تصور إجراءات جمع البيانات الميدانية لتقييمات التعرض والعلامات الحيوية لتجربة شبكة التدخل في تلوث الهواء المنزلي في الهند

نقوم بتفصيل الإجراءات المتسقة وعالية الجودة المستخدمة في جميع عمليات أخذ العينات الجوية والبيولوجية في المواقع الميدانية الهندية خلال تجربة معشاة كبيرة ذات شواهد. وتتيح الرؤى المستقاة من الإشراف على تطبيقات التكنولوجيات المبتكرة، المكيفة لتقييم التعرض في المناطق الريفية، ممارسات أفضل لجمع البيانات الميدانية مع نتائج أكثر موثوقية.

هنا ، نقدم تمثيلا مرئيا للإجراءات القياسية لجمع البيانات على مستوى السكان حول التعرض الشخصي لتلوث الهواء المنزلي (HAP) من موقعين مختلفين للدراسة في بيئة محدودة الموارد في تاميل نادو ، الهند. تم قياس الجسيمات PM 2.5 (جزيئات أصغر من_2.5 ميكرون في القطر الديناميكي الهوائي) وأول أكسيد الكربون (CO) والكربون الأسود (BC) في الأمهات الحوامل (M) والنساء البالغات الأخريات (OAW) والأطفال (C) في أوقات مختلفة على مدى فترة 4 سنوات. بالإضافة إلى ذلك ، تم إجراء مراقبة استخدام الموقد (SUMs) باستخدام موازين حرارة تسجيل البيانات والقياسات المحيطة لتلوث الهواء. علاوة على ذلك ، تم إثبات جدوى جمع العينات البيولوجية (البول وبقع الدم المجففة [DBSs]) من المشاركين في الدراسة في المواقع الميدانية بنجاح. استنادا إلى نتائج هذه الدراسة والدراسات السابقة ، عززت الأساليب المستخدمة هنا جودة البيانات وتجنبت المشكلات المتعلقة بتلوث الهواء المنزلي وجمع العينات البيولوجية في المواقف المحدودة الموارد. قد تكون الإجراءات الموضوعة أداة تعليمية قيمة وموردا للباحثين الذين يجرون دراسات مماثلة لتلوث الهواء والصحة في الهند وغيرها من البلدان المنخفضة والمتوسطة الدخل (LMICs).

على الصعيد العالمي ، يعد التعرض لتلوث الهواء المنزلي (HAP) ، ومعظمهم من الطهي بالوقود الصلب ، سببا رئيسيا للمراضة والوفيات¹،^2،3. ينتشر الطهي والتدفئة بالوقود الصلب (الكتلة الحيوية - مثل الخشب والروث وبقايا المحاصيل والفحم) على نطاق واسع في البلدان المنخفضة والمتوسطة الدخل (LMICs) ، مما يطرح العديد من القضايا الصحية والبيئية والاقتصادية. PM_2.5 هو "قاتل صامت" ، يحدث في الداخل والخارج ^4,5. غالبا ما تكون جودة الهواء الداخلي في الهند أسوأ بكثير من جودة الهواء الخارجي ، وقد اكتسبت اهتماما كافيا لاعتبارها خطرا صحيا بيئيا كبيرا⁴. وقد أعاقت ندرة بيانات التعرض الكمي القائمة على القياس تقييمات العبء العالمي للأمراض (GBD) المرتبطة ب^{HAP 6,7}.

غالبا ما تتجاهل الأبحاث الحالية أن قياس التعرض ل HAP معقد ويختلف اعتمادا على العديد من العوامل ، بما في ذلك نوع الوقود ونوع الموقد والاستخدام المختلط للعديد من المواقد النظيفة وغير النظيفة ، وهي ظاهرة تعرف باسم "تكديس الموقد". تشمل التأثيرات الأخرى على التعرض كمية الوقود المستهلكة ، ومستويات تهوية المطبخ ، وطول الوقت الذي يقضيه بالقرب من موقد الطهي ، والعمر ، والجنس⁸. المؤشر الأكثر قياسا على نطاق واسع ويمكن القول إنه أفضل مؤشر للتعرض ل HAP هو PM_2.5. ومع ذلك ، نظرا لعدم وجود أجهزة ميسورة التكلفة وسهلة الاستخدام وموثوقة ، كان قياس الجسيمات الدقيقة (PM_2.5) صعبا بشكل خاص.

