新冠病毒专题从地球健康学视角看新冠病毒大流行

新冠病毒专题: 从地球健康学视角看新冠病毒大流行

本文为Eos 新冠病毒专题(Geoscience During COVID-19)文章,阐述了地球科学对于人类健康的重大意义,以及新兴的地球健康科学的价值。文章通过对墨西哥湾“深水地平线” (Deepwater Horizon) 石油泄漏事故和2011年日本Tohoku地震灾难的深入剖析,阐明了我们应当从中吸取的经验教训,以及对于新冠病毒大流行的启示。

在人类健康与环境的交叉点上,一个新兴的领域——地球健康 (GeoHealth)——可以教会我们如何避免重复在过去灾难中所犯的错误。

去年12月开始出现的COVID-19起初只在局部地区爆发,却由于监测和准备工作的失误而迅速在全球传播。从这个意义上说,当前的大流行就像许多灾难,比如深水地平线原油泄漏事件,以及2011年日本Tohoku地震和海啸造成的后果一样,这些灾难通常是从单一的、伤害有限的事件开始,但通过一连串的人为和系统性错误,最终造成了灾难性的影响。

这次大流行不是第一次,也不会是最后一次,疾病生态学专家Peter Daszak多年来一直警告人们人畜共患疾病的起源,以及导致病毒向人类传播的环境压力。Daszak的贡献促进了对于如何阻止下一次SARS-CoV-2从森林中出现并在全球肆虐的讨论。
Peter Daszak是AGU期刊GeoHealth的创始人之一。

地球科学家在备灾和救灾方面有着丰富的经验,不断壮大的新群体正在与医疗专家、工程师和社会科学家合作,利用这些技能,改进对具有健康、经济和社会影响的事件的反应,包括像疾病大流行这样的极端事件。

地球科学家广泛开展跨学科合作,理解环境过程和人类健康之间的相互作用,积累了独特经验,就此产生了地球健康科学领域。
地球健康(GeoHealth)是一个新兴的跨学科领域,涵盖地球、海洋、气候和健康科学等领域的交叉研究。2017年,AGU创立了新期刊GeoHealth,发表与人类、农业和环境健康相关的地球和环境科学研究。2019年,该期刊获得了美国出版商协会颁发的“科学、技术和医学最佳新期刊奖”,以及 “自然科学和数学卓越奖”。

大气化学家Mario Molina是诺贝尔奖获奖团队成员之一,该团队记录了氯氟碳化合物(CFCs)与极地平流层臭氧下降之间的联系,导致了《蒙特利尔议定书》和国际上对CFCs的禁令。
地球化学家Clair Patterson从铅同位素中准确计算出地球的年龄后,认定含铅汽油是儿童铅中毒的罪魁祸首,并不懈努力,成功地禁止了燃料中的含铅添加剂。
GeoHealth 创始编辑、微生物学家Rita Colwell分析了导致霍乱暴发的环境与疾病之间的相互作用,并率先使用低成本的地方技术来减少饮用水中的霍乱。
地球健康学界旨在弥合地球科学和健康科学之间的差距,并致力于打破本可避免的人为失误造成的灾害恶性循环。

我们一次又一次地从灾难中汲取了关键的地球健康学教训,那就是必须为应急人员提供保护和充足的物资供应。

深水地平线石油泄漏事故导致钻井平台上11名工人当场死亡,继而对环境和人类健康造成了一代人的危害。溢油应急人员接触到大量反应性强、危险的新碳氢化合物,当它们在海洋环境中成熟时,变得稍微温和一些。由于现场缺乏足够的个人防护装备(PPE),加上对这些健康风险和减轻灾难的紧迫性认识不足,导致许多应急人员出现严重的皮肤和呼吸暴露,带来了持续多年的疾病。

没能从这些事件中吸取教训并实施变革,使得惨痛失败再次上演,导致如今缺乏检测工具、医疗用品和个人防护装备来帮助减缓COVID-19的传播。与深水碳氢化合物类似,SARS-CoV-2的毒性在大流行之初也未被充分了解,导致医务工作者的早期感染。无论我们的理解水平如何,应急人员总是暴露在环境危害和病毒病原体的高风险中。Colwell和人类生态学家Gary Machlis给美国艺术与科学学院(American Academy of Arts and Sciences)的最近一份报告中指出,让科学家和医疗专业人员共同参与危机训练非常重要,在理想的情况下可以确保在制定灾难计划时纳入风险数据。

如果对新发现的碳氢化合物的危险性的认识能够促使PPE的使用,并确保减灾设备富余,那么深水地平线事件的结果就会大不相同。同样,如果中国以外的国家政府从一开始就让科学家参与国家规划,他们就会更清楚疾病传播呈对数增长的可能性,从而更清楚地认识到为应急人员生产和储备PPE的必要性,即便从一开始就采取更好的隔离措施使得最终不需要这些设备也好。

