Dieses Labor fordert freiwillige Forscher auf, giftige Dämpfe einzuatmen – und sie tun es freiwillig

Fragen Sie Dr. Chris Carlsten nach der durchsichtigen Kabine in seinem Labor an der University of British Columbia (UBC) und er wird Ihnen versichern, dass sie absolut sicher ist – selbst wenn die Freiwilligen mehrere Sitzungen in der Kammer verbringen und verschmutzte Luft einatmen.

„Die Dauer variiert, aber der Standard beträgt zwei Stunden in dieser Kabine mit WLAN, mit der Möglichkeit, grundsätzlich den Computer, Bücher, das Studium usw. zu nutzen“, sagte Carlsten, Leiter des Air Pollution Exposure Lab (APEL) an der UBC und Inhaber des Canada Research Chair für berufsbedingte und umweltbedingte Lungenerkrankungen.

Da der Rauch von Waldbränden die Luftqualität in Kanada verschlechtert, ist das Labor eine der wenigen Einrichtungen dieser Art in Kanada, die präzise Daten sammelt, um Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie sich schlechte Luftqualität schädlich auf die Gesundheit und das Wohlbefinden des Menschen auswirkt.

Trotz der Aussicht, in einer verschmutzten Kammer zu stehen, waren die Freiwilligen laut Carlsten und seinem Forschungsteam gern bereit, ihre Zeit zu opfern.

„Sie fühlen sich einfach dazu hingezogen, einen Beitrag zur Wissenschaft zu leisten und zu unserem Versuch beizutragen, ein großes Problem der öffentlichen Gesundheit zu lösen“, sagte Carlsten per E-Mail.

Luftverschmutzungskammer im Herzen des Labors

APEL wurde 2007 von Carlsten gegründet und führt seine Tests mit Geräten durch, die Schadstoffe erzeugen und die verschmutzte Luft in eine Prüfkammer aus Polycarbonat pumpen.

„Wir haben einen Dieselmotor, wir haben einen Ofen zum Verbrennen von Holz für Holzrauch, wir haben ein Gerät, das Mikroplastik erzeugt, weil Mikroplastik ein wachsendes Problem ist“, sagte er.

Forscher können die Kammer sogar mit Allergenen wie Hausstaubmilben füllen.

Der Schlüssel zur Gewährleistung der Sicherheit der Freiwilligen liegt darin, dass die Forscher die Schadstoffe auf ein Niveau verdünnen, das in etwa dem in großen städtischen Zentren entspricht.

„Die Verschmutzung wird durch den Motor oder den Ofen verursacht und dann durch gefilterte Luft auf ein sicheres Niveau verdünnt“, sagte Carlsten.

Die Daten des Labors werden in zahlreichen Fachzeitschriften veröffentlicht und verdeutlichen, wie sich die Luftverschmutzung auf alles auswirkt, von der Lungenleistung bei körperlicher Aktivität über die Gesundheit von Asthmatikern bis hin zur kognitiven Leistungsfähigkeit .

Carlsten sagt, die Erkenntnisse seines Teams hätten auch die Politik beeinflusst, unter anderem bei der US-Umweltschutzbehörde.

Warum sollte jemand verschmutzte Luft einatmen wollen?

Die Freiwilligen des Programms sind zwischen 20 und 70 Jahre alt, wobei die Geschlechter nahezu paritätisch sind. Carlsten sagt, die demografische Zusammensetzung der Freiwilligen sei recht breit gefächert, und fügt hinzu, dass die Ergebnisse seiner Meinung nach auch auf die allgemeine Bevölkerung übertragbar seien. Die Luftqualitätsstudien des Labors folgen strengen Doppelblindforschungsstandards .

Freiwillige wie Alana Green sagen, dass sie oft nicht sagen können, ob sie verschmutzte oder saubere Luft einatmen.

Green, eine Administratorin an der UBC, meldete sich zu Beginn ihrer Tätigkeit an der Universität für eine Studie zur Luftqualität an.

„Ich hatte das Gefühl, dass ich durch meine Teilnahme einen Beitrag zur Wissenschaft und zur Gesellschaft leisten könnte“, sagte sie.

Green, die zwischen Januar und Dezember 2023 an der Studie teilnimmt und international unterwegs ist, sagte, die Luft in der Kammer sei nicht vergleichbar mit der schlechten Qualität, die sie an einigen der von ihr besuchten Reiseziele erlebt habe, wo „der Geruch in der Luft liegt“.

Auch Brinn Edgington, Doktorand an der Dalhousie University, nahm an einer der Studien des Programms teil.

