När brandrök förorenar luften på skolgårdar och klassrum, som den gör med ökande frekvens och svårighetsgrad över hela landet, skadar det inte bara barns hälsa utan också deras förmåga att lära sig och eventuellt deras framtida inkomstkraft, enligt ny forskning från Stanford University.

Den nya analysen, publicerad 29 september i Nature Sustainability , bygger på åtta års standardiserade testresultat från nästan 11 700 offentliga skoldistrikt i sex årskurser, samt uppskattningar av daglig rökexponering från satellitmätningar.

Forskarna fann att testresultaten i engelskspråkig konst och matematik sjönk avsevärt under skolåren även vid låga nivåer av rökexponering, och att testresultatens effekter ökade när elevernas rökexponering förvärrades.

Inverkan på testresultat nästan fördubblades när eleverna utsattes för kraftig rök under skoldagen jämfört med helgen. För att understryka tidigare studier som tyder på att luftföroreningar är särskilt skadliga för yngre elever, visade studien också större effekter för tredje- till femteklassare jämfört med sjätte- till åttondeklassare.

"Tidigare forskning tyder på att de naturliga barriärerna i deras lungor fortfarande utvecklas och de har en högre andningshastighet i förhållande till sin kroppsstorlek", förklarade huvudförfattaren Jeff Wen, en Ph.D. student i jordsystemvetenskap vid Stanford Doerr School of Sustainability. "Detta betyder att yngre barn kan vara mer benägna att rök påverkar deras kognition på direkta och indirekta sätt, såsom ökade astmaanfall som stör inlärningen och leder till mer skolfrånvaro."

Oproportionerliga effekter

Studien bygger på nya bevis för att exponering för luftföroreningar kan skada kognitionen. "Medan testresultat är ett ofullkomligt mått på elevers kognition, är de ett vanligt mått för att utvärdera elevernas lärande med relevans för långsiktiga resultat och möjligheter", skriver författarna. "Denna typ av mätning tillåter oss att jämföra testresultat i samma skoldistrikt under olika rökförhållanden, och att göra detta för nästan alla skoldistrikt i USA," sa Wen.

Tidigare forskning har uppskattat ett samband mellan testresultat och framtida intäkter. Baserat på dessa uppskattningar uppskattar författarna att amerikanska studenters exponering för brandrök på bara ett år – 2016 – skulle kunna sänka de ackumulerade framtida intäkterna i hela landet med nästan 1,9 miljarder dollar.

"Effekterna för en given student är ganska små, men när du väl börjar räkna ihop effekterna för hundratusentals studenter som exponeras blir de ganska stora", säger senior studieförfattare Marshall Burke, docent i jordsystemvetenskap vid Doerr-skolan.

Den nya analysen visar att även om alla distrikt upplever negativa effekter per elev, bärs ungefär 80 % av den totala bördan i form av totala förlorade arbetsinkomster av distrikt som betjänar proportionellt fler färgade elever och fler elever som kvalificerar sig för gratis lunch eller lunch till reducerat pris.

Detta beror på att det finns fler totalt studenter i dessa distrikt och för att effekterna per elev är något högre - ett resultat som bör förstås för att återspegla "den möjliga effekten av rasistiska och/eller diskriminerande policyer eller attityder på resultaten", skriver forskarna, t.ex. eftersom elever måste gå i skolor som har fått mindre investeringar i filtrering. Skillnaden tyder på att i frånvaro av ingripande, "ytterligare ökningar av framtida exponering för brandrök på grund av klimatförändringar kommer sannolikt att skada dessa samhällen oproportionerligt."

Tänker om kostnader och fördelar

Att kvantifiera tidigare förbisedda sociala kostnader för brandrök – en snabbt växande källa till exponering för giftiga partikelföroreningar som förväntas förvärras under ett värmande klimat – är inte bara en akademisk övning. Att avslöja tidigare dolda långsiktiga kostnader i befolkningsskala kan snarare hjälpa till att motivera och motivera mer ambitiösa åtgärder för att minska utsläpp, rökexponering eller risk för skogsbränder genom bränslehantering eller andra tekniker.

"Att minska risken för extrema skogsbränder är en viktig men monumental uppgift. Det kommer att ta miljarder dollar i investeringar under många år", sa Burke. Men på klassrums-, distrikts- eller samhällsnivå kan investeringar i luftkonditionering och bärbara luftfilter hjälpa till att hålla människor säkra och tillåta elever att lära sig med renare luft när rökplymer driver in.

"När vi tänker på effekterna av exponering för brandrök och klimatförändringar kan vi inte bara begränsa vår uppmärksamhet till de mest uppenbara platserna där påverkan kan inträffa. Vi måste verkligen se över samhället och tänka på alla sektorer som kan påverkas ", sa Burke. "Det hjälper oss att svara på frågor om hur mycket vi bör investera i att lindra extrema skogsbränder, eller i åtgärder för att skydda elever i skolan från dålig luftkvalitet - och om det här är bra investeringar i förhållande till andra saker vi kan lägga våra pengar på." + Utforska vidare

Rök från skogsbrand avslöjar årtionden av luftkvalitetsvinster