โอโซนมีพิษทำลายปอด

อาจเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการว่ามลพิษเป็นสิ่งที่มองไม่เห็น แต่โอโซนเริ่มต้นด้วยวิธีนั้น เนื่องจากโอโซนเข้มข้นและผสมกับสารมลพิษอื่นๆ  ปัจจุบันเป็นหนึ่งในสารมลพิษที่ควบคุมได้ยาก และยังเป็นหนึ่งในสิ่งที่อันตรายที่สุดอีกด้วย

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาผลกระทบของโอโซนต่อสุขภาพมานานหลายทศวรรษ การศึกษาหลายร้อยชิ้นยืนยันว่าโอโซนเป็นอันตรายต่อผู้คนในระดับที่พบในสหรัฐอเมริกาในปัจจุบัน ในทศวรรษที่ผ่านมา เราได้เรียนรู้ว่ามันอาจถึงตายได้เช่นกัน

การสูดโอโซนก็เหมือนกับการถูกแดดเผาที่ปอด

โอโซนคืออะไร?

โอโซน (O 3 ) เป็นโมเลกุลของก๊าซที่ประกอบด้วยออกซิเจนสามอะตอม มักถูกเรียกว่า "หมอกควัน" แบบโฟโตเคมีคอล โอโซนเป็นอันตรายต่อการหายใจ โอโซนโจมตีเนื้อเยื่อปอดอย่างรุนแรงโดยทำปฏิกิริยาทางเคมีกับมัน เมื่อมีโอโซน มีมลพิษที่เป็นอันตรายอื่น ๆ ที่เกิดจากกระบวนการเดียวกันกับที่สร้างโอโซน

  • ชั้นโอโซนที่อยู่สูงในบรรยากาศชั้นบน (ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์) ช่วยปกป้องเราจากรังสีอัลตราไวโอเลตส่วนใหญ่ของดวงอาทิตย์ 
  • อย่างไรก็ตาม มลพิษทางอากาศโอโซนในระดับพื้นดินที่เราหายใจเข้าไปได้ (ในชั้นโทรโพสเฟียร์) ก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพร้ายแรง

โอโซนมาจากไหน?

โอโซนพัฒนาในชั้นบรรยากาศจากก๊าซที่ออกมาจากท่อไอเสีย ปล่องควัน และแหล่งการเผาไหม้อื่นๆ อีกมากมาย เมื่อก๊าซเหล่านี้สัมผัสกับแสงแดด พวกมันจะทำปฏิกิริยาและก่อตัวเป็นหมอกควันโอโซน

วัตถุดิบที่จำเป็นสำหรับโอโซนคือไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) และแสงแดดส่วนใหญ่ผลิตขึ้นเมื่อเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น น้ำมันเบนซิน น้ำมัน หรือถ่านหินถูกเผาไหม้ หรือเมื่อสารเคมีบางชนิด เช่น ตัวทำละลายระเหย NOx ถูกปล่อยออกมาจากโรงไฟฟ้า ยานยนต์ และแหล่งการเผาไหม้ความร้อนสูงอื่นๆ VOCs ถูกปล่อยออกมาจากยานยนต์ โรงงานเคมี โรงกลั่น โรงงาน ปั๊มน้ำมัน สี และสินค้าอุปโภคบริโภคทั่วไปบางชนิด

หากส่วนผสมอยู่ในสภาวะที่เหมาะสม ส่วนผสมเหล่านั้นจะทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างโอโซน และเนื่องจากปฏิกิริยาเกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศ โอโซนจึงถูกพัดพาไปโดยลม และมักจะปรากฏตามลมและข้ามพรมแดนระหว่างประเทศและมหาสมุทร ซึ่งห่างไกลจากแหล่งกำเนิดของก๊าซตั้งต้นของส่วนผสม

คุณอาจสงสัยว่าทำไมบางครั้งจึงมีคำแนะนำให้หลีกเลี่ยงกิจกรรมต่างๆ เช่น การตัดหญ้าหรือขับรถ ไอเสียของเครื่องตัดหญ้าและไอน้ำมันเบนซินประกอบด้วยไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) และสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) ซึ่งเป็นตัวการสำคัญในการก่อตัวของโอโซนเมื่อมีความร้อนและแสงแดด

ใครบ้างที่เสี่ยงหายใจเอาโอโซนเข้าไป?

ใครก็ตามที่ใช้เวลากลางแจ้งในที่ที่มีมลพิษโอโซนสูงอาจมีความเสี่ยง คนบางกลุ่มมีความเสี่ยงเป็นพิเศษต่อผลกระทบของการหายใจเอาโอโซน:

  • ผู้ที่ตั้งครรภ์;
  • เด็กและวัยรุ่น
  • ทุกคนที่มีอายุ 65 ปีขึ้นไป
  • ผู้ที่มีโรคปอดอยู่แล้ว เช่น โรคหอบหืดและโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง (หรือที่เรียกว่าโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง ซึ่งรวมถึงโรคถุงลมโป่งพองและหลอดลมอักเสบเรื้อรัง และ
  • ผู้ที่ทำงานหรือออกกำลังกายกลางแจ้ง

นอกจากนี้ หลักฐานบางอย่างบ่งชี้ว่ากลุ่มอื่นๆ เช่น ผู้หญิง ผู้ที่เป็นโรคอ้วน และผู้ที่มีฐานะทางเศรษฐกิจต่ำ อาจเผชิญกับความเสี่ยงด้านสุขภาพที่สูงขึ้นจากโอโซน

ผลกระทบของการได้รับโอโซนต่อสุขภาพของคุณอาจขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ตัวอย่างเช่น ความเสี่ยงจะมากขึ้นหากระดับโอโซนสูงขึ้น หากคุณหายใจเร็วขึ้นเนื่องจากคุณทำงานหรือออกกำลังกายกลางแจ้ง หรือหากคุณใช้เวลากลางแจ้งมากขึ้น

ตัวอย่างเช่น ผลกระทบของการได้รับมลพิษโอโซนแม้ในระยะสั้นต่อผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพแข็งแรงก็แสดงให้เห็นในการศึกษาของไลฟ์การ์ดในกัลเวสตัน ไลฟ์การ์ดมีสิ่งกีดขวางทางเดินหายใจมากขึ้นในช่วงท้ายของวันที่โอโซนมีระดับสูง

อีกครั้ง ผลกระทบของการสัมผัสมลภาวะโอโซนแม้ในระยะสั้นต่อผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพแข็งแรงได้แสดงให้เห็นในการศึกษาของเจ้าหน้าที่รักษาความปลอดภัยกัลเวสตัน นอกจากผลกระทบที่เป็นอันตรายของมลพิษอนุภาคแล้ว ไลฟ์การ์ดยังมีสิ่งกีดขวางทางเดินหายใจมากขึ้นในตอนท้ายของวันที่ระดับโอโซนสูง 8

มลพิษจากโอโซนเป็นอันตรายต่อสุขภาพของคุณอย่างไร

 

การได้รับโอโซนอาจทำให้เสียชีวิตก่อนวัยอันควรเมื่อรวมกับปัจจัยเสี่ยงอื่นๆ การสูดโอโซนอาจทำให้ชีวิตของคุณสั้นลงหากคุณอยู่ในกลุ่มเสี่ยง มีหลักฐานที่ชัดเจนเกี่ยวกับผลกระทบร้ายแรงของโอโซนจากการศึกษาขนาดใหญ่ที่ดำเนินการในเมืองต่างๆ ทั่วสหรัฐอเมริกา ในยุโรป และในเอเชีย นักวิจัยพบว่าความเสี่ยงของการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรเพิ่มขึ้นตามระดับโอโซนที่สูงขึ้น การวิจัยที่ใหม่กว่ายืนยันว่าโอโซนเพิ่มความเสี่ยงต่อการเสียชีวิตก่อนวัยอันควร แม้ว่าจะมีมลพิษอื่นๆ อยู่ด้วยก็ตาม

ปัญหาการ หายใจทันที หลายพื้นที่ในสหรัฐอเมริกาผลิตโอโซนได้เพียงพอในช่วงฤดูร้อนซึ่งก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพที่สามารถรู้สึกได้ทันที ปัญหาเฉพาะหน้า—นอกเหนือไปจากความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของการเสียชีวิตก่อนวัยอันควร—รวมถึง:

  • หายใจถี่, หายใจถี่และไอ;
  • โรคหอบหืด;
  • เพิ่มความเสี่ยงของการติดเชื้อทางเดินหายใจ
  • เพิ่มความไวต่อการอักเสบของปอด และ
  • ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับผู้ที่เป็นโรคปอด เช่น โรคหอบหืดหรือโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง (COPD) เพื่อรับการรักษาพยาบาลและไปโรงพยาบาล

ความเสี่ยงที่ได้ รับในระยะยาว การศึกษาใหม่เตือนถึงผลกระทบร้ายแรงจากการหายใจโอโซนเป็นระยะเวลานาน ด้วยข้อมูลระยะยาวที่มากขึ้น นักวิทยาศาสตร์พบว่าการได้รับสารในระยะยาว เช่น นานกว่า 8 ชั่วโมง ซึ่งรวมถึงวัน เดือน หรือปี อาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการเสียชีวิตก่อนวัยอันควร

  • จากการตรวจสอบบันทึกจากฐานข้อมูลระดับชาติระยะยาว นักวิจัยพบว่ามีความเสี่ยงสูงต่อการเสียชีวิตจากโรคระบบทางเดินหายใจที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของโอโซน
  • นักวิจัยจากนิวยอร์คดูบันทึกโรงพยาบาลเกี่ยวกับโรคหอบหืดในเด็กพบว่าความเสี่ยงในการเข้าโรงพยาบาลด้วยโรคหอบหืดเพิ่มขึ้นเมื่อได้รับโอโซนเรื้อรัง เด็กที่อายุน้อยกว่าและเด็กที่มาจากครอบครัวที่มีรายได้น้อยมีแนวโน้มที่จะต้องเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลมากกว่าเด็กคนอื่นๆ แม้ว่าจะอยู่ในช่วงเวลาเดียวกันก็ตาม
  • นักวิจัยในแคลิฟอร์เนียวิเคราะห์ข้อมูลจากการศึกษาสุขภาพเด็กในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ระยะยาวพบว่าเด็กบางคนที่มียีนบางอย่างมีแนวโน้มที่จะเป็นโรคหอบหืดเมื่อเป็นวัยรุ่นเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของระดับโอโซนในชุมชนของพวกเขา
  • การศึกษาเชื่อมโยงน้ำหนักแรกเกิดที่ลดลงและการทำงานของปอดที่ลดลงในทารกแรกเกิดกับระดับโอโซนในชุมชนของพวกเขา การวิจัยนี้แสดงหลักฐานที่เพิ่มขึ้นว่าโอโซนอาจเป็นอันตรายต่อทารกแรกเกิด
  • การศึกษาเชื่อมโยงน้ำหนักแรกเกิดที่ลดลงและการทำงานของปอดที่ลดลงในทารกแรกเกิดกับระดับโอโซนในชุมชนของพวกเขา การวิจัยนี้แสดงหลักฐานที่เพิ่มขึ้นว่าโอโซนอาจเป็นอันตรายต่อทารกแรกเกิด
  • การวิจัยยังชี้ให้เห็นว่าการได้รับโอโซนเป็นเวลานานๆ อาจทำให้มีความเสี่ยงต่อความผิดปกติของระบบเมตาบอลิซึมเพิ่มขึ้น ซึ่งรวมถึงการแพ้น้ำตาลกลูโคส น้ำตาลในเลือดสูง และโรคเบาหวาน โอโซนยังสามารถส่งผลต่อระบบประสาทส่วนกลางเมื่อเวลาผ่านไป 
  • การศึกษายังแสดงให้เห็นว่าการได้รับโอโซนส่งผลต่อสุขภาพหัวใจและหลอดเลือด

