Secondo uno studio di Rutgers, i vigili del fuoco volontari – che costituiscono oltre il 65 per cento dei vigili del fuoco degli Stati Uniti – hanno livelli più elevati di “sostanze chimiche permanenti”, per- e sostanze polifluoroalchiliche (PFAS) rispetto al pubblico in generale.
Le sostanze perfluoroalchiliche (PFAS) costituiscono una grande famiglia di migliaia di sostanze chimiche sintetiche ampiamente utilizzate nell’intera società e riscontrate nell’ambiente.
Tutte contengono legami carbonio-fluoro, che sono tra i legami chimici più forti nella chimica organica. Ciò significa che resistono alla degradazione quando utilizzate oltre che nell’ambiente. La maggior parte delle PFAS è anche facilmente trasportabile nell’ambiente, coprendo lunghe distanze dalla fonte del rilascio.
Lo studio( che riportiamo interamente tradotto ), pubblicato sull’International Journal of Environmental Research and Public Health , ha confrontato i livelli di nove sostanze chimiche PFAS nel sangue dei vigili del fuoco volontari con i livelli della popolazione generale.
È il primo studio a valutare l’esposizione dei vigili del fuoco volontari ai PFAS, che sono sostanze chimiche che si accumulano nei corpi umani e nell’ambiente e si trovano in oggetti di uso quotidiano come l’elettronica e la moquette. I PFAS sono stati associati a numerose condizioni di salute che hanno un impatto sui vigili del fuoco, comprese le malattie cardiovascolari. Prove crescenti li hanno collegati al cancro.
“La causa principale della morte in servizio tra i vigili del fuoco sono gli attacchi di cuore. Inoltre si ammalano e muoiono di molti tipi di cancro più spesso di altre persone “, ha detto l’autore principale Judith Graber, professore associato presso la Rutgers School of Public Health e membro della facoltà presso l’Environmental and Occupational Health Sciences Institute. “Più del 95 per cento della popolazione degli Stati Uniti ha queste sostanze chimiche in una certa misura nei loro corpi, ma i vigili del fuoco hanno aumentato l’esposizione ai PFAS attraverso i loro indumenti protettivi e la schiuma antincendio e i materiali in fiamme che incontrano che rilasciano particelle, che possono essere inalate o sedimentate. sull’attrezzatura e sulla pelle. ”
Lo studio ha esaminato 135 membri di un corpo dei vigili del fuoco volontari nel New Jersey sul loro stile di vita e sui fattori di rischio di cancro e ha confrontato le tracce di nove sostanze chimiche PFAS nel loro sangue con i livelli registrati nella popolazione generale nei Centers for Disease Control and Prevention’s National Health and Nutrition Examination Survey, che tiene traccia dello stato di salute di un campione rappresentativo a livello nazionale di 5.000 persone all’anno. Sebbene esistano più di 4.000 sostanze chimiche PFAS, lo studio ha esaminato le nove sostanze chimiche che il CDC ha monitorato più a lungo e sono più spesso osservate nella popolazione generale.
I ricercatori hanno scoperto che i livelli di due delle sostanze chimiche studiate – acido perfluorododecanoico (PFDoA) e acido perfluorodecanoico (PFDA) – erano più alti nei vigili del fuoco volontari. “In particolare, abbiamo trovato livelli di PFDoA nell’80 per cento dei vigili del fuoco, ma poco nel pubblico in generale”, ha detto Graber.
Livelli chimici più elevati sono stati anche associati al numero di anni di attività antincendio; il partecipante medio aveva 20 anni di esperienza. Dal momento che sono sempre in servizio, i vigili del fuoco volontari potrebbero potenzialmente accumulare più anni di esposizioni relative agli incendi rispetto alle loro controparti in carriera, ha detto Graber.
“Il rischio numero uno per un vigile del fuoco è proteggersi dal fuoco. Le sostanze chimiche utilizzate nella schiuma antincendio e negli indumenti protettivi utilizzati dai vigili del fuoco sono emerse 40 anni fa, quando le persone pensavano di essere al sicuro e funzionano bene per quello che sono destinate a fare “, ha detto Graber. “Sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere meglio le fonti di queste sostanze chimiche e per progettare schiuma e indumenti protettivi efficaci che non utilizzino queste sostanze chimiche”.
Prevalenza e predittori dei livelli sierici di sostanze per- e polifluoroalchiliche (PFAS) tra i membri di un dipartimento dei vigili del fuoco volontario degli Stati Uniti suburbani
Astratto
Background: le sostanze per e polifluoroalchiliche (PFAS) sono inquinanti ubiquitari associati a esiti negativi per la salute. Livelli elevati di PFAS sono stati dimostrati tra i vigili del fuoco in carriera; meno si sa sui livelli di PFAS tra i vigili del fuoco volontari che comprendono i due terzi dei vigili del fuoco statunitensi. Metodi: i membri volontari dei vigili del fuoco hanno completato un sondaggio e fornito campioni di sangue. Abbiamo calcolato le medie geometriche e il 95% degli IC per PFAS riportati dal National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES). Abbiamo confrontato la distribuzione ei livelli di PFAS tra i partecipanti allo studio di maschi adulti bianchi non ispanici con quelli dei cicli NHANES 2015-2016 e 2017-2018. Abbiamo valutato le associazioni tra i livelli sierici di PFAS e anni di lotta agli incendi controllando i dati demografici e l’occupazione utilizzando la regressione lineare. Risultati: l’età media del partecipante era di 46,6 anni (sd. 17.1). L’acido perfluorododecanoico (PFDoA) è stato rilevato in quasi la metà dello studio ma <3% dei partecipanti NHANES; i livelli sierici di PFDoA, acido perfluorononanoico (PFNA) e acido perfluorodecanoico (PFDA) erano elevati tra i partecipanti rispetto a NHANES. I livelli sierici di PFDA e PFDoA sono stati positivamente associati ad anni di lotta agli incendi. Conclusioni: i vigili del fuoco volontari possono avere un profilo sierico e livelli di PFAS diversi rispetto alla popolazione generale. Il lavoro futuro in quest’area dovrebbe includere vigili del fuoco volontari di altre località geografiche e valutare le fonti di esposizione ai PFAS. I livelli sierici di PFDA e PFDoA sono stati positivamente associati ad anni di lotta agli incendi. Conclusioni: i vigili del fuoco volontari possono avere un profilo sierico e livelli di PFAS diversi rispetto alla popolazione generale. Il lavoro futuro in quest’area dovrebbe includere vigili del fuoco volontari di altre località geografiche e valutare le fonti di esposizione ai PFAS. I livelli sierici di PFDA e PFDoA sono stati positivamente associati ad anni di lotta agli incendi. Conclusioni: i vigili del fuoco volontari possono avere un profilo sierico e livelli di PFAS diversi rispetto alla popolazione generale. Il lavoro futuro in quest’area dovrebbe includere vigili del fuoco volontari di altre località geografiche e valutare le fonti di esposizione ai PFAS.
