改变环境的人们:一次改变一个社区

这四位研究人员正在强调环境不公,并改善他们社区的健康状况

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乔尔·基梅尔

全球四分之一的死亡与环境状况有关。心脏病、癌症、慢性呼吸道疾病等可以通过减少环境风险来缓解甚至预防。接触受污染的水和空气、洪水、极端高温和其他危险部分是由经济和种族歧视造成的,导致疾病负担不均。 推动这种情况的政治力量可能是影响深远的,但这四位研究人员正在地方层面做出改变。 他们正在消除不平等,纠正历史错误,并帮助确保更公平和健康的未来。

图片来源:乔尔·基梅尔

科菲·阿梅加

揭示空气污染暴露

2015年,科菲·阿梅加从加纳前往瑞士参加世界卫生组织会议,分享他在室内空气质量和营养如何影响母亲及其子女健康方面的工作。在与来自世界各地的科学家交流后,他意识到非洲在空气污染数据方面存在巨大差距。 因此,这名来自海岸角大学的环境流行病学家决定为此做些什么。

他说,快速的人口增长和工业化正在造成一个快速增长的问题。 暴露于气溶胶颗粒,特别是那些 2.5 微米及更小的颗粒(称为 PM2.5),会增加患心脏病、呼吸道疾病等的风险。 世卫组织将这种空气污染与每年 670 万例过早死亡联系起来,其中 89% 发生在低收入和中等收入国家。 截至 2019 年,全球 99% 的人口居住在空气质量比世卫组织指南推荐的水平更差的地方。

空气中的颗粒物在撒哈拉以南非洲城市尤其是一个大问题。 为了改善人们的健康,阿梅加需要当地的数据。 但政府资助的环境机构部署的空气质量监测仪每台成本约为 20,000 美元或更多,远远超出阿梅加的研究预算。 即使在美国等富裕国家,这些高灵敏度监测仪的分布也很稀疏,掩盖了社区之间的不平等现象。

大约在阿梅加参加世卫组织会议的同时,相对廉价的空气污染传感器开始上市。 每台仅需几百美元,它们不如更昂贵的监管级监测仪可靠,但当经过仔细校准并组合成网络时,它们可以完成工作。 此外,它们的低成本使得更容易分发更多传感器来收集本地数据。

加纳城市空气质量项目于 2019 年 5 月在海岸角启动,最初只有一个传感器,由阿梅加自掏腰包购买。 他创立的团队在其运营的第一年年底在阿克拉又增加了两个传感器。 今天,该团队已在加纳的阿克拉、特马、海岸角、塔科拉迪和库马西等城市部署了约 60 个空气质量传感器。 该项目还将 10 个捐赠的监管级 PM2.5 监测仪集成到网络中,以检查低成本传感器的准确性。

阿梅加去年成立了“呼吸阿克拉”非营利组织。 该组织旨在查明加纳首都的空气污染热点,并教育政策制定者和居民如何解决这些问题:例如,政府可以进行监管干预,学校可以在空气质量差的日子里让孩子们待在室内。 阿梅加说,他希望“呼吸阿克拉”能够成为“非洲其他城市可以效仿的蓝图”。

这个传感器网络也在推进阿梅加的流行病学研究,该研究的中心是街头小贩的健康,他们暴露于老旧汽车和二冲程摩托车发动机排放的高水平尾气中。 他说,在这个群体中,“最脆弱的群体是妇女和儿童”。 妇女每天花费长达 12 个小时销售商品,然后回家用燃煤或燃木炉灶做饭,她们的年幼子女也和她们在一起。 阿梅加说,他们居住的社区是“城市景观中污染最严重的地区”,空气中充满了道路灰尘和焚烧垃圾产生的烟雾。

今天,阿梅加已在学校、医院和交通热点地区安装了传感器,并将数据与街头小贩和儿童的健康结果联系起来。

马萨诸塞大学阿默斯特分校的环境健康科学家理查德·E·佩尔蒂埃说:“科菲正处于科学的前沿。” “他拥有整套方案。 他拥有监测专业知识,他有魄力建立监测网络,并且他将其带回人类健康领域。”

图片来源:乔尔·基梅尔

埃丽卡·科克伦·哈米恩

改造建筑,为学校创造更健康的环境

作为一名在纽约市工作的建筑设计师,埃丽卡·科克伦·哈米恩对不平等现象如何被融入物质环境感到震惊。 富裕地区林立着维护良好的公共建筑,这些地区的学校拥有美丽的光线和可用的门。 在低收入社区,许多建筑物正在解体,一些公立学校远离公园和其他绿地。

