То, как исследователи измеряют воздействие дыма от лесных пожаров, не отражает последствий для здоровья и скрывает расовые различия.

Дети, родившиеся в 2020 году во всем мире, испытают в два раза больше лесных пожаров при жизни по сравнению с теми, кто родился в 1960 году.В Калифорнии и других западных штатах частые лесные пожары стали такой же неотъемлемой частью лета и осени, как фруктовое мороженое и конфеты на Хэллоуин.

Лесные пожары производят мелкие твердые частицы или PM₂.₅, который душит воздух и проникает глубоко в легкие.Исследователи знают, что кратковременное воздействие лесных пожаров PM₂.₅ увеличивает визиты неотложной помощи при кардиореспираторных проблемах, таких как астма.Однако долгосрочные последствия многократного воздействия лесных пожаров PM₂.₅ на хронические заболевания неясны.

Одна из причин заключается в том, что ученые еще не решили, как лучше всего измерить этот тип периодического, но продолжающегося воздействия. Экологические эпидемиологи и ученые-медики мы, как и мы, обычно суммируем долгосрочное воздействие общего количества PM₂.₅, которое исходит от электростанций, промышленности и транспорта, как среднее воздействие за год.Это может не иметь смысла при измерении воздействия лесных пожаров.Например, в отличие от загрязнения воздуха, связанного с дорожным движением, уровни выбросов PM₂.₅ от лесных пожаров сильно меняются в течение года.

Чтобы улучшить исследования в области здравоохранения и справедливости, наша команда разработал пять показателей это лучше отражает долгосрочное воздействие лесных пожаров PM₂.₅.

Измерение колебаний PM₂.₅ при лесных пожарах

Чтобы понять, почему текущие измерения PM₂.₅ при лесных пожарах не отражают должным образом долгосрочное воздействие на человека, нам необходимо углубиться в концепцию средних значений.

Скажем, средний уровень PM₂.₅ за год составил 1 микрограмм на кубический метр.Человек может испытывать это воздействие в размере 1 микрограмма на кубический метр каждый день в течение 365 дней или 365 микрограммов на кубический метр в течение одного дня.

Хотя эти два сценария приводят к одинаковому среднему воздействию в течение года, они могут иметь совершенно разные биологические последствия.Организм может противостоять повреждению от воздействия 1 микрограмма на кубический метр каждый день, но его подавляет огромная разовая доза в 365 микрограмм на кубический метр.

В перспективе, в 2022 году американцы пережили среднее общее количество PM₂.₅ 7,8 микрограмм на кубический метр.Исследователи подсчитали, что в 35 штатах, где наблюдаются лесные пожары, эти лесные пожары в среднем прибавили всего лишь 0,69 микрограмм на кубический метр до общего количества PM₂.₅ каждый год с 2016 по 2020 год.Однако эта точка зрения не соответствует действительности.

Например, в период с 2006 по 2020 год на переписном участке, расположенном недалеко от места пожара в лагере в 2018 году, средняя концентрация PM₂.₅ лесного пожара составила 1,2 микрограмма на кубический метр.Но в результате самого пожара пиковое воздействие составило 310 микрограмм на кубический метр. высочайший уровень в мире в тот день.

Ученые хотят лучше понять, что такие экстремальные воздействия означают для здоровья человека в долгосрочной перспективе. Предыдущие исследования о долгосрочном воздействии лесных пожаров PM₂.₅ в основном касалось людей, живущих рядом с крупным пожаром, которые спустя годы проверяли состояние их здоровья.При этом не учитываются любые новые воздействия, произошедшие между исходным уровнем и последующим наблюдением.

Более поздние исследования отследили долгосрочное воздействие лесных пожаров PM₂.₅, которое со временем меняется.Например, исследователи сообщили о связи между воздействием PM₂.₅ лесных пожаров в течение двух лет и риском смерти от рака и любой другой причины в Бразилии.Эта работа снова опиралась на долгосрочное среднее воздействие и не фиксировали напрямую экстремальное воздействие периодических лесных пожаров.Поскольку исследование не оценивало это, мы не знаем, был ли конкретный образец длительного воздействия лесных пожаров PM₂.₅ хуже для здоровья.