การหายใจเอามลพิษอื่นๆ ในอากาศอาจทำให้ปอดของคุณตอบสนองต่อโอโซนมากขึ้น และการหายใจเอาโอโซนเข้าไปอาจเพิ่มการตอบสนองของร่างกายต่อมลพิษอื่นๆ ตัวอย่างเช่น งานวิจัยเตือนว่าการหายใจเอาซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งเป็นสารมลพิษสองชนิดที่พบได้ทั่วไปในภาคตะวันออกของสหรัฐฯ สามารถทำให้ปอดมีปฏิกิริยารุนแรงมากกว่าการหายใจเอาโอโซนเพียงอย่างเดียว การหายใจเอาโอโซนอาจเพิ่มการตอบสนองต่อสารก่อภูมิแพ้ในผู้ที่เป็นโรคภูมิแพ้ การศึกษาขนาดใหญ่ที่ตีพิมพ์ในปี 2552 พบว่าเด็ก ๆ มีแนวโน้มที่จะเป็นไข้ละอองฟางและโรคภูมิแพ้ทางเดินหายใจเมื่อระดับโอโซนและ PM2.5 สูง

การวิจัยแสดงให้เห็นระดับโอโซนที่ต่ำกว่าทำให้เกิดอันตราย ขีดจำกัดระดับชาติอย่างเป็นทางการเกี่ยวกับโอโซน หรือที่เรียกว่ามาตรฐานคุณภาพอากาศโดยรอบแห่งชาติ ได้รับการเสริมความแข็งแกร่งครั้งล่าสุดโดย EPA ในปี 2558 อย่างไรก็ตาม การวิจัยใหม่แสดงหลักฐานว่าโอโซนสามารถก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงแม้ในระดับที่ต่ำกว่ามาก ตัวอย่างเช่น ในเอกสารทางวิทยาศาสตร์ปี 2017 นักวิจัยได้ให้หลักฐานเพิ่มเติมในการศึกษาทั่วประเทศว่าผู้สูงอายุมีความเสี่ยงสูงต่อการเสียชีวิตก่อนวัยอันควร แม้ว่าระดับมลพิษโอโซนจะยังต่ำกว่ามาตรฐานแห่งชาติในปัจจุบันก็ตาม

การวิจัยแสดงให้เห็นระดับโอโซนที่ต่ำกว่าทำให้เกิดอันตราย EPA เปิดตัวการทบทวนฉบับสมบูรณ์ล่าสุดของงานวิจัยปัจจุบันเกี่ยวกับมลพิษโอโซนในเดือนกุมภาพันธ์ 2013EPA ได้ว่าจ้างคณะนักวิทยาศาสตร์ผู้เชี่ยวชาญ คณะกรรมการที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์อากาศสะอาด เพื่อช่วยพวกเขาประเมินหลักฐานที่ EPA นำมารวมกัน; โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาตรวจสอบงานวิจัยที่เผยแพร่ระหว่างปี 2549 ถึง 2555 ผู้เชี่ยวชาญในคณะกรรมการและ EPA สรุปว่ามลพิษโอโซนก่อให้เกิดภัยคุกคามร้ายแรงต่อสุขภาพหลายประการ การค้นพบของพวกเขาจะถูกเน้นในช่องด้านล่าง จากการทบทวนดังกล่าว EPA ได้เพิ่มขีด จำกัด อย่างเป็นทางการเกี่ยวกับโอโซนซึ่งเรียกว่ามาตรฐานคุณภาพอากาศในบรรยากาศแห่งชาติในปี 2558

อย่างไรก็ตาม การวิจัยใหม่แสดงหลักฐานว่าโอโซนสามารถก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงได้แม้ในระดับที่ต่ำกว่ามาก ในเอกสารทางวิทยาศาสตร์ปี 2017 นักวิจัยได้ให้หลักฐานเพิ่มเติมในการศึกษาทั่วประเทศว่าผู้สูงอายุมีความเสี่ยงสูงต่อการเสียชีวิตก่อนวัยอันควร แม้ว่าระดับมลพิษโอโซนจะยังต่ำกว่ามาตรฐานแห่งชาติในปัจจุบันก็ตาม

EPA สรุปว่ามลพิษโอโซนก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อสุขภาพอย่างร้ายแรง (2013)

  • ทำให้เกิดอันตรายต่อระบบทางเดินหายใจ (เช่น อาการหอบหืดแย่ลง ปอดอุดกั้นเรื้อรังแย่ลง การอักเสบ)
  • มีแนวโน้มที่จะทำให้เสียชีวิตเร็ว (ทั้งการสัมผัสในระยะสั้นและระยะยาว)
  • มีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดอันตรายต่อหัวใจและหลอดเลือด (เช่น หัวใจวาย โรคหลอดเลือดสมอง โรคหัวใจ ภาวะหัวใจล้มเหลว)
  • อาจเกิดอันตรายต่อระบบประสาทส่วนกลาง
  • อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อระบบสืบพันธุ์และพัฒนาการ

—สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา, การประเมินวิทยาศาสตร์แบบบูรณาการสำหรับโอโซนและสารออกซิแดนท์โฟโตเคมีที่เกี่ยวข้อง , 2013. EPA/600/R-10/076F

หน้าอัปเดตล่าสุด: 17 เมษายน 2023

 

โอโซนคืออะไร?

โอโซนเป็นก๊าซไม่มีสีที่พบในอากาศที่เราหายใจ โอโซนจะดีหรือไม่ดีขึ้นอยู่กับว่าเกิดขึ้นที่ไหน

  • โอโซนที่ดีมีอยู่ตามธรรมชาติในบรรยากาศชั้นบนของโลก—10 ถึง 30 ไมล์เหนือพื้นผิวโลก โอโซนตามธรรมชาตินี้ช่วยปกป้องเราจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายของดวงอาทิตย์
  • โอโซนที่ไม่ดีก่อตัวขึ้นใกล้ระดับพื้นดินเมื่อมลพิษทางอากาศ (ที่ปล่อยออกมาจากแหล่งต่างๆ เช่น รถยนต์ โรงไฟฟ้า และโรงงานเคมี) ทำปฏิกิริยาทางเคมีเมื่อมีแสงแดด

มลพิษโอโซนมีแนวโน้มที่จะก่อตัวขึ้นในช่วงเดือนที่อากาศอบอุ่น นี่คือสภาวะที่ปกติแล้วสภาพอากาศจำเป็นในการสร้างโอโซนระดับพื้นดินเนื่องจากมีแสงแดดจัด

คุณมีความเสี่ยงจากโอโซนระดับพื้นดินหรือไม่?

ผู้คนหลายกลุ่มมีความไวต่อโอโซนเป็นพิเศษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพวกเขาทำกิจกรรมกลางแจ้ง เนื่องจากระดับโอโซนจะสูงบริเวณกลางแจ้ง และการออกกำลังกายทำให้หายใจเร็วขึ้นและลึกขึ้น ดึงโอโซนเข้าสู่ร่างกายมากขึ้น โดยทั่วไป เมื่อความเข้มข้นของโอโซนในระดับพื้นดินเพิ่มขึ้น ทั้งจำนวนผู้ที่ได้รับผลกระทบและความร้ายแรงของผลกระทบต่อสุขภาพก็เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ ผู้ป่วยโรคปอดไปพบแพทย์หรือห้องฉุกเฉินและเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลมากขึ้น เมื่อระดับโอโซนสูงมาก ทุกคนควรกังวลเกี่ยวกับการสัมผัสโอโซน

ผู้ที่อาจไวต่อโอโซนเป็นพิเศษ ได้แก่:

  • ผู้ที่เป็นโรคเกี่ยวกับปอด เช่น หอบหืด หลอดลมอักเสบเรื้อรัง และถุงลมโป่งพอง โดยทั่วไปจะได้รับผลกระทบทางสุขภาพที่รุนแรงกว่าที่ระดับโอโซนต่ำ
  • เด็กมีความเสี่ยงสูงจากการได้รับโอโซนเนื่องจาก:
    • พวกเขามักจะเล่นกลางแจ้งในฤดูร้อนเมื่อระดับโอโซนสูงขึ้น
    • พวกเขามีแนวโน้มที่จะเป็นโรคหอบหืดซึ่งอาจรุนแรงขึ้นเมื่อได้รับโอโซน
    • ปอดของพวกเขายังคงพัฒนาอยู่
  • ผู้สูงอายุอาจได้รับผลกระทบจากการสัมผัสโอโซนมากขึ้น อาจเป็นเพราะพวกเขามีแนวโน้มที่จะเป็นโรคปอดที่มีอยู่ก่อนแล้ว
  • คนที่กระตือรือร้นทุกวัยที่ออกกำลังกายหรือทำงานกลางแจ้งอย่างหนักมีโอกาสได้รับโอโซนสูงกว่าคนที่ไม่ค่อยออกกำลังกาย
  • คนที่มีสุขภาพแข็งแรงบางคนไวต่อโอโซนมากกว่า พวกเขาอาจได้รับผลกระทบด้านสุขภาพจากระดับโอโซนที่ต่ำกว่าคนทั่วไป แม้ว่าพวกเขาจะไม่มีปัจจัยเสี่ยงตามรายการข้างต้นก็ตาม อาจมีพื้นฐานทางพันธุกรรมสำหรับความไวที่เพิ่มขึ้นนี้

โอโซนระดับพื้นดินส่งผลต่อสุขภาพของคุณอย่างไร?