科克伦·哈米恩开始质疑建筑环境如何从身心两方面影响人们,她想对此进行量化。 她重返研究生院,开始制定一套包含 100 多项室内环境质量指标的体系。 获得博士学位后,她开始将这些指标应用于学校,并探究温度、照明、各种气体的浓度以及许多其他因素如何与学生的健康和学业成绩相关联。

科克伦·哈米恩以窗户为例,窗户对学生的福祉和学业有惊人的强大影响。 “你的昼夜节律需要一定量的日光,”她说。 这意味着大窗户更好,但前提是它们也配备了百叶窗,以减轻晴天时的眩光和热量。

建筑环境、气候变化、身心健康以及种族和社会公平之间的这些联系是复杂且经常被忽视的。 匹兹堡绿色建筑联盟首席执行官珍娜·克莱默说:“埃丽卡正在努力使这种(相互作用)可见、有形且有意义。” “她的研究是早期且具有开创性的。” 谈论能源效率有时会让人感到抽象,但当人们能够看到能源使用和环境质量如何与儿童的学习和健康联系起来时,克莱默说,“这就会变成一场不同的对话。”

科克伦·哈米恩现在是卡内基梅隆大学建筑性能与诊断中心的联合主任,她的学生正在运用她的指标。 他们正在评估匹兹堡学校和非营利组织的室内环境质量,并根据他们的发现提出升级建议,其中一些建议相对便宜——填补孔洞、使窗户可操作并增加百叶窗可以产生很大的不同。

其他建议价格较高,但随着时间的推移会获得回报。 以能源成本为例:美国学校在电力上的花费超过了书籍和电脑。 在现场评估期间,科克伦·哈米恩发现一些学校的暖通空调系统为整个设施设置了一个温度,因此用途不同的房间,例如体育馆和数学教室,都保持在相同的温度。 当人们打开窗户或使用空间加热器来调节他们周围的环境时,他们浪费了能源。 升级可以节省资金,并让学生感到舒适和警觉。

为了使她的资源密集型评估易于访问和负担得起,科克伦·哈米恩一直在与卡内基梅隆大学的计算机科学家合作。 她希望通过开发一种可以导航建筑物的载有传感器的机器人来扩大她的工作规模。 “我想展示建筑的美丽之处,以及它如何对人们产生重大影响,”她说。

图片来源:乔尔·基梅尔

约翰尼·刘易斯

社区伙伴关系驱动的临床试验

1989 年约翰尼·刘易斯搬到新墨西哥州后,她了解了这片土地的历史遗留问题。 她在洛斯阿拉莫斯国家实验室找到了一份顾问工作,在那里她帮助研究核研究对生态和健康的影响。 这项工作,以及她参与社区重建核时代历史辐射暴露剂量的努力,使她开始参加社区会议。 她倾听居民讨论他们对附近开发的原子弹的后遗症以及纳瓦霍族土地上铀矿开采造成的持续健康影响的担忧。 刘易斯觉得,科学家、政治家和土著群体在谈论这些问题时没有使用相同的语言,而部落成员正在付出健康的代价。

刘易斯说:“我想建立一种共同语言,朝着解决方案迈进。”

1919 年,国会允许公司在监管甚少的情况下在部落土地上开采矿藏。 今天,在对钒、金、铀和其他金属进行数十年的开采之后,美国西部至少仍有 160,000 个废弃矿山。 纳瓦霍族土地上有 500 多个废弃铀矿,以及 1,100 个铀废料场,居住在那里的人们已经暴露了几十年。 高剂量的饮用水中的铀会导致肾脏损害,接触受污染的空气会导致肺癌和其他呼吸道疾病。 初步结果表明,产前和儿童早期接触铀会损害神经发育。

刘易斯作为新墨西哥大学 METALS 超级基金研究中心的环境毒理学家和主任,正在将研究与可以立即帮助人们的干预措施联系起来。 该中心科学家的研究发现,砷和铀可以取代蛋白质中修复受损 DNA 的锌,这可能会增加患癌症的风险。 刘易斯的研究小组现在正在测试锌补充剂是否可以抵消这种置换并改善人们的健康状况。

刘易斯根据她合作的人们的需求量身定制了试验,就像她对所有项目所做的那样。 她和她的团队咨询了红水池路社区,该社区的部落土地夹在新墨西哥州两个废弃铀矿之间,以设计多项临床试验。 例如,在社区成员的指导下,科学家们将初步锌试验设计为包括老年人和患有慢性病(如肾脏损害)的人群——这些人群接触金属的机会最多,但通常被寻求“清洁”数据的研究人员排除在临床试验之外。

