Fina partiklar (PM2,5), de små partiklarna som är ansvariga för dimmig luftförorening, är skadliga för barns hälsa även inne i klassrummet. Allt fler bevis har kopplat kronisk exponering med dåliga akademiska prestationer hos elever i grund- och gymnasieskolan. Tills nu, ingen forskning hade undersökt effekterna av "toppar" luftföroreningar, 24-timmars topparna med extremt höga PM2,5-nivåer. För studenter i Salt Lake County, Utah, dessa episoder är en farlig verklighet – länets största stad, Salt Lake City, var bland de 10 mest förorenade amerikanska städerna för kortsiktiga partikelföroreningar i den senaste rapporten från American Lung Association.

I en ny studie, Forskare från University of Utah fann att mer frekvent hög exponering för luftföroreningar var förknippad med minskade testresultat för matematik och engelska (ELA) för tredjeklassare i alla grundskolor i Salt Lake County under året 2016-2017. De lägsta högsta föroreningsnivåerna i denna studie är under vad U.S. Environmental Protection Agency (EPA) bestämmer är "säkra" nivåer av PM2,5. Resultaten betonar behovet av att lagstiftarna antar policyer som minskar antalet dagar med toppföroreningar, och att förespråka lägre federala föroreningsnormer.

"Den enorma takeaway är att det här inte handlar om skolans läge - det är inte bara skolorna i de mest förorenade delarna av staden. Alla påverkas av toppföroreningar, " sa huvudförfattaren Casey Mullen, doktorand i sociologi vid University of Utah.

Studien belyser den miljömässiga orättvisan i Salt Lake Countys luftföroreningsproblem – skolor med en högre andel färgade elever och från hushåll som upplevde fattigdom exponerades för högre genomsnittliga koncentrationer av fina partiklar och fler dagar med toppföroreningar än vad skolor som betjänade mellan- till övre - klass och övervägande vita elever. Även om toppexponeringar hade en starkare effekt på lägre matematikkunskaper i mer socialt gynnade skolor.

"Det finns så många studier som visar oss att luftföroreningar skadar vår hjärnas kognitiva bearbetningsförmåga, sa medförfattaren Sara Grineski, professor i sociologi vid University of Utah. "Utah har gjort stora framsteg för att minska föroreningarna under de senaste decennierna, men vi måste fortsätta driva på politiken för att minska föroreningarna. Vi vet redan att det kommer att förbättra Utahs andningshälsa, men det kan också hjälpa barn att göra det lite bättre i skolan."

Tidningen publicerades online den 22 september, 2020, i International Journal of Environmental Research and Public Health . Denna forskning finansierades av Interdisciplinary Exchange for Utah Science vid University of Utah.

Luftkvaliteten påverkar testresultaten

Forskarna tittade på Student Assessment of Growth and Excellence (SAGE) matematik och ELA-poäng för tredjeklassare i 156 grundskolor i Salt Lake County under 2017. De fokuserade på andelen elever vars poäng var lägre än förväntningarna på årskursnivå.

För att säkerställa att luftföroreningar var den enda variabeln som påverkade testresultaten, forskarna skapade en skolunderlägesvariabel som tog hänsyn till avdelning I skolstatus; Hispanic studenter; andelen icke-spansktalande minoritetsstudenter som var svarta, Asien/Stillahavsöbor eller indian/Alaska infödd; och andelen studenter på gratis och/eller rabatterade måltider. De redogjorde också för skolans grannskapskontext.

"Det är viktigt att ta hänsyn till sociala nackdelar eftersom sociala faktorer är nära kopplade till standardiserade testresultat. Studenter från låginkomstfamiljer har ytterligare kamper som inte tenderar att påverka mer rika studenter, som t.ex. mattrygghet. Studenter med raslig/etnisk minoritetsbakgrund har ofta ojämlika utbildningserfarenheter i USA. I vissa fall, de är själva invandrare eller barn till invandrare, och de kanske fortfarande lär sig engelska, ", sa Grineski. "Dessa faktorer påverkar standardiserade testresultat."

Sedan, de utvärderade varje skolas kroniska och högsta luftföroreningskoncentrationer. För kroniska luftföroreningsnivåer, de analyserade de dagliga PM2.5-koncentrationerna för varje skola med hjälp av dagliga koncentrationer i folkräkningskanalen som innehåller varje skola från U.S. EPA:s Downscaler-data. I genomsnitt, skolor hade kroniska PM2,5-nivåer på drygt 8 mikrogram per kubikmeter. För att fastställa toppar av luftföroreningar, forskarna identifierade antalet dagar varje skola exponerades för PM2,5-nivåer i den 95:e percentilen av PM2,5-koncentrationer för året, vilket var 23 mikrogram per kubikmeter. U.S. EPA:s ohälsosamma luftstandard är 35 mikrogram per kubikmeter.

Även om kronisk föroreningsexponering var associerad med lägre testresultat, effekten försvann när forskare kontrollerade för de sociala missgynnande faktorerna. I kontrast, frekvensen av maximal föroreningsexponering var associerad med en högre andel elever som testade kunskaper i matematik och ELA under betyget, även efter att ha kontrollerat för sociala underlägen.

"Forskning visar att luftföroreningar är förknippade med hjärncellsinflammation. Det är väletablerat, sade Mullen. Med det i åtanke, våra studieresultat tyder på att framtida forskning bör undersöka om upprepade toppexponeringar för koncentrationer av fina partiklar kan vara mer skadliga för barns hjärnfunktion än kroniska exponeringar."

Minska luftföroreningarna

Författarna föreslår att lagstiftare kan främja folkhälsoinitiativ som skyddar barns exponering för luftföroreningar. Forskarna har rådfrågat stadsplanerare om att skapa renare luftvägar för barn att röra sig i sina samhällen. För framtiden, staten skulle kunna förbättra reglerna som skulle förhindra att skolor byggs i områden med hög förorening. Tills vidare, Att investera i bättre luftfiltreringssystem i klassrum kan hjälpa till att lindra den dåliga luftkvaliteten som redan finns. Inför växande bevis för att även låga PM2,5-koncentrationer skadar människokroppen, lagstiftare bör förespråka lägre federala luftföroreningsstandarder.

"Här, med konstant luftkvalitetsproblem under hela säsongen, vi måste öka medvetenheten om exponeringar för luftföroreningar, " sade Mullen. "Det här är en konversation som alla borde ha - folk måste informeras om vad som står på spel."