奥深くまで浸透します。研究者らは、山火事PM₂.₅への短期曝露が増加することを知っています。 急性期訪問診療 喘息などの心肺疾患に。しかし、山火事の PM₂.₅ への繰り返しの曝露が慢性的な健康状態に及ぼす長期的な影響は不明です。

理由の 1 つは、この種の断続的かつ継続的な曝露を測定する最適な方法を科学者が決めていないことです。 環境疫学者 そして 健康科学者 私たちと同じように、通常、発電所、産業、交通機関から発生する総 PM₂.₅ への長期曝露を 1 年間の平均曝露として要約します。これは、山火事への曝露を測定する場合には意味をなさない可能性があります。たとえば、交通関連の大気汚染とは異なり、山火事 PM₂.₅ のレベルは年間を通じて大きく異なります。

健康と公平性の研究を改善するために、私たちのチームは 5つの指標を開発しました これにより、山火事 PM₂.₅ への長期曝露をより適切に捕捉できます。

変動する山火事PM₂.₅の測定

現在の山火事 PM₂.₅ の測定値が個人の長期曝露を適切に捉えていない理由を理解するには、平均値の概念を掘り下げる必要があります。

1 年間の PM₂.₅ の平均レベルが 1 立方メートルあたり 1 マイクログラムだったとします。人は、365 日間毎日 1 立方メートルあたり 1 マイクログラム、または 1 日で 1 立方メートルあたり 365 マイクログラムの被曝を経験する可能性があります。

これら 2 つのシナリオでは、1 年間の平均曝露量は同じになりますが、生物学的影響は大きく異なる可能性があります。体は、毎日 1 立方メートルあたり 1 マイクログラムの曝露による損傷を回避できるかもしれませんが、1 立方メートルあたり 365 マイクログラムという大量の 1 回の線量に圧倒されます。

参考までに、2022 年にアメリカ人は PM₂.₅の平均総曝露量は1立方メートルあたり7.8マイクログラム. 。研究者らは、山火事が発生している 35 州では、これらの山火事による被害は平均してわずか 0.69マイクログラム/立方メートル 2016 年から 2020 年までの各年の PM₂.₅ の合計。しかし、この視点は的外れです。

たとえば、2018 年のキャンプファイアーに近い国勢調査地区では、2006 年から 2020 年の間に、山火事の平均 PM₂.₅ 濃度が 1 立方メートルあたり 1.2 マイクログラムでした。しかし、実際の火災では、最高被ばく量は立方メートルあたり 310 マイクログラムでした。 世界最高レベル その日。

科学者たちは、このような極端な曝露が長期的な人間の健康に何を意味するのかをより深く理解したいと考えています。 先行研究 山火事の長期にわたるPM₂.₅への曝露に関する研究では、主に大規模な火災の近くに住んでいる人々に焦点を当て、数年後に追跡調査して彼らの健康状態を調べました。これには、ベースラインとフォローアップの間に発生した新たな暴露が含まれていません。

より最近の研究では、時間の経過とともに変化する山火事 PM₂.₅ への長期曝露を追跡しています。たとえば、研究者らは、ブラジルにおける 2 年間にわたる山火事 PM₂.₅ への曝露と、がんおよびその他の原因による死亡リスクとの関連性を報告しました。この作品もまた頼りになりました 長期平均曝露量 また、断続的な山火事による極端な暴露を直接捉えていませんでした。研究では評価されていないため、特定のパターンの長期にわたる山火事 PM₂.₅ 曝露が健康に悪影響を与えるかどうかはわかりません。

ほとんどの日、人々は山火事の PM₂.₅ にさらされることはありません。日によっては、山火事にさらされることが激しくなります。現時点では、数日の非常に悪い日と、少し悪い日のどちらが健康にとってリスクが高いかはわかりません。

新しい枠組み

山火事の際に人々がさらされる PM₂.₅ レベルの巨大なピークを捉える、より現実的な推定値を得るにはどうすればよいでしょうか?

人々が経験する山火事 PM₂.₅ について考えるとき、暴露科学者 (人間と環境中の有害物質との接触を研究する研究者) は、頻度、期間、強度を考慮します。これらの連動する要素は、山火事発生時の身体の実際の曝露を説明するのに役立ちます。

私たちの最近の研究で、私たちのチームは次のことを提案しました。 山火事PM₂.₅への長期曝露を測定するための枠組み これには、山火事の頻度、期間、強度が組み込まれています。私たちは大気質モデルを 2006 年から 2020 年までのカリフォルニアの山火事データに適用し、さまざまな暴露タイプを捉える新しい指標を導き出しました。

私たちが考案した指標の 1 つは、長期にわたる山火事 PM₂.₅ への曝露の日数であり、これにより最小の曝露でも特定できます。もう 1 つの指標は、長期間にわたる煙レベルのピーク週における山火事 PM₂.₅ の平均濃度であり、これは最も極端な暴露を受ける場所を強調しています。また、研究対象の影響に応じて、より有用となる可能性のある他の指標もいくつか開発しました。

興味深いことに、これらの指標は互いにかなり相関しており、少なくともある程度の山火事 PM₂.₅ が何日も発生した場所を示唆しています。 全体的に最高レベルでした. 。このため、異なる曝露パターンの間で決定することが困難になる可能性がありますが、各指標の適合性は、調査している健康への影響に部分的に依存します。

環境の不公平

また、特定の人種および民族グループが平均よりも高い山火事 PM₂.₅ 曝露を経験したかどうかも評価し、次のことが判明しました。 さまざまなグループが最も多くの暴露に直面しました 年によります。

カリフォルニアで大規模な山火事が発生した 2018 年と 2020 年のことを考えてみましょう。あらゆる指標から見て、最も露出の多い国勢調査区は、2018 年には主に非ヒスパニック系の白人で構成され、2020 年にはヒスパニック系の個人で構成されていました。カリフォルニア州人口の約 41.6% が非ヒスパニック系白人で、36.4% がヒスパニック系であることから、これは当然のことです。

他のグループが山火事 PM₂.₅ への過度の曝露にさらされているかどうかを理解するために、相対比較を使用しました。これは、各人種および民族グループが経験した実際の山火事 PM₂.₅ 曝露量と、州平均に曝露された場合に予想される曝露量を比較したことを意味します。

我々は、先住民コミュニティが最も不均衡な曝露を受けており、予想の1.68倍のPM₂.₅を経験していることがわかりました。比較すると、非ヒスパニック系白人のカリフォルニア人は予想よりも PM2.5 にさらされる量が 1.13 倍多く、多人種のカリフォルニア人は予想より 1.09 倍多くさらされました。

農村部の部族の土地は、私たちの調査対象の国勢調査区の中で、山火事 PM₂.₅ の平均濃度が最も高く、1 立方メートルあたり 0.83 マイクログラムでした。カリフォルニアのアメリカ先住民の大部分は田舎に住んでおり、多くの場合、 山火事のリスクが高い 研究によると、文化的な野焼き行為の法的抑圧など、数十年にわたる劣悪な森林管理が原因です。 壊滅的な山火事の削減を支援する. 。最近の 州法 カリフォルニアの先住民族の土地における文化的焼却の責任リスクを取り除きました。

アメリカ先住民とアラスカ先住民の間で山火事 PM₂.₅ への長期にわたる高度な曝露の要因と健康への影響を理解することは、問題に対処するのに役立ちます。 重大な健康格差 これらのグループと他のアメリカ人との間で。