Dekennier av forskning har visat att luftföroreningar som ozon och partiklar (PM) ökar mängden och allvarlighetsgraden av lung- och hjärtsjukdomar och andra hälsoproblem. Det behövs fler undersökningar för att ytterligare förstå den roll som dålig luftkvalitet spelar när det gäller att orsaka skadliga effekter på hälsan och ökad sjukdom, särskilt i utsatta befolkningsgrupper. Barn, äldre och personer som bor i områden med höga nivåer av luftföroreningar är särskilt känsliga.
Resultaten från dessa undersökningar används för att stödja landets luftkvalitetsnormer enligt Clean Air Act och bidrar till förbättringar av folkhälsan.
Forskning bedrivs inom följande områden:
- Hälsoeffekter av luftföroreningar på sårbara befolkningsgrupper
- Långsiktiga och kortsiktiga effekter.Effekter på kort och lång sikt av exponering för luftföroreningar
- Exponering för flera föroreningar och förändringar i miljöförhållanden
- Användning av stora datamängder för innovationer inom hälsovetenskapen
- Hälsoeffekter av rök från skogsbränder
- Interventioner inom folkhälsan. och kommunikationsstrategier
- Integrerade vetenskapliga bedömningar av luftföroreningar
Hälsoeffekter av luftföroreningar på sårbara befolkningsgrupper
Forskning har visat att vissa människor är mer mottagliga än andra för luftföroreningar. Dessa grupper omfattar barn, gravida kvinnor, äldre vuxna och personer med redan existerande hjärt- och lungsjukdomar. Människor i områden och samhällen med låg socioekonomi kan vara mer sårbara för luftföroreningar på grund av många faktorer. Närhet till industriella källor till luftföroreningar, underliggande hälsoproblem, dålig kost, stress och andra faktorer kan bidra till ökad hälsopåverkan i dessa samhällen.
Det finns ett behov av ökad förståelse för de faktorer som kan påverka om en befolkning eller åldersgrupp löper ökad risk för hälsoeffekter av luftföroreningar. Dessutom kommer framsteg i de analytiska metoder som används för att studera hälsoeffekterna av luftföroreningar att förbättra uppskattningarna av exponeringen för friska grupper och riskgrupper.
Den forskning som bedrivs av EPA:s vetenskapsmän och andra informerar om de obligatoriska översynerna av de primära nationella normerna för luftkvaliteten (National Ambient Air Quality Standards, NAAQS), vilket görs med hjälp av utarbetandet av integrerade vetenskapliga bedömningar (Integrated Science Assessments, ISA). Dessa ISA:s är på uppdrag av kongressen vart femte år för att bedöma det aktuella vetenskapliga läget när det gäller kriterierna för luftföroreningar och avgöra om standarderna ger ett tillräckligt skydd för folkhälsan.
Forskningen är inriktad på fyra områden:
- Identifiera och karakterisera om det finns viktiga reproduktionsfaktorer och kritiska utvecklingsstadier som påverkas av exponering för luftföroreningar;
- Bestämma betydelsen av akuta och kroniska sociodemografiska faktorer för hälsoskillnader i samband med luftföroreningar;
- Förstå hur kosten modifierar reaktionerna på luftföroreningar;
- Utvärdering av långsiktiga effekter av livsstil och kroniska sjukdomar på luftföroreningsinducerade respiratoriska och kardiovaskulära reaktioner
Ett tvärvetenskapligt forskarlag samordnar epidemiologisk, humanobservatorisk och grundläggande toxikologisk forskning för att utvärdera luftföroreningens effekter på riskpopulationer och utveckla strategier för att skydda dessa befolkningar, särskilt de som redan har en befintlig sjukdom. Resultaten från dessa produkter kommer att förbättra riskbedömningarna genom att klargöra vilken roll modifierande faktorer spelar, t.ex. psykosocial stress (t.ex. buller) och kost, och fastställa hur individens känslighet påverkar förhållandet mellan exponering för luftföroreningar och hälsa.
Relaterade länkar:
- Healthy Hearts Research
- Integrated Science Assessments
- Kriterier Luftföroreningar
Långsiktiga och kortsiktiga effekter av exponering för luftföroreningar
Människor kan utsättas för varierande koncentrationer av luftföroreningar. Dålig luftkvalitet kan påverka individer under en kortare period under dagen, eller oftare under en viss dag. Exponering för föroreningar kan också ske under flera dagar, veckor eller månader på grund av säsongsmässiga luftföroreningar, t.ex. ökad ozonhalt under sommaren eller partiklar från vedspisar under vintern.
