Riscurile pentru sănătate ale incendiilor din vestul țării se extind în toată țara

După o zi de relaxare la Jersey Shore în iulie anul trecut, Jessica Reeder și fiul și fiica ei s-au întors acasă, în Philadelphia. În timp ce au trecut pe un pod din New Jersey în Pennsylvania, au fost întâmpinați de un cer încețoșat, galben-cenușiu. I-a amintit lui Reeder de cerul afumat pe care l-a văzut crescând în sudul Californiei în zilele în care ardeau incendii în canioanele uscate.

Simțind mirosul de fum și îngrijorată de astmul ei și de copiii ei, Reeder a apăsat comutatorul pentru a recircula aerul din interiorul mașinii în loc să tragă din exterior. Acasă, familia a închis toate ferestrele și a pornit purificatoarele de aer la nivel înalt.

Fumul a călătorit de la incendiile care făceau ravagii pe cealaltă parte a continentului, în vestul Statelor Unite și în Canada. Deși calitatea aerului din Philadelphia nu s-a apropiat de recordul de calitate a aerului pe care l-au înregistrat unele orașe din vest, a fost suficient de rea pentru a declanșa avertismente privind calitatea aerului – și nu doar pentru persoanele cu astm sau probleme cardiace.

Cele mai multe incendii de vegetație mari din SUA au loc în vest. Dar fumul nu rămâne acolo. Se deplasează spre est, afectând comunitățile aflate la sute sau mii de kilometri distanță de incendii. De fapt, majoritatea deceselor legate de astm și a vizitelor la camera de urgență atribuite fumului de incendiu din Statele Unite au loc în orașele din est, potrivit unui studiu din septembrie 2021 GeoHealth.

o hartă care arată modul în care fumul incendiilor s-a răspândit în estul Statelor Unite și în Canada dinspre vest.
Fumul s-a răspândit în estul Statelor Unite și în Canada de la incendiile de vegetație din vest, la 21 iulie 2021 (roșul mai închis este fumul mai dens). Locuitorii din orașele din est au primit avertismente de cod portocaliu și cod roșu, conform cărora calitatea aerului era nesănătoasă.Joshua Stevens/NASA Earth Observatory

Marea problemă este reprezentată de particulele fine, particule mici cunoscute și sub numele de PM2.5. Aceste bucățele de cenușă, gaze și alte detritusuri suspendate în fum nu au o lățime mai mare de 2,5 micrometri, suficient de mici pentru a se depune în plămâni și a provoca leziuni permanente. PM2.5 agravează problemele respiratorii și cardiovasculare și poate duce la moarte prematură. Particulele pot provoca, de asemenea, astm și alte afecțiuni cronice la adulți și copii altfel sănătoși.

În ultimele câteva decenii, reglementările americane privind aerul curat au redus particulele provenite din poluarea industrială, astfel încât aerul a devenit mai curat, în special în orașele populate din est. Dar reglementările nu se referă la particulele provenite din fumul incendiilor de pădure, despre care studii recente arată că este diferit din punct de vedere chimic de poluarea industrială a aerului, potențial mai periculos pentru oameni și în creștere semnificativă.

Până în prezent, o mare parte din cercetările privind modul în care PM2.5 poate îmbolnăvi oamenii s-a bazat pe persoanele care locuiesc sau lucrează în apropierea incendiilor din Occident. Acum, cercetătorii își îndreaptă atenția asupra modului în care PM2.5 de fum afectează marile centre de populație din est, departe de incendiile de vegetație. Un lucru este clar: odată cu creșterea intensității și frecvenței incendiilor de vegetație din cauza schimbărilor climatice (SN: 12/19/20 & 1/2/21, p. 32), oamenii din America de Nord trebuie să fie îngrijorați de impactul asupra sănătății, spune Katelyn O’Dell, cercetător în domeniul atmosferei la Universitatea George Washington din Washington, D.C.