أفادت دراسات مختلفة بقياس مستوى ملوثات الهواء الفردية أو المتعددة باستخدام طرق مختلفة⁸،^{9،10،11،12}. في السنوات الأخيرة ، ظهرت أجهزة استشعار منخفضة التكلفة نسبيا قادرة على قياس هذه الملوثات في البيئات الداخلية والمحيطة. ومع ذلك ، ليست كل هذه المستشعرات قابلة للتطبيق للعمل الميداني لأسباب مختلفة ، بما في ذلك تكاليف الصيانة ، وتحديات النشر ، وقضايا المقارنة مع طرق القياس التقليدية ، والموارد البشرية المحدودة للتحقق من صحة هذه المستشعرات مقابل الطرق المرجعية ، وصعوبة فحوصات جودة البيانات المنتظمة (من خلال السحابة) ، ومرافق استكشاف الأخطاء وإصلاحها اللامركزية المحدودة أو المنعدمة. وقد استخدمتها العديد من الدراسات التي تحتوي على هذه الأنواع من القياسات كبديل للتعرض أو من خلال الجمع بين القياسات البيئية وإعادة بناء التعرض باستخدام تقييمات النشاط الزمني⁸،^9،12،^13،14.

قد تلتقط المراقبة الشخصية - التي يتم فيها تشغيل الشاشة أو بواسطة فرد عبر المكان والزمان - التعرض الكلي "الحقيقي" بشكل أفضل. غالبا ما تنقل الدراسات التي تقيس التعرض الشخصي بروتوكولاتها الدقيقة لفترة وجيزة فقط ، غالبا في مواد تكميلية للمخطوطات العلمية⁹،¹²،^13،14،15. على الرغم من أن التقنيات المفصلة في هذه الدراسات توفر إحساسا عاما قويا بمنهجية أخذ العينات ، إلا أنه غالبا ما يكون هناك غياب لتفاصيل مراحل جمع البيانات الميدانية^12،16.

يمكن رصد العديد من الخصائص الإضافية ، بالإضافة إلى تركيزات الملوثات ، في هذه المساكن. تعد مراقبة استخدام الموقد ، وهي طريقة لتقييم وقت وكثافة استخدام أجهزة الطاقة المنزلية ، جزءا رئيسيا من العديد من تقييمات التأثير والتعرض الحديثة¹⁶،¹⁷،^18،19. تركز العديد من هذه الشاشات على قياس درجة الحرارة عند نقطة الاحتراق أو بالقرب منها على مواقد الطهي. أثناء استخدام المزدوجات الحرارية والثرمستورات ، هناك نقص في بروتوكولات التشغيل للشاشات ، بما في ذلك أفضل طريقة لوضعها على مواقد الطهي لالتقاط التباين في أنماط استخدام الموقد.

وبالمثل ، فإن الرصد البيولوجي هو أداة فعالة لتقييم التعرضات البيئية ، على الرغم من أن هناك عدة عوامل تؤثر على اختيار المصفوفة البيولوجية المثلى²⁰. في ظل الظروف المثالية ، يجب أن يكون جمع العينات غير جراحي أو الحد الأدنى. يجب أن تضمن الأساليب المستخدمة سهولة المناولة ، والشحن والتخزين غير التقييديين ، وتطابق جيد بين العلامة الحيوية المقترحة والمصفوفة البيولوجية ، وتكلفة منخفضة نسبيا ، وعدم وجود مخاوف أخلاقية.

جمع عينات البول له بعض المزايا الرئيسية للمراقبة الحيوية. كما هو الحال مع تقنيات جمع العينات الأخرى ، توجد مجموعة من الطرق المحتملة. يمكن أن يكون جمع البول الفارغ على مدار 24 ساعة مرهقا للمشاركين ، مما يؤدي إلى عدم الالتزام بجمع العينات^20,21. في مثل هذه الحالات ، يوصى باستخدام عينات موضعية أو فراغات في الصباح الأول أو عينات أخرى "مريحة". يمكن أن يكون حجم البول الذي تم جمعه عيبا كبيرا عند جمع عينات موضعية ، مما يؤدي إلى تباين في تركيزات المواد الكيميائية الداخلية والخارجية. في هذه الحالة ، يعد التعديل باستخدام تركيزات الكرياتينين في البول طريقة شائعة الاستخدام لتصحيحات التخفيف²².