Hälsoeffekterna av exponering för luftföroreningar beror på varaktigheten och koncentrationerna samt hälsostatusen hos de drabbade befolkningarna. Studier behövs för att öka kunskapen om exponeringens varaktighet och den eventuella kumulativa riskökningen.
Forskningen är inriktad på tre huvudområden:
- Kortsiktiga toppexponeringar, t.ex. skogsbränder, trafikrelaterade källor eller andra episodiska händelser;
- Intermittenta och kumulativa exponeringar;
- Mekanismer som ligger till grund för exponeringsriskerna
Forskarna utvärderar hälsoreaktionerna av intermittent exponering för luftföroreningar under flera dagar jämfört med exponering för luftföroreningar under en dag i kontrollerade exponerings-, djur- och in vitro-modeller för människor och tillhörande cellulära och molekylära mekanismer. De använder befolkningsbaserade modeller och elektroniska hälsoregister för att bedöma hälsoeffekterna av kortvarig och långvarig exponering och för att identifiera populationer med störst risk för hälsoeffekter. Arbetet förbättrar vår förståelse för de möjliga kumulativa effekterna av flera kortvariga toppexponeringar och förhållandet mellan dessa exponeringar och exponeringar och risker på längre sikt.
Exponeringar för flera föroreningar och förändringar i miljöförhållanden
EPA:s forskning ger information som gör det möjligt att förstå hur individer kan reagera på två eller flera föroreningar eller blandningar och hur miljöförhållanden kan påverka luftkvaliteten. Riskbedömningar för exponering för enskilda kriterier för luftföroreningar som PM och ozon är väl etablerade, men de akuta och kumulativa effekterna av kombinationer av föroreningar är inte väl kända. Dessutom behövs forskning för att fastställa hur förändringar i miljön påverkar både bildandet av föroreningar och den efterföljande reaktionen på exponering hos friska och känsliga individer.
Forskningen är inriktad på tre specifika frågor:
- Vilken roll spelar temperatur och fotokemiskt åldrande för hälsoeffekterna av rök från skogsbränder och luftföroreningsblandningar?
- Vilken effekt har förändrade miljöförhållanden (dvs, temperatur och luftfuktighet) på känsligheten för luftföroreningar?
- Har tidigare exponering för föroreningar betydelse för känsligheten för senare exponeringar?
Den integrerade, tvärvetenskapliga forskningen omfattar:
- Epidemiologiska analyser av miljöpåverkan på sjuklighet och dödlighet i befolkningar,
- Simuleringar av förändrade miljöförhållanden vid bildning av flera föroreningar i atmosfäriska kammarstudier i kombination med kliniska och toxikologiska bedömningar av friska och riskfyllda populationer,
- Utvärdering av exponering före exponering som en modifierande effekt på efterföljande exponering
Resultaten avslöjar hur förändringar i miljöförhållandena påverkar bildandet av föroreningar och efterföljande hälsoeffekter i riskpopulationer. Forskningsresultaten ligger till grund för EPA:s integrerade vetenskapliga bedömningar av kriterierna för luftföroreningar och bidrar till framtida lagstiftningsbeslut om de nationella normerna för luftkvalitet (National Ambient Air Quality Standards, NAAQS).
Leveraging Big Data for Innovations in Health Science
EPA ligger i framkant inom hälsovetenskapen och använder sig av elektroniska patientjournaler, nya datasystem, vävnadsliknande avancerade cellmodeller, molekylära metoder och djurmodeller för att utvärdera luftföroreningars hälsoeffekter. Forskarna använder dessa kraftfulla nya tekniker för att identifiera faktorer som kan öka känsligheten och sårbarheten för effekterna av luftföroreningar.
Forskningen bygger upp kapacitet för framtida riskbedömningar och regleringsanalyser som går utöver traditionella bevislinjer för att tydligare definiera populationer och livsskeden med ökad risk för hälsoeffekter av luftföroreningar.
För att fortsätta att skydda folkhälsan från dålig luftkvalitet måste forskarna överväga nya epidemiologiska, toxikologiska och kliniska tillvägagångssätt för att förstå hälsoriskerna med dålig luftkvalitet och de biologiska mekanismerna som är ansvariga för dessa risker. I centrum för dessa nya forskningsmetoder står en explosionsartad ökning av tillgången till data och metodologiska metoder för att hantera stora kliniska och molekylära datamängder, även kallade ”big data”.