โอโซนสามารถ:

  • ระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจของคุณ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น คุณอาจมีอาการไอ รู้สึกระคายเคืองหรือเจ็บคอ หรือรู้สึกแน่นหน้าอกหรือเจ็บเมื่อหายใจเข้าลึกๆ
  • ลดการทำงานของปอด สิ่งนี้สามารถทำให้คุณหายใจลึกและแรงขึ้นได้ยากขึ้นเหมือนปกติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อออกกำลังกาย คุณอาจสังเกตว่าการหายใจเริ่มรู้สึกอึดอัดและหายใจเร็วและตื้นกว่าปกติ
  • ทำให้เกิดการอักเสบและทำลายเซลล์ในปอดของคุณ ภายในเวลาไม่กี่วัน เซลล์ที่เสียหายจะถูกแทนที่และเซลล์เก่าจะถูกผลัดออก เหมือนกับการที่ผิวของคุณลอกหลังจากถูกแดดเผา
  • ทำให้ปอดของคุณไวต่อการติดเชื้อมากขึ้น
  • ทำให้หอบหืดรุนแรงขึ้น เมื่อระดับโอโซนไม่ดีต่อสุขภาพ ผู้ที่เป็นโรคหอบหืดจะมีอาการที่ต้องไปพบแพทย์หรือใช้ยามากขึ้น โอโซนทำให้ผู้คนไวต่อสารก่อภูมิแพ้มากขึ้น ซึ่งเป็นตัวกระตุ้นที่พบบ่อยที่สุดสำหรับโรคหอบหืด นอกจากนี้ ผู้ป่วยโรคหืดอาจได้รับผลกระทบรุนแรงกว่าจากการทำงานของปอดที่ลดลงและการอักเสบของทางเดินหายใจ ผู้ที่เป็นโรคหอบหืดควรมีแผนปฏิบัติการเกี่ยวกับโรคหอบหืดและปฏิบัติตามอย่างระมัดระวังเมื่อระดับโอโซนไม่ดีต่อสุขภาพ
  • ซ้ำเติมโรคปอดเรื้อรังอื่นๆ เช่น ถุงลมโป่งพองและหลอดลมอักเสบเรื้อรัง
  • ทำให้ปอดถูกทำลายอย่างถาวร การทำลายโอโซนในระยะสั้นซ้ำๆ ต่อปอดที่กำลังพัฒนาของเด็กอาจทำให้การทำงานของปอดลดลงในวัยผู้ใหญ่ ในผู้ใหญ่ การได้รับโอโซนอาจเร่งให้การทำงานของปอดลดลงตามธรรมชาติซึ่งเกิดขึ้นตามอายุ

ผลกระทบหลายอย่างเหล่านี้อาจนำไปสู่การขาดเรียนหรือการทำงานเพิ่มขึ้น การไปพบแพทย์และห้องฉุกเฉิน และการเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาล การวิจัยยังบ่งชี้ว่าการได้รับโอโซนสามารถเพิ่มความเสี่ยงของการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรจากโรคหัวใจหรือปอด แม้ว่าจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจว่าโอโซนอาจส่งผลต่อหัวใจและระบบหัวใจและหลอดเลือดอย่างไร เมื่อระดับโอโซนอาจไม่ดีต่อสุขภาพ เช่น ในวันที่แดดร้อน ให้สังเกตว่าคุณมีอาการทางระบบทางเดินหายใจหรือไม่ หากคุณทำเช่นนั้น ให้ทำตามขั้นตอนเพื่อปกป้องสุขภาพของคุณตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง

มักจะมีอาการ?

ผู้ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่ระดับโอโซนไม่ดีต่อสุขภาพมักพบว่าอาการเริ่มแรกจะหายไปเมื่อเวลาผ่านไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสัมผัสกับระดับโอโซนที่ไม่ดีต่อสุขภาพอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายวัน อย่างไรก็ตาม โอโซนสามารถทำลายปอดต่อไปได้แม้ว่าจะไม่สังเกตเห็นอาการแล้วก็ตาม วิธีที่ดีที่สุดในการปกป้องสุขภาพของคุณคือการหาว่าระดับโอโซนในพื้นที่ของคุณสูงขึ้นเมื่อใด และทำตามขั้นตอนง่ายๆ เพื่อลดการสัมผัสของคุณให้เหลือน้อยที่สุด แม้ว่าคุณจะไม่รู้สึกถึงอาการที่ชัดเจนก็ตาม

คุณจะหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับโอโซนที่ไม่ดีต่อสุขภาพได้อย่างไร?

เมื่อโอโซนระดับพื้นดินอยู่ในระดับที่ไม่ดีต่อสุขภาพ โอกาสที่จะได้รับผลกระทบจะเพิ่มขึ้นเมื่อคุณทำกิจกรรมกลางแจ้งนานขึ้นและทำกิจกรรมที่ต้องใช้แรงมากขึ้น เนื่องจากการออกกำลังกายเป็นสิ่งที่ดีต่อสุขภาพ สิ่งสำคัญคือต้องออกกำลังกายอยู่เสมอและรู้ว่าเมื่อใดควรเปลี่ยนแปลง เมื่อระดับโอโซนไม่ดีต่อสุขภาพ ปกป้องสุขภาพของคุณโดย:

  • ลดเวลาที่คุณทำกิจกรรมกลางแจ้ง
  • กำหนดเวลากิจกรรมสำหรับช่วงเช้าหรือเย็นเมื่อระดับโอโซนลดลง
  • ทดแทนกิจกรรมที่มีความเข้มข้นน้อยกว่า ตัวอย่างเช่น ไปเดินเล่นแทนการวิ่งเหยาะๆ สำหรับแต่ละคน การปีนบันได การเล่นเทนนิสหรือเบสบอล การทำสวนง่ายๆ หรืองานก่อสร้าง และการวิ่งเหยาะๆ ขี่จักรยาน หรือการเดินป่า
  • หลีกเลี่ยงกิจกรรมที่เข้มข้นขึ้น ได้แก่ การเล่นบาสเก็ตบอลหรือฟุตบอล การตัดฟืน การใช้แรงงานอย่างหนัก และการวิ่งอย่างออกกำลัง ปั่นจักรยาน หรือเดินป่า

ไม่ว่าคุณจะฟิตแค่ไหน การลดระดับหรือระยะเวลาของกิจกรรมกลางแจ้ง เมื่อระดับโอโซนไม่ดีต่อสุขภาพจะช่วยปกป้องคุณจากผลกระทบที่เป็นอันตรายของโอโซน

ผลกระทบต่อสุขภาพของมลพิษโอโซน

แผนภาพของปอดมนุษย์
โอโซนเป็นสารออกซิแดนท์ที่ทรงพลังที่สามารถระคายเคืองทางเดินหายใจ

โอโซนในอากาศที่เราหายใจเข้าไปอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของเรา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวันที่แดดร้อนจัด ซึ่งโอโซนอาจถึงระดับที่ไม่ดีต่อสุขภาพ แม้แต่ระดับโอโซนที่ค่อนข้างต่ำก็สามารถก่อให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพได้

ใครบ้างที่มีความเสี่ยง?

ผู้ที่มีความเสี่ยงสูงจากการหายใจเอาอากาศที่มีโอโซนเข้าไป ได้แก่ ผู้ที่เป็นโรคหอบหืด เด็ก ผู้สูงอายุ และผู้ที่ทำกิจกรรมกลางแจ้ง โดยเฉพาะผู้ที่ทำงานกลางแจ้ง นอกจากนี้ คนที่มีลักษณะทางพันธุกรรมบางอย่างและผู้ที่ได้รับสารอาหารบางอย่างลดลง เช่น วิตามิน C และ E จะมีความเสี่ยงสูงจากการได้รับโอโซน 

เด็ก ๆ มีความเสี่ยงมากที่สุดจากการสัมผัสโอโซน เนื่องจากปอดของพวกเขายังพัฒนาอยู่ และพวกเขามีแนวโน้มที่จะทำกิจกรรมกลางแจ้งเมื่อระดับโอโซนสูง ซึ่งจะเพิ่มการสัมผัส เด็กมีแนวโน้มที่จะเป็นโรคหอบหืดมากกว่าผู้ใหญ่

โอโซนก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพอะไรบ้าง?

แผนผังของถุงลมตีบ
โอโซนสามารถทำให้กล้ามเนื้อในทางเดินหายใจหดตัว กักอากาศไว้ในถุงลม สิ่งนี้นำไปสู่การหายใจดังเสียงฮืด ๆ และหายใจถี่

โอโซนสามารถ:

  • ทำให้ไอและเจ็บคอหรือเกา
  • ทำให้หายใจลึก ๆ และแรง ๆ ได้ยากขึ้นและทำให้เจ็บปวดเมื่อหายใจเข้าลึก ๆ
  • ทำให้เกิดการอักเสบและทำให้ทางเดินหายใจเสียหาย
  • ทำให้ปอดติดเชื้อได้ง่ายขึ้น
  • ทำให้โรคปอดรุนแรงขึ้น เช่น หอบหืด ถุงลมโป่งพอง และหลอดลมอักเสบเรื้อรัง
  • เพิ่มความถี่ของการโจมตีของโรคหอบหืด

ผลกระทบเหล่านี้บางอย่างพบได้แม้ในคนที่มีสุขภาพดี แต่ผลกระทบอาจรุนแรงกว่าในผู้ที่มีโรคปอด เช่น โรคหอบหืด อาจนำไปสู่การหยุดเรียนที่เพิ่มขึ้น การใช้ยา การไปพบแพทย์และห้องฉุกเฉิน และการเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาล 

การได้รับโอโซนเป็นเวลานานเชื่อมโยงกับอาการกำเริบของโรคหอบหืด และน่าจะเป็นหนึ่งในหลายสาเหตุของการพัฒนาโรคหอบหืด การศึกษาในสถานที่ที่มีความเข้มข้นสูงยังรายงานความสัมพันธ์ของโอโซนกับการเสียชีวิตจากสาเหตุระบบทางเดินหายใจ

ฉันจะลดความเสี่ยงต่อสุขภาพเหล่านี้ได้อย่างไร

แผนภาพการอักเสบของทางเดินหายใจ
ด้วยการอักเสบทำให้เยื่อบุทางเดินหายใจเสียหาย เปรียบได้กับการอักเสบของผิวหนังที่เกิดจากการถูกแดดเผา

เว็บไซต์  AirNow  จัดทำรายงานคุณภาพอากาศรายวันในหลายพื้นที่ รายงานเหล่านี้ใช้ดัชนีคุณภาพอากาศ (หรือ AQI) เพื่อบอกคุณว่าอากาศสะอาดหรือเป็นมลพิษเพียงใด

EnviroFlash ซึ่งเป็นบริการฟรี สามารถแจ้งเตือนคุณทางอีเมลเมื่อคุณภาพอากาศในพื้นที่ของคุณเป็นปัญหา ลงทะเบียน  ที่www.enviroflash.info

 

ผลกระทบต่อสุขภาพของโอโซนในประชากรทั่วไป

...