عينة حيوية أخرى يتم جمعها بشكل شائع هي الدم الوريدي. غالبا ما يصعب الحصول على عينات الدم الوريدي للمراقبة البيولوجية. إنها تدخلية ومثيرة للخوف وتتطلب معالجة العينات وتخزينها ونقلها بشكل مناسب. يمكن أن يكون النهج البديل باستخدام بقع الدم المجففة (DBSs) مفيدا لجمع العينات لدى البالغين والأطفال للمراقبة الحيوية²³.

توجد فجوة كبيرة في الأدبيات بين الوصف البسيط للطرق الميدانية ونشر تعليمات مفصلة وقابلة للتكرار حول استخدام الشاشة ونشرها والتي تعكس التعقيد الحقيقي لجمع البيانات الميدانية للعينات المضمونة الجودة^24,25. حددت بعض الدراسات إجراءات التشغيل القياسية (SOP) لقياس ملوثات الهواء (الداخلية والمحيطة) ومراقبة استخدام الموقد.

ومع ذلك ، نادرا ما يتم وصف الخطوات الأساسية وراء القياس الميداني والدعم المختبري ونقل أدوات وعينات المراقبة⁸،^11،25. ويمكن التقاط التحديات والقيود التي تواجه الرصد الميداني في كل من البيئات ذات الموارد العالية والمنخفضة على نحو سليم من خلال الفيديو، مما يمكن أن يكمل إجراءات التشغيل المكتوبة ويوفر طريقة أكثر مباشرة لإظهار كيفية أداء الأجهزة وتقنيات أخذ العينات والتحليل.

في تجربة شبكة التدخل في تلوث الهواء المنزلي (HAPIN) العشوائية ذات الشواهد ، استخدمنا بروتوكولات الفيديو والمكتوبة لوصف إجراءات قياس ثلاثة ملوثات (PM_2.5 و CO و BC) ، لمراقبة استخدام الموقد وجمع العينات الحيوية. يتضمن HAPIN استخدام بروتوكولات منسقة تتطلب الالتزام الصارم بإجراءات التشغيل الموحدة لزيادة جودة البيانات من العينات التي تم جمعها عبر نقاط زمنية متعددة في أربعة مواقع دراسة (في بيرو ورواندا وغواتيمالا والهند).

تم وصف معايير تصميم الدراسة واختيار الموقع والتوظيف في وقت سابق^24,26. أجريت تجربة HAPIN في أربعة بلدان. وصف Clasen et al. إعدادات الدراسة بالتفصيل²⁶. قام كل موقع دراسة بتجنيد 800 أسرة (400 تدخل و 400 عنصر ضابط) مع نساء حوامل تتراوح أعمارهن بين 18 و 35 عاما ، واللائي تتراوح أعمارهن بين 9 و 20 أسبوعا من الحمل ، ويستخدمن الكتلة الحيوية للطهي في المنزل ، وغير مدخنات. في مجموعة فرعية من هذه الأسر (~ 120 لكل بلد) ، تم تسجيل نساء بالغات أخريات أيضا في هذه الدراسة.

وبعد التوظيف، تم القيام بما مجموعه ثماني زيارات. الأول ، عند خط الأساس (BL) ، حدث قبل التوزيع العشوائي. تم تقسيم السبعة التالية قبل الولادة (في 24-28 أسبوعا من الحمل [P1] ، 32-36 أسبوعا من الحمل [P2]) ، عند الولادة (B0) ، وبعد الولادة (3 أشهر [B1] ، 6 أشهر [B2] ، 9 أشهر [B3] ، و 12 شهرا [B4]). وبالنسبة ل M، أجريت ثلاثة تقييمات (BL و P1 و P2) ، وبالنسبة ل OAWs ، تم إجراء ستة تقييمات (BL و P1 و P2 و B1 و B2 و B4) ، وبالنسبة ل C ، تم إجراء أربعة تقييمات (B0 و B1 و B2 و B4). في B0 ، تم إجراء العلامات الحيوية والتقييمات الصحية ، بينما تم إجراء التقييمات الصحية فقط في زيارة B3.

اتبعت البلدان الأربعة بروتوكولات متطابقة. في هذه المخطوطة ، نصف الخطوات المتبعة في الهند. أجريت الدراسة في موقعين في تاميل نادو: كالاكوريتشي (KK) وناغاباتينام (NP). تقع هذه المواقع بين 250 و 500 كيلومتر من منشأة الأبحاث الأساسية في قسم هندسة الصحة البيئية في معهد سري راماشاندرا للتعليم العالي والبحث (SRIHER) في تشيناي ، الهند. ويتطلب تعقد بروتوكولات جمع البيانات الميدانية نشر العديد من الموظفين ذوي المستويات المختلفة من المهارات والخلفيات.