Men även om data av ökande storlek, djup och komplexitet har påskyndat forskningen inom många branscher och vetenskapsområden är big data ibland mindre uppmärksammade när det gäller de effekter som de har på miljörelaterade hälsostudier. Forskare kan i allt högre grad undersöka sårbara populationer med oöverträffad precision och detaljrikedom samtidigt som de utvärderar hundratusentals molekylära biomarkörer för att förstå biologiska mekanismer i samband med exponering.
Relaterade länkar
- Blogg: Big Data Offers Big Insights
Hälsoeffekter av rök från skogsbränder
Större och mer intensiva skogsbränder skapar potential för ökad rökproduktion och kronisk exponering i USA, särskilt i västvärlden. Vildbränder ökar luftföroreningarna i omgivande områden och kan påverka den regionala luftkvaliteten.
Hälsoeffekterna av rök från vilda bränder kan sträcka sig från irritation av ögon och luftvägar till allvarligare störningar, inklusive nedsatt lungfunktion, förvärrad astma och hjärtsvikt samt för tidig död. Barn, gravida kvinnor och äldre är särskilt utsatta för rökexponering. Utsläpp från skogsbränder är kända för att orsaka ökade besök på sjukhus och kliniker av personer som utsätts för rök.
Det är viktigt att bättre förstå de effekter på människors hälsa som är förknippade med kort- och långtidsexponering för rök från skogsbränder samt föreskrivna bränder, som tillsammans kallas vildmarksbränder. EPA bedriver forskning för att öka förståelsen för hälsoeffekterna av olika typer av bränder samt förbränningsfaser. Forskarna vill veta:
- Vad är den fulla omfattningen av hälsoeffekterna av rökexponering?
- Vem löper störst risk?
- Ska det finnas skillnader i hälsoeffekter från olika typer av bränslen i vilda bränder eller förbränningsfaser (brinnande kontra flammande)?
- Vilka strategier och tillvägagångssätt är effektivast när det gäller att skydda folkhälsan?
- Vilka är de miljömässiga, sociala och ekonomiska konsekvenserna av utsläpp från vilda bränder?
Relaterade länkar
- Forskning om skogsbränder
- Smoke Sense Project and App
Interventions- och kommunikationsstrategier för folkhälsa
Många samhällen i hela USA står inför utmaningar när det gäller att ge råd till invånarna om hur de bäst skyddar sin hälsa när de utsätts för förhöjda koncentrationer av luftföroreningar från utsläpp från motorfordon och industrier och andra förbränningskällor, inklusive rök från skogsbränder.
Forskare studerar interventionsstrategier för att minska hälsoeffekterna av exponering för luftföroreningar samt sätt att effektivt kommunicera dessa hälsorisker. För att omsätta vetenskapen för användning i folkhälsokommunikation och samhällsinflytande samarbetar EPA med andra federala organ, t.ex. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) och National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI), samt med statliga och lokala organ och stammar. Målen är att identifiera sätt att minska exponeringen för luftföroreningar eller mildra de biologiska reaktionerna på individ-, samhälls- eller ekosystemnivå, och i slutändan utvärdera om sådana ingrepp har fördelar som mäts med hjälp av indikatorer för hälsa, välbefinnande eller ekonomi.
Studier utvärderar samspelet mellan beteende och sociala och ekonomiska faktorer för att mer ingående förstå hur dessa faktorer kan påverka utfallet av hälsa och välbefinnande, vilket kan ge information om effektiva och konsekventa meddelanden om hälsorisker.
Relaterade länkar
- Smoke Sense Project and App
- Healthy Heart Initiative and Research
Integrated Science Assessments for Air Pollutants
EPA fastställer nationella kvalitetsnormer för luftkvaliteten (National Ambient Air Quality Standards, NAAQS) för sex huvudsakliga kriterier för luftföroreningar – kväveoxider, svaveloxider, partiklar, kolmonoxid, ozon och bly – som alla har visat sig vara skadliga för folkhälsan och miljön.
Ansvarets integrerade vetenskapliga bedömningar (Integrated Science Assessments, ISA) utgör den vetenskapliga grunden för översynen av NAAQS-normerna genom att tillhandahålla primära (hälsobaserade) bedömningar och sekundära (välfärdsbaserade, t.ex. ekologi, synlighet, material) bedömningar. ISA:erna är bedömningar av det vetenskapliga läget när det gäller kriterierna för föroreningar. De genomförs enligt mandatet i Clean Air Act.
Relaterade länkar
- Integrated Science Assessments