온도와 오존의 상호작용 효과 (TROPICOZ)

지난 수십 년 동안 미국의 대기 질은 크게 개선되었습니다. 그럼에도 불구하고 미국의 수백만 명의 사람들은 여전히 ​​하나 이상의 오염 물질에 대한 대기 질 기준을 충족하지 않는 카운티에 살고 있습니다. 지구 기후 변화는 발생하고 있는 것으로 널리 받아들여지고 있으며 생태계에 다양한 주요하고 잠재적으로 악영향을 미치는 것으로 생각됩니다. 또한 기후 변화는 유해한 대기 오염 물질의 농도를 높일 수 있으며 대기 중 일부 대기 오염 물질의 존재도 기후 변화를 가속화할 수 있습니다. 건강에 미치는 영향은 기후 변화와 대기 질 간의 복잡한 상호 작용에 의해 영향을 받습니다. 이러한 상호 작용의 공중 보건 결과를 확인하기 위한 연구가 필요합니다. 연구되지 않은 한 가지 측면은 상승된 온도에 대한 생리적 반응이 대기 오염의 추가 스트레스 요인에 의해 어떻게 영향을 받는지입니다.

여러 역학 연구에서 대기 오염에 대한 노출과 호흡기 감염, 천식 악화, 만성 기관지염, 허혈성 심장 질환 및 뇌졸중과 같은 심폐 부작용 사이에 강한 연관성이 있음을 보여주었습니다[1-3]. 오존은 광화학 스모그의 주성분이다. 통제된 인간 노출 연구는 그것이 폐 기능[4-10]과 폐 염증[11-13]의 감소를 유발할 수 있음을 입증하는 데 중요했습니다. 염증에는 하기도의 증가된 호중구와 용해성 전염증성 매개체가 포함됩니다[14, 15].

이러한 연구의 대부분은 짧은 시간(일반적으로 2시간) 동안 상대적으로 높은(0.1 - 0.4ppm) 농도에 통제된 노출을 포함했습니다. 이러한 단기 노출 연구는 a) 가장 강력하고 정량화할 수 있는 노출-반응 데이터를 제공하고 b) 그 자체로는 일시적이고 중요하지 않지만 취약한 인구의 건강 결과를 예측하기 위해 외삽할 수 있는 생물학적 변화를 조사할 수 있기 때문에 유용합니다. 또는 장기간 노출. 예를 들어, 0.4ppm 오존에 2시간 동안 노출된 건강한 사람[16]은 FEV1이 13.5% 감소했으며 종종 기관지 자극 및 기침과 같은 가벼운 증상만 동반했습니다. 그러나 노출 후 3시간이 지나면 이러한 증상은 대부분 사라지고 FEV1 감소는 2.7%에 불과했습니다. 24시간이 지나면 더 높은 오존 농도에서도 복구 단계가 정상적으로 완료됩니다. 주요 공중 보건 문제는 호흡기 질환이 있는 개인에게 있습니다. 예비력이 감소한 사람에게서 이와 동일한 변화가 발생하면 오존으로 인한 변화가 기존 폐 손상에 중첩되어 건강에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.

오존의 영향에 대한 거의 30년 간의 연구에도 불구하고 오존과 온도 사이의 상호 작용에 대한 연구는 거의 없습니다. 오존은 일반적으로 날씨가 건조하고 뜨거울 때 증가하지만 대부분의 통제된 챔버 연구는 적당한 온도(70-75oF)에서 수행됩니다. 더 높은 온도를 다룬 연구는 일반적으로 1984년 로스앤젤레스 올림픽 준비 기간에 수행되었으며 운동 능력의 손상을 중심으로 이루어졌습니다. 예를 들어, Gibbons와 Adams는 유산소 훈련을 받은 젊은 성인 여성 10명을 대상으로 1시간 동안 최대 O2 섭취량의 66%로 지속적으로 운동하면서 여과된 공기와 0.15 및 0.30ppm 오존에 중등도(섭씨 24도)와 고온(35도 oC) 주변 조건과 피험자들이 더운 온도에서 조기에 운동을 중단할 가능성이 더 높다는 것을 보여주었습니다.[17] Gong은 엘리트 사이클리스트를 연구했고 비슷한 결과를 보였습니다.[18] Folinsbee 등은 4가지 환경 조건(64.4, 80.0, 85.2, 92.0oF) 오존 노출이 가장 높은 온도에 있을 때 FVC의 가장 큰 감소가 발생한다는 것을 발견했습니다.[19]

인용된 연구는 호흡기 결과에 초점을 맞췄습니다. 그러나 오존이 전신 및 심장에 영향을 미칠 수 있다는 것이 분명해지고 있습니다. 오존은 호흡기 조직과 빠르게 반응하며 흡수되거나 폐외 부위로 운반되지 않습니다. 그러나 최근 연구에서는 장기간 오존 노출과 심혈관 이환율 사이의 연관성도 보여주었습니다[20, 21]. 또한 오존에 단기간 노출되면 건강한 성인의 고주파 심박 변이도(HRV)에 경미한 일시적인 변화가 발생할 수 있습니다[22]. 실험 연구에 따르면 열 스트레스는 HRV의 이 구성 요소에 비슷한 정도의 영향을 미칠 수 있습니다. 조합의 효과는 현재까지 연구되지 않았습니다. 오존-온도-심장 관계를 평가하는 역학 연구는 일반적으로 더운 날씨에 높은 오존 일이 발생하기 때문에 일반적으로 정보가 없습니다. 전통적인 방법은 오존과 온도의 영향을 구분하는 데 적합하지 않으며 상호 작용은 말할 것도 없습니다. 관계를 연구한 사람들은 에어컨 사용 증가로 인해 온도와 오존 사망률 사이에 부정적인 연관성이 있음을 보여주었습니다. [24] 그러나 매우 최근의 연구에서는 오존이 1987-2000년 여름에 미국의 95개 대규모 커뮤니티에서 온도와 심혈관 사망률 사이의 연관성을 수정했는지 여부를 새로운 접근 방식을 사용하여 조사했습니다. 그들은 같은 날 기온이 10oC 상승하면 모든 지역 사회에서 오존 농도가 가장 낮은 곳과 가장 높은 곳에서 각각 1.17%와 8.31%의 사망률 증가와 관련이 있다는 것을 발견했습니다.[25]

본 연구의 목적은 열과 오존의 상호작용으로 인한 심혈관 변화를 이해하기 위해 최초의 제어 챔버 연구를 수행하는 것이다. 이 연구에서 얻은 정보를 통해 EPA는 폭염 기간 동안 대기 오염 물질의 위험을 더 잘 평가하고 영향을 완화하기 위한 활동에 대한 조언을 제공할 수 있습니다.