Yazarlar
Bize Ulaşın

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Büyük bir randomize kontrollü çalışma sırasında Hindistan saha sahalarındaki hava ve biyolojik örnekleme süreçleri boyunca kullanılan tutarlı, yüksek kaliteli prosedürleri detaylandırıyoruz. Kırsal bölgelerde maruz kalma değerlendirmesi için uyarlanmış yenilikçi teknolojilerin uygulamalarının gözetiminden toplanan içgörüler, daha güvenilir sonuçlarla daha iyi saha veri toplama uygulamaları sağlar.

Özet

Burada, Tamil Nadu, Hindistan'ın kaynak kısıtlı bir ortamında iki farklı çalışma alanından hanehalkı hava kirliliğine (HAP) kişisel maruziyetler hakkında nüfus düzeyinde veri toplamak için standart prosedürlerin görsel bir temsilini sunuyoruz. Partikül madde PM 2.5 (aerodinamik çapta2.5 mikrondan küçük parçacıklar), karbon monoksit (CO) ve siyah karbon (BC), hamile annelerde (M), diğer yetişkin kadınlarda (OAW) ve çocuklarda (C) 4 yıllık bir süre boyunca çeşitli zamanlarda ölçülmüştür. Ayrıca veri kaydedici termometreler ile soba kullanım takibi (SUM) ve hava kirliliğinin ortam ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, saha sahalarındaki çalışma katılımcılarından biyolojik örneklerin (idrar ve kurutulmuş kan lekeleri [DBS'ler]) toplanmasının fizibilitesi başarıyla gösterilmiştir. Bu ve daha önceki çalışmalardan elde edilen bulgulara dayanarak, burada kullanılan yöntemler veri kalitesini artırmış ve kaynakların kısıtlı olduğu durumlarda hanehalkı hava kirliliği ve biyolojik numune toplama ile ilgili sorunları önlemiştir. Oluşturulan prosedürler, Hindistan'da ve diğer düşük ve orta gelirli ülkelerde (LMIC'ler) benzer hava kirliliği ve sağlık çalışmaları yürüten araştırmacılar için değerli bir eğitim aracı ve kaynağı olabilir.

Giriş

Küresel olarak, çoğunlukla katı yakıtla pişirmeden kaynaklanan evsel hava kirliliğine (HAP) maruz kalmak, morbidite ve mortalitenin önemli bir nedenidir 1,2,3. Katı yakıtlarla (odun, gübre, mahsul artıkları ve kömür gibi biyokütle) pişirme ve ısıtma, düşük ve orta gelirli ülkelerde (LMIC'ler) yaygındır ve çeşitli sağlık, çevre ve ekonomik sorunlar ortaya çıkarmaktadır. PM 2.5, hem iç hem de dış mekanlarda meydana gelen 'sessiz katil' 4,5'tir. Hindistan'daki iç mekan hava kalitesi genellikle dış hava kalitesinden çok daha kötüdür ve büyük bir çevre sağlığı tehlikesi olarak kabul edilmek için yeterince dikkat çekmiştir4. Ölçüme dayalı nicel maruziyet verilerinin azlığı, HAP 6,7 ile bağlantılı küresel hastalık yükü (GBD) değerlendirmelerini engellemiştir.

Mevcut araştırmalar genellikle HAP maruziyetlerinin ölçümünün karmaşık olduğunu ve yakıt tipi, soba tipi ve "soba istifleme" olarak bilinen bir fenomen olan birçok temiz ve kirli sobanın karışık kullanımı dahil olmak üzere birçok faktöre bağlı olarak değiştiğini göz ardı etmektedir. Maruziyet üzerindeki diğer etkiler arasında tüketilen yakıt miktarı, mutfak havalandırma seviyeleri, ocakta geçirilen sürenin uzunluğu, yaş ve cinsiyet8 bulunur. HAP'a maruz kalmanın en yaygın olarak ölçülen ve tartışmasız en iyi göstergesi PM2.5'tir; Bununla birlikte, uygun fiyatlı, kullanıcı dostu ve güvenilir enstrümantasyon eksikliği nedeniyle, ince partikül maddenin (PM2.5) ölçülmesi özellikle zor olmuştur.

Çeşitli çalışmalar, tek veya çoklu hava kirleticilerinin seviyesini farklı yöntemler kullanarak ölçtüğünü bildirmiştir 8,9,10,11,12. Son yıllarda, bu kirleticileri iç ve ortam ortamlarında ölçebilen nispeten düşük maliyetli sensörler ortaya çıkmaktadır. Bununla birlikte, bu sensörlerin tümü, bakım maliyetleri, dağıtım zorlukları, geleneksel ölçüm yöntemleriyle karşılaştırılabilirlik sorunları, bu sensörleri referans yöntemlere karşı doğrulamak için sınırlı insan kaynakları, düzenli veri kalitesi kontrollerinin zorluğu (bulut üzerinden) ve sınırlı veya merkezi olmayan sorun giderme tesisleri dahil olmak üzere çeşitli nedenlerle saha çalışması için uygun değildir. Bu tür ölçümlerle yapılan çalışmaların çoğu, bunları maruz kalma için bir vekil olarak veya çevresel ölçümleri zaman aktivitesideğerlendirmeleri 8,9,12,13,14 kullanarak maruz kalma rekonstrüksiyonu ile birleştirerek kullanmıştır.

Bir monitörün uzay ve zaman boyunca bir birey tarafından veya bir birey tarafından taşındığı kişisel izleme, 'gerçek' toplam maruziyetlerini daha iyi yakalayabilir. Kişisel maruziyeti ölçen çalışmalar genellikle kesin protokollerini kısaca iletir, genellikle bilimsel makalelere ek materyallerde 9,12,13,14,15. Bu çalışmalarda detaylandırılan teknikler örnekleme metodolojisinin sağlam bir genel anlayışını sağlasa da, genellikle saha veri toplama aşamalarının özelliklerinin yokluğu vardır12,16.