نقدم تصويرا مكتوبا ومرئيا للخطوات المتبعة في تقدير عينات التعرض البيئية الدقيقة والشخصية لدى الأمهات الحوامل (M) والنساء البالغات الأخريات / الأكبر سنا (OAW) والأطفال (C) للجسيمات الدقيقة وأول أكسيد الكربون (CO) والكربون الأسود (BC). كما يتم تقديم بروتوكولات ميدانية من أجل (1) مراقبة جودة الهواء المحيط باستخدام شاشات من الدرجة المرجعية وأجهزة استشعار منخفضة التكلفة ، (2) مراقبة استخدام المواقد على المدى الطويل على مواقد غاز البترول التقليدية والمسالة ، و (3) جمع العينات البيولوجية (البول و DBSs) للمراقبة البيولوجية. ويشمل ذلك طرق نقل العينات البيئية والبيولوجية وتخزينها وأرشفتها.

وافقت لجنة الأخلاقيات المؤسسية في معهد سري راماشاندرا للتعليم العالي والبحث (IEC-N1 / 16 / يوليو / 54/49) ، ومجلس المراجعة المؤسسية بجامعة إيموري (00089799) ، والمجلس الهندي للبحوث الطبية - لجنة فحص وزارة الصحة (5 / 8 / 4-30 / (Env) / Indo-US / 2016-NCD-I) على تجربة HAPIN. تم تحديد تجربة HAPIN على أنها NCT02944682 في clinicaltrials.gov. تم جمع الموافقات الخطية المستنيرة من المشاركين في الدراسة قبل مشاركتهم وأجريت الدراسة وفقا للمبادئ التوجيهية الأخلاقية.

ملاحظة: تتوفر نماذج تقرير الحالة (CRF) التي تدار أثناء أخذ العينات وجمع البيانات في قاعدة بيانات RedCap ، المخزنة في جامعة إيموري ، ويتم الاحتفاظ بها بموجب اتفاقية مشاركة البيانات بين جميع المتعاونين ، والتي يمكن توفيرها للقراء عند الطلب.

1. الأدوات والمواد

1. استخدم الأدوات التالية لمراقبة تلوث الهواء: ميزان دقيق لقياس الوزن بالمرشح, للبيئة المكروية/أخذ العينات الشخصية-MicroPEM للأطفال المحسن (ECM) ل PM 2.5, مقياس الإرسال البصري لقياس الكربون الأسود (BC), مسجلات البيانات لثاني أكسيد الكربون والمنارة المستندة إلى Bluetooth, أجهزة تسجيل المنارة للقياس غير المباشر ل PM 2.5 (خلال كل زيارة-BL, P1, P2, B1, B2, و B4), جهاز قياس الجاذبية وقياس الكلية المشترك ل PM_2.5 المحيط القياسات وأجهزة تسجيل درجة الحرارة لمراقبة استخدام الموقد.
2. استخدم الأدوات التالية للمراقبة البيولوجية: أكياس التبريد واللقاحات لشحن العينات الحيوية ، وبطاقات توفير البروتين ، وبطاقات مؤشر الرطوبة ، ومشرط للبالغين ، ومشرط سلامة الرضع ، وأنابيب الشعيرات الدموية (40 ميكرولتر).

2. تكييف المرشح ووزنه

1. استخدم قفازات نظيفة وخالية من البودرة للتعامل مع المرشحات. افحص المرشحات (حجم المسام 2 ميكرومتر ، قطر 15 و 47 مم) بحثا عن أي أضرار باستخدام صندوق الضوء وضع المرشحات المحددة في حارس مرشح نظيف في غرفة مكيفة (19-23 درجة مئوية و 35٪ -45٪ رطوبة نسبية [RH]) لمدة 24 ساعة.
2. ضع قطعة نظيفة من ورق القصدير على المكتب وقم بتشغيل الميزان الدقيق. اضبط وحدة الميزان على ملليغرام (0.001 مجم) واتبع المعايرة الداخلية.
3. سجل التاريخ / الوقت واسم الفني و RH ودرجة الحرارة ورقم دفعة المرشح وحجم المرشح ومعرف المرشح في ورقة إدخال البيانات.
4. خذ المرشح المشروط وقم بإزالة الأيونات لمدة 10 ثوان. ضع المرشح بعناية على درج الوزن وسجل الوزن ك "الوزن 1" في نموذج الإبلاغ الموحد (الشكل التكميلي 1).
5. قم بإزالة الفلتر ، وضعه في طبق / حافظة مرشح بتري ، وانتظر حتى يعود الميزان إلى الصفر قبل وزن المرشح التالي.
6. كرر الخطوتين 2.4 و2.5 وأدخلها ك "الوزن 2" في نموذج الإبلاغ الموحد.

