Загрязнение окружающей среды и пандемии: опасная смесь

Pollution and pandemics: A dangerous mix0

Вашингтонский университет в Сент-Луисе

Согласно новым исследованиям Инженерной школы Маккелви при Вашингтонском университете в Сент-Луисе, загрязнение окружающей среды может нести часть вины за быстрое распространение в Соединенных Штатах SARS-CoV-2, вируса, ответственного за распространение COVID-19.

Newswise — Соединенные Штаты, возможно, настроили себя на распространение пандемии, даже не зная об этом.

Согласно новым исследованиям Инженерной школы Маккелви при Вашингтонском университете в Сент-Луисе, загрязнение окружающей среды может нести часть вины за быстрое распространение в Соединенных Штатах SARS-CoV-2, вируса, ответственного за распространение COVID-19.

Исследование, проведенное в лаборатории Раджана Чакрабарти, адъюнкт-профессора кафедры энергетики, окружающей среды и химической инженерии, было опубликовано в интернете перед печатью в журнале Science of The Total Environment.

Когда речь заходит о том, насколько больным становится человек после заражения COVID-19, медицинские работники считают, что здоровье человека — например, наличие определенных заболеваний — может играть жизненно важную роль. Когда речь заходит о том, как быстро вирус может распространяться по всему сообществу, оказывается, что здоровье окружающей среды напрямую коррелирует с базовым коэффициентом размножения R0, который обозначает ожидаемое число людей, которых может заразить каждый больной человек.

Коэффициент размножения R0 COVID-19 напрямую связан с долгосрочными уровнями воздействия окружающей среды PM2.5. А присутствие вторичных неорганических компонентов в PM2.5 только ухудшает ситуацию, по мнению Чакрабарти.

“Мы проверили более 40 смешивающих факторов”, — сказал Чакрабарти. Из всех этих факторов “была выявлена сильная линейная связь между длительным воздействием PM2.5 и R0.”

PM2.5 относится к окружающим частицам диаметром 2,5 микрометра или меньше; при таком размере они могут попасть в легкие человека и вызвать повреждение. По этой причине PM2.5 может быть вредным для здоровья дыхательных путей. Но как это связано с распространением COVID-19 среди населения, еще предстоит выяснить.

Чакрабарти и его аспирант Пейтон Билер, оба исследователи аэрозолей, которые ранее занимались моделированием коронавируса, заинтересовались этой связью после того, как две статьи были опубликованы в быстрой последовательности. Во-первых, июльская статья в журнале Science обнаружила, что уровень восприимчивости к COVID-19 является движущим фактором пандемии; он более важен, чем температура, которая, как первоначально думали исследователи, может играть чрезмерную роль.

Затем в августе исследование было опубликовано в журнале Journal of Infection установлено, что наибольшее количество случаев заболевания COVID-19 тяжелыми заболеваниями было в местах с более высоким уровнем загрязнения.

“Я думал, почему в большинстве штатов США у нас было такое быстрое распространение вируса?” — Спросил Чакрабарти. Особенно на ранних стадиях пандемии. “Мы хотели ограничить наше исследование моментом времени, когда выключение было на месте. По большей части люди оставались взаперти с начала марта до конца апреля.”

Команда решила посмотреть на места, где R0 больше единицы — это точка, в которой один человек может распространить болезнь на более чем одного человека, и болезнь взлетает. В этих местах они рассмотрели 43 различных фактора, включая плотность населения, распределение по возрасту, даже временные задержки в приказах Штатов оставаться дома.

Затем, используя оценки загрязнения по всей территории США в период с 2012 по 2017 год , опубликованные Рэндаллом Мартином, профессором департамента энергетики, окружающей среды и химической инженерии, команда искала любые взаимосвязи.

Моделирование показало увеличение почти на 0,25 в R0, что соответствует 10% — ному увеличению сульфата, диоксида азота и аммония, или состава СНС, и увеличению на 1 мкг/м3 массовых концентраций ТЧ2, 5 соответственно.

Они обнаружили, что эти линейные корреляции были наиболее сильными в тех местах, где уровень загрязнения был значительно ниже национальных стандартов качества окружающего воздуха (NAAQS), уровней загрязнителей воздуха, которые считаются безопасными для человека.

“Ежегодные средние национальные стандарты PM2.5 установлены на уровне или ниже 12 микрограммов на кубический метр, ниже этого вы должны быть в безопасности”, — сказал Чакрабарти. — То, что мы видели, корреляция, которую мы видим, намного ниже этого стандарта.” Фактически, они наблюдали быстрое увеличение R0, когда уровни воздействия PM2.5 были ниже 6 микрограммов на кубический метр.

Чакрабарти предполагает, что это начальное увеличение R0, за которым следует плато , как только уровни достигают 6 микрограммов на кубический метр, является результатом начальных изменений в состоянии; когда воздух свободен от PM2.5, человек остается незатронутым. Первоначальное воздействие является катализатором изменений в здоровье легких, приводящих к изменению от невосприимчивости к восприимчивости, что отражается в увеличении R0.

И хотя прямой корреляции между Черным углеродом — он же сажа — и R0 не было, исследователи все же нашли связь.

“Наши сотрудники из Университета Сент-Луиса предложили статистический подход посредничества/умеренности”, детальный анализ, который рассматривает то, как дополнительные переменные влияют на результат первоначальной взаимосвязи. В этом случае исследователи рассмотрели влияние сажи на R0, рассматривая эффект СНС.

“Мы обнаружили, что черный углерод действует как своего рода катализатор. Когда присутствует сажа, PM2.5 оказывает более острое воздействие на здоровье легких и, следовательно, на R0.”

Исследование посредничества/умеренности не было лишним — одним из распространенных способов воздействия СНС на людей является загрязнение окружающей среды, выбрасываемое автомобилями и угольными электростанциями. Оба из которых также выделяют сажу.

“Хотя десятилетия строгих правил качества воздуха в США привели к значительному снижению уровня диоксида азота, — пишут авторы в заключении статьи, — недавнее изменение экологических норм, которые ослабляют ограничения на выбросы газов от электростанций и транспортных средств, угрожает будущему сценарию качества воздуха в стране.”

“Вместо того, чтобы работать над решением этой проблемы, эти изменения могут подготовить нас к новой пандемии”, — сказал Чакрабарти.

Авторы сделали свои данные и исходные коды доступными для общественности.

Реакция WashU на COVID-19
Визит coronavirus.wustl.edu для получения последней информации об обновлениях и политиках WashU. Смотрите все истории, связанные с COVID-19.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Коронавирус-2