Bu konutlarda kirletici konsantrasyonlarına ek olarak çok sayıda ek özellik izlenebilir. Ev enerji cihazlarının kullanım süresini ve yoğunluğunu değerlendirmek için bir yöntem olan soba kullanımı izleme, son zamanlardaki birçok etki ve maruz kalma değerlendirmesinin önemli bir parçasıdır16,17,18,19. Bu monitörlerin çoğu, pişirme ocaklarında yanma noktasında veya yakınında sıcaklığın ölçülmesine odaklanır. Termokupllar ve termistörler kullanılırken, soba kullanım modellerindeki değişkenliği yakalamak için ocaklara en iyi nasıl yerleştirileceği de dahil olmak üzere monitörler için çalışma protokolleri eksikliği vardır.

Biyoizleme, benzer şekilde, çevresel maruziyetleri değerlendirmek için etkili bir araçtır, ancak çeşitli faktörler optimum biyolojik matris20'nin seçimini etkiler. İdeal koşullar altında, numune toplama non veya minimal invaziv olmalıdır. Kullanılan yöntemler, kullanım kolaylığı, kısıtlayıcı olmayan nakliye ve depolama, önerilen biyobelirteç ve biyolojik matris arasında iyi bir eşleşme, nispeten düşük bir maliyet ve etik kaygı sağlamamalıdır.

İdrar örneği toplamanın biyomonitörizasyon için bazı önemli avantajları vardır. Diğer numune toplama tekniklerinde olduğu gibi, bir dizi potansiyel yöntem mevcuttur. 24 saat boşluk idrarının toplanması katılımcılar için hantal olabilir ve bu da numune toplama20,21'in uyumsuzluğuna yol açabilir. Bu gibi durumlarda, spot örnekler, ilk sabah boşlukları veya diğer 'uygun' örnekler önerilir. Toplanan idrar hacmi, spot numuneleri toplarken büyük bir dezavantaj olabilir ve endojen ve eksojen kimyasalların konsantrasyonlarında değişkenliğe yol açabilir. Bu durumda, idrar kreatinin konsantrasyonları kullanılarak ayarlama, seyreltme düzeltmeleri için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir22.

Yaygın olarak toplanan bir diğer biyoörnek venöz kandır. Venöz kan örneklerinin biyomonitörizasyon için elde edilmesi genellikle zordur; müdahalecidirler, korku uyandırırlar ve uygun numune taşıma, depolama ve taşıma gerektirirler. Kurutulmuş kan lekelerini (DBS'ler) kullanan alternatif bir yaklaşım, biyomonitörizasyon için yetişkinlerde ve çocuklarda numune toplamak için yararlı olabilir23.

Saha yöntemlerinin basit tanımı ile kalite güvenceli numunelerin saha verisi toplamasının gerçek karmaşıklığını yansıtan monitör kullanımı ve dağıtımı ile ilgili ayrıntılı, tekrarlanabilir talimatların yayınlanması arasında önemli bir literatür boşluğu bulunmaktadır24,25. Bazı çalışmalar, hava kirleticilerinin (iç mekan ve ortam) ölçülmesi ve soba kullanımının izlenmesi için standart çalışma prosedürlerini (SOP) özetlemiştir.

Bununla birlikte, saha ölçümü, laboratuvar desteği ve izleme cihazlarının ve numunelerin taşınmasının arkasındaki temel adımlar çok nadiren tanımlanmıştır 8,11,25. Hem yüksek hem de düşük kaynak ayarlarında saha tabanlı izlemenin zorlukları ve sınırlamaları, yazılı çalışma prosedürlerini tamamlayabilecek ve cihazların, örnekleme ve analitik tekniklerin nasıl gerçekleştirildiğini göstermek için daha doğrudan bir yöntem sağlayabilecek video aracılığıyla düzgün bir şekilde yakalanabilir.

Hanehalkı Hava Kirliliği Müdahale Ağı (HAPIN) randomize kontrollü çalışmasında, üç kirleticinin (PM2.5, CO ve BC) ölçülmesi, soba kullanımının izlenmesi ve biyonumune toplanması için prosedürleri tanımlamak için video ve yazılı protokoller kullandık. HAPIN, dört çalışma sahasında (Peru, Ruanda, Guatemala ve Hindistan'da) birden fazla zaman noktasında toplanan örneklerden elde edilen veri kalitesini en üst düzeye çıkarmak için SÇP'lere sıkı sıkıya bağlı kalmayı gerektiren uyumlaştırılmış protokollerin kullanılmasını içerir.

Çalışma tasarımı, yer seçimi ve işe alım kriterleridaha önce 24,26 olarak açıklanmıştır. HAPIN denemesi dört ülkede gerçekleştirildi; Clasen ve ark. çalışma ortamlarını ayrıntılı olarak açıklamışlardır26. Her çalışma alanı, 9 ila 20 haftalık gebelik olan, evde yemek pişirmek için biyokütle kullanan ve sigara içmeyen 18 ila 35 yaşları arasındaki hamile kadınlarla 800 haneyi (400 müdahale ve 400 kontrol) işe aldı. Bu hanehalklarının bir alt kümesinde (ülke başına ~ 120), diğer yetişkin kadınlar da bu çalışmaya dahil edilmiştir.

İşe alımdan sonra toplam sekiz ziyaret yapıldı. Birincisi, başlangıçta (BL), randomizasyondan önce meydana geldi. Sonraki yedisi doğumdan önce (24-28 haftalık gebelikte [P1], 32-36 haftalık gebelikte [P2]), doğumda (B0) ve doğumdan sonra (3 ay [B1], 6 ay [B2], 9 ay [B3] ve 12 ay [B4]) olarak ayrıldı. M için üç değerlendirme (BL, P1 ve P2), OAW'ler için altı değerlendirme (BL, P1, P2, B1, B2 ve B4) ve C için dört değerlendirme (B0, B1, B2 ve B4) yapılmıştır. B0'da biyobelirteç ve sağlık değerlendirmeleri yapılırken, B3 ziyaretinde sadece sağlık değerlendirmeleri yapıldı.

Dört ülke de aynı protokolleri izledi. Bu yazıda, Hindistan'da izlenen adımları anlatıyoruz. Çalışma Tamil Nadu'da iki yerde gerçekleştirildi: Kallakurichi (KK) ve Nagapattinam (NP). Bu siteler, Hindistan'ın Chennai kentindeki Sri Ramachandra Yüksek Öğretim ve Araştırma Enstitüsü'nde (SRIHER) Çevre Sağlığı Mühendisliği Bölümü'ndeki çekirdek araştırma tesisine 250 ila 500 kilometre uzaklıktadır. Saha veri toplama protokollerinin karmaşıklığı, farklı beceri ve geçmişlere sahip birçok personelin konuşlandırılmasını gerektirir.