การแนะนำ

การหายใจเอาโอโซนในระดับพื้นดินสามารถส่งผลให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพหลายอย่างที่สังเกตได้ในประชากรกลุ่มกว้าง บางส่วนของผลกระทบเหล่านี้ ได้แก่ :

  • การชักนำให้เกิดอาการทางระบบทางเดินหายใจ
  • การลดลงของการทำงานของปอด
  • การอักเสบของทางเดินหายใจ

อาการทางระบบทางเดินหายใจอาจรวมถึง:

  • อาการไอ
  • ระคายคอ
  • เจ็บ แสบร้อน หรือรู้สึกไม่สบายที่หน้าอกเมื่อหายใจเข้าลึกๆ
  • แน่นหน้าอก หายใจมีเสียงหวีด หรือหายใจถี่

นอกจากผลกระทบเหล่านี้แล้ว หลักฐานจากการศึกษาเชิงสังเกตยังบ่งชี้อย่างชัดเจนว่าความเข้มข้นของโอโซนในแต่ละวันที่สูงขึ้นนั้นสัมพันธ์กับอาการหอบหืดที่เพิ่มขึ้น การเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลที่เพิ่มขึ้น การตายรายวันที่เพิ่มขึ้น และตัวบ่งชี้การเจ็บป่วยอื่นๆ ความสอดคล้องและการเชื่อมโยงกันของหลักฐานสำหรับผลกระทบต่อผู้ป่วยโรคหืดแสดงให้เห็นว่าโอโซนสามารถทำให้อาการหอบหืดแย่ลงและเพิ่มความไวต่อสิ่งกระตุ้นโรคหอบหืดได้

พีระมิดแห่งเอฟเฟกต์

รูปที่ 2: พีระมิดผลกระทบที่เกิดจากโอโซน
ความสัมพันธ์ระหว่างความรุนแรงของผลกระทบและสัดส่วนของประชากรที่ประสบกับผลกระทบสามารถนำเสนอในรูปของปิรามิด หลายคนประสบกับผลกระทบที่ร้ายแรงน้อยที่สุดซึ่งพบได้บ่อยที่สุดซึ่งแสดงอยู่ที่ด้านล่างของพีระมิด มีคนจำนวนน้อยที่ได้รับผลกระทบที่รุนแรงกว่า เช่น การรักษาตัวในโรงพยาบาลหรือการเสียชีวิต

ผู้คนสัมผัสกับโอโซนได้อย่างไร?

การได้รับสัมผัสหลักเกิดขึ้นเมื่อผู้คนหายใจเอาอากาศแวดล้อมที่มีโอโซนเข้าไป อัตราการสัมผัสของแต่ละบุคคลจะสัมพันธ์กับความเข้มข้นของโอโซนในอากาศโดยรอบและปริมาณอากาศที่บุคคลนั้นหายใจต่อนาที (การระบายอากาศแบบนาที) ปริมาณแสงสะสมเป็นฟังก์ชันของทั้งอัตราและระยะเวลาในการเปิดรับแสง   

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วความเข้มข้นของโอโซนในอากาศภายนอก (โดยรอบ) จะใกล้เคียงกันในหลายพื้นที่ในพื้นที่ที่มีการระบายออก แต่ปัจจัยหลายประการอาจส่งผลต่อความเข้มข้นของโอโซนใน ถนน). ความเข้มข้นของโอโซนภายในอาคารโดยทั่วไปจะแปรผันระหว่าง 20% ถึง 80% ของระดับภายนอกอาคาร ขึ้นอยู่กับว่าเปิดหรือปิดหน้าต่าง ใช้เครื่องปรับอากาศ หรือปัจจัยอื่นๆ เช่น แหล่งที่มาภายในอาคาร ผู้ที่ได้รับแสงสะสมมากที่สุดคือผู้ที่ออกกำลังกายกลางแจ้งอย่างหนักเป็นเวลานานเมื่อความเข้มข้นของโอโซนสูง นอกจากนี้ ในระหว่างการออกกำลังกาย ผู้คนจะหายใจได้ลึกขึ้น และการดูดซึมโอโซนอาจเปลี่ยนจากทางเดินหายใจส่วนบนไปยังส่วนลึกของทางเดินหายใจ เพิ่มความเป็นไปได้ที่จะเกิดผลเสียต่อสุขภาพ 

ระดับโอโซนอาจส่งผลต่อระดับภายในอาคารของอัลดีไฮด์บางชนิดที่ก่อตัวขึ้นเป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาของโอโซนกับสารภายในอาคาร (Apte et al 2008) สิ่งนี้เป็นช่องทางที่เป็นไปได้สำหรับผู้ที่อยู่ในอาคารเพื่อสัมผัสกับผลกระทบต่อระบบทางเดินหายใจซึ่งเกิดจากผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาโอโซน จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อทดสอบความสำคัญของความเสี่ยงต่อผลกระทบต่อสุขภาพ 

โอโซนทำปฏิกิริยาในทางเดินหายใจอย่างไร?

เนื่องจากโอโซนมีความสามารถในการละลายน้ำได้จำกัด ระบบทางเดินหายใจส่วนบนจึงไม่มีประสิทธิภาพในการกำจัดโอโซนจากอากาศที่หายใจเข้าไปเท่ากับมลพิษที่ละลายน้ำได้ เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO 2 ) หรือก๊าซคลอรีน (Cl 2 ) ดังนั้น โอโซนส่วนใหญ่ที่หายใจเข้าไปจะไปถึงทางเดินหายใจส่วนล่างและละลายในชั้นบางๆ ของของเหลวเยื่อบุผิว (ELF) ตลอดทางเดินหายใจที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของปอด

ในปอด โอโซนจะทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วกับสารชีวโมเลกุลจำนวนหนึ่ง โดยเฉพาะสารที่มีหมู่ไทออลหรือเอมีน หรือพันธะคาร์บอน-คาร์บอนที่ไม่อิ่มตัว ปฏิกิริยาเหล่านี้และผลิตภัณฑ์ของพวกมันมีลักษณะไม่ดี แต่เชื่อกันว่าผลกระทบขั้นสุดท้ายของการได้รับโอโซนนั้นเกิดจากอนุมูลอิสระและสารออกซิแดนท์ชนิดอื่นๆ ใน ELF ซึ่งทำปฏิกิริยากับเซลล์เยื่อบุผิว เซลล์ภูมิคุ้มกัน และตัวรับประสาทใน ผนังทางเดินหายใจ ในบางกรณี โอโซนเองอาจทำปฏิกิริยาโดยตรงกับโครงสร้างเหล่านี้ ผลกระทบหลายอย่างที่มีกลไกที่แตกต่างกันเกิดขึ้นพร้อมกันหลังจากการสัมผัสโอโซนในระยะสั้น และจะอธิบายไว้ด้านล่าง

โอโซนมีปฏิกิริยาสูงในทางเดินหายใจ

รูปที่ 3: โอโซนมีปฏิกิริยาสูงในทางเดินหายใจ
เมื่อหายใจเข้าไปในทางเดินหายใจ โอโซนจะทำปฏิกิริยากับโปรตีนและไขมันบนพื้นผิวของเซลล์หรืออยู่ในของเหลวเยื่อบุปอด ซึ่งลดความลึกจาก 10 µm ในทางเดินหายใจขนาดใหญ่เป็น 0.2 µm ในบริเวณถุงลม เซลล์เยื่อบุผิวในทางเดินหายใจเป็นเป้าหมายหลักของโอโซนและผลิตภัณฑ์จากโอโซน เซลล์เหล่านี้ได้รับบาดเจ็บและทำให้เอ็นไซม์ภายในเซลล์รั่ว เช่น แลคเตตดีไฮโดรจีเนสเข้าไปในช่องทางเดินหายใจ รวมทั้งส่วนประกอบของพลาสมา เซลล์เยื่อบุผิวยังปล่อยสารสื่อกลางการอักเสบหลายชนิดที่สามารถดึงดูดเม็ดเลือดขาวชนิดโพลีมอร์โฟนิวเคลียร์ (PMNs) เข้าสู่ปอด กระตุ้นอัลวีโอลาร์มาโครฟาจ และเริ่มเหตุการณ์ที่นำไปสู่การอักเสบของปอด สารต้านอนุมูลอิสระที่มีอยู่ในเซลล์และของเหลวในเยื่อบุอาจปกป้องสิ่งกีดขวางเยื่อบุผิวจากความเสียหายจากโอโซนหรือผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยา
ที่มา: Devlin et al., (1997)

ผลกระทบทางสรีรวิทยาและอาการเฉียบพลันของโอโซนคืออะไร?

ผลกระทบทางสรีรวิทยาที่เด่นชัดของการได้รับโอโซนในระยะเวลาสั้นๆ คือไม่สามารถหายใจเข้าไปได้เต็มความจุของปอด การศึกษาการรับสัมผัสของมนุษย์ที่มีการควบคุมได้แสดงให้เห็นว่าการรับสัมผัสในระยะสั้น - มากถึง 8 ชั่วโมง - ทำให้การทำงานของปอดลดลง เช่น การลดปริมาณการหายใจออกในหนึ่งวินาที (FEV1) และอาการทางเดินหายใจต่อไปนี้:

  • ไอ
  • ระคายคอ
  • เจ็บ แสบร้อน หรือรู้สึกไม่สบายที่หน้าอกเมื่อหายใจเข้าลึกๆ
  • แน่นหน้าอก หายใจมีเสียงหวีด หรือหายใจถี่

ผลกระทบสามารถย้อนกลับได้ โดยการปรับปรุงและการฟื้นตัวจนถึงระดับพื้นฐานจะแตกต่างกันไปตั้งแต่สองสามชั่วโมงไปจนถึง 48 ชั่วโมงหลังจากได้รับโอโซนในระดับสูง

ความคิดในปัจจุบันคือการเปลี่ยนแปลงของอาการและการทำงานของปอดเกิดจากการกระตุ้นตัวรับระบบประสาททางเดินหายใจ (อาจเป็นเส้นใย C ของทางเดินหายใจ) และการส่งผ่านไปยังระบบประสาทส่วนกลางผ่านทางเส้นประสาทเวกัลที่อวัยวะ แม้ว่าการได้รับโอโซนจะส่งผลให้ทางเดินหายใจบางส่วนตีบแคบลง แต่เชื่อกันว่าการยับยั้งการทำงานของประสาทในการหายใจเข้าที่ปริมาตรปอดสูงเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้หายใจเข้าไม่เต็มความจุปอด

ทางเดินหายใจ

รูปที่ 4: โอโซนกระตุ้นการตอบสนองของระบบประสาทในหลอดลม
การกระตุ้นเส้นใยประสาทระหว่างเยื่อบุผิว nociceptive โดยโอโซนนำไปสู่การไอแบบสะท้อนกลับและการลดลงของแรงบันดาลใจสูงสุดที่ผ่อนคลายโดย opioid agonists ซึ่งปิดกั้นทางเดินประสาทสัมผัส กลไกที่เป็นไปได้สองประการที่เกี่ยวข้อง: (1) การกระตุ้นตัวรับการระคายเคืองทำให้เกิดอาการไอและกระตุ้นให้เกิดรีเฟล็กซ์ที่เป็นสื่อกลางทาง vagally ซึ่งเพิ่มความต้านทานต่อทางเดินหายใจ อาจผ่านการหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบทางเดินหายใจที่ถูกบล็อกโดย atropine; (2) การกระตุ้นด้วยเส้นใย C จะปล่อยนิวโรไคนิน เช่น สาร P ที่ขยายหลอดเลือดฝอยบริเวณใกล้เคียง กระตุ้นต่อมเมือก และหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบในทางเดินหายใจผ่านตัวรับนิวโรไคนิน Prostaglandin E2 ที่ปล่อยออกมาจากเซลล์เยื่อบุผิวที่สัมผัสกับโอโซนหรือผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาโอโซนยังทำให้เส้นใย C ไว
ที่มา: Devlin และคณะ (2540)

