Pelaporan asli oleh University of California

California, rumah bagi jalan bebas hambatan dan gaya hidup berbasis mobil, telah lama berjuang melawan polusi udara — dan menjadi pelopor dalam membersihkan udara, misalnya dalam standar emisi kendaraan. Namun dalam beberapa tahun terakhir, ancaman baru terhadap kualitas udara telah muncul saat musim panas dan musim gugur membawa beberapa kebakaran hutan terburuk dalam sejarah negara bagian, menyebarkan asap dan kabut hingga ratusan mil.

“Saya tidak mengantisipasinya, dan saya tidak melihat akhirnya,” kata profesor Anthony Wexler, direktur Pusat Penelitian Kualitas Udara UC Davis, yang telah mempelajari masalah kualitas udara selama lebih dari 30 tahun.

UC Davis memiliki sejarah panjang dalam penelitian polusi udara dan kesehatan. Misalnya, pada 1970-an, profesor Thomas Cahill dan rekan menunjukkan bagaimana polusi timbal menyebar dari jalan raya ke lingkungan, memimpin Gubernur saat itu. Jerry Brown memperkenalkan kontrol pertama pada timbal sebagai aditif bensin. Sekarang para peneliti di seluruh kampus sedang melihat ancaman kesehatan dari asap kebakaran hutan.

 

Asap Masuk ke Mata Anda (dan Paru-paru)

Asap terdiri dari partikel kecil, sebagian besar berbasis karbon, kata Kent Pinkerton, direktur Pusat Kesehatan dan Lingkungan UC Davis dan seorang profesor di Fakultas Kedokteran Hewan dan Fakultas Kedokteran.

Ukuran partikel ini sangat penting, kata Pinkerton. Mereka yang berukuran 2.5 mikrometer atau lebih kecil - dikenal sebagai PM2.5 - dapat masuk jauh ke dalam saluran udara dan alveoli paru-paru. Ada partikel yang mungkin terperangkap dalam lendir atau dikonsumsi oleh sel pelindung yang disebut makrofag, dan puing-puingnya terbatuk atau tertelan. Tetapi beberapa partikel dapat berpindah dari paru-paru ke sistem organ lain.

Asap juga mengandung senyawa seperti dioksin atau ftalat, yang terbentuk dari pembakaran plastik atau bahan lain dari rumah yang terbakar. Senyawa ini dapat hadir baik sebagai partikel dan dalam beberapa kasus sebagai gas. Profesor Qi Zhang, di Departemen Toksikologi Lingkungan, menemukan peningkatan kadar ftalat di udara Davis selama Api Kamp 2018.

“Efek kesehatan terbesar tergantung pada ukuran partikel dan konsentrasinya,” kata Pinkerton. "Mereka bisa hadir untuk waktu yang lama, jarak jauh."

Gejala akut dari paparan asap termasuk iritasi mata dan tenggorokan, batuk dan bersin, sesak dada dan mengi. Mereka juga dapat mencakup detak jantung yang cepat atau tidak teratur dan kelelahan yang berlebihan.

Gejala-gejala ini biasanya berlalu ketika asap pergi. Tetapi bukti yang berkembang menunjukkan bahwa efeknya dapat bertahan lama atau menyebabkan masalah kesehatan yang terus-menerus.

Eksperimen Alami

Pada bulan Juni 2008, asap dari kebakaran hutan menyebar di wilayah Davis. Tingkat PM2.5 di kampus UC Davis mencapai setinggi 80 mikrogram per meter kubik, jauh di atas standar federal.

Saat itu baru saja melewati musim melahirkan kera rhesus yang tinggal di kandang luar di Pusat Penelitian Primata Nasional California. Dengan dana dari California Air Resources Board, profesor Lisa Miller, seorang peneliti di pusat dan di School of Veterinary Medicine, memulai studi jangka panjang tentang efek paparan asap alami pada paru-paru monyet yaitu 2 hingga 3 berumur bulan saat itu.

Selama bertahun-tahun, Miller telah menemukan bahwa dibandingkan dengan monyet yang lahir pada tahun berikutnya dan tidak terpapar asap, hewan-hewan tersebut menunjukkan dampak pada sistem kekebalan dan fungsi paru-paru mereka, dengan kemiripan dengan penyakit paru-paru manusia Gangguan Paru Obstruktif Kronis, atau COPD.

Musim gugur 2018 menghadirkan eksperimen alami kedua di tengahnya. Asap dari Api Unggun 100 mil jauhnya menutupi kampus Davis, kali ini pada puncak musim kawin kera rhesus. Bryn Willson, seorang residen OB/GYN di UC Davis Health, bersama Pinkerton dan Profesor Emeritus Bill Lasley, mengikuti kera betina usia reproduksi yang secara alami terpapar asap di awal kehamilan. Mereka menemukan peningkatan risiko keguguran: 82 persen kehamilan menghasilkan kelahiran hidup yang sukses, dibandingkan dengan 86 hingga 93 persen dalam sembilan tahun sebelumnya.