Gebe annelerde (M), diğer / yaşlı yetişkin kadınlarda (OAW) ve çocuklarda (C) ince partikül maddeye, karbon monoksite (CO) ve siyah karbona (BC) mikro-çevresel ve kişisel maruz kalma örneklerinin tahmin edilmesinde yer alan adımların yazılı ve görsel bir tasvirini sunuyoruz. (1) referans sınıfı monitörler ve düşük maliyetli sensörlerle ortam hava kalitesinin izlenmesi, (2) geleneksel ve sıvılaştırılmış petrol gazı sobalarında uzun süreli soba kullanımının izlenmesi ve (3) biyomonitörizasyon için biyolojik numune toplama (idrar ve DBS'ler) için saha protokolleri de sunulmaktadır. Bu, çevresel ve biyolojik örneklerin taşınması, depolanması ve arşivlenmesi için yöntemleri içerir.

Protokol

Sri Ramachandra Yüksek Öğretim ve Araştırma Enstitüsü'ndeki Kurumsal Etik Komitesi (IEC-N1/16/JUL/54/49), Emory Üniversitesi Kurumsal İnceleme Kurulu (00089799) ve Hindistan Tıbbi Araştırma Konseyi-Sağlık Bakanlığı Tarama Komitesi (5/8/4-30/(Env)/ Hint-ABD/2016-NCD-I) HAPIN denemesini onayladı. HAPIN denemesi clinicaltrials.gov günü NCT02944682 olarak tanımlanmıştır. Çalışma katılımcılarından katılımlarından önce yazılı bilgilendirilmiş onamları alınmış ve çalışma etik kurallara göre yürütülmüştür.

NOT: Örnekleme ve veri toplama sırasında uygulanan vaka sunum formları (CRF), Emory Üniversitesi'nde saklanan RedCap veritabanında mevcuttur ve tüm ortak çalışanlar arasındaki veri paylaşım anlaşması ile muhafaza edilir ve talep üzerine okuyuculara sağlanabilir.

1. Alet ve malzemeler

  1. Hava kirliliği izleme için aşağıdaki cihazları kullanın: filtre tartımı için bir mikro terazi, mikro çevre/kişisel örnekleme için-PM 2.5 için Geliştirilmiş Çocuk MikroPEM (ECM), siyah karbon (BC) ölçümü için optik transmissometre, CO ve Bluetooth tabanlı işaret için veri kaydediciler, PM 2.5'in dolaylı ölçümü için işaret kaydediciler (her ziyaret sırasında-BL, P1, P2, B1, B2 ve B4), ortam PM2.5 için birleşik bir gravimetrik ve nefelometrik monitör soba kullanımını izlemek için ölçümler ve sıcaklık kaydediciler.
  2. Biyomonitörizasyon için aşağıdaki aletleri kullanın: biyoörneklerin nakliyesi için soğutucu ve aşı torbaları, protein koruyucu kartlar, nem göstergesi kartları, yetişkin bir neşter, bir bebek güvenlik neşteri ve kılcal tüpler (40 μL).

2. Filtre şartlandırma ve tartım

  1. Filtreleri tutmak için temiz, pudrasız eldivenler kullanın. Bir ışık kutusu kullanarak filtrelerde (2 μm gözenek boyutu, 15 ve 47 mm çap) herhangi bir hasar olup olmadığını kontrol edin ve kontrol edilen filtreleri 24 saat boyunca klimalı bir odada (19-23 °C ve %35-%45 bağıl nem [RH]) temizlenmiş bir filtre tutucuya yerleştirin.
  2. Masanın üzerine temiz bir folyo parçası yerleştirin ve mikro teraziyi açın. Terazi ünitesini miligrama (0,001 mg) ayarlayın ve dahili kalibrasyonu izleyin.
  3. Tarih/saat, teknisyen adı, RH, sıcaklık, filtre lot numarası, filtre boyutu ve filtre kimliğini veri giriş sayfasına kaydedin.
  4. Şartlandırılmış filtreyi alın ve 10 saniye boyunca deiyonize edin. Filtreyi dikkatlice tartım tepsisine yerleştirin ve ağırlığı CRF'ye "Ağırlık 1" olarak kaydedin (Ek Şekil 1).
  5. Filtreyi çıkarın, bir Petri kabına/filtre tutucusuna yerleştirin ve bir sonraki filtreyi tartmadan önce terazinin sıfıra gelmesini bekleyin.
  6. 2.4 ve 2.5 numaralı adımları yineleyin ve CRF'ye "Ağırlık 2" olarak girin.

3. Mikro çevre / kişisel hava örneklemesi

NOT: Mikro çevre/kişisel hava örneklemesinde yer alan enstrümantasyon ve adımların ayrıntılı bir taslağı Ek Şekil 2'de verilmiştir.