3. البيئة المكروية / أخذ عينات الهواء الشخصية

ملاحظة: يرد في الشكل التكميلي 2 مخطط تفصيلي للأجهزة والخطوات التي تنطوي عليها البيئة المكروية/أخذ عينات الهواء الشخصية.

1. للمراقبة الشخصية ، ضع الأدوات في سترة (الشكل 1 Ai) ونصح المشارك بارتدائها لمدة 24 ساعة ، باستثناء أثناء الاستحمام والنوم.
2. أثناء الاستحمام والنوم ، اطلب من المشاركين وضع السترة على بعد <1 متر على حامل معدني مخصص (الشكل 1Aii) مقدم من الفريق الميداني.
3. لرصد البيئة الدقيقة ، اختر موقعا مناسبا وضع الحوامل المعدنية مع الأدوات (الأشكال 1C ، D ؛ الجدول التكميلي 1) على ارتفاع 1.5 متر فوق مستوى سطح الأرض ، وعلى بعد متر واحد من الأبواب والنوافذ إن أمكن ، وعلى بعد متر واحد من منطقة الاحتراق في موقد الطهي الأساسي (عند وضعه في المطابخ).
4. قم بإجراء جولة تفصيلية لمدة 5 دقائق في منطقة المراقبة ، وسجل وقت البدء والانتهاء لجميع أدوات المراقبة (PM_2.5 و BC و CO ومراقبة الوقت والموقع) في CRFs المعنية.
5. في يوم الإزالة (اليوم 2 ، بعد 24 ساعة) ، قم بجمع الأدوات ولفها بورق الألمنيوم وضعها في غطاء قابل لإعادة الإغلاق لنقلها إلى المكتب الميداني. حتى إزالة المرشح ، ضع جهاز أخذ عينات ECM في صندوق التبريد (للحفاظ على سلسلة التبريد).
6. قياس PM_2.5
   ملاحظة: استخدم ECM ، وهو مناسب تماما لهذا التطبيق نظرا لصغر حجمه (الارتفاع: 12 سم ؛ العرض: 6.7 سم) والوزن (~ 150 جم). يجمع ECM عينات قياس الكلى والجاذبية عند 0.3 لتر / دقيقة (لمدة تصل إلى 48 ساعة) عن طريق سحب الهواء من خلال جهاز صدم متصل بكاسيت يحتوي على مرشحات polytetrafluoroethylene مقاس 15 مم¹⁹،^26،27.
   1. نظف جميع أجزاء ECM (رأس المدخل ، قطع الصدمة ، قفل الكاسيت على شكل حرف U) باستخدام مسحة كحولية (70٪ كحول الأيزوبروبيل) وقم بتشغيل جهاز أخذ العينات باستخدام برنامج ECM (على سبيل المثال ، محطة إرساء MicroPEM).
   2. ضع غطاء المعايرة فوق مدخل ECM وقم بتوصيل مقياس التدفق بمرشح HEPA بغطاء المعايرة.
   3. بعد إعداد مجموعة المعايرة ، اضغط على زر البدء وانتظر 5 دقائق حتى تستقر. اضبط معدل التدفق (في حدود 5٪ من 0.3 لتر / دقيقة) وسجل في CRF-H48.
   4. قم بتوصيل مرشح HEPA مباشرة بمدخل ECM ، واضبط إزاحة مقياس الكلية حتى تقرأ القيمة 0.0 وسجل القراءة في CRF-H48.
   5. اضبط البرنامج على 24 ساعة واضغط على إرسال قيم المعايرة زر ؛ ECM جاهز الآن لأخذ العينات.
   6. بعد أخذ العينات ، اترك عينات ECMs في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تقل عن 20 دقيقة وسجل معدل التدفق بعد أخذ العينات في CRF-H48. قم بتنزيل بيانات ECM وحفظها باستخدام اصطلاح اسم الملف.
   7. قم بإزالة الفلتر ، وضعه في حافظة المرشح ، ثم قم بتخزينه في -20 درجة مئوية.
7. قياس الكربون الأسود (BC)