红水池路地区的社区成员还帮助刘易斯和她的团队设计了纳瓦霍族出生队列研究,该研究跟踪了孕妇及其婴儿直至孩子出生后第一年,追踪他们的发育、健康状况以及对有毒金属的环境暴露。 这项研究于 2013 年开始,已经扩展并将继续跟踪这些儿童,作为美国国立卫生研究院正在进行的国家儿童健康结果环境影响倡议的一部分。

在红水池地区长大的特拉西塔(特里)·基安娜说,其他科学家曾告知他们土地受到污染,但随后离开了,没有解决问题,这使得居民很难信任外人。 刘易斯通过与那些风险最大的人密切合作证明了自己。 基安娜说,她“与社区建立了融洽的关系,我们信任她”。 “这花了很长时间才做到这一点。”

刘易斯最初从事社区参与工作,从事回收和食品合作项目,然后重返学术界并专门研究毒理学。 她说,她的背景以及她对环境与人类健康之间相互联系的认识帮助她与土著社区合作。 反过来,他们也帮助她改进了科学。 刘易斯说:“科学是我接受的特殊训练,但它应该只是餐桌上的一块拼图。”

图片来源:乔尔·基梅尔

贝伦迪娜·范·文德尔·德·约德

农药守护者

任何在哥斯达黎加香蕉种植园工作或居住在附近的人都容易受到相对较高的农药暴露。 这是因为农民不放过任何机会。 每当香蕉树长出一片叶子时,它就很容易受到真菌感染,因此农民会从作物喷洒机上喷洒杀菌剂,并将正在生长的果实装在装有杀虫剂的塑料袋中以驱除害虫。

贝伦迪娜·范·文德尔·德·约德一直在努力改变这种状况。 20 世纪 90 年代,作为实习的一部分,她从家乡荷兰搬到哥斯达黎加,研究农场工人接触除草剂百草枯的情况。 她于 2004 年返回哥斯达黎加,此后一直在哥斯达黎加国立大学工作。

范·文德尔·德·约德的研究重点是产前和儿童时期接触农药如何影响该国农村地区的健康和发育。 这是一个复杂的问题:在范·文德尔·德·约德合作的人群中,农药暴露带来的环境健康危害叠加在教育程度有限、贫困和粮食安全程度低的基础之上。

范·文德尔·德·约德的项目之一是“婴儿环境健康研究”,这是一项针对利蒙省马蒂纳区 300 对母子的大规模研究。 该项目旨在确定哪些因素(例如儿童的家离种植园有多远,或者他们的父母是否从事农业)会导致更高的化学物质暴露,以及这如何影响整体健康和神经发育。 到目前为止,早期结果显示,在怀孕期间有杀菌剂暴露证据的妇女所生的婴儿在 1 岁时更容易感染呼吸道疾病和神经发育受损。

范·文德尔·德·约德的研究促使哥斯达黎加政府向一个地下水被农药和大肠杆菌污染的社区提供清洁用水。 在她与农艺师合作表明,用芥末处理或不添加任何化学物质的塑料水果袋对昆虫的损害同样有效之后,种植者开始逐步淘汰经过杀虫剂处理的塑料袋。

范·文德尔·德·约德正在绘制空中农药热点地图,以显示哪些热点靠近居民区。 她的团队还启动了一项试点计划,以测试针对学龄儿童(包括那些因农药引起的神经发育迟缓的儿童)的基于游戏的学习计划。

加州大学伯克利分校环境研究与社区健康中心的医生兼流行病学家安娜·玛丽亚·莫拉说,下一代哥斯达黎加环境流行病学家现在正在接受范·文德尔·德·约德的培训。

莫拉曾与范·文德尔·德·约德合作,并对她以前的导师非常尊敬。 莫拉说:“她对哥斯达黎加充满热情,并致力于改善人们的健康。” “作为哥斯达黎加公民,我对她所做的一切感到非常感激。”

本文是“创新专题:环境健康公平”的一部分,这是一份编辑上独立的特别报告,由武田制药提供财政支持制作。

凯瑟琳·布尔扎克 是一位居住在旧金山的记者,为《自然》《科学新闻》和其他出版物报道环境、气候、化学、健康和计算领域的新闻。

更多作者:凯瑟琳·布尔扎克
大众科学 Magazine Vol 329 Issue 3本文最初以“改变环境”为标题发表于《大众科学》杂志 第 329 卷第 3 期(),第 0 页
doi:10.1038/scientificamerican1023-s13
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