  1. Kişisel izleme için, aletleri bir yeleğe yerleştirin (Şekil 1 Ai) ve katılımcıya banyo ve uyku dışında 24 saat boyunca giymesini tavsiye edin.
  2. Banyo ve uyku sırasında, katılımcılara yeleği saha ekibi tarafından sağlanan özelleştirilmiş bir metal standa <1 m uzağa yerleştirmelerini söyleyin (Şekil 1Aii).
  3. Mikroçevresel izleme için uygun bir yer seçin ve metal ayakları aletlerle birlikte yerleştirin (Şekil 1C,D; Ek Tablo 1) zemin seviyesinden 1,5 m yükseklikte, mümkünse kapı ve pencerelerden 1 m uzakta ve birincil ocak yanma bölgesinden 1 m uzakta (mutfaklara yerleştirildiğinde).
  4. İzleme alanında 5 dakikalık bir izlenecek yol gerçekleştirin, ilgili CRF'lerde tüm izleme cihazları (PM2.5, BC, CO ve zaman ve konum monitörü) için BAŞLANGIÇ ve BİTİŞ zamanını kaydedin.
  5. Çıkarma gününde (2. Gün, 24 saat sonra), aletleri alüminyum folyoda toplayın ve sarın ve saha ofisine taşımak için yeniden kapatılabilir bir kapağa yerleştirin. Filtre çıkarılana kadar, ECM numune alma cihazını soğutucu kutuya yerleştirin (soğuk zinciri korumak için).
  6. PM2.5 ölçümü
    NOT: Küçük boyutu (yükseklik: 12 cm; genişlik: 6,7 cm) ve ağırlığı (~150 g) nedeniyle bu uygulama için çok uygun olan ECM'yi kullanın. ECM, 15 mm politetrafloroetilen filtreler 19,26,27 içeren bir kasete bağlı bir darbeciden hava çekerek 0,3 L/dak'da (48 saate kadar) nefelometrik ve gravimetrik numuneler toplar.
    1. Tüm ECM parçalarını (giriş kafası, darbeci parçaları, U şekilli kaset kilidi) bir alkollü çubukla (%70 izopropil alkol) temizleyin ve ECM yazılımını (örneğin, MicroPEM yerleştirme istasyonu) kullanarak numune alma cihazını başlatın.
    2. Kalibrasyon kapağını ECM'nin girişinin üzerine yerleştirin ve kalibrasyon kapağına HEPA filtreli bir debimetre bağlayın.
    3. Kalibrasyon aksamını kurduktan sonra, Başlat düğmesine basın ve stabilize olması için 5 dakika bekleyin. Akış hızını ayarlayın (0,3 L/dak'nın %5'i içinde) ve CRF-H48'de kayıt yapın.
    4. HEPA filtresini doğrudan ECM girişine bağlayın, değer 0,0 okuyana kadar nefelometre ofsetini ayarlayın ve okumayı CRF-H48'e kaydedin.
    5. Programı 24 saat olacak şekilde ayarlayın ve Kalibrasyon Değerlerini Gönder düğmesine basın; ECM artık numune almaya hazırdır.
    6. Numune alma işleminden sonra, numune alınan ECM'leri oda sıcaklığında en az 20 dakika bekletin ve numune alma sonrası akış hızını CRF-H48'e kaydedin. Dosya adı kuralını kullanarak ECM verilerini indirin ve kaydedin.
    7. Filtreyi çıkarın, bir filtre tutucuya yerleştirin ve -20 °C'de saklayın.
  7. Siyah karbon (BC) ölçümü
    1. 880 nm dalga boyundakiışık zayıflamasını 19,26,27 nm dalga boyunda filtreden ölçmek için bir transmissometre kullanın.
    2. Açın ve 15 dakika boyunca sabitleyin. Doğru boyuttaki kartuşların (yani, 15 ve 47 mm kartuşlar) BC cihazının hem boş hem de numune yuvalarında bulunduğundan emin olun.
    3. Taramayı nötr yoğunlukta (ND) ve atanmış kimlikle boş bir filtrede gerçekleştirin (Ek Şekil 3 ve Ek Tablo 2).
    4. Boş filtreyi taradıktan sonra, laboratuvar boşluğunu numune difüzörünün üzerindeki numune kartuşu yuvasına yerleştirin ve cihazın 2. konumdaki yuvasına takın.
    5. Laboratuvar boşluğunu kaldırın ve test filtreleri ve örnek filtrelerle taramaya devam edin.
    6. Filtre taramasını tamamladıktan sonra, filtreyi çıkarın ve Petri kabına/filtre tutucularına geri gönderin. Taranan verileri seçin, Kabul Et düğmesini tıklatın ve ardından Verileri kaydedin .
  8. Karbon monoksit (CO) ölçümü
    NOT: CO cihazı küçüktür (yaklaşık büyük bir kalemin boyutunda), ~ 32.000 nokta için sürekli kayıt yapabilir, 0-1.000 ppm aralığındadır ve diğer çeşitli izleme çabalarında maruziyetleri ve HAP'ı değerlendirmek için kullanılmıştır 19,26,27.
    1. Yazılımı kullanarak CO datalogger'ı 1 dakika boyunca başlatın ve kurun. Ekranda 'CO logger başarıyla yapılandırıldı' mesajı görüntülenir. Cihaz numune almaya hazırdır.
    2. Örneklemeden sonra, yazılımı kullanarak CO kaydediciyi açın, USB veri kaydediciyi durdurmak için Durdur'a basın ve indirdikten sonra verileri kaydedin.
    3. CO kaydediciyi kalibre edin
      1. CO kaydediciyi 1 dakikalık örnekleme hızında ayarlayın ve sensörlerin giriş deliği kalibrasyon kutusunun hava giriş portuna bakacak şekilde kalibrasyon kutusuna yerleştirin.
      2. 5 dakika boyunca, 2 L/dak sıfır dereceli hava veya oda havası akış hızını ayarlayın. Başlangıç ve bitiş zamanını not edin. Hava akışını 1 L/dk'ya düşürün. Yine başlangıç ve bitiş zamanını not edin.
      3. Prosedürü açıklık gazı (sıfır dereceli havada 50-150 ppm CO standardı), ardından önceki adımda açıklandığı gibi sıfır dereceli hava ile tekrarlayın.
      4. Kalibre edilen verileri belirli bir klasöre indirin. Kalibrasyon veri dosyasını açın ve CO logger monitörünün verilerini CRF-H47'ye girin.
  9. Zaman ve konum kaydedici (TLL)
    NOT: Çocuğun zamanını ve yerini izlemek için iki tür Bluetooth cihazı kullanın. Çocuğun, Şekil 1Aiii'de gösterildiği gibi, ECM'lerin ve annenin örnekleme yeleğinin yakınında bulunan bir kaydediciye bağlı iki madeni para boyutunda zaman ve konum monitörü (TLM) içeren bir yelek giymesini sağlayın. Çocuğun maruziyetlerini, o yerde geçirilen süre boyunca karşılık gelen alan konsantrasyonlarını entegre ederek hesaplayın 19,26,27.
    1. Güç bankasını şarj edin ve kaydedicinin ona bağlanarak çalıştığından emin olun.
    2. Saat ve konum monitörü (TLM)
      1. Monitöre bir CR2032 pil takın (pilde yeterli güç varsa ışıklar birkaç kez yanıp sönmelidir).
      2. 'O' model TLM için, bir tıklama duymak için yumuşak kapağa basın ve TLM'nin artık 'AÇIK' olduğunu ve sinyalini ilettiğini belirten yeşil bir ışık yanıp sönmelidir. 'EM' model TLM için, ilk modu açmak için yumuşak kapağa basın (ışık yeşil renkte yanıp sönmelidir). Orta moda geçmek için tekrar basın (ışık tekrar yeşil renkte yanıp sönmelidir).
      3. Örneklemeden sonra, verileri kaydedicinin SD kartında görünen 'önyükleme' sürücüsünden indirin. Dosyaları belirtilen 'TLL' klasöründen kopyalayın ve kaydedin.

