Assessment of personal exposure to particulate air pollution in different microenvironments and traveling by several modes of transportation in Bogotá, Colombia: Protocol for a mixed methods study (ITHACA)
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2022
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Resumen
La contaminación atmosférica en la mayoría de los países supera los niveles recomendados por la Organización Mundial de la Salud, y provoca hasta un tercio de las muertes por enfermedades no transmisibles. Las partículas finas (PM2,5) y el carbono negro (BC) procedentes de fuentes móviles son los principales contaminantes. Objetivo: El objetivo de este estudio es evaluar la relación de la exposición a contaminantes atmosféricos (PM2.5 y BC) en microambientes según la salud respiratoria y la actividad física en usuarios que viajan en diferentes tipos de transporte en Bogotá, Colombia. Métodos: Se realizará un estudio de métodos mixtos basado en un diseño paralelo convergente con trabajadores y estudiantes. La muestra incluirá 350 usuarios sanos que viajan en diferentes modos de transporte urbano en tres rutas principales de Bogotá. El estudio se desglosa en dos componentes: (1) un componente cualitativo descriptivo centrado en la evaluación de la percepción individual de la contaminación del aire mediante entrevistas semiestructuradas; y (2) un estudio transversal que mide la exposición individual a PM2,5 y BC mediante instrumentos portátiles (DustTrak y microAeth, respectivamente), la función pulmonar mediante espirometría y la actividad física con acelerometría. El análisis incluirá triangulación concurrente y regresión logística. Resultados: Los resultados serán útiles para la concepción, el diseño y el proceso de toma de decisiones en los sectores de la salud y la movilidad desde las perspectivas pública, académica y privada. Este estudio incluye mediciones personales de PM2.5 y BC durante viajes típicos en la ciudad para evaluar la exposición a estos contaminantes en las principales vías de comunicación en tiempo real. El estudio compara además el rendimiento de dos pruebas pulmonares diferentes para identificar posibles efectos respiratorios a corto plazo. Como limitación, el protocolo incluirá participantes de diferentes instituciones de la ciudad, que no son necesariamente representativos de toda la población sana de Bogotá. En este sentido, no es posible sacar conclusiones de causalidad. Además, un diseño paralelo convergente podría ser especialmente problemático en lo que respecta a la integración, ya que dicho diseño suele carecer de un plan claro para establecer una conexión entre los dos conjuntos de resultados, que pueden no estar bien conectados. No obstante, este estudio adopta un procedimiento para la integración de los datos cualitativos y cuantitativos en la interpretación de los resultados y una regresión multinivel. Se tendrá en cuenta el tiempo que los participantes deben vivir en la ciudad; esto se controlará en el análisis estratificado. Otra limitación es el amplio rango de edad y la situación laboral de los participantes. Los niveles y episodios de contaminación regional (PM2,5) se tratarán como variables de confusión. El estudio se encuentra actualmente en la fase de inscripción de los participantes. Se han realizado mediciones en 300 participantes. Las condiciones de la pandemia afectaron al calendario del estudio; sin embargo, es probable que los resultados se obtengan a finales de 2022. Conclusiones: Este estudio investiga la exposición a contaminantes del aire en microambientes de Bogotá, Colombia. Hasta donde sabemos, este es el primer estudio de métodos mixtos que se centra en el PM2.5, el CB y los efectos en la salud respiratoria en una ciudad a más de 2 metros sobre el nivel del mar. Este estudio proporcionará una integración de las variables de exposición a la contaminación del aire y los efectos en la salud respiratoria en diferentes microambientes.
Descripción
Abstract
Air pollution in most countries exceeds the levels recommended by the World Health Organization, causing up to one-third of deaths due to noncommunicable diseases. Fine particulate matter (PM2.5) and black carbon (BC) from mobile sources are the main contaminants. Objective: The aim of this study is to assess the relationship of exposure to air pollutants (PM2.5 and BC) in microenvironments according to respiratory health and physical activity in users traveling by different types of transportation in Bogotá, Colombia. Methods: A mixed methods study based on a convergent parallel design will be performed with workers and students. The sample will include 350 healthy transport users traveling by different urban transportation modes in three main routes in Bogotá. The study is broken down into two components: (1) a descriptive qualitative component focused on assessing the individual perception of air pollution using semistructured interviews; and (2) a cross-sectional study measuring the individual exposure to PM2.5 and BC using portable instruments (DustTrak and microAeth, respectively), pulmonary function by spirometry, and physical activity with accelerometry. The analysis will include concurrent triangulation and logistic regression. Results: The findings will be useful for the conception, design, and decision-making process in the sectors of health and mobility from public, academy, and private perspectives. This study includes personal measurements of PM2.5 and BC during typical trips in the city to assess the exposure to these contaminants in the major roadways in real time. The study further compares the performance of two different lung tests to identify possible short-term respiratory effects. As a limitation, the protocol will include participants from different institutions in the city, which are not necessarily representative of all healthy populations in Bogotá.
In this sense, it is not possible to draw causation conclusions. Moreover, a convergent parallel design could be especially problematic concerning integration because such a design often lacks a clear plan for making a connection between the two sets of results, which may not be well connected. Nevertheless, this study adopts a procedure for how to integrate qualitative and quantitative data in the interpretation of the results and a multilevel regression. The time that participants must live in the city will be considered; this will be controlled in the stratified analysis. Another limitation is the wide age range and working status of the participants. Regional pollution levels and episodes (PM2.5) will be handled as confounding variables. The study is currently in the enrollment phase of the participants. Measurements have been made on 300 participants. Pandemic conditions affected the study schedule; however, the results are likely to be obtained by late 2022. Conclusions: This study investigates the exposure to air pollutants in microenvironments in Bogotá, Colombia. To our knowledge, this is the first mixed methods study focusing on PM2.5, BC, and respiratory health effects in a city over 2 meters above sea level. This study will provide an integration of air pollution exposure variables and respiratory health effects in different microenvironments.
Palabras clave
Contaminación ambiental, Material particulado, Carbono negro, Calidad del aire
Keywords
Air pollution, Particulate matter, Black carbon, Air quality