Aerul rău călătorește

Reglementările privind poluarea aerului limitează PM2.5 de la mașinile și camioanele care emit gaze de eșapament și de la fabricile și centralele electrice care ard combustibili fosili. Aceste reglementări au făcut „o treabă foarte bună” în ceea ce privește reducerea poluării antropogene a aerului în ultimele două decenii, spune Rosana Aguilera, cercetător de mediu la Scripps Institution of Oceanography din La Jolla, California. În Statele Unite, concentrațiile a șase dintre cei mai răspândiți poluanți atmosferici au scăzut cu 78% de la adoptarea Legii privind aerul curat din 1970, potrivit Agenției americane pentru protecția mediului. PM2.5 au scăzut și ele – cel puțin până de curând.

Incendiile din vest, care sunt din ce în ce mai frecvente, mai severe și mai mari, șterg o parte din câștigurile realizate în reducerea poluării industriale, spune Rebecca Buchholz, chimist atmosferic la Centrul Național pentru Cercetare Atmosferică din Boulder, Colorado.

Incendiile din nord-vestul Pacificului „determină o tendință de creștere” a poluării aerului cu particule în suspensie, au scris Buchholz și colegii săi la 19 aprilie în Nature Communications. O astfel de poluare cu fum atinge un maxim în luna august, când incendiile din regiune tind să se intensifice, iar capacitatea atmosferei de a se curăța, de exemplu, prin ploaie, este limitată. Acest vârf de poluare atmosferică de la sfârșitul verii este nou, spune Buchholz. Este deosebit de vizibil mai ales din 2012.

o fotografie cu o linie a cerului din New York în ceață și o femeie care face jogging în siluetă
Orașul New York, vizibil prin cerul încețoșat în septembrie 2020, și multe locuri din estul țării au înregistrat una dintre cele mai proaste calități ale aerului din ultimele decenii din cauza incendiilor care ard în vestul SUA și în Canada. Astfel de incendii sunt în creștere ca intensitate și frecvență.Gary Hershorn/Getty Images plus

Și, așa cum Reeder și familia ei au experimentat anul trecut, poluarea transportată de incendii provoacă vârfuri substanțiale de particule în centrul Statelor Unite și în nord-estul Americii de Nord, au constatat Buchholz și colegii săi. Astfel, incendiile din nord-vestul Pacificului „au potențialul de a avea un impact asupra calității aerului de suprafață, chiar și la distanțe mari în direcția vântului de la incendii”, a scris echipa, punând aproximativ 23 de milioane de oameni din centrul Statelor Unite și 72 de milioane din nord-estul Americii de Nord la un risc crescut de impact asupra sănătății din cauza fumului importat de incendii.

Cât de departe și unde PM2.5 depinde de modelele meteorologice și de cât de sus ajunge fumul incendiilor de vegetație – cu cât incendiul este mai puternic, cu atât poate dura mai mult și cu atât fumul poate ajunge mai departe și, prin urmare, cu atât mai departe pot ajunge particulele. Anul trecut, incendiile de vegetație îndepărtate au creat condiții nesănătoase de calitate a aerului în locații din Marile Câmpii până la New York și Washington, D.C.

Orașul New York a înregistrat una dintre cele mai proaste calități ale aerului din ultimele două decenii. Philadelphia a avut două zile de „cod roșu” – ceea ce înseamnă că calitatea aerului a fost nesănătoasă pentru toți – din cauza incendiilor din vestul Statelor Unite și din Canada. În 2019, 2020 și 2021, aceste incendii au împins PM2.5 la niveluri nesănătoase în mare parte din Minnesota. De fapt, un studiu din 2018 a arătat că plutele de fum de incendii de pădure plutesc acum deasupra Minnesota timp de opt până la 12 zile pe lună, între iunie și septembrie.

Impactul uman

Fumul din vest are deja un efect tangibil asupra sănătății umane din est, spune O’Dell, autorul principal al studiului 2021. GeoHealth studiu.

Analizând datele privind fumul și sănătatea din 2006 până în 2018, O’Dell și colegii săi au constatat că mai multe persoane vizitează camerele de urgență și sunt spitalizate în est decât în vest din cauza problemelor de astm atribuibile fumului PM2.5. Vizitele la Urgențe și spitalizările legate de astm au fost mai mari la est de Munții Stâncoși în 11 din cei 13 ani.

