Keuhko- ja tulehdukselliset vasteet altistumisen jälkeen alhaiselle otsonipitoisuudelle tai puhdasta ilmaa levossa (Loconoz3) (LOCONOZ3)

Otsonin mahdollisia terveysvaikutuksia on tutkittu laajasti vuosikymmenien ajan altistumispitoisuuden eri tasoilla vaihtelevien ajanjaksojen ajan, kun taas vaihtelevat rasitusasteet. Maatason otsonialtistuksen vaikutukset on dokumentoitu hyvin, etenkin keuhkojen toiminnan vähentymisten ja keuhkotulehduksen markkerien, kuten ysköksen neutrofiilien, markkerien kohdalla. (1) Suurin osa aiemmista tutkimuksista tehtiin otsonipitoisuuksissa välillä 0,12 - 0,40 ppm, yhden tai neljän tunnin altistumisen ajan, kohtalaisen tai ajoittaisen liikunnan kanssa päivittäisten aktiviteettien simuloimiseksi. Nämä pitoisuudet ovat huomattavasti korkeammat kuin nykyisen EPA: n kansallisen ympäristön ilmanlaadun standardien (NAAQ) otsonistandardin taso 0,07 ppm (8 tunnin keskiarvo). Vain pienessä määrässä tutkimuksia on arvioitu muutoksia keuhkojen toiminnassa ja tulehduksellisissa markkereissa, kun otsonille altistuminen on pidempi altistuminen (2-10). Nämä jälkimmäiset tutkimukset ovat osoittaneet, että altistuminen alhaisille otsonipitoisuuksille 6,6 tunnin ajan pitoisuuksissa välillä 0,06 - 0,08 ppm, samalla kun kohtalainen harjoittelu aiheuttaa lievää palautuvaa vähenemistä keuhkojen toiminnassa (<5%) mitattuna pakotetulla elintärkeällä kapasiteetilla (FVC) ja pakotetun voimakkuuden voimassaoloaikalla 1 s (FEV1), joka on välittömästi altistumisen jälkeen terveellisissä aikuisissa. On myös monia tutkimuksia otsonialtistuksista, jotka sisälsivät levossa terveitä aikuisia, joissa raportoivat hengitysvaikutusten sekoituksen, mutta nämä tutkimukset suoritettiin erittäin korkeilla pitoisuuksilla, jotka vaihtelivat välillä 0,1-1,0 ppm yhden-kahden tunnin keston PPM: n alhaisin pitoisuus, joka saa aikaan keuhkojen toiminnan vähentämisen yhden kahden tunnin altistumisen kanssa. Yhteenvetona kontrolloidut ihmisen altistumisen todisteet viittaavat siihen, että otsonin indusoimat hengitysvaikutukset määräävät otsonipitoisuuden sekä altistuneiden osallistujien altistumisen keston ja aktiivisuuden tasolla.

Vuonna 2015 ja 2020 O3 NAAQS -katsauksissa vahvin näyttö hengitysvaikutuksista, jotka liittyvät syy-lyhytaikaiseen O3-altistumiseen, tulivat kontrolloiduista ihmisen altistumistutkimuksista, joissa ilmoitettiin joukon hengitysvaikutuksia tutkimuksen osallistujissa käyttäessään kohtalaisesti. Vuoden 2015 päätös tarkistaa standardin tasoa 70 ppb: ksi (ja vuoden 2020 päätöksen säilyttämiseksi tämän standardin säilyttämiseksi), luottaa siihen, että 70 ppb oli alle O3 -altistumiskonsentraation (80 ppb), jotka on esitetty 6,6 tunnin ohjaamassa ihmisen altistumistutkimuksissa, joiden liikunta johtaa suurimpaan hengitysvaikutusalueeseen ja alhaisimman O3 -altistumiskonsentraation ja 73 ppb), joka on osoitettu haittakäyttöön.

Vuonna 2021 EPA: n järjestelmänvalvoja päätti harkita uudelleen vuoden 2020 päätöstä nykyisten O3 NAAQ: ien säilyttämisestä. Osana tätä prosessia EPA julkaisi luonnoksen politiikan arviointi (PA) otsonin kansallisen ympäristön ilmanlaadun standardien v.2 (PA) uudelleenarvioinnille, jonka mukaan käytettävissä olevat todisteet olivat suurelta osin muuttumattomia vuoden 2015 ja 2020 katsauksen jälkeen, koska se tuki nykyisen ensisijaisen standardin säilyttämistä. Osana uudelleenarviointiprosessia EPA oli väliaikaisesti harkinnut Hernandezin ym. (2021) äskettäistä kontrolloitua ihmisen altistumistutkimusta, joka ilmoitti pienestä, mutta merkittävän muutoksen keuhkojen toiminnassa (FEV1 -lasku) 14 osallistujasta, jotka altistettiin pääosin lepoon keskimäärin O3 -konsentraatioon 70 ppb 6,6 tunnin ajan (Duffney Memo 2021). EPA totesi, että tämä tutkimus on suunniteltu testaamaan ilmanlaatuanturien reaktiivisuutta nopeasti muuttuvissa ilmanlaatuolosuhteissa ja käytti epätavallista valotusprotokollaa, joka poikkesi protokollista, joita käytettiin muissa kontrolloiduissa ihmisen altistumistutkimuksissa, mukaan lukien ne, joilla oli tai ei ole liikuntaa.

Erityisesti O3 -pitoisuudet vaihdettiin 60 ppb: stä 80 ppb: hen sitten takaisin 60 ppb: hen jokaisen tutkimuksen tunnin aikana. Tämä vaihtelevien pitoisuuksien kuvio ja suuruus ovat toisin kuin ympäristön ilmassa havaitut kuviot, ja on epäselvää, kuinka tämä on saattanut vaikuttaa havaittuihin vasteisiin.

Puhtaan ilman tieteellinen neuvoa -antava komitea (CASAC) perustettiin vuoden 1977 puhtaan ilman lain muutoksista antamaan riippumattomia neuvoja EPA: n järjestelmänvalvojalle. CASAC tarkasteli vuoden 2021 PA -luonnoksen otsonista ja antoi neuvoja kesäkuun 2023 raportissa. Luottaen osittain Hernandezin et al. Erityisesti CASAC totesi, että FEV1: n pieni, mutta merkittävä lasku osallistujilla, jotka altistettiin keskimäärin 0,07 ppm O3 -pitoisuudelle 6,6 tunnin ajan, kun taas levossa (ilman liikuntaa) asetettiin kyseenalaiseksi olettaen, että kohtalainen tai raskas harjoittelu on välttämätöntä, jotta terveysvaikutukset tapahtuvat alhaisella O3 -altistumisasteella. EPA harkitsee, tarjoaako 0,07 ppm -taso riittävän suojan kansanterveydelle. EPA -tutkijoita on pyydetty suorittamaan samanlainen tutkimus kuin aiemmin tehdyt otsonialtistuspitoisuudet 0,06, 0,07 ja 0,08 ppm terveiden vapaaehtoisten kanssa, mutta vapaaehtoisten kanssa levossa, liikunnan sijasta. EPA uskoo, että tällainen tutkimus tarjoaisi kliinistä näyttöä siitä, tarvitaanko kohtalainen tai raskas liikunta, jotta haitalliset terveysvaikutukset tapahtuvat otsonin standardin nykyisellä tasolla.