„Ich habe Forschung betrieben, bei der ich auf die Teilnahme anderer angewiesen war. Deshalb habe ich das Gefühl, dass ich etwas zurückgeben und an den Studien anderer teilnehmen muss, weil es wichtig ist“, sagte Edgington, der seit seiner Kindheit mit Asthma und Allergien lebt.

Edgington und Green sagten, die einzige Verschlimmerung, die sie erlebten, seien tränende Augen nach einer Kammersitzung gewesen.

Luftverschmutzung beeinträchtigt die Gesundheit des gesamten Körpers

Luftverschmutzung kann sich auf den gesamten menschlichen Körper auswirken, bestehende Erkrankungen wie Asthma verschlimmern und die Wahrscheinlichkeit für die Entwicklung von Krankheiten wie der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) erhöhen. Einige Studien haben Zusammenhänge zwischen schlechter Luftqualität und psychischen Gesundheitsschäden sowie Herzerkrankungen festgestellt.

„Sie atmen giftige Chemikalien und Partikel ein, sie gelangen tief in Ihre Lunge, Ihr Körper mag das nicht, es löst Entzündungen aus und das kann dann bei verschiedenen Menschen zu allen möglichen systemischen Reaktionen führen“, sagte Dr. Kerri Johannson, Lungenfachärztin und außerordentliche Professorin an der Universität von Calgary.

Obwohl Carlsten sagt, dass Luftreiniger in Innenräumen, das Schließen von Fenstern, das Bleiben in Innenräumen und das Tragen von Gesichtsmasken im Freien an Tagen mit schlechter Luftqualität für viele Kanadier Optionen sind, gibt es viele Menschen – darunter auch Arbeiter im Freien –, die nicht immer in die Innenräume kommen können, um sich zu erholen.

„Diese Menschen brauchen wirklich Aufmerksamkeit und bekommen leider oft nicht genug davon“, sagte Carlsten zu Dr. Brian Goldman, dem Moderator von The Dose .

Simulationen können nur eine begrenzte Detailgenauigkeit liefern, sagt ein Experte

Als praktizierender Lungenfacharzt sagt Johannson, dass die Forschung von APEL „ein ganz neues Feld“ geschaffen habe.

„Das Air Pollution Exposure Lab ermöglicht es, Ursache und Wirkung zu messen, also die Kausalität einer Belastung, die zu einem Ergebnis führt, und das kann man im Zeitverlauf messen“, sagte sie.

„Diese Art von Informationen kann man durch keine andere Art von Forschung gewinnen.“

Dennoch gibt Johannson zu bedenken, dass es bei der Expositionsforschung in Laboren Einschränkungen gibt. Dazu gehört beispielsweise, dass das Labor normalerweise immer nur einen Expositionsfaktor auf einmal misst.

Das bedeutet, dass die Freiwilligen nicht mehreren Schadstoffen gleichzeitig ausgesetzt sind – was in der realen Welt der Fall ist.

Laut Carlsten hat das Labor vor Kurzem einen Förderantrag eingereicht, um das Problem der Mehrfachbelichtung anzugehen.

Und während die Studien des UBC-Labors mehrere Monate dauern können, sagt Johannson, dass Menschen jahrzehntelang schädlicher Luftverschmutzung im Freien ausgesetzt sein können.

„Manchmal sind Menschen zehn Jahre lang an ihrem Arbeitsplatz dem Gas ausgesetzt und leiden 20 Jahre später an einer chronischen Lungenerkrankung oder einem Herz-Kreislauf-Problem“, sagte sie.

Wenn die APEL-Forschung jedoch einen Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung und schlechter Gesundheit aufzeigt, könne man davon ausgehen, dass die Folgen der Luftverschmutzung in der realen Welt wahrscheinlich noch viel schlimmer seien, sagte Johannson.

Auf dem Weg zu einer saubereren Zukunft

Obwohl die Luftqualität in Kanada zu den besten der Welt gehört, kann der Rauch von Waldbränden die Luftreinheit stark beeinträchtigen. So wurde beispielsweise Mitte Juli die Luftqualität in Toronto als eine der schlechtesten der Welt eingestuft.

Carlsten sagt, dass das Labor derzeit daran arbeitet, seine Daten in praxisnahe Lösungen umzusetzen.

„Es ist von entscheidender Bedeutung, dass wir Goldstandard-Beweise für Interventionen liefern, die die Betroffenen schützen können“, sagte Carlsten.

„Wir sind uns bewusst, dass das Verständnis der Mechanismen der negativen Auswirkungen von Belastungen zwar weiterhin wichtig ist und die Begründung für Interventionen liefern kann, es jetzt jedoch an der Zeit ist, Interventionen zu testen, die in der Praxis Anwendung finden.“