Uit onderzoek van het Chakrabarty-lab blijkt dat de twee wonderlijk samen gaan.
De Verenigde Staten hebben wellicht de basis gelegd aan de verspreiding van een pandemie zonder het zelf te weten.
Volgens nieuw onderzoek van de McKelvey School of Engineering aan de Washington University in St. Louis, kan vervuiling een deel van de schuld zijn voor de snelle verspreiding in de Verenigde Staten van SARS-CoV-2, het virus dat verantwoordelijk is voor de verspreiding van COVID-19.
Het onderzoek, van het laboratorium van Rajan Chakrabarty, universitair hoofddocent in het Department of Energy, Environmental & Chemical Engineering, werd online gepubliceerd voorafgaand aan de druk in het tijdschrift Science of The Total Environment.
Als het gaat om hoe ziek iemand wordt na het oplopen van COVID-19, zijn medische professionals van mening dat iemands gezondheid – met bepaalde medische aandoeningen een cruciale rol kan spelen. Als het komt op hoe snel het virus zich door de gemeenschap kan verspreiden, blijkt de gezondheid van het milieu direct gecorreleerd te zijn met de reproductieverhouding R0, die aangeeft hoeveel mensen een ziek persoon kan infecteren.
De reproductieverhouding R0 van COVID-19 is rechtstreeks geassocieerd met de langdurige PM2,5 blootstellingsniveaus in de omgeving. En de aanwezigheid van secundair anorganische componenten in PM2.5 maken de zaken alleen maar erger, aldus Chakrabarty.
“We hebben gecontroleerd op meer dan 40 verstorende factoren,” zei Chakrabarty. Voor al die factoren geldt dat er een sterk, lineair verband was tussen langdurige PM2.5 blootstelling en R0.”
PM2.5 verwijst naar omgevingsdeeltjes met een diameter van 2,5 micrometer of minder; bij die grootte kunnen ze iemands longen binnendringen en schade aanrichten. Om deze reden kan PM2,5 schadelijk zijn voor de gezondheid van de luchtwegen. Maar hoe dit heeft te maken met de verspreiding van COVID-19 in een populatie moest nog worden onderzocht.
Chakrabarty en zijn afgestudeerde student Payton Beeler, beide aerosol deskundigen die eerdere coronavirus modellering hebben gedaan, werden geïnteresseerd in de relatie nadat twee artikelen in korte tijd waren gepubliceerd.
Ten eerste ontdekte een artikel uit juli in het tijdschrift Science dat niveau gevoeligheid voor COVID-19 een drijvende factor is achter de pandemie; het is belangrijker dan temperatuur, waarvan onderzoekers aanvankelijk dachten een grote rol te spelen.
Toen werd in augustus een onderzoek gepubliceerd in de Journal of Infection waarin werd gevonden dat het grootste aantal gevallen van COVID-19 met ernstige ziekte zich bevonden op plaatsen met hogere niveaus van vervuiling.
‘Ik dacht: waarom hebben we dat in de meeste Amerikaanse staten zo’n snelle verspreiding van het virus gehad?”, zei Chakrabarty. Vooral in het begin van de pandemie. “We wilden onze studie beperken tot het tijdstip waarop de lockdown plaatsvond. Voor het grootste deel bleven de mensen van begin maart tot eind april opgesloten.”
Het team besloot om te kijken naar plaatsen waar R0 groter was dan één – dat is het punt waarop een persoon een ziekte kan verspreiden naar meer dan één persoon, en de ziekte toeneemt. Op die plaatsen keken ze naar 43 verschillende factoren – waaronder bevolkingsdichtheid, leeftijdsverdeling,
zelfs vertragingen in de staten met lockdown.
Vervolgens zocht het team naar eventuele relaties gebruik makend van schattingen van vervuiling in de VS tussen 2012 en 2017
uitgegeven door Randall Martin, professor bij het Department of Energy, Environmental & Chemical Engineering.
Modellering onthulde een toename van bijna 0,25 in R0, wat overeenkomt met een 10% toename van sulfaat, stikstofdioxide en ammonium, of SNA samenstelling en een toename van 1 μg / m3 in PM2,5 massa concentraties, respectievelijk.
Ze vonden deze lineaire correlaties het sterkst op plaatsen waar vervuilingsniveaus ruim onder de nationale normen voor luchtkwaliteit lagen (NAAQS), de niveaus van luchtverontreinigende stoffen die als veilig voor mensen worden beschouwd.
“Jaarlijkse gemiddelde PM2,5 nationale normen zijn vastgesteld op of lager dan 12 microgram per kubieke meter, daaronder zou men veilig moeten zijn,” zei Chakrabarty. “We zagen echter dat de correlatie ver onder die standaard ligt. “In feite zagen ze een snelle toename van R0 bij blootstelling aan PM2.5 niveaus onder de 6 microgram per kubieke meter.
Chakrabarty veronderstelt dat deze initiële toename van R0, die wordt gevolgd door een plateau zodra het niveau 6 microgram per kubieke meter bereikt is, een resultaat is van aanvankelijke veranderingen in toestand; wanneer de lucht PM2.5-vrij is, wordt een individu niet beïnvloed. De eerste blootstelling is de katalysator voor verandering in de gezondheid van de longen, resulterend in een verandering van ongevoeligheid naar gevoeligheid, wat tot uiting komt in een toenemende R0.
En hoewel er geen directe correlatie was tussen zwarte koolstof – a.k.a. roet – en R0, vonden de onderzoekers wel een verband.
“Onze medewerkers van Saint Louis University stelden een bemiddeling/moderatie statistische benadering voor, “een gedetailleerde analyse die kijkt naar de manier waarop aanvullende variabelen de uitkomst van de initiële relatie beïnvloeden.” In dit geval keken onderzoekers naar het effect van roet op R0,
De bemiddelings-/moderatiestudie was niet overbodig – één van de meest voorkomende manieren waarop mensen worden blootgesteld aan SNA is door vervuiling die door auto’s en kolencentrales wordt uitgestoten . Beide stoten ook roet uit.
“Hoewel decennia van strikte luchtkwaliteitsregels in de VS resulteerden in aanzienlijke verlagingen van stikstofdioxide gehaltes, schreven de auteurs in de conclusie van het artikel: “Recente omkering van milieuvoorschriften die de limieten voor gasvormige emissies van energiecentrales en voertuigen afzwakken bedreigen de toekomstige luchtkwaliteit van het land.”
“In plaats van dit probleem op te lossen, kunnen deze omkeringen wel eens een nieuwe pandemie klaarstomen,” zei Chakrabarty.
Vertaling: Andre Teirlinck