Penyakit pernapasan adalah fokus utama CNPRC. Peneliti pusat mengembangkan model monyet rhesus pertama asma dewasa dan anak-anak menggunakan alergen manusia, tungau debu. Ini telah memberi para peneliti kemampuan untuk menguji mekanisme biologis dan terapi baru. Unit Penyakit Pernapasan, yang dipimpin oleh Miller, melanjutkan penelitian tentang paparan asap pada model hewan pengerat dan primata non-manusia, termasuk mengembangkan fasilitas pembakaran untuk menghasilkan asap untuk eksperimen laboratorium.

Survei Korban Kebakaran

Setelah kebakaran Sonoma dan Napa tahun 2017, Irva Hertz-Picciotto, profesor ilmu kesehatan masyarakat dan direktur Pusat Ilmu Kesehatan Lingkungan UC Davis, mulai mensurvei kesehatan orang-orang yang terkena dampak kebakaran hutan. Rekannya Rebecca J. Schmidt, asisten profesor ilmu kesehatan masyarakat, memprakarsai B-SAFE, Bio-Specimen Assessment of Fire Effects, studi mengikuti sekelompok wanita yang terpapar asap api pada tahun 2017 saat hamil atau sebelum hamil, dan bayi mereka. Pada Februari 2021, Hertz-Picciotto mempresentasikan beberapa karyanya pada konferensi pers kongres.

Lebih dari separuh responden survei melaporkan mengalami setidaknya satu gejala (termasuk batuk dan iritasi mata) dalam tiga minggu pertama setelah kebakaran terjadi; lebih dari 20 persen melaporkan asma atau mengi. Banyak responden melaporkan gejala pernapasan yang berlanjut berbulan-bulan setelah kebakaran, kata Hertz-Picciotto.

"Masih ada pandangan bahwa efek kualitas udara yang buruk bersifat sementara, tetapi apa yang kami lihat menunjukkan bahwa efeknya bertahan selama berbulan-bulan setelah kebakaran - dan kemudian Anda kembali ke musim kebakaran," katanya.

Paparan berulang terhadap kualitas udara yang buruk dari asap kebakaran dapat menurunkan ambang batas munculnya gejala, kata Hertz-Picciotto.

"Mungkin diperlukan lebih sedikit pemicu untuk mendapatkan gejala," katanya.

Musim kebakaran California juga bertepatan dengan timbulnya influenza musiman dan virus musim dingin lainnya, serta COVID-19. Mungkin ada interaksi antara efek asap dan virus yang memperburuk masalah paru-paru. Beberapa penelitian menunjukkan paparan asap api meningkatkan risiko infeksi COVID-19, kata Hertz-Picciotto.

Anak-anak dan Pekerja Luar Ruangan

Di antara mereka yang menjadi perhatian terbesar peneliti kesehatan adalah anak-anak, dan orang dewasa yang bekerja di luar ruangan, seperti pekerja pertanian.

“Anak-anak sangat aktif di luar ruangan, mereka menghirup lebih banyak udara dibandingkan dengan massa paru-paru mereka daripada orang dewasa, dan mereka sangat sensitif terhadap asap api,” kata Pinkerton. “Sistem kekebalan mereka masih matang.”

Pinkerton juga direktur Pusat Kesehatan dan Keselamatan Pertanian Barat di UC Davis.

“Baru beberapa tahun yang lalu, tidak ada rencana atau pedoman yang berhubungan dengan kualitas udara untuk pekerja luar ruangan,” katanya. Peraturan negara bagian California pertama mulai berlaku pada tahun 2018. WCAHS telah bekerja sama dengan petani dan organisasi pekerja pertanian untuk menghasilkan materi pelatihan dan daftar periksa untuk menerapkan peraturan tersebut.

Asisten profesor Kathryn Conlon, seorang ilmuwan kesehatan masyarakat di School of Medicine dan School of Veterinary Medicine, sedang mempelajari bagaimana peraturan negara bagian California tentang kualitas udara dan penggunaan masker untuk pekerja pertanian diterjemahkan ke dalam ladang. Misalnya, peraturan mengharuskan pekerja diberikan masker N95 ketika Indeks Kualitas Udara melebihi 150.

