Ett team med forskare från Texas A&M University School of Public Health och School of Medicine har funnit att masspektrometri med hög upplösning kan vara ett värdefullt verktyg för att identifiera och bedöma luftburna föroreningar som produceras av naturkatastrofer och katastrofer som orsakats av människor. Deras resultat publiceras i Journal of Exposure Science &Environmental Epidemiology.
Forskarna använde högupplöst masspektrometri - ett mycket exakt sätt att identifiera molekylära föreningar i ett prov - hösten 2023 för att identifiera flyktiga organiska föreningar (VOC) som fanns efter en stor brand som inträffade den 11 april 2023 i Richmond, Indiana. Branden och efterföljande explosioner vid plaståtervinningsanläggningen My Way ledde till evakuering av boende inom en radie på en halv mil från anläggningen. Branden var tillräckligt stor för att kunna fångas i satellitbilder, och skräp hittades så långt bort som Oxford, Ohio, nästan 30 miles från platsen.
"The Environmental Protection Agency gör ett omfattande, långsiktigt återhämtningsarbete efter katastrofer som denna", säger forskaren Natalie Johnson, Ph.D., från Department of Environmental &Occupational Health. "Vi tror att vår studie visar att den här metoden producerar korrekta data mycket snabbt, vilket kan hjälpa tjänstemän att fastställa de bästa evakueringszonerna efter en katastrof."
Övriga i laget var Eva C.M. Vitucci, Ph.D., en postdoktorand vid Department of Environmental and Occupational Health, Carolyn L. Cannon, MD, Ph.D., från Texas A&M School of Medicine och två kollegor från Carnegie Mellon University.
Teamet övervakade luften inom och gränsar till evakueringszonen på en halv mil med hjälp av högupplöst masspektrometri och icke-målinriktad analys, ett relativt nytt beräkningsverktyg för att upptäcka och identifiera kemikalier i miljöexponeringar.
Johnson sa att detta tillvägagångssätt är en förbättring jämfört med de som för närvarande används inom området, som ofta har problem med instrumentkänslighet, tidsbegränsningar i provtagning och förmåga att karakterisera ett brett spektrum av föroreningar. Icke-målinriktad analys, å andra sidan, identifierar alla föreningar snabbt och effektivt – även de som inte är kända från början. Även om detta tillvägagångssätt har visat sig lovande i tidigare tester, var det första gången det tillämpades på en katastrof i verkligheten.
Efter att ha fått utbildning och vägledning om Hazard Comparison Module av Antony Williams från US-EPA:s Center for Computational Toxicology and Exposure, använde teamet modulen för att skapa en riskbedömning från de närvarande VOC. Deras analys identifierade 46 flyktiga organiska föreningar, och de genomsnittliga nivåerna i det studerade området var högre än de de hittade i Middleton, Ohio, cirka 520 mil bort.
Halterna av vätecyanid – som stör kroppens användning av syre och kan orsaka dödsfall – och fyra andra VOC var minst 1,8 gånger högre nära incidensplatsen. Av de 46 VOC klassificerades cirka 45 procent som hög risk och 39 procent klassificerades som mycket hög risk.
"Var och en av de VOC-nivåer vi upptäckte låg individuellt under risktröskelvärdena för enstaka exponeringar, men vi förstår för närvarande inte fullt ut vad risktröskelvärdena skulle vara för exponering för VOC-blandningar som dessa," sa Johnson.
Hon noterade att anläggningar som My Way innehåller stora mängder skadliga gifter och ett stort antal olika gifter, vilket gör det svårt att förutsäga de VOC som produceras i bränder och liknande katastrofer.
"Bränder på återvinningsanläggningar och andra typiskt mindre katastrofer förbises vanligtvis som bidragsgivare till föroreningsnivåer, men de händer också oftare över hela USA," sa Johnson. "Detta gör forskning och tillämpning av forskningsrön till en akut folkhälsofråga."
Mer information: Eva C. M. Vitucci et al, Tillämpningen av PTR-MS och icke-målinriktad analys för att karakterisera VOC som släpps ut från en brand i en plaståtervinningsanläggning, Journal of Exposure Science &Environmental Epidemiology (2024). DOI:10.1038/s41370-024-00681-y
Tillhandahålls av Texas A&M University