4. Soba kullanımı izleme

  1. Anketler ve objektif sensör tabanlı önlemlerin uygulanması yoluyla soba kullanım kalıpları hakkında ayrıntılı bilgi toplayın. Sıcaklık kaydedicileri hem LPG hem de biyokütle sobalarına yerleştirin18,19,28. Merkezi laboratuvarda, saha laboratuvarında ve saha sahası faaliyetlerinde veri toplamanın soba kullanımının izlenmesinde yer alan enstrümantasyonun ve adımların ayrıntılı bir taslağı Ek Şekil 4'te verilmiştir.
  2. Termokupl probunu, Ek Şekil 5'te gösterildiği gibi ocağın hantal bölgesine yakın bir yere yerleştirin ve Noktaları takın.
  3. Geocene uygulamasını açın ve görev adını, örnekleme aralığını, hane kimliği kimliğini, soba türlerini, randomizasyon ayrıntılarını, kampanyayı, etiketleri ve notları girin. Yeni Görev Başlat'a basın. Yükleme ayrıntılarını CRF-H40'a kaydedin.
  4. Her 2 haftada bir, uygulamayı kullanarak verileri indirin ve Bluetooth üzerinden Dot'tan bulut sunucusuna aktarın. Bilgileri CRF-H40 olarak kaydedin.

5. Ortam izleme

NOT: Ortam PM 2.5 cihazı, gerçek zamanlı havadaki PM 2.5'i kaydeder ve gravimetrik değerlendirme 19,26,29 için PM 2.5'i toplayabilen dahili 47 mm'lik bir filtreye sahiptir. Merkezi laboratuvarda, saha laboratuvarında ve saha sahası faaliyetlerinde veri toplamanın ortam izlemesinde yer alan enstrümantasyonun ve adımların ayrıntılı bir taslağı Ek Şekil 6'da verilmiştir.

  1. Cihaz ve giriş yerleşimi ile ilgili US EPA yönergeleri30'a uyun: a) duvarlardan >2 m uzakta; b) Ağaçlardan >10 m; c) Yerden 2-7 m yükseklikte; ve d) karayollarından >2 m uzaklıkta.
  2. Ortam PM2.5 cihazını topraklamalı beton bir platforma monte edin. Ortamdaki arka planda hava kirliliği olmadığından emin olun ve örnekleme ayrıntılarını CRF-H46'ya girin.
    1. Menü seçeneğinden, örnekleme aralığını 5 dakika olarak ayarlayın. Başlangıç zamanını not edin ve boş bir filtre kullanarak akış kalibrasyonu gerçekleştirin. 6 gün boyunca gerçek zamanlı veri toplayın.
    2. Gravimetrik örneklemenin başlangıç gününde, gerçek zamanlı verileri indirin ve kaydedin.
    3. Önceden takılmış boş filtreyi çıkarın ve laboratuvar dokularını kullanarak filtre tutucuyu temizleyin. Önceden tartılmış bir filtre yerleştirin ve CRF-H46'yı doldurun.
    4. 24 saat sonra örnekleyiciyi durdurun ve gerçek zamanlı verileri indirin. Örnekleme bilgilerini CRF-H46'ya kaydedin. Filtreyi çıkarın, alüminyum folyo ile sarın ve soğuk zincir taşımacılığı sırasında yeniden kapatılabilir bir torbaya yerleştirin.

6. Biyomonitörizasyon

  1. İdrar örneği toplama, işleme ve depolama
    NOT: ABD CDC kılavuzları 19,31,32'ye göre katılımcının evinde sabah boşluklu idrar örneklerinin toplanmasıyla ilgili adımları izleyin. İdrar örneklerini hamile annelerden (BL, P1 ve P2 ziyaretleri) ve diğer yetişkin kadınlardan (BL, P1, P2, B1, B2 ve B4 ziyaretleri) toplayın; 2. günde ilgili CRF-B10'un uygulanmasıyla çocuklarda (B1, B2 ve B4 ziyaretleri). Merkezi laboratuvarda, saha laboratuvarında ve saha sahası faaliyetlerinde biyoizlemede yer alan adımların ayrıntılı bir taslağı Ek Şekil 7'de verilmiştir.
    1. İdrar örneği toplama için, 1. günde idrar toplama kabını (M ve OAW) sağlayın. Benzer şekilde, anneye ertesi gün sabah çocuk idrar örneğini bir idrar torbasında veya doğrudan bardağa toplamasını ve bir aşı torbasında saklamasını söyleyin.
    2. Saha laboratuvarında, toplanan idrar örneklerini 1-8 ° C arasında saklayın. Alikotasyondan önce, idrar kabını çözün.
    3. Aliquot için, bir seferde bir idrar örneğini işleyin. Numunenin 2 mL'sini aspire edin ve iki adet 4 mL kriyoviyal, 5 mL'sini iki adet 10 mL kriyovial, 15 mL'sini bir arşiv tüpüne ekleyin ve -20 ° C'de saklayın.
    4. Aynı alıntı prosedürü, alan boş numunesi (su) için de izlenir.
  2. DBS toplama, kurutma ve depolama
    NOT: DSÖ tavsiyeleri33,34'ü izleyerek, hamile annelerde (BL, P1, P1 ve P2 ziyaretleri) ve diğer yetişkin kadınlarda (BL, P1, P2, B1, B2 ve B4 ziyaretleri) parmak delme veya parmak delme yoluyla DBS'leri toplamak için anketörleri eğitin. M ve OAW'den DBS toplamanın ayrıntılı bir prosedürü, ek dosyanın Ek-H'sinde verilmiştir.
    1. Çocuk için, uygun neşterleri kullanarak DSÖ kurallarına göre topuk dikeni DBS'lerini toplayın.
    2. Sol veya sağ topuğu seçin ve delinme bölgesini alkollü çubukla silin.
    3. Neşteri cildin delinme yerinde yatay konumda tutun ve diken. Deldikten sonra, ilk damla kanı steril bir pamuklu gazlı bezle silin.
    4. Kılcal tüpü kan tabakasındaki delinme bölgesinin yanına yerleştirin ve kanın kılcal etki yoluyla tüpe akmasına izin verin.
    5. Kılcal tüpte yeterli kan hacmini doldurduktan sonra, kanı hemen protein koruyucu kartın çemberi içine uygulayın.
    6. Numunenin oda sıcaklığında yatay yönde (gece boyunca) hava kurumasına izin verin.
    7. Kan lekelerinin koyu kahverengimsi bir renk olduğundan ve kırmızı alanların görünmediğinden emin olun.
    8. Kuruduktan sonra, DBS kartını nem gösterge kartı ile kurutucu (en az iki poşet) içeren yeniden kapatılabilir biyo-numune torbasına yerleştirin ve -20 ° C'de saklayın.