ผลกระทบโดยรวมจึงมีข้อจำกัดในธรรมชาติเป็นหลักโดยมีส่วนประกอบอุดกั้นขนาดเล็กลงซึ่งสะท้อนถึงการลดลงของความจุชีพบังคับ (FVC), FEV1 และมาตรการสไปโรเมตริกอื่นๆ ที่ต้องใช้แรงบันดาลใจอย่างเต็มที่ มีแนวโน้มว่าการเปลี่ยนแปลงการทำงานของปอดและอาการทางระบบทางเดินหายใจเป็นสาเหตุของการสังเกตว่าการได้รับโอโซนในระยะสั้นจำกัดความสามารถในการออกกำลังกายสูงสุด 

การเปลี่ยนแปลงรูปแบบการหายใจที่เกิดจากโอโซนเป็นการหายใจตื้นที่เร็วขึ้นอาจเป็นสัญญาณของการกระตุ้น C-fiber และอาจเป็นการป้องกันการตอบสนองเพื่อจำกัดการซึมผ่านของโอโซนลึกเข้าไปในทางเดินหายใจ ผลกระทบดังกล่าวยังอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงรูปแบบการสะสมและการเก็บรักษาสารอื่นๆ ที่สูดดมเข้าไป เช่น สารก่อภูมิแพ้และมลภาวะของอนุภาค (หรือที่เรียกว่าอนุภาคสสาร)  

ผลของโอโซนต่อการทำงานของปอด

รูปที่ 5: ผลกระทบของโอโซนต่อการทำงานของปอดโอโซนช่วยลดตำแหน่งการหายใจสูงสุด (ที่ด้านซ้ายของเส้นโค้ง) และอาจเพิ่มปริมาตรคงเหลือเล็กน้อย (ด้านขวา) การลดลงของแรงบันดาลใจสูงสุดจะลดความจุของหัวใจที่ถูกบังคับ (FVC) และทำให้การวัดการไหลของการหายใจลดลง เช่น การไหลที่ 50% ของ FVC ที่หมดอายุ (FEF50%) เนื่องจากโอโซนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในความต้านทาน ความสัมพันธ์ระหว่างการไหลและปริมาตรจึงไม่เปลี่ยนแปลงในระดับมาก ที่มา: Devlin และคณะ (2540) 

โอโซนมีผลอย่างไรในระดับเซลล์?

ผลของการได้รับสัมผัสในระยะสั้น โอโซนและ/หรือตัวกลางปฏิกิริยาทำให้เกิดการบาดเจ็บต่อเซลล์เยื่อบุผิวทางเดินหายใจ ตามมาด้วยผลกระทบอื่นๆ ตามมา ผลกระทบเหล่านี้สามารถวัดได้ด้วยเทคนิคที่เรียกว่าการล้างหลอดลม (BAL) ซึ่งจะมีการเก็บตัวอย่างของเหลวเยื่อบุผิว (ELF) ระหว่างการส่องกล้องตรวจหลอดลมของอาสาสมัครที่ทดลองสัมผัสกับโอโซน สามารถวิเคราะห์เซลล์และเครื่องหมายทางชีวเคมีในของเหลวล้างและในเลือดเพื่อให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับผลกระทบของการสัมผัส

หลักฐานสำหรับการอักเสบของทางเดินหายใจหลังการสัมผัสโอโซนรวมถึงรอยแดงที่มองเห็นได้ของทางเดินหายใจซึ่งเห็นได้ในระหว่างการส่องกล้องตรวจหลอดลม เช่นเดียวกับการเพิ่มจำนวนของนิวโทรฟิลในของเหลวล้าง การบาดเจ็บของเซลล์ได้รับการแนะนำโดยการเพิ่มความเข้มข้นของแลคเตตดีไฮโดรจีเนส (LDH) ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ปล่อยออกมาจากไซโตพลาสซึมของเซลล์เยื่อบุผิวที่ได้รับบาดเจ็บใน ELF ผู้ไกล่เกลี่ย (เช่น ไซโตไคน์ พรอสตาแกลนดิน ลิวโคไตรอีน) ที่ปล่อยออกมาจากเซลล์ที่บาดเจ็บรวมถึงจำนวนหนึ่งที่ดึงดูดเซลล์อักเสบซึ่งส่งผลให้เกิดการตอบสนองต่อการอักเสบของนิวโทรฟิลในทางเดินหายใจ นอกจากนี้ยังสามารถตรวจพบผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาของโอโซนและตัวกลางบางชนิดที่ผลิตในปอดในเลือด ซึ่งเป็นกลไกที่เป็นไปได้สำหรับผลกระทบนอกปอดจากการสัมผัสโอโซน  

สุขภาพดี&  ปอดอักเสบ

รูปที่ 6: ผลกระทบของโอโซนต่อการทำงานของปอด 

ภาพถ่ายเหล่านี้แสดงทางเดินหายใจของปอดที่แข็งแรง (ซ้าย) และทางเดินหายใจปอดที่อักเสบ (ขวา) เอื้อเฟื้อภาพโดยบริษัท PENTAX Medical

ผลกระทบที่เกิดจากโอโซนที่ได้รับการบันทึกไว้อื่น ๆ ที่อาจเกี่ยวข้องกับการบาดเจ็บและการตอบสนองต่อการอักเสบคือ:

  • การอุดกั้นทางเดินหายใจขนาดเล็กเพิ่มขึ้น
  • การลดลงของความสมบูรณ์ของเยื่อบุผิวทางเดินหายใจ
  • การเพิ่มขึ้นของปฏิกิริยาทางเดินหายใจที่ไม่เฉพาะเจาะจง
  • การลดลงของกิจกรรม phagocytic ของ alveolar macrophages

การลดลงของความสมบูรณ์ของเยื่อบุผิวสามารถวัดได้โดยการเพิ่มความเข้มข้นของโปรตีนในพลาสมาที่ปรากฏใน ELF หลังการสัมผัส และโดยการกวาดล้างเครื่องหมายที่มีฉลากวิทยุที่สูดดมจากปอดไปยังเลือดอย่างรวดเร็วมากขึ้น สิ่งนี้มีศักยภาพในการเพิ่มการเคลื่อนย้ายของสารที่หายใจเข้าไป (เช่น สารก่อภูมิแพ้หรือมลพิษทางอากาศที่เป็นอนุภาค) จากทางเดินหายใจไปยังสิ่งของคั่นระหว่างหน้าหรือเลือด และอาจปรับเปลี่ยนผลกระทบที่ทราบของสารก่อภูมิแพ้ที่สูดดมต่อโรคหอบหืดและฝุ่นละอองต่อการเสียชีวิต

แม้ว่าความสำคัญของปฏิกิริยาที่ไม่จำเพาะต่อทางเดินหายใจที่เพิ่มขึ้นต่อสารต่างๆ เช่น เมทาโคลีนหรือฮีสตามีนจะไม่เป็นที่เข้าใจในบุคคลที่มีสุขภาพดี แต่ก็เป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างชัดเจนสำหรับผู้ที่เป็นโรคหอบหืด เนื่องจากปฏิกิริยาในทางเดินหายใจที่เพิ่มขึ้นเป็นตัวทำนายการกำเริบของโรคหอบหืด (ดูหัวข้อแสดงหัวข้อย่อย  โอโซนส่งผลต่อผู้ที่เป็นโรคหอบหืดอย่างไร )

การลดลงของฟังก์ชันมาโครฟาจอาจรบกวนการป้องกันโฮสต์ ในช่วงหลายวันหลังจากการสัมผัสเพียงครั้งเดียว การอักเสบ การอุดกั้นทางเดินหายใจขนาดเล็ก และการซึมผ่านของเยื่อบุผิวที่เพิ่มขึ้น เซลล์เยื่อบุผิวทางเดินหายใจ ciliated ที่เสียหายจะถูกแทนที่ด้วยเซลล์ต้นแบบ และเซลล์เยื่อบุผิวชนิดที่ 1 ที่เสียหายจะถูกแทนที่ด้วยเซลล์ชนิดที่ 2 ที่ทนต่อโอโซนมากขึ้น ในช่วงหลายสัปดาห์ เซลล์ประเภท II จะแยกความแตกต่างออกเป็นเซลล์ประเภท I และหลังจากการสัมผัสเพียงครั้งเดียวนี้ ทางเดินหายใจจะกลับสู่สถานะก่อนเปิดรับแสง

การตอบสนองแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคลอย่างไร?

ลักษณะเด่นอย่างหนึ่งของการตอบสนองแบบเฉียบพลันต่อการสัมผัสโอโซนในระยะสั้นคือความแปรปรวนจำนวนมากที่มีอยู่ในแต่ละบุคคล ตัวอย่างเช่น สำหรับการสัมผัสโอโซน 400 ppb เป็นเวลา 2 ชั่วโมง (หมายเหตุ: 400 ppb เท่ากับ 0.4 ppm) ซึ่งรวมถึงการออกกำลังกายอย่างหนักเป็นเวลา 1 ชั่วโมง บุคคลที่ตอบสนองน้อยที่สุดอาจไม่มีอาการหรือการทำงานของปอดเปลี่ยนแปลง ในขณะที่บุคคลที่ตอบสนองมากที่สุด อาจพบว่า FEV1 ลดลง 50% และมีอาการไอรุนแรง หายใจถี่ หรือปวดเมื่อหายใจไม่ออก ช่วงการตอบสนองที่คล้ายคลึงกันนี้เห็นได้ชัดสำหรับการสัมผัส 80 ppb เป็นเวลา 6.6 ชั่วโมงกับกิจกรรมระดับปานกลาง 5 ชั่วโมง การตอบสนองของแต่ละคนตกอยู่ในสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นการกระจายแบบเอกรูปแบบระหว่างสุดขั้วทั้งสองนี้ ผู้ที่มีการตอบสนองมากหลังจากได้รับสารในหนึ่งวันก็มีแนวโน้มที่จะมีการตอบสนองมากเมื่อได้รับสารซ้ำ ในทำนองเดียวกัน ผู้ที่มีการตอบสนองเล็กน้อยหลังจากสัมผัสในหนึ่งวันมักจะมีการตอบสนองเล็กน้อยเมื่อสัมผัสซ้ำ ความแปรปรวนเล็กน้อยที่สังเกตได้ในการทำงานของปอดและการตอบสนองต่ออาการสามารถอธิบายได้จากความแตกต่างของอายุและดัชนีมวลกาย (BMI) กับผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาว (วัยรุ่นถึงสามสิบ) และผู้ที่มีดัชนีมวลกายสูงจะตอบสนองได้ดีกว่าผู้ใหญ่ที่มีอายุมากกว่า (วัยห้าสิบ) ถึงแปดสิบ) และผู้ที่มีค่าดัชนีมวลกายต่ำ ผลลัพธ์ที่คล้ายกับในรูปที่ 8 จะเห็นได้จากการสัมผัสเป็นระยะเวลานานขึ้นจนถึงความเข้มข้นที่เกี่ยวข้องกับระดับบรรยากาศ (เช่น ในช่วง 60 ถึง 120 ppb) ความแปรปรวนเล็กน้อยที่สังเกตได้ในการทำงานของปอดและการตอบสนองต่ออาการสามารถอธิบายได้จากความแตกต่างของอายุและดัชนีมวลกาย (BMI) กับผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาว (วัยรุ่นถึงสามสิบ) และผู้ที่มีดัชนีมวลกายสูงจะตอบสนองได้ดีกว่าผู้ใหญ่ที่มีอายุมากกว่า (วัยห้าสิบ) ถึงแปดสิบ) และผู้ที่มีค่าดัชนีมวลกายต่ำ ผลลัพธ์ที่คล้ายกับในรูปที่ 8 จะเห็นได้จากการสัมผัสเป็นระยะเวลานานขึ้นจนถึงความเข้มข้นที่เกี่ยวข้องกับระดับบรรยากาศ (เช่น ในช่วง 60 ถึง 120 ppb) ความแปรปรวนเล็กน้อยที่สังเกตได้ในการทำงานของปอดและการตอบสนองต่ออาการสามารถอธิบายได้จากความแตกต่างของอายุและดัชนีมวลกาย (BMI) กับผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาว (วัยรุ่นถึงสามสิบ) และผู้ที่มีดัชนีมวลกายสูงจะตอบสนองได้ดีกว่าผู้ใหญ่ที่มีอายุมากกว่า (วัยห้าสิบ) ถึงแปดสิบ) และผู้ที่มีค่าดัชนีมวลกายต่ำ ผลลัพธ์ที่คล้ายกับในรูปที่ 8 จะเห็นได้จากการสัมผัสเป็นระยะเวลานานขึ้นจนถึงความเข้มข้นที่เกี่ยวข้องกับระดับบรรยากาศ (เช่น ในช่วง 60 ถึง 120 ppb)

