Sjunkande svaveldioxidnivåer i atmosfären kan vara relaterat till den globala ökningen av legionärssjukan – en allvarlig form av lunginflammation som orsakas av inandning av den patogena bakterien Legionella. Så rapporterar en ny studie från University at Albany, publicerad idag i tidskriften PNAS Nexus , som undersökte trender för svaveldioxid i atmosfären, förekomsten av legionärssjukdomar och kyltorns roll i att hysa legionella.
Källor till Legionella – som kan föröka sig i byggande vattensystem och spridas genom luften – är välkända, liksom säsongsbetonade trender som påverkar bakterierna som en risk för folkhälsan. Ändå har den globala ökningen av fall varit ett pussel.
Enligt U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC), från 2000 till 2018, har fall av legionärssjukdomar sett en niofaldig ökning nationellt, med New York State som bär den högsta sjukdomsbördan och har den snabbaste ökningen i landet.
"Atmosfärisk surhet påverkar legionellas överlevnadstid", säger medförfattaren Fangqun Yu, senior forskningsfakultet vid UAlbanys Atmospheric Sciences Research Center. "Detta gäller legionella som finns i förorenade droppar från kyltorn och andra källor som badtunnor och dekorativa fontäner. Här undersökte vi överföringsvägen för legionella till luften. Att förstå hur förändrade miljöförhållanden påverkar spridningen av legionella är avgörande för att mildra detta. viktig folkhälsorisk."
Legionella är mycket känsliga för surhet och försvinner snabbt under låga pH-förhållanden. Under det senaste halvseklet, tack vare lagstiftning som utformats för att minska svaveldioxidutsläppen, har pH-nivåerna i atmosfären ökat, med stora fördelar för människors och miljöns hälsa. Med mindre svaveldioxid i atmosfären är dock vattendroppar som släpps ut från kyltorn och andra vattensystem mindre sura, vilket gör det lättare för inhemska legionella att överleva, bli luftburna och förbli livskraftiga när de sprids.
UAlbany-forskarna fokuserade på kyltorn - vattenhanteringssystem som är associerade med industriella, kommersiella och stora HVAC-system för bostäder. Bland de många platser där Legionella frodas (t.ex. varmvattentankar, duschmunstycken, handfatsblandare) är kyltorn en ledande oro eftersom de kan avge plymer av luftburna bakterier, som, när förhållandena är rätta, kan driva och infektera människor så långt som 10 km. borta.
Med hjälp av data om förekomsten av legionärssjukdomar från CDC, analyserade teamet fallnummer och platser över hela landet. Miljöförhållanden inklusive atmosfärisk svaveldioxid, temperatur, nederbörd, relativ fuktighet och UV-index togs med i analysen. De fann att nordöstra delstater hade den högsta sjukdomsbördan, med New York överst på listan.
När de smalnade in i New York undersökte teamet effekterna av svaveldioxid i atmosfären och kyltorn på antalet fall av legionärssjukdomar. Från 1992 till 2019 ökade fallen i en takt som liknar minskningen av svaveldioxidkoncentrationen. Med geotaggade data från New York State-registrerade kyltornsdatabas, kartlade teamet fallnummer mot kyltornsplatser och hittade trender som kopplar ihop kyltornsnärhet och sjukdomsförekomst.
"Legionellabakterier kan spridas genom aerosoler över avsevärda avstånd, som varierar med rådande miljöförhållanden som luftfuktighet, temperatur, vindhastighet och riktning", säger medförfattaren Arshad A. Nair, postdoktor vid UAlbanys Atmospheric Sciences Research Center. "Risken för sjukhusvistelse för legionärssjuka ökar med närheten till ett kyltorn. Här visar vi att det genomsnittliga intervallet för förhöjd risk sträcker sig till 7,3 km från ett kyltorn; denna räckvidd har ökat under de senaste två decennierna."
Teamets resultat är särskilt viktiga för att skydda sårbara befolkningar som oproportionerligt upplever tillstånd som ökar risken för legionärssjukdomar, som att bo nära industriområden eller tätbefolkade områden eller ha redan existerande hälsotillstånd.
"Även om det finns många dokumenterade rapporter som kopplar kyltorn till större utbrott av legionärssjuka, hjälper den här studien till att förklara de många "sporadiska" fallen", säger Ursula Lauper, klinisk biträdande professor vid institutionen för miljöhälsovetenskap vid UAlbanys School of Public Health och Sektionschef för kontroll och analys av vattensystem vid NYS Department of Health. "Det är viktigt att kyltorn regelbundet övervakas, testas och rengörs. NYS-reglering kräver att kyltorn provtas för Legionella var 90:e dag när de används.
"Eftersom vi vet att det finns olika förekomst av legionärssjuka runt om i staten, använder vi resultaten från denna studie för att utveckla strategier för förebyggande och medvetenhet. Vi fortsätter att arbeta nära våra regionala kontor och lokala hälsoavdelningspartners för att upprätthålla statens regler för kyltorn och att undersöka kluster samtidigt som man arbetar med större bildfrågor som atmosfäriska effekter."
"Anledningen till att Legionnaires har ökat sedan 2000 kan förklaras av flera komplexa förändringar som vi planerar att undersöka djupare i framtida studier", säger Shao Lin, professor och ordförande för UAlbanys Department of Environmental Health Sciences vid School of Public Health. "Pågående politik för minskning av utsläpp har avsevärt minskat luftföroreningsnivåerna och bördan för hjärt- och andningssjukdomar i NYS. Den här nya forskningen syftar till att klargöra en av många faktorer som formar risken för luftvägssjukdomar."
Trots de nya rönen är minskning av föroreningar och atmosfärisk surhet utan tvekan bra för människor och miljö. Yu liknade teamets resultat med att förstå biverkningarna av en livräddande medicin.
"I det här fallet förväntas "biverkningarna" vara mycket mindre än de välkända hälsofördelarna med minskad luftförorening", säger Yu. "Vår studie är ett försök att identifiera sådana biverkningar, vilket kan hjälpa till att informera strategier för att mildra dem samtidigt som luftkvaliteten och dess många fördelar bibehålls.
"Detta arbete visar upp ett viktigt samarbete mellan det akademiska samfundet och statliga myndigheter för att ta itu med en framväxande verklig miljöfråga. Denna typ av samarbete är särskilt kritisk eftersom luftkvalitet och miljöförhållanden kan ha komplexa samband med andra sjukdomar (inklusive hjärt- och kärlsjukdomar och andningssjukdomar). , neurologiska störningar och perinatala komplikationer), särskilt med förändrade klimat och atmosfäriska kemiska sammansättningar."
"Ytterligare forskning behövs för att utforma specifika politiska rekommendationer för att ta itu med denna fråga," sade Lin. "Närnäst kommer vårt team att samarbeta med NYSDOH för att gräva djupare, inklusive att kontrollera för potentiella konfounders som samföroreningar, miljömässiga och genetiska faktorer och meteorologiska förhållanden associerade med klimatförändringar. Vi kommer också att använda AI-metoder för att utveckla en prediktiv modell av Legionella inklusive naturliga, byggda och sociala faktorer."
Mer information: Fangqun Yu et al, Mystiskt snabb ökning av förekomsten av legionärssjukdomar korrelerar med sjunkande svaveldioxid i atmosfären, PNAS Nexus (2024). DOI:10.1093/pnasnexus/pgae085
Journalinformation: PNAS Nexus
Tillhandahålls av University at Albany