1. Introduzione
Le sostanze perfluoroalchiliche (PFAS), note anche come “ sostanze chimiche per sempre ”, sono un problema globale per l’ambiente e la salute a causa della loro presenza ubiqua nell’ambiente, della tendenza al bioaccumulo e della crescente evidenza di effetti avversi sulla salute umana a livelli molto bassi di esposizione [ 1 ]. Sono composti sintetici termicamente stabili con proprietà tensioattive antiaderenti uniche [ 2 ]. In quanto tali, i PFAS sono ampiamente utilizzati nei prodotti di consumo tra cui imballaggi alimentari, rivestimenti per pentole, prodotti resistenti all’acqua come pentole, filo interdentale e mobili e moquette [ 1]. I PFAS sono utilizzati anche per molti processi industriali. L’esposizione umana a PFAS può avvenire attraverso l’ingestione di cibo o acqua contaminati, inalazione, e ci sono prove da modelli di roditori di adsorbimento cutaneo [ 3 ]. La contaminazione delle acque sotterranee è stata comunemente segnalata intorno agli aeroporti e alle basi militari, perché i PFAS (principalmente acido perfluoroottanesolfonico (PFOS) e acido perfluoroottanoico (PFOA)) hanno storicamente costituito dall’1 al 5% delle schiume filmogene acquose di Classe B (AFFF) utilizzate per la soppressione degli incendi in tali ambienti [ 4 ]. Sono state segnalate altre fonti industriali puntuali di acque sotterranee comunitarie [ 5 , 6 , 7 ].
Negli esseri umani, le emivite sieriche dell’acido perfluoroesansolfonico (PFHxS), PFOS e PFOA sono state ripubblicate da uno studio rispettivamente a 5,3, 3,4 e 2,7 anni [ 8 ]. Sono prontamente trasportati e sono stati rilevati negli ecosistemi dall’Artico all’Antartico [ 9 , 10 ]. Quasi tutti i residenti negli Stati Uniti hanno livelli rilevabili di uno o più dei PFAS a catena lunga più studiati: PFOA, PFOS, PFHxS e acido perfluorononanoico (PFNA). L’esposizione a PFAS è stata associata a molteplici esiti avversi per la salute umana, tra cui dislipidemia, malattie cardiovascolari, immunosoppressione, malattie renali e disturbi endocrini [ 1 ]. Esistono prove che diversi PFAS a catena lunga di carbonio possono essere cancerogeni [ 11]. Nel 2015 l’Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro ha classificato il PFOA come cancerogeno del gruppo 2B (possibile) per i tumori dei reni e dei testicoli [ 12 ].
I vigili del fuoco possono essere esposti a PFAS attraverso più percorsi. Gli indumenti protettivi dei vigili del fuoco (alias, equipaggiamento o equipaggiamento da affluenza alle urne) erano storicamente trattati con PFAS per fornire proprietà di resistenza all’acqua e alle macchie; sono state riportate prove di PFAS in tutti gli strati dell’attrezzatura [ 13 ]. Le strutture degli edifici residenziali, commerciali e industriali e gli incendi dei veicoli possono bruciare prodotti che contengono PFAS inclusi componenti elettronici, mobili, moquette e isolamento e rilasciare particelle che possono essere inalate o depositarsi su attrezzi e pelle [ 14 ]. I vigili del fuoco che usano AFFF hanno dimostrato di avere concentrazioni sieriche aumentate di PFOS e PFHxS che erano positivamente associate ad anni di lotta agli incendi [ 15 ].
Livelli sierici medi più elevati di alcuni PFAS, inclusi PFOA, PFOS, PFHxS, PFNA e acido perfluorodecanoico (PFDA) sono stati osservati tra i vigili del fuoco rispetto a quelli di sottogruppi demograficamente simili della popolazione generale [ 16 ]. La maggior parte delle ricerche che valutano l’esposizione a PFAS nei vigili del fuoco sono state condotte tra i vigili del fuoco in carriera (pagati). Tuttavia, due terzi (67%) dei vigili del fuoco negli Stati Uniti prestano servizio come volontari [ 17 ]. I vigili del fuoco volontari svolgono gli stessi compiti dei loro omologhi in carriera, ma spesso con meno protezione e riduzione del rischio.