地球健康学界强调的另一个教训是,需要有充分和准确的预警系统。

日本已经制定了一些最先进的抗震建筑标准,以及广泛的预警系统。2011年,日本Tohoku发生M9.1级地震。地震预警系统运行良好,但安全区和防波堤的设计和建造仅能应对该地区典型地震引发的海啸带来的淹没,而不能应对最坏情形。然而,2011年的海啸规模巨大,浪高从10米到40米不等,时速高达700公里。防护系统失灵,导致数万人死亡。科学家们现在知道,像这样的事件与该地区海啸沉积物的古生态记录是一致,是可以预测和计划的。

日本Tohoku地震和2004年印尼苏门答腊岛的地震和海啸促使地球健康学界开发出更好的地震灾害和海啸预警系统。这些工具利用移动技术提供实时预警,从而挽救生命。在COVID-19的情况下,早期预警则意味着有可用的检测试剂盒。对于病例对数增长的预测加上经由航空旅行的快速病媒传播,本应引起检测试剂盒的大规模生产和分发,以便我们能够查明和隔离出现的爆发点。以为这种疾病在全球范围内蔓延之前就会消失,就像2003-2004年SARS爆发时那样,这一假设就好像在日本Tohoku海啸之前对潜在海啸规模的错误预测一样——正是这一假设导致了我们今天看到的病毒大流行。

最后,在整个灾难过程中,风险信息必须是可靠和一致的。

正如地球健康专家从深水地平线和日本Tohoku事件中认识到的那样,灾难期间的压力和焦虑会引发一系列短期和长期的病征,进而影响身体健康。减轻这些影响的关键是使用可靠的科学方法分析灾难的进展情况,并向民众提供科学信息和建议,使大家能够做好包括心理准备在内的各种准备。

当日本Tohoku海啸导致福岛第一核电站(Fukushima Daiichi)的几个反应堆堆芯熔毁时,有关由此产生的辐射危害对健康影响的信息是不一致、不准确的,而且是故意乐观的。为评估受地形和大气环流影响的辐射释放量和分布动态而立即进行的监测远远不够。负责评估的监管机构只是在释放点周围画了一个同心圆,代表不同的风险级别。直到一个由民间科学家组成的松散联盟承担起这项任务,才有了有关该地区具有高可变性的辐射分布的记录。与此同时,监管机构先是淡化了风险,然后对没有科学依据的、每天都在变化的禁行辐射区采取了前后不一的强制措施。

通过研究这种糟糕的信息传递所带来的社会压力,我们发现了让社区参与风险信息传递的新方法。这些是我们今天应该学习的经验。我们对病毒动态和大流行传播有足够的了解,能够准确和持续地向公众通报有关避免感染和风险的信息。使用地理健康学的信息传递方法将有助于缓解公众的焦虑,同时仍能控制疫情。

深水地平线和日本Tohoku事件提供的实例,让地球健康学界学会了更好地规划和应对灾害,更好地向社区、城市和政府提供最优方法方面的信息。学界正在行动,了解COVID-19的动态及其对健康和环境的二次影响。

地球健康科学家致力于记录传染病、气候、人类迁徙、风险沟通和系统反应之间的联系——从这些联系中获得的经验教训可以帮助应对灾害的早期阶段,并防止其扩大。

即便病毒大流行,现在开始吸取这些教训还为时不晚,我们希望下次不要重蹈覆辙。

作者信息

Gabriel Filippell 教授

印第安纳大学-普渡大学印第安纳波利斯联合分校(IUPUI)地球科学系教授和城市健康中心主任。

他的研究兴趣包括:地球科学与人类健康,气候变化,沉积物地球化学,化学风化,养分循环,古海洋学,陆地金属循环。

Gabriel是国际地球化学协会(IAGC)会士,美国国务院空气质量研究员,担任美国驻巴基斯坦伊斯兰堡大使馆的科学顾问。

Gabriel 现任GeoHealth期刊主编。

本文英文原文发表于:AGU Eos,中文翻译仅供参考。
原文标题:Geohealth: Science’s First Responders
原文链接:https://eos.org/opinions/geohealth-sciences-first-responders
作者:Gabriel Filippelli
引用:Filippelli, G. (2020), Geohealth: Science’s first responders, Eos, 101, https://doi.org/10.1029/2020EO142663. Published on 13 April 2020.
Text ? 2020. The authors.CC BY-NC-ND 3.0
本文仅代表作者观点,不代表AGU、Eos或其任何附属机构的观点。

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