新冠肺炎死亡与野火烟雾之间有何关联?

a Rosevelt Hotshot crew member monitors backfires in Pollock Pines, California, U.S., August 23, 2021
Researchers have found a link between wildfire smoke and COVID-19 deaths.Image: REUTERS/Fred Greaves
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  • 研究人员发现,野火污染与美国西部三个州新冠肺炎病例及死亡风险增加之间存在关联。

  • 野火会产生高浓度细颗粒物,这类颗粒物已被证实与多种负面健康后果相关,包括过早死亡。

  • 该研究为政策制定者提供了见解,说明气候变化的影响如何对其他全球危机产生连锁效应。

据哈佛大学陈曾熙公共卫生学院研究人员合著的一项新研究显示,2020年3月至12月期间,加利福尼亚州、俄勒冈州和华盛顿州的数千例新冠肺炎病例和死亡可能归因于野火烟雾导致的细颗粒物空气污染(PM2.5)增加。

这是首项量化野火期间PM2.5污染增加在多大程度上导致美国新冠肺炎超额病例和死亡的研究。该研究将在《科学进展》(Science Advances)在线发表。

“2020年,公共卫生领域遭遇了难以想象的挑战,新冠疫情与美国西部野火同时发生。在本研究中,我们提供的证据表明,气候变化——它增加了野火的频率和强度——与疫情相结合,形成了灾难性的组合。”哈佛陈曾熙学院生物统计、人口与数据科学克拉伦斯·詹姆斯·甘布尔(Clarence James Gamble)教授、该研究的资深作者弗朗西斯卡·多米尼奇(Francesca Dominici)表示。

2020年,美国西部发生了巨大的野火,其中包括加利福尼亚州和华盛顿州有史以来规模最大的几场野火。野火会产生高浓度细颗粒物,这类颗粒物已被证实与多种负面健康后果相关,包括过早死亡、哮喘、慢性阻塞性肺病(COPD)及其他呼吸系统疾病。

研究人员来自哈佛陈曾熙学院、哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院,以及位于加利福尼亚州雷德兰兹的环境系统研究所。他们构建并验证了一个统计模型,用以量化野火烟雾在2020年野火影响最严重的三个州中,可能导致的新冠肺炎超额病例和死亡程度。研究人员分析了来自监测数据的县级和每日PM2.5空气浓度数据、来自卫星数据的野火天数,以及覆盖加利福尼亚州、俄勒冈州和华盛顿州人口95%的92个县的新冠肺炎病例和死亡人数之间的关联。研究人员还考虑了天气、人口规模,以及社会保持社交距离和大规模聚集的模式等因素。

新研究发现,野火导致PM2.5水平升高的地区,新冠肺炎确诊病例和死亡人数随之增加。Image: 《科学进展》(Science Advances)

研究发现,2020年8月15日至10月15日期间,即火情最为严重的时段,野火天数的每日PM2.5水平显著高于非野火天数,中位数分别为每立方米空气31.2微克(µg/m3)和6.4微克(µg/m3)。在一些县,野火天的PM2.5水平达到极高水平。例如,2020年9月14日至17日,加利福尼亚州莫诺县因克里克火灾(Creek Fire)连续四天PM2.5水平高于500 µg/m3。此类水平被美国环境保护署定为“危险”级别。

研究发现,野火对PM2.5暴露与新冠肺炎病例和死亡之间的影响,在暴露后长达四周内持续放大。在一些县,因高PM2.5水平导致的新冠肺炎病例和死亡占总数的比例相当可观。

研究对所有县进行的平均分析显示,PM2.5每日增加10 µg/m3并持续28天,与新冠肺炎病例增加11.7%和死亡增加8.4%相关。对病例影响最大的是加利福尼亚州索诺马县和华盛顿州惠特曼县,分别增加65.3%和71.6%。对死亡影响最大的是加利福尼亚州卡拉韦拉斯县和加利福尼亚州圣贝纳迪诺县,分别增加52.8%和65.9%。

研究人员还按单个野火天和单个县进行分析,以确定2020年新冠肺炎病例和死亡相较于较低PM2.5水平下的预期增幅。结果显示,加利福尼亚州比尤特县和华盛顿州惠特曼县的病例增幅最高(分别为17.3%和18.2%);加利福尼亚州比尤特县和加利福尼亚州卡拉韦拉斯县的死亡增幅最高(分别为41%和137.4%)。在卡拉韦拉斯县,若PM2.5水平较低,预计约有9例新冠肺炎死亡,但实际数字为22例,这解释了其较高的增幅。

研究发现,在所研究的三个州中,野火导致PM2.5每日增加所归因的新冠肺炎病例和死亡累计数分别为19,700例和750例。

“气候变化很可能使西部气候变得更加温暖干燥,为火灾提供更多可燃物,并进一步加剧火情。本研究为政策制定者提供了关键信息,说明一场全球危机——气候变化——如何对同时发生的其他全球危机产生连锁效应,本案例中即新冠疫情。”多米尼奇表示。

该研究的共同第一作者为环境系统研究所的周晓丹(Xiaodan Zhou)以及哈佛陈曾熙学院生物统计系的凯文·约西(Kevin Josey)。哈佛陈曾熙学院生物统计系的莱拉·卡马雷丁(Leila Kamareddine)也参与了研究,哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院的米亚·C·凯恩(Miah C. Caine)和洛雷塔·J·米克利(Loretta J. Mickley),以及哈佛大学地球与行星科学系的刘天佳(Tianjia Liu)同样参与其中。

该研究的资金来源包括:环境保护署(拨款编号83587201-0)、美国国立卫生研究院(拨款编号R01ES026217、R01MD012769、R01ES028033、1R01AG060232-01A1、1R01ES030616、1R01AG066793-01R01、1R01ES029950和5T32ES007142)、阿尔弗雷德·P·斯隆基金会,以及哈佛大学研究副校长办公室。

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