Esiste un divario significativo nella nostra comprensione dell’esposizione a PFAS nei vigili del fuoco statunitensi e, in particolare, tra i vigili del fuoco volontari. Per iniziare a colmare questa lacuna, abbiamo condotto uno studio di biomonitoraggio in un grande dipartimento dei vigili del fuoco volontari suburbani con l’obiettivo principale di valutare la distribuzione ei livelli dei composti PFAS rilevati nel siero rispetto alla popolazione generale degli Stati Uniti rappresentata dal National Health and Nutrition Examination Sondaggio (NHANES). NHANES è un’indagine basata sulla popolazione che pubblica i dati in cicli biennali. Quando questo studio è iniziato, il ciclo più recente per il quale i livelli sierici di NHANES PFAS erano pubblicamente disponibili era il 2015-2016 e abbiamo completato i nostri confronti utilizzando questi dati. Tuttavia, prima della conclusione dello studio, i dati PFAS del ciclo NHANES 2017-2018 sono diventati pubblicamente disponibili.18 ] (che sono stati precedentemente segnalati come elevati negli studi di biomonitoraggio dei vigili del fuoco). La pubblicazione del 2017-2018 ha offerto l’opportunità di aggiungere un obiettivo secondario allo studio: valutare se un confronto con i dati NHANES raccolti più vicino nel tempo ai dati del nostro studio (2019) altererebbe i nostri risultati o la nostra interpretazione. Pertanto, abbiamo confrontato la distribuzione ei livelli dei composti PFAS tra i partecipanti allo studio sui vigili del fuoco volontari con quelli dei due cicli NHANES più recenti. All’interno dei vigili del fuoco volontari, abbiamo anche esplorato le associazioni tra esposizioni antincendio e livelli sierici di PFAS.
2. Materiali e metodi
2.1. Collaborazione
Questo studio è stato uno sforzo di collaborazione tra il New Jersey Firefighter Cancer Assessment and Prevention Study (CAPS), lo US Firefighter Cancer Cohort Study (FFCCS) e il progetto di biomonitoraggio del New Jersey Department of Health, Public Health and Environmental Laboratories (NJDOH-PHEL) . CAPS era un progetto finanziato di due anni progettato per sviluppare e lanciare un’infrastruttura di ricerca a lungo termine per comprendere e prevenire il cancro tra gli oltre 35.000 vigili del fuoco del NJ attivi, l’80% dei quali sono volontari [ 19]. CAPS collabora e utilizza la metodologia del FFCCS, che è stato istituito nel 2016 e fornisce un quadro di ricerca nazionale per raccogliere e integrare indagini epidemiologiche dei vigili del fuoco, biomarcatori e dati sull’esposizione incentrati sulle esposizioni cancerogene e sugli effetti sulla salute. Per questo progetto, CAPS ha utilizzato il sondaggio annuale sul cancro FFCCS, dopo averlo adattato per l’uso da parte dei vigili del fuoco volontari (vedere la sezione seguente, “Raccolta dati: il sondaggio”). Le procedure di raccolta e trattamento dei campioni biologici sono state strettamente coordinate con l’NJDOH-PHEL, che ha anche analizzato i livelli sierici di PFAS partecipanti. Tutti i collaboratori hanno partecipato all’interpretazione dei risultati del biomonitoraggio.
2.2. Criteri di inclusione e procedure di iscrizione
Nel 2019 è stato condotto uno studio trasversale su nuove reclute e membri in carica di un grande dipartimento dei vigili del fuoco volontari suburbani. Prima dell’iscrizione, il team di studio ha tenuto sessioni informative con la leadership e i membri dei vigili del fuoco. L’iscrizione allo studio e le sessioni di raccolta dati si sono svolte durante l’addestramento settimanale programmato presso il centro di formazione del dipartimento o le caserme dei vigili del fuoco. I partecipanti idonei avevano almeno 18 anni ed erano nuove reclute, membri in carica o ex membri dei vigili del fuoco volontari. In ciascuna delle sei sessioni di arruolamento, il personale dello studio ha somministrato il consenso informato. I partecipanti acconsentiti hanno completato un sondaggio online e gli è stato chiesto di fornire un campione di sangue e urina.
2.3. Raccolta dei dati: il sondaggio
Il sondaggio è stato somministrato elettronicamente utilizzando REDCap, un sistema di raccolta e gestione dei dati online sicuro [ 20 ]. I partecipanti avevano la possibilità di completarlo su un laptop fornito dallo studio o utilizzando il proprio dispositivo mobile. L’indagine FFCCS valuta i fattori di rischio del cancro, i comportamenti di screening, l’accesso e l’utilizzo dell’assistenza sanitaria, le esposizioni professionali e l’esperienza antincendio. Al momento di questo studio, il sondaggio è stato scritto pensando all’amministrazione per i vigili del fuoco di carriera. Il team CAPS ha adattato le domande del sondaggio sulla storia professionale e sul servizio antincendio in modo che fossero applicabili ai vigili del fuoco volontari. Il sondaggio ha richiesto circa 45 minuti per essere completato.
2.4. Raccolta dei campioni e analisi di laboratorio
Il sangue è stato raccolto in provette da 10 mL di provetta con separatore di siero (SST) e conservato in ghiaccio attraverso il trasporto alla Rutgers University (RU) dove sono stati processati. Il siero è stato conservato a -30 ° C fino al trasporto su ghiaccio secco all’impianto NJDOH-PHEL per l’analisi PFAS. I sieri sono stati analizzati da PHEL-Environmental Chemical Laboratory Services (ECLS) utilizzando il metodo di test PFAS ottimizzato, il metodo NJDOH PFAS. Questo metodo è stato ottimizzato dal metodo CDC (Centers for Disease Control and Prevention) degli Stati Uniti (n. 6304.04) come parte del programma di biomonitoraggio dello Stato del New Jersey ed è stato impiegato per misurare i livelli di PFAS per più di mille sieri umani deidentificati in un progetto di biomonitoraggio PFAS a livello statale [ 21]. Il metodo utilizza un sistema di estrazione in fase solida (SPE) in linea ad alta produttività (Spark Holland, Emmen, Paesi Bassi) e uno spettrometro di massa tandem altamente sensibile (MS / MS) (Sciex QTrap 6500, Framingham, MA, USA), in grado di rilevare 12 analiti PFAS target a partire da <0,1 ng / mL entro un tempo di esecuzione di 10 minuti. Sono state descritte rispettivamente lo sviluppo dettagliato del metodo e le ottimizzazioni [ 22]. Il laboratorio ECLS ha partecipato al Biomonitoring Quality Assurance Support Program (BQASP) del CDC per PFAS nel siero dal 2016 e ha superato tutti i test di competenza ottenendo un punteggio del 100%. Inoltre, le procedure di garanzia / controllo qualità del laboratorio ECLS prevedono che tutti i campioni analizzati ei dati sulla concentrazione siano sistematicamente esaminati e verificati. Prima di riportare i risultati, tutti i dati sulla concentrazione vengono convalidati rispetto ai protocolli di controllo della qualità dei dati.
2.5. Popolazione in studio – Indagine sull’esame della salute e della nutrizione (NHANES)
La popolazione di confronto per lo studio è stata tratta dai partecipanti ai cicli NHANES 2015-2016 e 2017-2018. NHANES è un’indagine trasversale in corso amministrata dal CDC. I partecipanti NHANES vengono selezionati utilizzando un disegno di campioni di cluster multistadio per essere rappresentativi della popolazione statunitense non istituzionalizzata. Il sangue viene raccolto dai partecipanti di età pari o superiore a 12 anni. Il siero di un terzo dei campioni di siero NHANES è stato analizzato per un pannello di 10 composti PFAS nei cicli 2015-2016 e 2017-2018. NHANES rilascia dati pubblicamente disponibili con i risultati demografici e di laboratorio dei partecipanti e strumenti per l’analisi della struttura dei dati dell’indagine campionaria. La documentazione NHANES include descrizioni dettagliate dei metodi di laboratorio [ 23 ].
2.6. Analisi statistica
2.6.1. Caratteristiche demografiche e antincendio
Le caratteristiche demografiche per i partecipanti a CAPS e NHANES sono state stimate utilizzando le risposte del sondaggio e includevano:
Età: definita come gli anni che intercorrono tra la data di nascita e la data dell’indagine; categorizzato in quartili approssimativamente uguali di 18-34, 35-49, 50-59 e 60 o più per l’analisi bivariata
Sesso: classificato in maschio / femmina
Razza / etnia: classificato in bianco non ispanico / altro perché la maggior parte dei partecipanti al CAPS era bianco non ispanico
Livello di istruzione: definito per il livello di istruzione più alto raggiunto come diplomato di scuola superiore; un certo grado di college / Associates; o laurea di 4 anni o più
Professione: classificata come costruzione / produzione, governo / impiegata, fornitore di servizi e altra occupazione.
Le caratteristiche antincendio per i partecipanti al CAPS includevano:
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Mai impiegato (a pagamento) come vigile del fuoco: classificato come vigile del fuoco attuale, precedente o mai stato pagato
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Anni di servizio antincendio: stimati come la differenza tra il primo anno di iscrizione ai vigili del fuoco (volontario o carriera, a seconda di quale dei due fosse precedente) e l’ultimo anno di iscrizione attiva al dipartimento o la data del sondaggio) e suddivisi in quartili approssimativamente uguali per l’analisi bivariata (Da 0 a 5, da 6 a 19, da 20 a 34 e 35 o più anni)
–
Chiamate antincendio: calcolato come il numero cumulativo di chiamate antincendio a cui hanno risposto nel totale degli anni in cui ha prestato servizio come vigile del fuoco e standardizzato a un anno; classificati in quartili approssimativamente uguali da 0 a 4, da 5 a 9, da 10 a 19 e 20 o più chiamate all’anno.
2.6.2. Confronto dei livelli PFAS tra i partecipanti CAPS e NHANES
Poiché i partecipanti a CAPS erano 92% maschi e 90% bianchi non ispanici, abbiamo limitato il confronto con i partecipanti NHANES ai maschi bianchi non ispanici di età compresa tra 18 e 79 anni. Le differenze tra le concentrazioni sieriche sono state valutate per gli otto composti PFAS valutati da entrambi NJDOH- PHEL e NHANES e per i quali almeno un partecipante allo studio aveva una concentrazione sierica superiore al limite di rilevamento (LOD). Per NHANES il LOD era 0,10 per ciascun composto. Ai campioni al di sotto del LOD è stato assegnato un valore assegnato del limite di rilevamento diviso per la radice quadrata di 2 (0,07 ng / mL). NJDOH ha assegnato un diverso limite inferiore di rilevamento per ciascun composto PFAS, tutti inferiori a quelli di NHANES. Per garantire un confronto più accurato con NHANES, a tutti i valori NJDOH è stato assegnato lo stesso limite di rilevamento di NHANES (0,10 ng / mL). Le incongruenze per gli acronimi PFAS utilizzati da NJDOH e NHANES sono state risolte comunicando con uno scienziato NJDOH. Di seguito vengono utilizzati gli acronimi NHANES. PFOA e PFOS sono stati analizzati come la somma dei rispettivi polimeri lineari e a catena ramificata.
La prevalenza di PFAS è stata definita come il numero di rilevamenti al di sopra del LOD diviso per il numero di campioni per ogni PFAS all’interno di ciascun gruppo di studio. Per ciascuno degli otto composti sono stati calcolati i livelli sierici medi geometrici e i corrispondenti intervalli di confidenza al 95%. Le medie geometriche e gli intervalli di confidenza al 95% per NHANES sono stati calcolati utilizzando i pesi di strato, cluster e sottocampione forniti da NHANES; i sottocampioni sono stati analizzati utilizzando i domini.
2.6.3. Associazione tra esperienza antincendio e livelli PFAS (solo partecipanti CAPS)
È stata presa una decisione a priori per valutare le associazioni tra anni di esperienza antincendio e tutti i livelli sierici di PFAS trovati per avere concentrazioni sieriche medie geometriche significativamente più elevate nelle CAPS rispetto ai partecipanti NHANES. Questa analisi ha incluso tutti i 135 partecipanti a CAPS che hanno fornito un campione di sangue. A causa delle distribuzioni non normali delle concentrazioni sieriche per tre dei composti PFAS (PFNA, PFDA e acido perfluorododecanoico (PFDoA)), sono stati utilizzati approcci non parametrici per valutare le associazioni bivariate tra PFAS e l’esperienza antincendio. Le correlazioni tra ciascuno dei tre PFAS e le variabili continue tra cui età (in anni), anni cumulativi di antincendio e chiamate antincendio (numero per anno) sono state calcolate utilizzando i coefficienti di correlazione di Spearman ep-valori. Le associazioni tra ogni PFAS e le variabili categoriali (occupazione primaria, livello di istruzione e sempre stato un vigile del fuoco in carriera) sono state valutate calcolando le medie geometriche e gli intervalli di confidenza al 95% e i valori p per le differenze tra i livelli per ciascuna variabile.
Le associazioni tra le concentrazioni sieriche di PFNA, PFDA e PFDoA trasformati in logaritmo e le caratteristiche antincendio sono state valutate utilizzando modelli di regressione lineare generalizzata, uno per ciascun risultato. Ogni modello includeva l’anno antincendio e l’età modellata nel loro formato continuo (logaritmico). Per facilità di interpretazione, la variazione percentuale dell’esposizione a ciascun PFAS viene presentata come un aumento in 10 anni di esperienza antincendio. Le covariate categoriali includevano pompiere in carriera (riferimento = mai); livello di istruzione (riferimento = diploma di scuola superiore o inferiore) e occupazione primaria (riferimento = fornitore di servizi).
2.6.4. Analisi della sensibilità
È stata condotta un’analisi di sensibilità per confrontare le associazioni tra l’esperienza antincendio ei livelli di PFAS per i vigili del fuoco attuali con e senza esperienza come vigile del fuoco in carriera. Questi modelli includevano anche chiamate all’anno. L’associazione tra esperienza antincendio e livelli PFAS per i vigili del fuoco CAPS senza esperienza professionale è stata modellata utilizzando modelli di regressione lineare generalizzata come descritto sopra. Tutte le analisi statistiche sono state eseguite nel software statistico SAS / STAT (SAS Inc, Cary, NC, USA).
3. Risultati
3.1. Caratteristiche dei partecipanti
Mentre 138 membri dei vigili del fuoco volontari si sono iscritti al CAPS, a due mancavano i dati demografici e uno non aveva il prelievo di sangue, quindi questo studio ha incluso 135 partecipanti. La maggior parte degli iscritti erano maschi (95%) e bianchi non ispanici (90%). L’età media era di 47 anni e gli anni medi di esperienza antincendio erano 20. Quasi due terzi avevano un’istruzione universitaria (72%). Meno di un quinto dei vigili del fuoco aveva mai lavorato come vigile del fuoco in carriera (18%) ( Tabella 1 ).
Tabella 1. Caratteristiche demografiche e antincendio degli iscritti al CAPS (n = 135).
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3.2. Confronto della distribuzione dei composti PFAS rilevati
La distribuzione di PFOA, PFOS e PHFxS era simile tra i vigili del fuoco volontari maschi bianchi non ispanici nel nostro studio e partecipanti NHANES demograficamente simili. Tuttavia, la distribuzione degli altri PFAS misurati variava tra CAPS e partecipanti NHANES ( Tabella 2 ). Mentre la proporzione di partecipanti NHANES con livelli rilevabili di PFNA sembrava diminuire dai cicli NHANES 2015-2016 al 2017-2018 (dal 98% al 92%), il PFNA è stato rilevato nel siero di tutti i partecipanti allo studio CAPS. L’acido perfluorododecanoico (PFDoA) è stato rilevato nell’80% dei partecipanti a CAPS, ma <3% dei partecipanti NHANES nel ciclo 2015-2016 e in nessun partecipante nel ciclo NHANES 2017-2018.
Tabella 2. Concentrazioni sieriche di PFAS per vigili del fuoco volontari maschi bianchi non ispanici (n = 116) rispetto alle medie nazionali demograficamente simili della popolazione statunitense riportate dal National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES).
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3.3. Confronto delle concentrazioni sieriche medie di PFAS
Quando si confrontano i partecipanti a CAPS con i cicli NHANES 2015-2016 e 2017-2018, i livelli sierici hanno fluttuato per composto ma le relazioni complessive erano simili ( Tabella 2). I risultati che confrontano i partecipanti allo studio CAPS con i partecipanti NHANES 2017-2018 sono riassunti qui con l’eccezione di PFDoA, per il quale non sono stati rilevati livelli tra i partecipanti NHANES 2017-2018. C’erano differenze significative nelle concentrazioni sieriche medie per cinque degli otto PFAS. I membri di CAPS avevano concentrazioni sieriche medie geometriche significativamente inferiori rispetto a NHANES per PFOS (4,25 ng / mL e 6,08 ng / mL, rispettivamente; −43%) e MeFOSAA (0,08 ng / mL e 0,15 ng / mL, rispettivamente; −88%) . I partecipanti a CAPS avevano concentrazioni sieriche medie significativamente più alte rispetto a NHANES di PFNA (0,97 ng / mL e 0,46 ng / mL, rispettivamente; + 53%), PFDA (0,31 ng / mL e 0,19 ng / mL, rispettivamente; + 39%), e PFDoA (0,14 ng / mL e 0,07 ng / mL [NHANES 2015–2016]; + 50%).
3.4. Associazione tra esperienza antincendio e livelli PFAS (solo partecipanti CAPS)
La concentrazione sierica di PFNA era significativamente correlata con l’età, gli anni di lotta agli incendi e il numero annuale di chiamate a cui hanno risposto nell’analisi bivariata ( Tabella 3 ), tuttavia dopo aver controllato per età, livello di istruzione e occupazione queste associazioni non erano più significative. Livelli sierici più elevati di PFDA e PFDoA sono stati positivamente e significativamente associati ad anni di servizio antincendio dopo aver controllato l’età, il livello di istruzione e l’occupazione. Per ogni aumento di 10 anni di attività antincendio, il valore atteso di PFDA è aumentato dell’8% (95% CI: 1%, 15%) e il valore atteso di PFDoA è aumentato del 19% (95% CI: 9%, 30%) . Anche i livelli sierici di PFDoA sono stati positivamente associati al mai, rispetto al fatto di essere mai stato un vigile del fuoco pagato ( p-valore 0,026). Inaspettatamente, avere un’istruzione universitaria rispetto a nessuna è stata positivamente associata ad un aumento dei livelli sierici sia di PFDA che di PFDoA ( Tabella 4 ).
Tabella 3. Caratteristiche demografiche e antincendio e concentrazioni sieriche di PFAS di vigili del fuoco volontari in base alle concentrazioni sieriche di PFAS selezionati, stimate mediante analisi bivariata.
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Tabella 4. Associazioni tra le concentrazioni sieriche di PFAS e l’esperienza antincendio tra i membri dei vigili del fuoco volontari, stimate utilizzando la regressione lineare (n = 135).
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Nell’analisi di sensibilità che valuta l’associazione tra esperienza antincendio con PFAS siero-concentrazione di vigili del fuoco tra i partecipanti allo studio senza esperienza in carriera antincendio (solo esperienza solo in vigili del fuoco volontari), aggiustando per fattori demografici, le associazioni tra PFDA e PFDoA con anni di lotta antincendio il servizio è stato attenuato ( Tabella 5 ).
Tabella 5. Associazioni tra le concentrazioni sieriche di PFAS e l’esperienza antincendio tra il sottogruppo di membri volontari attivi dei vigili del fuoco che non avevano esperienza attuale o precedente come vigile del fuoco in carriera (n = 99), stimati utilizzando la regressione lineare.
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4. Discussione
Abbiamo scoperto che la prevalenza e il livello di sostanze chimiche PFAS nel siero differivano tra i membri di un grande dipartimento dei vigili del fuoco volontari suburbani e la popolazione generale degli Stati Uniti, incluso che PFDoA è stato rilevato nell’80% dei soggetti di studio ma in nessuno dei partecipanti NHANES nel 2017 Ciclo 2018. Inoltre, abbiamo osservato livelli sierici significativamente più alti di PFNA, PFDA e PFDoA, ma livelli più bassi di PFOS e MeFOSAA, rispetto ai partecipanti NHANES della stessa età, sesso e razza (maschi bianchi adulti, non ispanici). Questi risultati sono generalmente coerenti con la ricerca precedente in quanto i vigili del fuoco hanno livelli sierici elevati di alcuni PFAS a catena lunga rispetto alla popolazione generale, inclusi PFHxS, PFDA e PFNA. Inoltre, alcuni vigili del fuoco con una storia di utilizzo di AFFF hanno livelli sierici elevati di PFOA e PFOS. Tuttavia, gran parte della ricerca precedente sull’esposizione a PFAS tra i vigili del fuoco è stata condotta tra i vigili del fuoco di carriera. A nostra conoscenza, questo è il primo studio delle sue dimensioni per valutare l’esposizione a PFAS tra i vigili del fuoco volontari.
Nel nostro confronto fianco a fianco dei partecipanti al nostro studio arruolati nel 2019 ai due cicli NHANES più recenti, 2015-2016 e 2017-2018, l’interpretazione complessiva dei nostri risultati sarebbe stata simile se avessimo usato il precedente ciclo NHANES (2015-2016 ). Tuttavia, poiché le concentrazioni di PFAS sono dinamiche nella popolazione generale, con alcuni livelli medi in calo e alcuni in aumento, la dipendenza dai dati 2015-2016 piuttosto che dal 2017-2018, che sono più temporalmente prossimali allo studio 2019 CAPS, avrebbe introdotto errori nella stima delle differenze tra la prevalenza ei livelli sierici di alcuni PFAS tra le nostre due popolazioni di studio.
La nostra osservazione che le concentrazioni sieriche medie di PFDA erano significativamente elevate in questi vigili del fuoco volontari rispetto ai partecipanti NHANES è notevole. È coerente con uno studio di biomonitoraggio del 2015 su 101 vigili del fuoco in carriera in California che hanno riferito che i loro livelli di PFDA erano tre volte superiori a quelli dei partecipanti NHANES. Da notare, le concentrazioni sieriche dei livelli di PFDA osservate nei vigili del fuoco della California (e nel campione NHANES 2011-2012 0,90 μg / L; 95% CI, 0,78-1,03), erano molto più alte di quelle che abbiamo osservato in questo studio [ 24]. Ciò potrebbe riflettere il fatto che i livelli sierici di alcuni PFAS a catena lunga stanno diminuendo poiché vengono gradualmente eliminati dall’uso industriale e dai prodotti di consumo a causa di problemi di salute e ambientali. Questi vigili del fuoco in carriera in California non avevano livelli sierici rilevabili di PFDoA; al contrario, i vigili del fuoco volontari del New Jersey avevano un’alta prevalenza (80%) e livelli sierici significativamente elevati di PFDoA, con la media geometrica doppia rispetto ai partecipanti NHANES. La fonte dell’esposizione a PFDoA in questi vigili del fuoco volontari è una direzione importante per le indagini future. Sebbene questi vigili del fuoco differissero da quelli nello studio della California sia per la struttura lavorativa (volontario vs. carriera) che per la geografia, è interessante notare che nel nostro studio i livelli sierici di PFDA e PFDoA erano positivamente correlati con entrambi gli anni in cui ero un vigile del fuoco e non avendo mai lavorato come vigile del fuoco in carriera. Tuttavia, l’esposizione della comunità può anche contribuire all’esposizione a PFAS nei partecipanti allo studio poiché l’area del New Jersey ha avuto una storia di inquinamento industriale da coloranti e altre industrie che potrebbero utilizzare PFAS nei loro processi di produzione [25 ]. In uno studio del 2020 sui PFAS nelle acque superficiali e nei pesci condotto campionando 11 corsi d’acqua intorno al New Jersey in base alla vicinanza a potenziali fonti di PFAS nelle aree ricreative. Quattro delle aree di campionamento erano adiacenti al comune in cui è stato condotto l’attuale studio perché si trovano all’interno del bacino di drenaggio del complesso Joint Base Maguire-Dix-Lakehurst. Dei campioni di acqua adiacenti alla città di studio, tutti contenevano livelli rilevabili di PFOA e PFOS ma non di PFDoA o PFNA; PFNA è stato rilevato in una posizione [ 26 ]. Questi risultati non supportano una fonte ambientale di PFDoA in questi vigili del fuoco.
Abbiamo osservato concentrazioni sieriche elevate di PFNA nei partecipanti al nostro studio, che non erano associate ad anni di lotta agli incendi dopo aver controllato l’età, l’occupazione e il livello di istruzione. Altri studi di biomonitoraggio hanno osservato livelli elevati di PFNA, così come PFHxS e PFOS tra i vigili del fuoco che hanno lavorato con AFFF [ 15 ]. Tuttavia, i vigili del fuoco volontari i cui membri hanno partecipato a questo studio hanno usato raramente l’AFFF, ma alcuni dei partecipanti potrebbero averlo fatto in dipartimenti precedenti o nelle forze armate, tuttavia non abbiamo visto un’associazione tra essere un vigile del fuoco di carriera e livelli sierici di PFAS o con precedente servizio militare (dati non mostrati). Ci sono alcune aree del New Jersey con una contaminazione delle acque sotterranee PFNA eccezionalmente alta, [ 5] così come alcuni studi sulla popolazione generale che hanno scoperto che la dieta può rappresentare oltre la metà dell’esposizione a PFNA [ 27 , 28 ]. In quanto tale, la mancanza di associazione con l’esperienza antincendio può indicare una fonte ambientale piuttosto che correlata all’antincendio. Includere membri della comunità con un profilo socio-demografico simile ma nessuna esperienza antincendio negli studi futuri sull’esposizione a PFAS potrebbe offrire approfondimenti sull’importante questione delle fonti di esposizione a PFAS.
Uno studio di biomonitoraggio sui residenti del New Jersey condotto utilizzando resti di campioni di laboratorio e donazioni di sangue acquisite tra il 2016 e il 2018 e utilizzato pesi stratificati post-campione per stimare i parametri della popolazione ha riportato una distribuzione leggermente diversa di PFAS nei maschi adulti del New Jersey rispetto a quella osservata tra voi volontari vigili del fuoco. Hanno osservato livelli geometrici inferiori di PFNA (0,88 ng / mL, 95% CI: 0,77, 1,01] e PFDA (0,23 ng / mL, 95% CI: 0,18, 0,29], sebbene in entrambi i casi gli intervalli di confidenza si sovrappongono [ 21 ].
La forte e consistente associazione positiva osservata tra l’avere un’istruzione universitaria e le concentrazioni sieriche di PFDA e PFDoA era inaspettata. Non siamo stati in grado di valutare la variazione del reddito familiare in questo studio, ma l’istruzione è in genere fortemente correlata con lo stato socioeconomico e con i fattori legati allo stile di vita. Gli studi sul contributo della dieta al carico corporeo dei PFAS hanno rilevato che i maggiori contributori sono il pesce, la carne, la frutta e le uova [ 29 ]. Una maggiore assunzione di pesce e frutta è associata a un reddito più elevato negli Stati Uniti e quindi questo potrebbe spiegare parte dell’associazione osservata. Inoltre, i PFAS vengono utilizzati su arredi e moquette per renderli resistenti alle macchie, quindi livelli sierici più elevati possono riflettere modelli di prodotti di consumo associati al reddito. Questa è un’area importante per la ricerca futura.
Il nostro studio ha avuto una serie di punti di forza notevoli, incluso il fatto di essere tra i primi studi delle sue dimensioni per indagare sull’esposizione a PFAS tra i vigili del fuoco volontari. Nel New Jersey, dove è stato condotto questo studio, oltre l’80% dei circa 37.000 vigili del fuoco sono volontari. Negli Stati Uniti, la percentuale di vigili del fuoco statunitensi volontari è in aumento mentre il numero di cargo in carriera sta diminuendo [ 17 ]. I vigili del fuoco volontari si addestrano e svolgono gli stessi compiti dei vigili del fuoco in carriera, ma spesso con meno protezione e riduzione del rischio. Sono sempre di guardia e quindi potrebbero potenzialmente accumulare più anni di esposizioni legate alla lotta contro gli incendi rispetto alle loro controparti in carriera [ 30]. Rispetto ai vigili del fuoco in carriera, un numero significativamente maggiore di vigili del fuoco volontari statunitensi sono donne: 4 contro l’11%. Non siamo stati in grado di trovare statistiche affidabili sulla percentuale di vigili del fuoco volontari statunitensi che sono bianchi non ispanici. Nel servizio alla carriera, circa l’8% sono afroamericani, l’8% ispanici e l’1% asiatici o altro. Studi futuri su vigili del fuoco volontari dovrebbero tentare di includere più donne e persone di colore poiché il loro profilo professionale e di esposizione potrebbe differire.