7. Numune alınan filtrelerin gözetim zinciri (COC)

  1. Ayrıntılı adımlar için ek dosyaya bakın. Filtre koşullandırmasını açıklayan adımlar Ek A'da, PM2.5'in mikro çevre/kişisel hava örneklemesi Ek B'de, BC ölçümü Ek C'de, CO ölçümü Ek D'de, zaman ve yer izlemesi Ek E'de, soba kullanımının izlenmesi Ek F'de, ortam izlemesi Ek G'de, biyomonitörizasyon Ek H'de ve numune nakliyesi Ek I'de açıklanmıştır . Kullanılan CRF'lerin listesi Ek Tablo 3'te verilmiştir.
    NOT: Şekil 2A , örneklemeden sonra toplanan ve alüminyum folyoya sarılmış ECM'yi göstermektedir. Sarılmış filtreler ayrı biyonumune torbalarında paketlendi ve önceden dondurulmuş jel paketi içeren aşı torbalarına yerleştirildi. Numune alınan filtreler saha laboratuvarına taşınmıştır (Şekil 2B). Şekil 2C'de görüldüğü gibi, saha sahasından taşınan filtreler, saha laboratuvarında derin dondurucuda (-20 °C) saklandı ve merkezi laboratuvara taşınana kadar bozulmadan tutuldu. Her 15 ila 30 günde bir, numuneler karayolu ile merkezi laboratuvara gönderildi; Örneklenen filtreler kuru buz ve jel ambalajlarında COC ile paketlenmiştir. Numuneler saha ofisinden alındıktan sonra, numuneler COC ile çapraz kontrol edildi ve bir derin dondurucuda (-20 ° C) arşivlendi.

Sonuçlar

Mikroçevre/kişisel hava örnekleme metodolojileri:
Şekil 1Ai , 24 saatlik örnekleme süresi boyunca özelleştirilmiş yelek giyen hamile bir anneyi göstermektedir. Yelek, ECM, CO kaydedici ve güç bankası ile zaman ve konum kaydediciyi içerir. Katılımcıların örnekleme süresi boyunca, banyo yaparken ve uyurken hariç olmak üzere yeleği giymeleri sağlanmıştır. Yeleği uyku çevresine asmak için sağlanan stand Şek...

Tartışmalar

Çok ülkeli HAPIN denemesi 19,24'te hanehalkı hava kirliliğine kişisel maruziyetler hakkında nüfus düzeyinde veri toplamak için standart prosedürleri gösterdik ve görsel olarak temsil ettik. Burada açıklanan saha tabanlı çevresel ve biyobelirteç örnekleme yöntemleri, özellikle PM2.5 maruziyetlerinin DSÖ Hava Kalitesi Kılavuzu (AQG) değerlerinden (yıllık ortalama 5 μg / m 3 ve 24 saat ortalama 15 μg / m

Açıklamalar

*4 Bu rapordaki bulgular ve sonuçlar yazarlara aittir ve ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri veya Sağlık ve İnsani Hizmetler Bakanlığı veya Bill ve Melinda Gates Vakfı'nın resmi pozisyonunu temsil etmek zorunda değildir. Finansman kuruluşlarının makalede sunulan veri toplama ve veri analizinde hiçbir rolü yoktu.

Teşekkürler

Araştırmacılar, danışma komitesi üyelerine - Patrick Brysse, Donna Spiegelman ve Joel Kaufman - denemenin uygulanması boyunca değerli içgörüleri ve rehberlikleri için teşekkür etmek istiyor. Ayrıca, tüm araştırma personeline ve çalışma katılımcılarına bu önemli araştırmaya olan bağlılıkları ve katılımları için teşekkür etmek istiyoruz.

Bu çalışma, Bill &; Melinda Gates Vakfı (OPP1131279) ile işbirliği içinde ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri (işbirliği anlaşması 1UM1HL134590) tarafından finanse edilmiştir. Ulusal Kalp, Akciğer ve Kan Enstitüsü (NHLBI) tarafından atanan multidisipliner, bağımsız bir Veri ve Güvenlik İzleme Kurulu (DSMB), verilerin kalitesini izler ve HAPIN denemesine kayıtlı hastaların güvenliğini korur. NHLBI DSMB: Nancy R. Cook, Stephen Hecht, Catherine Karr (Başkan), Joseph Millum, Nalini Sathiakumar, Paul K. Whelton, Gail Weinmann ve Thomas Croxton (Yönetici Sekreterler).  Program Koordinasyonu: Gail Rodgers, Bill & Melinda Gates Vakfı; Claudia L. Thompson, Ulusal Çevre Sağlığı Bilimleri Enstitüsü; Mark J. Parascandola, Ulusal Kanser Enstitüsü; Marion Koso-Thomas, Eunice Kennedy Shriver Ulusal Çocuk Sağlığı ve İnsani Gelişim Enstitüsü; Joshua P. Rosenthal, Fogarty Uluslararası Merkezi; Conception R. Nierras, NIH Stratejik Koordinasyon Ofisi Ortak Fonu; Katherine Kavounis, Dong- Yun Kim, Antonello Punturieri ve Barry S. Schmetter, NHLBI.