Tapi ada kesenjangan antara melembagakan kebijakan dan adopsi, kata Conlon. Misalnya, pekerja akan sering sudah memakai masker kain atau bandana sebagai pelindung debu. Masker N95 memerlukan pemasangan yang tepat dan mungkin tidak nyaman saat melakukan pekerjaan manual yang berat di luar ruangan dalam cuaca panas.

“Kami ingin memahami persepsi pekerja pertanian tentang perlindungan saluran napas dalam peristiwa asap,” kata Conlon. “Tindakan pencegahan apa yang sudah mereka ambil sendiri? Apa yang dipasok oleh majikan?”

Sebuah studi percontohan bekerja sama dengan organisasi buruh tani mengungkapkan kebingungan tentang perlindungan berbagai jenis penutup wajah, katanya.

Cetakan Berasap Asap

Asap kebakaran hutan mungkin juga membawa spora jamur dari tanah hutan jarak jauh. Pada tahun 2020 Naomi Hauser, seorang spesialis penyakit menular dan asisten profesor klinis di UC Davis Health, dan rekannya melihat peningkatan yang nyata pada infeksi jamur, terutama pada pasien luka bakar. Ketika mereka meninjau data selama tiga tahun sebelumnya, mereka menemukan dua kali lebih banyak infeksi jamur pada tahun 2020, tampaknya bertepatan dengan musim kebakaran.

“Ini adalah jamur lingkungan yang ditemukan di tanah, yang dapat terbawa dalam debu,” kata Hauser yang juga anggota Pusat Penelitian Adaptasi Iklim UC Davis. Angin yang dihasilkan oleh kebakaran besar dapat menyapu spora jamur tinggi-tinggi di udara dan menyebarkannya ke jarak yang jauh.

Studi tentang makhluk hidup dalam asap sangat baru — Leda Kobziar, ahli ekologi api di Universitas Idaho di Moskow, menciptakan istilah “pyroaerobiology” pada tahun 2018.

Karena spora kapang relatif besar, sekitar 40 mikrometer, kemungkinan besar mereka jatuh dari udara lebih cepat daripada partikel PM2.5 dan ultrafine dan tidak menyebar terlalu jauh. Ketika mereka menetap pada orang-orang dengan kulit yang rusak, seperti korban luka bakar atau terhirup oleh orang-orang dengan kekebalan yang lemah mereka dapat menyebabkan infeksi.

“Sebagian besar dari kita, dengan kulit yang utuh dan sistem kekebalan yang sehat, akan baik-baik saja, tetapi jika Anda mengalami gangguan kekebalan atau mengalami luka bakar, itu adalah sesuatu yang perlu dipikirkan,” kata Hauser. Hauser dan rekan merencanakan studi lebih lanjut tentang infeksi ini.

Persimpangan, Kebakaran Hutan dan Kesehatan

Kebakaran hutan menghadirkan serangkaian persimpangan. Kekeringan, perubahan iklim, pengelolaan hutan, spesies invasif dan perencanaan kota bersinggungan untuk membuat kebakaran hutan lebih besar dan lebih parah; kualitas udara, pandemi COVID-19, virus musiman, dan ketidakadilan kesehatan bersinggungan untuk memperburuk dampak kesehatan.

Perubahan iklim membawa risiko yang semakin besar, kata Conlon: Panas, kekeringan, kebakaran hutan, dan kualitas udara menimbulkan risiko mereka sendiri dan dapat saling berlipat ganda.

“Semua orang terkena risiko ini, tetapi beberapa orang lebih dari yang lain,” kata Conlon. “Jika saya melakukan pekerjaan menetap di kantor ber-AC dengan udara yang disaring, saya kurang terkena panas dan udara yang buruk daripada jika saya melakukan pekerjaan manual yang berat di luar ruangan.”

Mengatasi tantangan ini membutuhkan bekerja pada banyak masalah sekaligus. Untuk mengurangi dampak kesehatan dari kebakaran hutan, kita perlu memenuhi kebutuhan kesehatan semua yang terkena dampak.

“Kesehatan dan pencegahan masyarakat adalah kuncinya,” kata Hauser.

'Bangun untuk Kebakaran Hutan'

Dalam “Waking Up to Wildfires,” pembuat film Paige Bierma menceritakan kisah orang-orang yang paling terkena dampak kebakaran hutan North Bay 2017. Dengarkan dari para penyintas, petugas pemadam kebakaran, pejabat kesehatan masyarakat, kelompok masyarakat – dan ilmuwan yang mencoba memahami semuanya.

Pusat Ilmu Kesehatan Lingkungan UC Davis memproduksi fitur panjang "Waking Up to Wildfires," pada tahun 2019 dengan hibah dari Institut Nasional Ilmu Kesehatan Lingkungan untuk membantu menjelaskan penderitaan masyarakat setelah jenis bencana ini.