Un altro punto di forza di questo studio era che si trattava di una collaborazione scientifica con l’FFCCS nazionale [ 31 ]. Abbiamo utilizzato il loro sondaggio annuale sul cancro, uno strumento che era già stato ampiamente utilizzato dalle popolazioni di vigili del fuoco. Tuttavia, una limitazione inerente all’acquisizione della storia antincendio tramite sondaggio è l’ottenimento di una valutazione accurata dell’esposizione per i vigili del fuoco data la diversità dei tipi di chiamate a cui rispondono, il loro volume variabile di chiamate e spesso la loro lunga esperienza antincendio. L’incapacità di catturare con precisione le esposizioni dei vigili del fuoco può comportare un’errata classificazione dell’esposizione, tuttavia tale errata classificazione dovrebbe essere probabilmente non differenziale.
5. Conclusioni
I vigili del fuoco volontari costituiscono oltre i due terzi dei vigili del fuoco statunitensi, ma sono sottorappresentati negli studi sulla salute e sull’esposizione. L’esposizione a PFAS è una preoccupazione crescente tra i vigili del fuoco e questo studio fornisce alcune prove che i vigili del fuoco volontari hanno esposizioni a PFAS che differiscono da quelle della popolazione generale e dai vigili del fuoco in carriera. La ricerca sulle fonti di esposizione a PFAS è un obiettivo essenziale della ricerca futura per informare la riduzione del rischio e dell’esposizione nei vigili del fuoco. I PFAS sono un gruppo eterogeneo di oltre quattromila composti, sebbene la stragrande maggioranza non sia stata misurata negli studi di biomonitoraggio. Con l’accumulo di prove degli impatti sull’ambiente e sulla salute dei PFAS a catena lunga, il loro uso nell’industria e nella produzione, incluso l’AFFF, viene gradualmente eliminato. Tuttavia, i sostituti spesso includono PFAS a catena più corta, i cui impatti sono sconosciuti e che non sono ancora monitorati nei nostri sistemi di monitoraggio della salute pubblica o ambientale. Sono necessari studi che affrontano l’intero spettro di esposizioni ai PFAS per comprendere il pieno impatto di questi inquinanti persistenti.
Contributi dell’autore
JMG, JLB, AJC-M., MET, MBS e TMB hanno contribuito alla concettualizzazione dello studio e allo sviluppo metodologico. TMB, KB e JMG hanno supervisionato le operazioni di studio. S.-eL, TB, NNS e JMG hanno condotto l’analisi statistica. JMG, TB, TMB e NNS hanno preparato la bozza originale del manoscritto. ZF e CHY hanno supervisionato e condotto analisi di laboratorio. Tutti gli autori hanno esaminato e modificato le bozze del manoscritto e hanno letto e accettato la versione pubblicata del manoscritto.
Finanziamento
Questo studio è stato sostenuto da una sovvenzione da Robert Wood Johnson Barnabas Health e dal Rutgers Cancer Institute del New Jersey. Un numero di sovvenzione non è applicabile. Il Fire Fighter Cancer Cohort Study (FFCCS) è supportato dalla Federal Emergency Management Agency (FEMA) concede EMW-2015-FP-00213, EMW-2017-FP-00860, EMW-2018-FP-0086, EMW-2019-FP- 00526 e EMW-2019-FP-00517.
Dichiarazione del Comitato di revisione istituzionale
Questo protocollo di studio è stato esaminato e approvato da Rutgers, The State University of New Jersey, Biomedical and Health Sciences Institutional Review Board. (codice protocollo Pro2019000811; data di approvazione 20 marzo 2020).
Dichiarazione di consenso informato
Il consenso informato è stato ottenuto da tutti i soggetti coinvolti nello studio CAPS.
Dichiarazione sulla disponibilità dei dati
I dati sono associati alla documentazione può essere disponibile per gli utenti solo in base a un accordo di condivisione dei dati che prevede: (1) un impegno a utilizzare i dati solo per scopi di ricerca e non per identificare alcun singolo partecipante; (2) un impegno a proteggere i dati utilizzando una tecnologia informatica appropriata; e (3) un impegno a distruggere o restituire i dati dopo che le analisi sono state completate.
Ringraziamenti
Gli autori desiderano ringraziare la leadership del dipartimento dei vigili del fuoco di Toms River (TRFD), tra cui l’amministratore capo del distretto 1 Brian Kubiel e l’ex capo del distretto James Golden, la cui preoccupazione per il cancro tra i vigili del fuoco e l’impegno a sviluppare una partnership scienza-comunità, è il fondazione su cui si basa il New Jersey Cancer Assessment and Prevention Study. Ringraziamo anche i membri della TRFD che hanno dedicato il loro tempo per partecipare a CAPS. Per assistenza con la raccolta dei dati vorremmo ringraziare Clarimel Cepeda, Azanna Clemmings, Fatima Green, Rhys Hanley, Payal Kadiwar, Nan Ji, Alicia Legard, Adriana Dos Santos Brandao De Resende e Alexander Wurtz.
Conflitto di interessi
Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti effettivi o potenziali.