HAPIN Araştırmacıları: Vanessa Burrowes, Alejandra Bussalleu, Devan Campbell, Eduardo Canuz, Adly Castañaza, Howard Chang, Yunyun Chen, Marilú Chiang, Rachel Craik, Mary Crocker, Victor Davila-Roman, Lisa de las Fuentes, Oscar De León, Ephrem Dusabimana, Lisa Elon, Juan Gabriel Espinoza, Irma Sayury Pineda Fuentes, Dina Goodman, Meghan Hardison, Stella Hartinger, Phabiola M Herrera, Shakir Hossen, Penelope Howards, Lindsay Jaacks, Shirin Jabbarzadeh, Abigail Jones, Katherine Kearns, Jacob Kremer, Margaret A Yasaları, Pattie Lenzen, Jiawen Liao, Fiona Majorin, McCollum, John McCracken, Julia N McPeek, Rachel Meyers, Erick Mollinedo, Lawrence Moulton, Luke Naeher, Abidan Nambajimana, Florien Ndagijimana, Azhar Nizam, Jean de Dieu Ntivuguruzwa, Aris Papageorghiou, Usha Ramakrishnan, Davis Reardon, Barry Ryan, Sudhakar Saidam, Priya Kumar, Meenakshi Sundaram, Om Prashanth, Jeremy A Sarnat, Suzanne Simkovich, Sheela S Sinharoy, Damien Küfür, Ashley Toenjes, Jean Damascene Uwizeyimana, Viviane Valdes, Kayla Valentine, Amit Verma, Lance Waller, Megan Warnock, Wenlu Ye.

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
BD adult lancetBD Biosciences366594DBS collection from finger
BD Quikheek infant safety lancetBD Biosciences368100 & 368101Heel prick DBS collection
BeaconRoximityO/EMTime and location monitor [TLM] (Personal monitor)
Beacon LoggerBerkley Air Monitoring groupxxxxTime and location logger [TLL] (Indirect measurement)
Crfigure-materials-702do ProMed Pelican BagPeli Biothermal USACooler bag 
Enhanced Children MicroPEM (ECM) RTI International, Durham, NC, USxxxxPersonal monitor of PM2.5
E-samplerMet One Instruments9800Indirect measurement of ambient PM2.5
Geocene Geocene Inc., Vallejo,CAxxxxfor stove use monitoring
Humidity indicating cardDESSICARE, INC.04BV14C10Sample integrity indicator
LascarLascar ElectronicsEL-USB-300 Carbon monoxide (CO) data logger
PTS collect capillary tubes- 40 µLPTS collect2866To collect heel prick DBS from children
SartoriusSartorius Lab Instruments, GmbH & Co, GermanyMSA6-6S-000-DFMicrobalance (Weighing filters)
SootScanTM Magee Scientific Co, Berkeley, USAOT21Black carbon measurement
Vaccine BagApex International, IndiaAIVC-46 Vaccine Bag
Whatman 903 Protein Saver cardGE Healthcare Life Sciences10534612Collection of capillary blood samples (Dried Blood Spot)