Pe parcursul perioadei de studiu, o medie de 74 la sută din decesele legate de astm și 75 la sută din vizitele la Urgențe și spitalizările cauzate de astm atribuibile fumului au avut loc la est de Munții Stâncoși. Din cele 6 300 de decese în exces estimate din cauza complicațiilor astmului datorate fumului PM2.5 care au avut loc anual în perioada studiată, peste 4.600 au fost în Est.

Fumul afectează mult mai mulți oameni în Est în primul rând pentru că acolo locuiesc mai mulți oameni, notează O’Dell. Echipa sa a definit „Vestul” ca fiind la vest de Munții Stâncoși, cu o populație de 64 de milioane de locuitori, iar „Estul” ca fiind la est de Munții Stâncoși, unde locuiesc 226 de milioane de oameni. În vest, fumul PM2.5 provoacă o proporție mai mare de decese regionale cauzate de astm. În est, este o proporție mai mică din totalul populației, dar un număr total mult mai mare de persoane afectate.

„Este posibil să vedem deja consecințele acestor incendii asupra sănătății locuitorilor care trăiesc la sute sau chiar mii de kilometri în direcția vântului”, a declarat Buchholz într-un comunicat de presă.

Tinerii vulnerabili

„Astmul este o afecțiune foarte răspândită și comună”, spune Yang Liu, cercetător în domeniul mediului la Universitatea Emory din Atlanta. În Statele Unite, aproximativ 25 de milioane de persoane suferă de astm, adică 8% dintre adulți și 7% dintre copii, potrivit Centrelor americane pentru controlul și prevenirea bolilor.

Particulele fine pot declanșa atacuri de astm, dar pot fi, de asemenea, un pericol pentru persoanele care nu suferă de această afecțiune. Copiii sunt deosebit de vulnerabili în primul rând din cauza fiziologiei. Copiii respiră mai repede, astfel încât ajung să absoarbă mai multe particule, în plus, plămânii lor sunt mai mici, astfel încât este posibil ca o mai mare parte din suprafața lor pulmonară să fie afectată atunci când inhalează particule. În plus, plămânii lor sunt încă în curs de dezvoltare, spune Jennifer Stowell, epidemiolog de mediu la Boston University School of Public Health.

Stowell a condus un studiu, raportat în ianuarie Environmental Research Letters, estimând cât de mult fum de incendii de pădure va exacerba atacurile de astm în vestul țării. Stowell, Liu și colegii săi estimează că, în anii 2050, vor exista 155.000 de vizite suplimentare la Urgențe și spitalizări legate de astm în fiecare sezon de incendii în Vest doar din cauza fumului PM2.5. Cea mai mare îngrijorare, spune Stowell, este pentru copii și adulții tineri.

Aguilera, de la Scripps, și colegii ei au găsit asocieri între PM2.5 și a vizitelor la Urgențe și la Urgențe de urgență legate de respirație pediatrică. În comitatul San Diego, din 2011 până în 2017, se estimează că, în cazul incendiilor de vegetație, PM2.5 a fost de 10 ori mai dăunător pentru sănătatea respiratorie la copiii de 5 ani și mai mici decât PM2.5, cercetătorii au raportat în 2021 în Pediatrie. De fapt, aceeași creștere a nivelurilor de PM2.5 de la fum față de sursele ambientale au cauzat o rată cu 26% mai mare de vizite la Urgențe sau la îngrijiri urgente. Cercetătorii nu au notat dacă copiii aveau astm preexistent.

Și chiar și atunci când un incendiu de pădure a crescut PM2.5 cu o cantitate mică, vizitele de urgență respiratorie și de îngrijire urgentă la copii 12 și sub 12 au crescut, Aguilera și colegii au raportat în 2020 în Analele Societății Americane de Thoracic (Annals of the American Thoracic Society). „Chiar și incendiile de vegetație relativ mai mici pot genera un impact destul de mare asupra populației pediatrice”, spune Aguilera. „Și, într-adevăr, orice cantitate de PM sau de poluare a aerului este dăunătoare”.

Studiile efectuate pe primate neumane au arătat, de asemenea, efecte permanente ale fumului asupra tinerilor – rezultate pe care cercetătorii se așteaptă să se aplice și la oameni, având în vedere asemănările genetice. În 2008, un grup de macaci rhesus sugari de la Centrul Național de Cercetare a Primatelor din California de la Universitatea din California, Davis, a fost expus la un nivel ridicat de PM2.5 de la o serie de incendii devastatoare în nordul Californiei. Cercetătorii au comparat aceste maimuțe cu macacii născuți un an mai târziu care nu au fost expuși la fum.

o fotografie a unei macacii rhesus care ține un pui în brațe
La Centrul Național de Cercetare a Primatelor din California, macacii rhesus care au fost expuși la fumul incendiilor de pădure în primii ani de viață au tulburări imunitare, modificări ale sistemului nervos și plămâni slăbiți. © 2014 Kathy West/Centrul Național de Cercetare a Primatelor din California/UC Davis

În jurul vârstei de 3 ani, macacii expuși la fum au prezentat tulburări imunitare și o capacitate pulmonară, o funcție pulmonară și un volum pulmonar reduse, spune Hong Ji, un biolog molecular de la UC Davis și de la centrul de primate care nu a fost implicat în acest studiu. Plămânii arată ca și cum ar fi avut fibroză, spune Ji. „Expunerea la fum la începutul vieții … a schimbat traiectoria dezvoltării plămânilor” și nu pare să fie reversibilă, spune ea.

Maimuțele expuse la focul de pădure PM2.5 au, de asemenea, schimbări importante în modul în care funcționează ADN-ul lor, au raportat Ji și colegii săi în ianuarie Environment International. Expunerea la fumul incendiilor de pădure în copilărie poate provoca modificări pe termen lung, care pot schimba viața maimuțelor, afectând sistemul nervos și imunitar, precum și dezvoltarea creierului, spune Ji. Chiar mai rău, spune ea, modificările ADN-ului sunt de tipul celor care pot fi transmise mai departe și pot duce la daune generaționale.

Chiar și macacii născuți după expunerea in utero la fumul incendiilor de pădure pot suferi probleme cognitive, imunitare și hormonale, au raportat cercetătorii centrului de primate la 1 aprilie în Nature Communications.

Acum, Ji și colegii săi au colaborat cu Rebecca Schmidt, un epidemiolog molecular de la UC Davis, care conduce un studiu privind efectele expunerii la fumul de incendiu asupra femeilor însărcinate și a copiilor mici. Acest grup de cercetare, precum și alte echipe, analizează, de asemenea, dacă PM2.5 provoacă modificări genetice la bebelușii expuși la fum în uter, spune Ji. Cu cât se strâng mai multe rezultate privind efectele PM2.5 pe bebeluși și copii – și chiar în timpul sarcinii – cu atât mai mult ne dăm seama că este mai periculos, spune Ji.

Diferențe chimice

Particulele se modifică pe măsură ce se deplasează în atmosferă, atât ca volum, cât și din punct de vedere chimic. Unele PM2.5 este emisă direct de incendii, iar o parte provine din substanțele chimice și gazele reziduale emise de incendii care sunt prelucrate chimic în atmosferă, spune Buchholz. Reacțiile care au loc în coloana de fum, combinate cu lumina soarelui, pot crea și mai multe PM2.5 sub vânt de incendii. Modul în care aceste particule se schimbă din punct de vedere chimic – prin interacțiunile dintre atmosferă și particule și dintre poluarea provocată de incendii și poluarea umană – și ce înseamnă acest lucru pentru sănătatea umană „este un domeniu de cercetare foarte activ în acest moment”, spune ea. „Este super complicat”.

Studiile epidemiologice și de chimie atmosferică indică faptul că PM2.5 este mai periculos pentru sănătatea umană decât PM2.5, spune Stowell, epidemiologul din Boston. Un astfel de studiu a comparat particulele provenite din incendiile din Amazon cu surse urbane, cum ar fi gazele de eșapament ale vehiculelor din Atlanta. Nga Lee Ng, chimist atmosferic la Georgia Tech, și colegii săi au descoperit că particulele de fum sunt mai toxice decât particulele urbane, „inducând un stres oxidativ celular de aproximativ cinci ori mai mare”, spune Ng. Stresul oxidativ deteriorează celulele și ADN-ul din organism.

În plus, pe măsură ce fumul călătorește prin atmosferă și îmbătrânește, pare să devină și mai toxic, spune Ng. Reacțiile dintre particule și lumina soarelui și gazele atmosferice schimbă proprietățile chimice și fizice ale particulelor, făcându-le și mai potențial dăunătoare. Astfel, chiar dacă particulele se disipă în timp și la distanță, „efectele asupra sănătății per gram sunt mai mari”, spune Daniel Jaffe, chimist atmosferic la Universitatea din Washington Bothell.

Aceasta înseamnă că studiile privind efectele asupra sănătății în apropierea incendiilor din vestul țării ar putea să nu reprezinte întreaga poveste a modului în care fumul de la incendii îndepărtate afectează oamenii din est.

Liu, de la Emory, speră să vadă că guvernul american revizuiește politicile legate de ceea ce PM2.5 sunt periculoase, deoarece se bazează pe nivelul ambiant și nu pe cel al PM2.5. În martie, un grup consultativ al EPA a recomandat exact acest lucru. Într-o scrisoare către agenție, Comitetul consultativ științific pentru aer curat a scris: „În ceea ce privește valorile anuale ale PM2.5 standard, toți membrii CASAC sunt de acord că nivelul actual al standardului anual nu protejează suficient sănătatea publică și ar trebui redus.” Comitetul a adăugat: „Există dovezi epidemiologice substanțiale, atât din studiile de morbiditate, cât și din studiile de mortalitate, care arată că standardul actual nu protejează în mod adecvat.”

Comunitățile locale din întreaga țară trebuie să determine când să închidă școlile sau cel puțin să țină copiii înăuntru, spune Liu, precum și când să sfătuiască oamenii să închidă ferestrele și să pornească purificatoarele de aer. Măștile bune – N95 și KN95 – pot ajuta de asemenea (da, măștile care blochează virușii pot bloca și particulele).

Orașele, guvernele județene și de stat trebuie, de asemenea, să pregătească sistemul de sănătate pentru a răspunde la creșterea problemelor legate de astm, spune Liu. Unele state au început să răspundă. În 2017, de exemplu, Agenția pentru Controlul Poluării din Minnesota și-a mărit stațiile de monitorizare a calității aerului din jurul statului de la două la 18. De asemenea, agenția colaborează cu Serviciul Național de Meteorologie, cu Departamentul de Sănătate din Minnesota și cu Departamentul de Transport din Minnesota pentru a comunica mai bine avertismentele privind calitatea aerului.

o fotografie a unui bărbat îngenuncheat în zăpadă pentru a regla utilajele folosite pentru monitorizarea calității aerului
Minnesota, după ce s-a confruntat cu o creștere a numărului de zile de vară pline de fum, a adăugat stații suplimentare de monitorizare a calității aerului pentru a îmbunătăți previziunile locale.Agenția pentru Controlul Poluării din Minnesota

Între timp, sunt necesare mult mai multe cercetări privind implicațiile pentru sănătatea umană ale creșterii fumului de incendiu, spune Buchholz, precum și interacțiunile chimice din atmosferă, modul în care clima schimbă incendiile, modul în care incendiile se schimbă de la an la an și cum influențează atmosfera, ca să nu mai vorbim de modul în care diferiți copaci, clădiri și alți combustibili afectează pulberile în suspensie.

„Incendiile de vegetație sunt poate unul dintre cele mai vizibile moduri în care [climate change] este legată de sănătate”, spune Stowell. Iar realitatea este, spune ea, că „vom vedea că va rămâne la fel de rău sau mai rău pentru o vreme”.