   
ความแปรปรวนของการตอบสนองต่อการสัมผัสโอโซน
รูปที่ 7: ความแปรปรวนของการตอบสนองต่อการสัมผัสโอโซน

ที่มา: Devlin และคณะ (2540)

ความไวต่อการสัมผัสโอโซนเกี่ยวข้องกับอายุ
รูปที่ 8: ความไวต่อการสัมผัสโอโซนนั้นสัมพันธ์กับอายุ

ที่มา: Devlin และคณะ (2540)

ความแตกต่างในความรุนแรงของการตอบสนองต่อการอักเสบยังมีอยู่ และดูเหมือนว่าความแตกต่างในการตอบสนองเหล่านี้จะคงที่เมื่อเวลาผ่านไป อย่างไรก็ตาม ขนาดของการตอบสนองของการทำงานของปอดที่ใช้สื่อประสาทเป็นสื่อกลางนั้นไม่เกี่ยวข้องกับระดับของการบาดเจ็บของเซลล์และการอักเสบสำหรับแต่ละบุคคล ซึ่งบ่งชี้ว่าผลกระทบทั้งสองนี้เป็นผลมาจากกลไกการทำงานที่แตกต่างกัน หลักฐานเพิ่มเติมสำหรับกลไกการออกฤทธิ์หลายอย่างมีให้โดยการศึกษาการแทรกแซงของยา มีหลักฐานว่าอาหารเสริมวิตามินซีและอีอาจลดผลกระทบการทำงานของปอดจากโอโซนได้เล็กน้อย แต่ไม่ลดการตอบสนองการอักเสบหรืออาการ การรักษาล่วงหน้าด้วยยาต้านการอักเสบที่ไม่ใช่สเตียรอยด์ (NSAID) ช่วยลดการทำงานของปอดและการตอบสนองต่ออาการ แต่ไม่ตอบสนองต่อการอักเสบในผู้ที่ไม่เป็นโรคหืด ในอาสาสมัครที่เป็นโรคหืด การรักษาด้วย NSAID ไม่ได้ปิดกั้นการเปลี่ยนแปลงการทำงานของปอดที่จำกัดซึ่งเห็นในผู้ที่ไม่มีอาการหอบหืด แต่ได้ลดทอนการเปลี่ยนแปลงบางอย่างเนื่องจากการอุดกั้นทางเดินหายใจ การบำบัดล่วงหน้าด้วยสเตียรอยด์สูดดมในปริมาณสูงแสดงให้เห็นว่าสามารถลดการไหลเข้าของนิวโทรฟิลหลังจากได้รับโอโซนในผู้ที่เป็นโรคหอบหืด แต่ไม่ใช่ในผู้ที่ไม่เป็นโรคหอบหืด

ความแตกต่างที่แท้จริงในการตอบสนองต่อโอโซนของแต่ละคนอาจเป็นผลมาจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมหรือพันธุกรรม การวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าความแตกต่างทางพันธุกรรมระหว่างสายพันธุ์ของหนูสามารถอธิบายการตอบสนองต่อการอักเสบได้หลากหลาย หลักฐานเบื้องต้นบางอย่างบ่งชี้ว่าความหลากหลายทางพันธุกรรมของเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระและยีนที่ควบคุมการตอบสนองต่อการอักเสบอาจปรับเปลี่ยนผลกระทบของการได้รับโอโซนต่อการทำงานของปอดและการอักเสบของทางเดินหายใจ 

โอโซนมีผลอย่างไรต่อการตาย ?

การศึกษาแสดง:

  • โอโซนเกี่ยวข้องกับการตายที่เพิ่มขึ้น
  • ผลกระทบที่แท้จริงของโอโซนต่อการตายนั้นสูงกว่ามากในผู้สูงอายุ
  • ความสัมพันธ์ระหว่างโอโซนกับการตายจะเด่นชัดที่สุดในช่วงฤดูร้อน

การวิจัยทางระบาดวิทยาเมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการสัมผัสมลพิษอนุภาคที่มีความเข้มข้นต่ำซึ่งเป็นสารมลพิษทางอากาศทั้งในระยะสั้นและระยะยาวมีความสัมพันธ์กับอัตราการเสียชีวิตที่เพิ่มขึ้น การตรวจสอบข้อมูลใหม่ซึ่งอิงจากผลการวิจัยเหล่านั้น รวมถึงการศึกษาใหม่บ่งชี้ว่าการได้รับโอโซนในระยะสั้นยังสัมพันธ์กับอัตราการเสียชีวิตที่เพิ่มขึ้นในแต่ละวันด้วย 

การศึกษาที่เป็นตัวแทนของประชากรสหรัฐมากที่สุด (Bell et al 2004) ได้ประเมินความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนการตายรายวันและความเข้มข้นของโอโซนในบรรยากาศสำหรับชุมชนขนาดใหญ่ 95 แห่งของสหรัฐในช่วงปี 2530-2543 แม้ว่าจะมีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านขนาดของผลกระทบในชุมชนต่างๆ แต่ความเสี่ยงที่เกินโดยรวมโดยรวม 0.5% ในการเสียชีวิตรายวันโดยไม่ตั้งใจถูกสังเกตสำหรับทุกๆ 20 ppb ที่เพิ่มขึ้นในความเข้มข้นของโอโซนเฉลี่ย 24 ชั่วโมง (ประมาณเท่ากับการเพิ่มขึ้น 30 ppb เฉลี่ย 8 ชั่วโมง) ในวันเดียวกัน มีหลักฐานว่าผลกระทบมีมากที่สุดในวันที่ได้รับสาร โดยมีผลกระทบตกค้างเล็กน้อยที่เห็นได้ชัดเป็นเวลาหลายวัน ความเสี่ยงส่วนเกินสะสม 1.04% ถูกสังเกตสำหรับทุกๆ 20 ppb ที่เพิ่มขึ้นในความเข้มข้นเฉลี่ย 24 ชั่วโมงในช่วงสัปดาห์ก่อนหน้า 

แม้ว่าการประมาณการความเสี่ยงการตายของโอโซนมีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นเพียงเล็กน้อยสำหรับประชากรที่มีอายุมากกว่าเมื่อเทียบกับประชากรที่อายุน้อยกว่า (โดยส่วนใหญ่มาจากการศึกษาของเมดิแคร์ในผู้ที่มีอายุ 65 ปีขึ้นไป) ผลสัมบูรณ์ของโอโซนต่อการตายนั้นสูงกว่ามากในผู้สูงอายุเนื่องจากค่าที่สูงกว่า อัตราการเสียชีวิตพื้นฐาน อย่างไรก็ตาม แม้แต่ในผู้สูงอายุ ความเสี่ยงที่จะเสียชีวิตในวันใดวันหนึ่งอันเป็นผลมาจากการได้รับโอโซนนั้นค่อนข้างน้อย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีบุคคลจำนวนมากที่มีความเสี่ยงทั่วประเทศ ผลกระทบจากขนาดนี้จึงมีความหมายต่อสุขภาพของประชาชน    

ความเหนือกว่าของการศึกษาอนุกรมเวลาอื่น ๆ สนับสนุนการมีอยู่ของความสัมพันธ์ของโอโซนและการตาย แม้ว่าจะมีการประมาณผลกระทบที่กว้างกว่า เนื่องจากการศึกษามีขนาดเล็กกว่าเป็นหลัก การทบทวนวรรณกรรมนี้โดยอิสระโดยสภาวิจัยแห่งชาติสรุปว่าโอโซนในระยะสั้นน่าจะเกี่ยวข้องกับการเสียชีวิตก่อนวัยอันควร        