Referanslar

  1. Odo, D. B., Yang, I. A., Knibbs, L. D. A systematic review and appraisal of epidemiological studies on household fuel use and its health effects using demographic and health surveys. International Journal of Environmental Research and Public Health. 18 (4), 1411 (2021).
  2. Pope, D., et al. Are cleaner cooking solutions clean enough? A systematic review and meta-analysis of particulate and carbon monoxide concentrations and exposures. Environmental Research Letters. 16 (8), 083002 (2021).
  3. Smith, K. R., Pillarisetti, A. Household air pollution from solid cookfuels and its effects on health. Injury Prevention and Environmental Health. , (2017).
  4. Balakrishnan, K., et al. Air pollution from household solid fuel combustion in India: an overview of exposure and health related information to inform health research priorities. Global Health Action. 4 (1), 5638 (2011).
  5. Balakrishnan, K., et al. State and national household concentrations of PM2.5 from solid cookfuel use: Results from measurements and modeling in India for estimation of the global burden of disease. Environmental Health. 12 (1), 77 (2013).
  6. Corsi, D. J., et al. Prospective Urban Rural Epidemiology (PURE) study: Baseline characteristics of the household sample and comparative analyses with national data in 17 countries. American Heart Journal. 166 (4), 636-646 (2013).
  7. Keller, J. P., et al. A hierarchical model for estimating the exposure-response curve by combining multiple studies of acute lower respiratory infections in children and household fine particulate matter air pollution. Environmental Epidemiology. 4 (6), 119 (2020).
  8. Arku, R. E., et al. Characterizing exposure to household air pollution within the Prospective Urban Rural Epidemiology (PURE) Study. Environment international. 114, 307-317 (2018).
  9. Jack, D. W., et al. Ghana randomized air pollution and health study (GRAPHS): study protocol for a randomized controlled trial. Trials. 16 (1), 420 (2015).
  10. Liang, L., et al. Assessment of personal exposure to particulate air pollution: The first result of City Health Outlook (CHO) project. BMC Public Health. 19 (1), 711 (2019).
  11. Chowdhury, S., et al. Indian annual ambient air quality standard is achievable by completely mitigating emissions from household sources. Proceedings of the National Academy of Sciences. 116 (22), 10711-10716 (2019).
  12. Checkley, W., et al. Effects of a household air pollution intervention with liquefied petroleum gas on cardiopulmonary outcomes in Peru. A randomized controlled trial. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 203 (11), 1386-1397 (2021).
  13. Ranzani, O. T., et al. Association between ambient and household air pollution with carotid intima-media thickness in peri-urban South India: CHAI-Project. International Journal of Epidemiology. 49 (1), 69-79 (2020).
  14. Ranzani, O. T., et al. Personal exposure to particulate air pollution and vascular damage in peri-urban South India. Environment International. 139, 105734 (2020).
  15. Balakrishnan, K., et al. Establishing integrated rural-urban cohorts to assess air pollution-related health effects in pregnant women, children and adults in Southern India: an overview of objectives, design and methods in the Tamil Nadu Air Pollution and Health Effects (TAPHE) study. BMJ Open. 5 (6), 008090 (2015).
  16. Shupler, M., et al. Multinational prediction of household and personal exposure to fine particulate matter (PM2.5) in the PURE cohort study. Environment International. 159, 107021 (2022).
  17. Smith, K. R. Effect of reduction in household air pollution on childhood pneumonia in Guatemala (RESPIRE): A randomised controlled trial. The Lancet. 378 (9804), 1717-1726 (2011).
  18. Pillarisetti, A., et al. Patterns of stove usage after introduction of an advanced cookstove: The long-term application of household sensors. Environmental Science and Technology. 48 (24), 14525-14533 (2014).
  19. Johnson, M. A., et al. Air pollutant exposure and stove use assessment methods for the household air pollution intervention network (HAPIN) trial. Environmental Health Perspectives. 128 (4), 047009 (2020).
  20. Barr, D. B., Wang, R. Y., Needham, L. L. Biologic monitoring of exposure to environmental chemicals throughout the life stages: requirements and issues for consideration for the National Children's Study. Environmental Health Perspectives. 113 (8), 1083-1091 (2005).
  21. Puttaswamy, N., et al. Cross-validation of biomonitoring methods for polycyclic aromatic hydrocarbon metabolites in human urine: Results from the formative phase of the household air pollution intervention network (HAPIN) trial in India. Journal of Chromatography B. 1154, 122284 (2020).
  22. Barr, D. B., et al. Urinary creatinine concentrations in the U.S. population: implications for urinary biologic monitoring measurements. Environmental Health Perspectives. 113 (2), 192-200 (2005).
  23. McDade, T. W., Williams, S., Snodgrass, J. J. What a drop can do: dried blood spots as a minimally invasive method for integrating biomarkers into population-based research. Demography. 44 (4), 899-925 (2007).
  24. Sambandam, S., et al. Exposure contrasts associated with a liquefied petroleum gas (LPG) intervention at potential field sites for the multi-country household air pollution intervention network (HAPIN) trial in India: Results from pilot phase activities in rural Tamil Nadu. BMC Public Health. 20 (1), 1799 (2020).
  25. Clark, S. N., et al. High-resolution spatiotemporal measurement of air and environmental noise pollution in Sub-Saharan African cities: Pathways to equitable health cities study protocol for Accra, Ghana. BMJ Open. 10 (8), 035798 (2020).
  26. Clasen, T., et al. Design and rationale of the HAPIN study: A multicountry randomized controlled trial to assess the effect of liquefied petroleum gas stove and continuous fuel distribution. Environmental Health Perspectives. 128 (4), 47008 (2020).
  27. Liao, J., et al. LPG stove and fuel intervention among pregnant women reduce fine particle air pollution exposures in three countries: Pilot results from the HAPIN trial. Environmental Pollution (Barking). 291, 118198 (2021).
  28. Wilson, D. L., Williams, K. N., Pillarisetti, A. An integrated sensor data logging, survey, and analytics platform for field research and its application in HAPIN, a multi-center household energy intervention trial. Sustainability. 12 (5), 1805 (2020).
  29. Rooney, B., et al. Impacts of household sources on air pollution at village and regional scales in India. Atmospheric Chemistry and Physics. 19 (11), 7719-7742 (2019).
  30. Review of the National Ambient Air Quality Standards for Particulate Matter. Environmental Protection Agency Available from: https://www.epa.gov (2020)
  31. Barr, D. B., et al. Design and rationale of the biomarker center of the household air pollution intervention network (HAPIN) trial. Environmental Health Perspectives. 128 (4), 47010 (2020).
  32. Cross Sectional Assessment Study Appendix D, biologic sample collection and analysis plans. CDC/NCEH Available from: https://www.cdc.gov/inceh/clusters/fallon/6_ApdxD_Biomethods.pdf (2022)
  33. Practical guidance on capillary sampling (finger and heel-prick). World Health Organization Available from: https://cdn.who.int/media/docs/default-source/integrated-health-sevices-(his) (2010)
  34. WHO guidelines on drawing blood: best practices in phlebotomy. World Health Organization Available from: https://apps.who.int/iris/handle/10665/44294 (2010)
  35. Johnson, M., et al. Exposure contrasts of pregnant women during the household air pollution intervention network randomized controlled trial. Environmental Health Perspectives. 130 (9), 097005 (2022).
  36. Piedrahita, R., et al. Exposures to carbon monoxide in a cookstove intervention in northern Ghana. Atmosphere. 10 (7), 402 (2019).
  37. Balakrishnan, K., Cohen, A., Smith, K. R. Addressing the burden of disease attributable to air pollution in india: the need to integrate across household and ambient air pollution exposures. Environmental Health Perspectives. 122 (1), 6-7 (2014).
  38. Air quality monitoring, emission inventory and source apportionment study for Indian cities. Central Pollution Control Board Available from: https://www.epa.gov (2011)
  39. Stove, C. P., Ingels, A. -. S. M. E., De Kesel, P. M. M., Lambert, W. E. Dried blood spots in toxicology: from the cradle to the grave. Critical Reviews in Toxicology. 42 (3), 230-243 (2012).
  40. Grüner, N., Stambouli, O., Ross, R. S. Dried blood spots - preparing and processing for use in immunoassays and in molecular techniques. Journal of Visualized Experiments. (97), e52619 (2015).
  41. Ostler, M. W., Porter, J. H., Buxton, O. M. Dried blood spot collection of health biomarkers to maximize participation in population studies. Journal of Visualized Experiments. (83), e50973 (2014).
  42. Shan, M., et al. A feasibility study of the association of exposure to biomass smoke with vascular function, inflammation, and cellular aging. Environmental Research. 135, 165-172 (2014).

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

RetraksiyonSay 190randomize kontroll al maevsel hava kirlili iPM2 5COsoba kullan mbiyo rnekki isel maruziyetg rsel protokoller

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Bize Ulaşın

KÜTÜPHANEYE TAVSİYE ET

JoVE HABER BÜLTENLERİ

Araştırma

Eğitim

Yazarlar

Kütüphaneciler

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır