Снижение уровня диоксида серы в атмосфере может быть связано с глобальным ростом заболеваемости легионеллами — тяжелой формой пневмонии, вызываемой вдыханием патогенных бактерий легионеллы. Так сообщает новое исследование Университета в Олбани, опубликованное сегодня в журнале ПНАС Нексусв котором изучались тенденции содержания диоксида серы в атмосфере, заболеваемость легионеллами и роль градирен в распространении легионеллы.

Источники легионеллы, которые могут размножаться в системах водоснабжения зданий и распространяться по воздуху, хорошо известны, как и сезонные тенденции, которые влияют на бактерии и представляют собой риск для здоровья населения. Тем не менее, глобальный рост числа случаев остается загадкой.

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC), с 2000 по 2018 год число случаев заболевания легионеров увеличилось в девять раз по всей стране, при этом штат Нью-Йорк несет самое высокое бремя заболевания и имеет самый быстрый рост в стране.

«Кислотность атмосферы влияет на время выживания легионеллы», — сказал соавтор Фанцюнь Юй, старший научный сотрудник Исследовательского центра атмосферных наук Университета Олбани. «Это справедливо в отношении легионеллы, обнаруженной в загрязненных каплях из градирен и других источников, таких как гидромассажные ванны и декоративные фонтаны. Здесь мы исследовали путь передачи легионеллы в воздух. Понимание того, как изменение условий окружающей среды влияет на распространение легионеллы, имеет решающее значение для смягчения этого явления. важный риск для здоровья населения».

Воздействие окружающей среды на бактерии легионеллы и риск заболеваний

Легионеллы очень чувствительны к кислотности и быстро погибают в условиях низкого pH. За последние полвека благодаря законодательству, направленному на сокращение выбросов диоксида серы, уровень pH в атмосфере снизился, что принесло значительную пользу для здоровья человека и окружающей среды. Однако из-за меньшего количества диоксида серы в атмосфере капли воды, выбрасываемые из градирен и других водных систем, становятся менее кислыми, что облегчает выживание местных легионелл, их переносимость по воздуху и сохранение жизнеспособности по мере распространения.

Исследователи из Университета Албани сосредоточили свое внимание на градирнях — системах обработки воды, используемых в промышленных, коммерческих и крупных жилых системах отопления, вентиляции и кондиционирования. Среди многих мест, где процветает легионелла (например, резервуары с горячей водой, душевые насадки, смесители для раковин), градирни являются главной проблемой, поскольку они могут выделять шлейфы переносимых по воздуху бактерий, которые при подходящих условиях могут дрейфовать и заражать людей на расстоянии до 10 км. прочь.

Используя данные CDC о заболеваемости легионерами, команда проанализировала количество случаев и их расположение по всей стране. При анализе были учтены условия окружающей среды, включая атмосферный диоксид серы, температуру, осадки, относительную влажность и УФ-индекс. Они обнаружили, что северо-восточные штаты имеют самое высокое бремя болезней, а Нью-Йорк возглавляет список.

Остановившись на Нью-Йорке, команда изучила влияние атмосферного диоксида серы и градирен на количество случаев заболевания легионерами. С 1992 по 2019 год число случаев заболевания увеличивалось такими же темпами, как и снижение концентрации диоксида серы. Используя данные с геотегами из базы данных зарегистрированных градирен штата Нью-Йорк, команда сопоставила количество случаев заболевания с расположением градирен и обнаружила тенденции, связывающие близость градирен и заболеваемость.

«Бактерии легионеллы могут распространяться через аэрозоли на значительные расстояния, которые варьируются в зависимости от преобладающих условий окружающей среды, таких как влажность, температура, скорость и направление ветра», — сказал соавтор Аршад А. Наир, научный сотрудник Исследовательского центра атмосферных наук Университета Олбани. «Риск госпитализации по поводу болезни легионеров увеличивается по мере близости к градирне. Здесь мы демонстрируем, что средний диапазон повышенного риска простирается до 7,3 км от градирни; этот диапазон увеличивался за последние два десятилетия».

Информирование стратегии общественного здравоохранения

Выводы группы особенно важны для защиты уязвимых групп населения, которые непропорционально подвержены условиям, повышающим риск заболевания легионеров, например, живут вблизи промышленных или густонаселенных районов или имеют уже существующие заболевания.

«Хотя существует множество задокументированных сообщений о связи градирен с более крупными вспышками болезни легионеров, это исследование помогает объяснить многие «спорадические» случаи», — сказала Урсула Лаупер, клинический доцент кафедры наук о гигиене окружающей среды Школы общественного здравоохранения и здравоохранения Университета Олбани. Начальник отдела контроля и анализа водных систем Департамента здравоохранения штата Нью-Йорк. «Важно, чтобы градирни регулярно проверялись, проверялись и очищались. По правилам штата Нью-Йорк требуется, чтобы градирни отбирали пробы на наличие легионеллы каждые 90 дней во время эксплуатации.

«Поскольку мы знаем, что в штате существуют разные уровни заболеваемости болезнью легионеров, мы используем результаты этого исследования для разработки стратегий профилактики и повышения осведомленности. Мы продолжаем тесно сотрудничать с нашими региональными офисами и партнерами из местных департаментов здравоохранения, чтобы обеспечить соблюдение правила штата по градирням и исследовать кластеры, одновременно работая над более широкими вопросами, такими как атмосферные эффекты».

«Причина, по которой количество легионеров увеличивается с 2000 года, может быть объяснена множеством сложных изменений, которые мы планируем глубже изучить в будущих исследованиях», — сказал Шао Линь, профессор и заведующий кафедрой экологических наук Университета Олбани в Школе общественного здравоохранения. «Продолжающаяся политика по сокращению выбросов значительно снизила уровень загрязнения воздуха и бремя сердечно-респираторных заболеваний в Нью-Йорке. Это новое исследование направлено на выяснение одного из многих факторов, которые формируют риск респираторных заболеваний».

Защита людей и окружающей среды

Несмотря на новые открытия, снижение загрязнения и кислотности атмосферы, несомненно, полезно для людей и окружающей среды. Ю сравнил выводы команды с пониманием побочных эффектов жизненно важных лекарств.

«В этом случае ожидается, что «побочные эффекты» будут намного меньшими, чем общепризнанная польза для здоровья от снижения загрязнения воздуха», — сказал Ю. «Наше исследование — это попытка выявить такие побочные эффекты, которые могут помочь разработать стратегии по их смягчению, сохраняя при этом качество воздуха и его многочисленные преимущества.

«Эта работа демонстрирует важное сотрудничество между академическим сообществом и государственными агентствами для решения возникающей реальной экологической проблемы. Такое сотрудничество особенно важно, поскольку качество воздуха и условия окружающей среды могут иметь сложные связи с другими заболеваниями (включая сердечно-сосудистые и респираторные заболевания). , неврологические расстройства и перинатальные осложнения), особенно при изменении климата и химического состава атмосферы».

«Необходимы дальнейшие исследования для разработки конкретных политических рекомендаций по решению этой проблемы», — сказал Линь. «Далее наша команда будет сотрудничать с NYSDOH для более глубокого изучения, включая контроль потенциальных факторов, вызывающих затруднения, таких как сопутствующие загрязнители, экологические и генетические факторы, а также метеорологические условия, связанные с изменением климата. Мы также будем использовать методы искусственного интеллекта для разработки прогнозной модели легионеллы, включая природные, искусственные и социальные факторы».