ข้อสังเกตอื่น ๆ ในการศึกษาเหล่านี้ ได้แก่ การค้นพบว่าความสัมพันธ์ระหว่างการตายในชั้นบรรยากาศโอโซนจะเด่นชัดที่สุดในช่วงฤดูร้อน โดยมีผลกระทบเล็กน้อยหรือน้อยกว่าในฤดูหนาว นอกจากนี้ยังปรากฏว่าความสัมพันธ์ของการตายด้วยโอโซนยังคงมีอยู่เมื่อการตายจำกัดเฉพาะจากโรคหัวใจหรือโรคปอด หรือเฉพาะสาเหตุจากโรคหัวใจและหลอดเลือดเพียงอย่างเดียว การประมาณความเสี่ยงสำหรับสาเหตุการตายอื่นๆ โดยทั่วไปไม่สอดคล้องกันในการศึกษาต่างๆ ซึ่งอาจสะท้อนถึงอำนาจทางสถิติที่ต่ำกว่าที่เกี่ยวข้องกับอัตราการเสียชีวิตรายวันที่น้อยลง ในการศึกษาของ Bell ใน 95 เมือง อัตราผลกระทบเฉพาะเมืองที่สังเกตได้นั้นแตกต่างกันอย่างมาก ระดับความแปรปรวนนี้สะท้อนถึงความสัมพันธ์ของโอโซนกับการเสียชีวิตในเมืองต่างๆ ที่แตกต่างกันนั้นไม่ชัดเจน แต่ทำให้เกิดคำถามว่าค่าเฉลี่ยเดียวมีค่า 0 หรือไม่ อัตราการตายรายวันเพิ่มขึ้น 5% ควรใช้กับทุกเมือง คำถามอื่นๆ ที่ยังไม่ได้รับคำตอบเกี่ยวข้องกับความเข้มข้นต่ำสุดที่ผลกระทบเหล่านี้เกิดขึ้น และกลไกที่เป็นไปได้ของการกระทำที่มีส่วนรับผิดชอบต่อการตายที่เพิ่มขึ้นในหมู่คนจำนวนมากที่ใช้เวลาส่วนใหญ่ในอาคารซึ่งโดยทั่วไปแล้วระดับโอโซนค่อนข้างต่ำ เบลล์และคณะ แบ่งวันออกเป็นวันที่มีความเข้มข้นของโอโซนเฉลี่ย 24 ชั่วโมงสูงและต่ำกว่า 60 ppb และพบว่าความสัมพันธ์นั้นคล้ายคลึงกันสำหรับทั้งสองส่วนย่อย ซึ่งบ่งชี้ว่าความสัมพันธ์นั้นมีอยู่แม้ในระดับโอโซนที่ต่ำมาก กลไกทางชีววิทยาที่รับผิดชอบต่อความสัมพันธ์การตายของโอโซนส่วนใหญ่ยังไม่ทราบ แม้ว่าผลของโอโซนต่อการควบคุมอัตโนมัติของระบบหัวใจและหลอดเลือด ต่อกลไกการแข็งตัวของเลือด และต่อสารออกฤทธิ์ต่อหลอดเลือดในเลือดกำลังอยู่ในระหว่างการตรวจสอบอย่างแข็งขัน

ผลกระทบอื่น ๆ ที่อาจเกิดขึ้นจากการสัมผัสโอโซนในระยะสั้นคืออะไร?

ผลกระทบอื่นๆ ที่อาจเกิดขึ้นจากการสัมผัสโอโซนในระยะสั้น ได้แก่:

  • การเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลและการเข้าห้องฉุกเฉินสำหรับสาเหตุระบบทางเดินหายใจ
  • การขาดเรียน

มีหลักฐานทางระบาดวิทยาที่สอดคล้องกันว่าระดับโอโซนโดยรอบมีความสัมพันธ์กับเครื่องหมายอื่นๆ ของโรคระบบทางเดินหายใจ โดยเฉพาะในช่วงฤดูร้อน โดยทั่วไป การศึกษาได้รายงานความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างความเข้มข้นของโอโซนในระยะสั้นกับการเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลและการเข้าห้องฉุกเฉินสำหรับสาเหตุระบบทางเดินหายใจ แม้ว่าการศึกษาทั้งหมดจะไม่พบผลกระทบที่มีนัยสำคัญ แต่การประมาณการความเสี่ยงสำหรับการศึกษาส่วนใหญ่เป็นไปในเชิงบวก มีแนวโน้มว่าผู้ที่มีความเสี่ยงต่อโรคระบบทางเดินหายใจร้ายแรงที่สุดคือผู้ที่มีโรคระบบทางเดินหายใจ หลักฐานบ่งชี้ว่าการเพิ่มขึ้นของการเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลสำหรับโรคระบบทางเดินหายใจเป็นผลมาจากการกำเริบของโรคหอบหืดและอาจเป็นโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง (COPD) เนื่องจากการนอนโรงพยาบาลรายวันมีจำนวนน้อย  

มีการสังเกตความสัมพันธ์ระหว่างโอโซนกับการขาดเรียนในการศึกษาสองครั้ง อย่างไรก็ตาม ในกรณีหนึ่ง การขาดงานเกี่ยวข้องกับการวัดความเสี่ยงในระยะยาว และอีกกรณีหนึ่ง การขาดงานไม่ได้จำกัดเฉพาะการเจ็บป่วย แม้ว่าผลลัพธ์หลังนี้จะสอดคล้องกับการติดเชื้อที่เพิ่มขึ้นรองจากการป้องกันโฮสต์ที่บกพร่อง แต่จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมก่อนที่จะได้ข้อสรุปเกี่ยวกับผลกระทบใดๆ ของการได้รับโอโซนต่อการติดเชื้อทางเดินหายใจ     

การรับเข้าระบบทางเดินหายใจรายวันแบบฉุกเฉินหรือเร่งด่วน

รูปที่ 9: จำนวนการรับเข้าระบบทางเดินหายใจแบบฉุกเฉินหรือแบบเร่งด่วนรายวันในโรงพยาบาลผู้ป่วยเฉียบพลันมีความสัมพันธ์กับอัตราการรับ
โอโซนโดยประมาณ ความเข้มข้นของโอโซนสูงสุด - ชั่วโมง ล่าช้า 1 วัน อัตราค่าเข้าชมได้รับการปรับตามรูปแบบตามฤดูกาล เอฟเฟกต์วันในสัปดาห์ และเอฟเฟกต์ในโรงพยาบาล โอโซนแสดงความสัมพันธ์เชิงบวกและมีนัยสำคัญทางสถิติกับการเข้ารับการรักษาระบบทางเดินหายใจสำหรับ 91% ของโรงพยาบาลในช่วงฤดูใบไม้ผลิถึงฤดูใบไม้ร่วง แต่ไม่ใช่ในช่วงฤดูหนาวเดือนธันวาคมถึงมีนาคมเมื่อระดับโอโซนต่ำ   ที่มา: Burnett et al., 1994; US EPA, 1996

โอโซนเกี่ยวข้องกับการรักษาตัวในโรงพยาบาลทุกวันสำหรับโรคหัวใจและหลอดเลือดในการศึกษาบางชิ้น แต่ไม่พบผลลัพธ์ที่สอดคล้องกัน การศึกษาจำนวนหนึ่งได้สำรวจความสัมพันธ์ระหว่างโอโซนกับแง่มุมอื่นๆ ของพยาธิสรีรวิทยาของหัวใจและหลอดเลือด รวมถึงความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจ กล้ามเนื้อหัวใจตายเฉียบพลัน และภาวะหัวใจเต้นเร็วในผู้ที่ฝังอุปกรณ์กระตุ้นหัวใจ แม้ว่าข้อมูลบางอย่างบ่งชี้ถึงความสัมพันธ์ แต่ผลลัพธ์ในขณะนี้ไม่ได้ยืนยันความสัมพันธ์อย่างสมบูรณ์ระหว่างการสัมผัสโอโซนกับเหตุการณ์ที่ไม่พึงประสงค์ต่อระบบหัวใจและหลอดเลือด

สังเกตผลกระทบในระดับการเปิดรับแสงใด

ความเข้มข้นของโอโซนที่สังเกตเห็นผลกระทบครั้งแรกขึ้นอยู่กับระดับความไวของแต่ละบุคคล เช่นเดียวกับปริมาณที่ส่งไปยังทางเดินหายใจ ในทางกลับกัน ขนาดยาจะเป็นฟังก์ชันของความเข้มข้นของบรรยากาศ การระบายนาที และระยะเวลาที่ได้รับสาร สิ่งนี้สามารถแสดงเป็นสูตรคร่าวๆ:

ปริมาณ = ความเข้มข้นของบรรยากาศ X ระดับการออกแรง (ช่วยหายใจเป็นนาที) X ระยะเวลาที่สัมผัส

ดังนั้นบุคคลที่ทำกิจกรรมที่ต้องใช้กำลังมาก (การช่วยหายใจในนาทีที่สูงกว่า) เป็นเวลาหลายชั่วโมงมีแนวโน้มที่จะตอบสนองต่อความเข้มข้นที่ต่ำกว่าเมื่อสัมผัสในขณะพัก (การช่วยหายใจในนาทีที่ต่ำกว่า) ในเวลาที่สั้นกว่า ตัวอย่างต่อไปนี้แสดงให้เห็นประเด็นนี้:

  • คนหนุ่มสาวโดยเฉลี่ยที่เล่นกีฬาที่ต้องออกแรง เช่น ฟุตบอลหรือบาสเกตบอลแบบเต็มสนามกลางแจ้งเป็นเวลา 2 ชั่วโมง คาดว่าจะประสบกับการทำงานของปอดเล็กน้อยถึงปานกลางและอาการต่างๆ รวมถึงการบาดเจ็บและการอักเสบของปอดหลังจากได้รับโอโซน 120 ppb
  • หากคนหนุ่มสาวโดยเฉลี่ยคนเดียวกันพักผ่อนกลางแจ้งเป็นเวลาสองชั่วโมง ผลกระทบดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้นจนกว่าปริมาณรังสีจะสูงถึง 300-400 ppb  
  • คนทำงานกลางแจ้งโดยเฉลี่ยที่ทำงานเป็นพักๆ อาจประสบกับการทำงานของปอดเล็กน้อยถึงปานกลางและผลกระทบจากอาการ เช่นเดียวกับการบาดเจ็บของปอดและการอักเสบหลังจากสัมผัสโอโซน 60 ถึง 70 ppb เป็นเวลา 8 ชั่วโมง 

บุคคลที่มีความไวสูงจะได้รับผลกระทบดังกล่าวที่ความเข้มข้นต่ำ ในขณะที่บุคคลที่มีความไวน้อยกว่าจะได้รับผลกระทบเหล่านี้ที่ความเข้มข้นสูงกว่าเท่านั้น

เด็กที่ไม่เป็นโรคหอบหืดจะมีการทำงานของปอดลดลงเช่นเดียวกับผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาว แต่เด็กมักไม่รายงานอาการทางเดินหายใจที่ความเข้มข้นของโอโซนต่ำสุด ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่าเป็นผลมาจากความไวต่ออาการที่ลดลง หรือเด็กมีโอกาสรับรู้และรายงานอาการน้อยลงหรือไม่ 

มีการศึกษาในห้องและการศึกษาภาคสนามที่พิจารณาถึงระดับการสัมผัสโอโซนที่สังเกตผลกระทบได้เป็นครั้งแรก ไม่น่าแปลกใจที่การศึกษาภาคสนามแสดงผลในระดับที่ต่ำกว่าการศึกษาในห้อง ทั้งนี้เนื่องจากการศึกษาภาคสนามสามารถดูกลุ่มประชากรที่อ่อนไหวง่าย (รวมถึงเด็ก) รวมถึงการสัมผัสกับมลพิษประเภทอนุมูลอิสระทั้งหมด และอาจรวมถึงระยะเวลาการสัมผัสที่นานขึ้น ตัวอย่างเช่น การศึกษาภาคสนามของคนงานเกษตรและนักเดินป่าแนะนำว่าการเปลี่ยนแปลงการทำงานของปอดอาจเกี่ยวข้องกับการได้รับโอโซนเป็นเวลานานในระดับที่ต่ำกว่าที่สังเกตในการศึกษาในห้องทดลอง ด้านล่างนี้เป็นข้อค้นพบจากการศึกษาภาคสนามและเชิงสังเกตที่สำคัญ

