Ny mobil luftovervågningsteknologi giver større indsigt i forureningsniveauer efter katastrofe

Et hold med forskere fra Texas A&M University School of Public Health og School of Medicine har fundet ud af, at højopløsningsmassespektrometri kunne være et værdifuldt værktøj til at identificere og vurdere luftbårne forurenende stoffer produceret af naturkatastrofer og menneskeskabte katastrofer. Deres resultater er offentliggjort i Journal of Exposure Science &Environmental Epidemiology.

Forskerne brugte højopløsningsmassespektrometri - et meget nøjagtigt middel til at identificere molekylære forbindelser i en prøve - i efteråret 2023 til at identificere flygtige organiske forbindelser (VOC'er) til stede efter en større brand, der opstod den 11. april 2023 i Richmond, Indiana. Branden og de efterfølgende eksplosioner på plastgenbrugsanlægget My Way førte til evakuering af beboere i en radius på en halv kilometer fra anlægget. Branden var tilstrækkelig stor til at blive fanget på satellitbilleder, og affald blev fundet så langt væk som Oxford, Ohio, næsten 30 miles fra stedet.

"Environmental Protection Agency udfører omfattende, langsigtet genopretningsarbejde efter katastrofer som denne," sagde forsker Natalie Johnson, Ph.D., fra Department of Environmental &Occupational Health. "Vi mener, at vores undersøgelse beviser, at denne metode producerer nøjagtige data meget hurtigt, som kunne hjælpe embedsmænd med at bestemme de bedste evakueringszoner efter en katastrofe."

Andre på holdet var Eva C.M. Vitucci, Ph.D., en postdoc-studerende i Department of Environmental and Occupational Health, Carolyn L. Cannon, MD, Ph.D., fra Texas A&M School of Medicine og to kolleger fra Carnegie Mellon University.

Holdet overvågede luften inden for og grænser op til evakueringszonen på en halv kilometer ved hjælp af højopløsningsmassespektrometri og ikke-målrettet analyse, et relativt nyt beregningsværktøj til at detektere og identificere kemikalier i miljøeksponeringer.

Johnson sagde, at denne tilgang er en forbedring i forhold til dem, der i øjeblikket anvendes på området, som ofte har problemer med instrumentfølsomhed, tidsbegrænsninger i prøvetagning og evnen til at karakterisere en bred vifte af forurenende stoffer. Ikke-målrettet analyse identificerer på den anden side hurtigt og effektivt alle forbindelserne - også dem, der ikke vides at være til stede i starten. Selvom denne tilgang har vist lovende i tidligere test, var det første gang, den blev anvendt på en katastrofe i den virkelige verden.

Efter at have modtaget træning og vejledning om Hazard Comparison Module af Antony Williams fra US-EPA's Center for Computational Toxicology and Exposure, brugte holdet modulet til at lave en risikovurdering ud fra de tilstedeværende VOC'er. Deres analyse identificerede 46 VOC'er, og de gennemsnitlige niveauer i det undersøgte område var højere end dem, de fandt i Middleton, Ohio, omkring 520 miles væk.

Niveauerne af hydrogencyanid - som forstyrrer kroppens brug af ilt og kan forårsage død - og fire andre VOC'er var mindst 1,8 gange højere nær forekomststedet. Af de 46 VOC'er blev cirka 45 procent klassificeret som høje farer, og 39 procent blev klassificeret som meget høje farer.

"Hver af de VOC-niveauer, vi opdagede, var individuelt under faretærsklerne for enkelteksponeringer, men vi forstår i øjeblikket ikke fuldt ud, hvad faretærsklerne ville være for eksponering for VOC-blandinger som disse," sagde Johnson.

Hun bemærkede, at faciliteter såsom My Way indeholder store mængder af skadelige toksiner og et stort antal forskellige toksiner, hvilket gør forudsigelse af de VOC'er, der produceres i brande og lignende katastrofer, vanskelig.

"Brande på genbrugsanlæg og andre typisk mindre katastrofer bliver normalt overset som bidragydere til forureningsniveauet, men de sker også hyppigere i hele USA," sagde Johnson. "Dette gør forskning og anvendelse af forskningsresultater til et presserende folkesundhedsproblem."

Flere oplysninger: Eva C. M. Vitucci et al., Anvendelsen af ​​PTR-MS og ikke-målrettet analyse til at karakterisere VOC'er, der udsendes fra en brand i en plastgenbrugsfacilitet, Journal of Exposure Science &Environmental Epidemiology (2024). DOI:10.1038/s41370-024-00681-y

Leveret af Texas A&M University