В большинстве случаев люди не подвергаются воздействию лесных пожаров PM₂.₅.В некоторые дни воздействие лесных пожаров является интенсивным.На данный момент мы не знаем, являются ли несколько очень плохих дней или много слегка плохих дней более опасными для здоровья.

Новая структура

Как мы можем получить более реалистичные оценки, отражающие огромные пики уровней PM₂.₅, которым люди подвергаются во время лесных пожаров?

Размышляя о лесных пожарах PM₂.₅, с которыми сталкиваются люди, ученые, изучающие контакт между людьми и вредными агентами в окружающей среде, учитывают частоту, продолжительность и интенсивность.Эти взаимосвязанные факторы помогают описать истинное воздействие на организм во время лесного пожара.

В нашем недавнем исследовании наша команда предложила система измерения долгосрочного воздействия лесных пожаров PM₂.₅ который включает в себя частоту, продолжительность и интенсивность лесных пожаров.Мы применили модели качества воздуха к данным о лесных пожарах в Калифорнии с 2006 по 2020 год, получив новые показатели, отражающие различные типы воздействия.

Одним из разработанных нами показателей является количество дней, в течение которых подвергались воздействию лесных пожаров PM₂.₅ в течение длительного периода, что позволяет выявить даже самые незначительные воздействия.Еще одним показателем является средняя концентрация PM₂.₅ лесных пожаров в течение недели пикового уровня дыма за длительный период, которая выделяет места, которые подвергаются наиболее экстремальному воздействию.Мы также разработали несколько других показателей, которые могут оказаться более полезными в зависимости от того, какие эффекты изучаются.

Интересно, что эти показатели хорошо коррелировали друг с другом, что указывает на места, где в течение многих дней наблюдались хотя бы некоторые лесные пожары PM₂.₅. имели самые высокие уровни в целом.Хотя это может затруднить выбор между различными моделями воздействия, пригодность каждого показателя частично зависит от того, какие последствия для здоровья мы исследуем.

Экологическая несправедливость

Мы также оценили, подвергались ли определенные расовые и этнические группы воздействию ТЧ₂.₅ от лесных пожаров выше среднего, и обнаружили, что разные группы подвергались наибольшему воздействию в зависимости от года.

Рассмотрим 2018 и 2020 годы, два года крупных лесных пожаров в Калифорнии.Наиболее уязвимые участки переписи по всем показателям состояли в основном из белых неиспаноязычных лиц в 2018 году и латиноамериканцев в 2020 году.Это имеет смысл, поскольку белые люди неиспаноязычного происхождения составляют около 41,6%, а латиноамериканцы — 36,4% населения Калифорнии.

Чтобы понять, сталкивались ли другие группы с чрезмерным воздействием лесных пожаров PM₂.₅, мы использовали относительные сравнения.Это означает, что мы сравнили истинное воздействие PM₂.₅ от лесных пожаров, которому подвергается каждая расовая и этническая группа, с тем, что мы ожидали бы, если бы они подвергались воздействию в среднем по штату.

Мы обнаружили, что коренные народы подверглись наиболее непропорциональному воздействию: они испытали в 1,68 раза больше PM₂.₅, чем ожидалось.Для сравнения, белые калифорнийцы неиспаноязычного происхождения подвергались воздействию PM₂.₅ в 1,13 раза больше, чем ожидалось, а калифорнийцы, принадлежащие к представителям разных рас, подвергались воздействию PM₂.₅ в 1,09 раза больше, чем ожидалось.

Сельские племенные земли имели самую высокую среднюю концентрацию PM₂.₅ от лесных пожаров – 0,83 микрограмма на кубический метр – среди всех переписных участков нашего исследования.Большая часть коренных американцев Калифорнии живет в сельской местности, часто с более высокий риск лесных пожаров из-за десятилетий плохого управления лесным хозяйством, включая юридическое подавление практики культурного сжигания, что, как показали исследования, помощь в уменьшении катастрофических лесных пожаров.Недавний государственное законодательство устранил риски ответственности за сожжение культурных ценностей на землях коренных народов в Калифорнии.

Понимание движущих сил и последствий для здоровья длительного воздействия лесных пожаров PM₂.₅ среди коренных жителей Америки и Аляски может помочь решить проблему существенные различия в состоянии здоровья между этими группами и другими американцами.