แม้ว่าผลลัพธ์จะแตกต่างกันบ้าง แต่การศึกษาภาคสนามหลายชิ้นชี้ให้เห็นว่าการทำงานของปอดของเด็กที่เป็นโรคหืดและเด็กที่ไวต่อโอโซนและการออกกำลังกายของนักกีฬาที่ใช้ความอดทนสูงอาจได้รับผลกระทบในวันที่ความเข้มข้นของโอโซนสูงสุด 8 ชั่วโมงน้อยกว่า 80 ppb โอโซน  

ข้อมูลห้องฉุกเฉินจากการศึกษาหนึ่งบ่งชี้ว่าการโจมตีด้วยโรคหอบหืดในประชากรที่อ่อนไหวที่สุด (เช่น เด็กที่เป็นโรคหอบหืดหรือโรคทางเดินหายใจที่มีปฏิกิริยา) เพิ่มขึ้นหลังจากวันที่ความเข้มข้นของโอโซนสูงสุด 1 ชั่วโมงเกิน 110 ppb (เทียบเท่าโดยประมาณกับค่าเฉลี่ย 8 ชั่วโมง 82 ppb) (White et al., 1994) การศึกษาอีกชิ้นหนึ่งสังเกตว่าการเข้ารับการตรวจในห้องฉุกเฉินสำหรับโรคหอบหืดเพิ่มขึ้นในวันถัดจากวันที่ค่าเฉลี่ย 7 ชั่วโมงเกิน 60 ppb เมื่อเทียบกับวันที่มีความเข้มข้นของโอโซนต่ำ (ไวเซิล et. al., 1995)

สำหรับผลกระทบที่วัดได้จากการศึกษาเชิงสังเกตประเภทอื่นๆ ระดับต่ำสุดที่คาดว่าผลกระทบจะเกิดขึ้นนั้นยากต่อการระบุด้วยเหตุผลหลายประการ ตรวจพบผลกระทบของโอโซนต่อการตายรายวันแม้ว่าวันศึกษาจะจำกัดเฉพาะผู้ที่มีความเข้มข้นของโอโซนเฉลี่ย 24 ชั่วโมงต่ำกว่า 60 ppb (เทียบเท่าโดยประมาณกับค่าเฉลี่ย 8 ชั่วโมงต่ำกว่า 90 ppb) ในการศึกษาหนึ่ง การเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลด้วยสาเหตุระบบทางเดินหายใจดูเหมือนจะเป็นไปตามความสัมพันธ์เชิงเส้นลงไปจนถึงระดับภูมิหลัง (รูปที่ 9) การสร้างแบบจำลองการตอบสนองต่อการสัมผัสที่จำกัดแสดงให้เห็นว่าหากมีเกณฑ์จำนวนประชากรสำหรับผลกระทบของโอโซนเหล่านี้ มีแนวโน้มว่าใกล้ขีดจำกัดล่างของความเข้มข้นของโอโซนโดยรอบในสหรัฐอเมริกา

ผลกระทบของการได้รับโอโซนซ้ำๆ หรือเป็นเวลานานๆ มีอะไรบ้าง?

หนึ่งในคำถามที่ยังไม่มีคำตอบที่สำคัญเกี่ยวกับผลกระทบต่อสุขภาพของโอโซนคือ ความเสียหายที่เกิดขึ้นซ้ำๆ การอักเสบ และการซ่อมแซมที่เกิดจากการได้รับโอโซนในระยะสั้นซ้ำๆ หลายปีจะส่งผลให้เกิดผลเสียต่อสุขภาพนอกเหนือจากผลเฉียบพลันหรือไม่

การสัมผัสโอโซนทุกวันเป็นระยะเวลา 4 วันส่งผลให้ผลกระทบเฉียบพลันและสื่อกลางทางประสาทบางอย่างลดลง (เช่น การเปลี่ยนแปลงและอาการของการทำงานของปอด) สำหรับการสัมผัสที่ตามมาซึ่งเกิดขึ้นภายใน 1 ถึง 2 สัปดาห์ ดังนั้น ผู้เชี่ยวชาญด้านสุขภาพบางคนจึงแนะนำว่าบุคคลที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีโอโซนสูงอาจได้รับการปกป้องจากผลกระทบที่เป็นอันตรายจากการได้รับโอโซนในระยะยาว อย่างไรก็ตาม คนอื่น ๆ แนะนำว่าการลดทอนของแนวโน้มที่เกิดจากโอโซนในการหายใจเร็วและตื้นอาจทำให้กลไกการป้องกันทื่อ ส่งผลให้มีการส่งมอบและสะสมโอโซนมากขึ้นในทางเดินหายใจและการตอบสนองทางเดินหายใจอื่น ๆ ที่อธิบายไว้ด้านล่าง

การศึกษารวมถึงการล้างหลอดลมและการตรวจชิ้นเนื้อเยื่อเมือกในหลอดลมบ่งชี้ว่า กระบวนการของการบาดเจ็บ การอักเสบ และการซ่อมแซมไม่เหมือนกับการเปลี่ยนแปลงการทำงานของปอดที่อาศัยสื่อกลาง หลังจากการสัมผัสเป็นเวลา 4 หรือ 5 วัน เครื่องหมายของการบาดเจ็บของเซลล์และความสามารถในการซึมผ่านของเยื่อบุผิวที่เพิ่มขึ้นยังคงสูงขึ้น และการเพิ่มขึ้นของ PMN เยื่อเมือกในทางเดินหายใจ ซึ่งไม่ปรากฏหลังจากได้รับสัมผัสเพียงครั้งเดียว นอกจากนี้ การทำงานของทางเดินหายใจขนาดเล็กไม่เหมือนกับผลกระทบจากระบบประสาท สังเกตพบว่าการทำงานของทางเดินหายใจขนาดเล็กจะยังคงกดดันอยู่ตลอดระยะของการสัมผัส และคิดว่าเกี่ยวข้องกับการอักเสบที่กำลังดำเนินอยู่

การศึกษาในสัตว์ทดลองได้แสดงให้เห็นอย่างต่อเนื่องว่าการได้รับโอโซนที่มีความเข้มข้นสูงกว่าระดับสิ่งแวดล้อมเป็นเวลานาน ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งอาจเป็นสัญญาณของโรคทางเดินหายใจเรื้อรัง สัตว์ที่สัมผัสสัมผัสประสบการณ์ metaplasia ของเซลล์เมือกและเซลล์เยื่อบุผิว hyperplasia ในทางเดินหายใจส่วนบน เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในทางเดินหายใจส่วนล่าง รวมถึงการเพิ่มขึ้นของเนื้อเยื่อเส้นใยในบริเวณเยื่อชั้นใต้ดินและการเปลี่ยนแปลงของทางเดินหายใจส่วนปลาย นอกจากการเปลี่ยนแปลงรูปแบบทางเดินหายใจและการเปลี่ยนแปลงของเยื่อชั้นใต้ดินแล้ว การสัมผัสระยะยาวของไพรเมตที่อายุน้อยมากต่อโอโซนและสารก่อภูมิแพ้ไรฝุ่นในบ้านพร้อมกันยังพบว่าส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเส้นชั้นในของทางเดินหายใจ เช่นเดียวกับการสะสมของอีโอซิโนฟิลในทางเดินหายใจส่วนปลาย แนะนำการเหนี่ยวนำฟีโนไทป์ของการแพ้ การศึกษาอื่นๆ ระบุว่าการที่สัตว์เกิดอาการแพ้ต่อแอนติเจนนั้นเกิดขึ้นได้ง่ายกว่าในระหว่างการสัมผัสโอโซนอย่างต่อเนื่อง ตามมาตรการดั้งเดิม มีหลักฐานเพียงเล็กน้อยว่าการสัมผัสสัตว์เป็นเวลานานส่งผลให้การทำงานของทางเดินหายใจเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก อย่างไรก็ตาม การค้นพบทางสัณฐานวิทยาเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการได้รับโอโซนในระยะยาวอาจมีบทบาทในการพัฒนาหรือลุกลามของโรคปอดเรื้อรังและ/หรือโรคหอบหืด

หลักฐานทางระบาดวิทยายังไม่สามารถสรุปได้ว่าการได้รับสัมผัสของมนุษย์เป็นเวลานานเกี่ยวข้องกับผลกระทบต่อสุขภาพทางเดินหายใจเรื้อรังในมนุษย์หรือไม่ การศึกษาแบบภาคตัดขวางหลายชิ้นพบว่าคนหนุ่มสาวที่ใช้ชีวิตในวัยเด็กในสถานที่ที่มีความเข้มข้นของโอโซนสูงมีการวัดค่าการทำงานของปอดต่ำกว่าผู้ที่มาจากสถานที่ที่มีโอโซนต่ำ อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการสังเกตผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันในการศึกษาระยะยาวเกี่ยวกับการทำงานของปอดในเด็กหรือในการศึกษาแบบภาคตัดขวางอื่น ๆ เมื่อไม่นานมานี้ การศึกษาระยะยาวสองครั้งได้สังเกตความสัมพันธ์ระหว่างการพัฒนาของโรคหอบหืดและความเข้มข้นของโอโซนในระยะยาวในกลุ่มย่อยของประชากร การค้นพบนี้ไม่ได้รับการยืนยันในการศึกษาระยะยาวหรือภาคตัดขวางอื่น ๆ แต่สอดคล้องกับเอกสารทางพิษวิทยาของสัตว์ ส่วนหนึ่งของความยากในการประเมินความสัมพันธ์ดังกล่าวคือการศึกษาทางระบาดวิทยาตามยาวจำนวนน้อยที่ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อประเมินสุขภาพทางเดินหายใจในตัวอย่างที่มีการสัมผัสโอโซนที่แตกต่างกัน การเคลื่อนที่ของประชากรตลอดจนการไม่สามารถประเมินการสัมผัสโอโซนและสารก่อกวนอื่น ๆ ได้อย่างแม่นยำในช่วงเวลาหลายปีทำให้อำนาจของการศึกษาลดลงและนำไปสู่ความลำเอียงทั้งในการศึกษาระยะยาวและภาคตัดขวาง

แม้ว่าธรรมชาติของวรรณกรรมทางระบาดวิทยาจะยังสรุปไม่ได้ แต่วัฏจักรของความเสียหาย การอักเสบ และการซ่อมแซมซ้ำๆ ในมนุษย์ และการค้นพบทางสัณฐานวิทยาจากการศึกษาทางพิษวิทยาในสัตว์บ่งชี้ว่าควรหลีกเลี่ยงการสัมผัสซ้ำในระยะสั้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเด็กเล็ก จนกว่าจะทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบของการได้รับโอโซนในระยะยาว

 

 

1https://www.epa.gov/

2 https://www.epa.gov/ozone-pollution-and-your-patients-health/

3 https://www.lung.org/clean-air/outdoors/

 

 

ทบทวนวันที่ 24/4/2566

โดย นายแพทย์ ประพันธ์ ปลื้มภาณุภัทร อายุรแพทย์,แพทย์เวชศาสตร์ครอบครัว

 

Google
 

เพิ่มเพื่อน