   1. استخدم مقياس الإرسال لقياس توهين الضوء من خلال المرشح بطول موجي 880 نانومتر¹⁹،^26،27.
   2. قم بالتشغيل والاستقرار لمدة 15 دقيقة. تأكد من توفر الخراطيش ذات الحجم الصحيح (أي خراطيش 15 و47 مم) في كل من الفتحات الفارغة وفتحات العينات لجهاز BC.
   3. قم بإجراء الفحص على كثافة محايدة (ND) ومرشح فارغ باستخدام المعرف المعين (الشكل التكميلي 3 والجدول التكميلي 2).
   4. بعد مسح المرشح الفارغ ضوئيا، ضع المختبر فارغا في فتحة خرطوشة العينة أعلى ناشر العينة وأدخله في فتحة الجهاز في الموضع 2.
   5. قم بإزالة المختبر فارغا وتابع الفحص باستخدام مرشحات الاختبار ومرشحات العينة.
   6. بعد الانتهاء من فحص الفلتر ، قم بإزالة الفلتر وإعادته إلى طبق / حافظات الفلتر بتري. حدد البيانات الممسوحة ضوئيا، وانقر فوق الزر قبول ، ثم احفظ البيانات.
8. قياس أول أكسيد الكربون (CO)
   ملاحظة: أداة CO صغيرة (بحجم قلم كبير تقريبا) ، ويمكنها تسجيل الدخول بشكل مستمر ل ~ 32000 نقطة ، ولها نطاق من 0-1000 جزء في المليون ، وقد تم استخدامها لتقييم التعرض و HAP في مختلف جهود المراقبة الأخرى¹⁹،^26،27.
   1. بدء وإعداد مسجل بيانات CO لمدة 1 دقيقة باستخدام البرنامج. تعرض الشاشة "تم تكوين مسجل ثاني أكسيد الكربون بنجاح". الأداة جاهزة لأخذ العينات.
   2. بعد أخذ العينات ، افتح مسجل CO باستخدام البرنامج ، واضغط على إيقاف لإيقاف مسجل بيانات USB ، واحفظ البيانات بعد التنزيل.
   3. معايرة مسجل ثاني أكسيد الكربون
      1. قم بإعداد مسجل ثاني أكسيد الكربون بمعدل أخذ العينات لمدة 1 دقيقة وضعه في صندوق المعايرة ، مع توجيه فتحة مدخل المستشعرات نحو منفذ مدخل الهواء في صندوق المعايرة.
      2. لمدة 5 دقائق ، اضبط معدل تدفق 2 لتر / دقيقة من الهواء صفر درجة أو هواء الغرفة. قم بتدوين وقت البدء والانتهاء. قلل تدفق الهواء إلى 1 لتر / دقيقة. قم مرة أخرى بتدوين وقت البدء والانتهاء.
      3. كرر الإجراء مع غاز الامتداد (معيار 50-150 جزء في المليون من ثاني أكسيد الكربون في الهواء ذي الدرجة الصفرية) ، متبوعا بهواء صفري الدرجة كما هو موضح في الخطوة السابقة.
      4. قم بتنزيل البيانات المعايرة إلى مجلد معين. افتح ملف بيانات المعايرة وأدخل بيانات شاشة مسجل ثاني أكسيد الكربون في CRF-H47.
9. مسجل الوقت والموقع (TLL)
   ملاحظة: استخدم نوعين من أدوات Bluetooth لمراقبة وقت الطفل وموقعه. اطلب من الطفل ارتداء سترة تحتوي على شاشتين بحجم العملة المعدنية للوقت والموقع (TLM) ، مرتبطتين بمسجل يقع بالقرب من ECMs وسترة أخذ العينات الخاصة بالأم ، كما هو موضح في الشكل 1Aiii. احسب تعرض الطفل من خلال دمج تركيزات المنطقة المقابلة على مدار الوقت الذي يقضيه في هذا الموقع¹⁹،^26،27.
   1. اشحن بنك الطاقة وتأكد من أن المسجل يعمل من خلال الاتصال به.
   2. مراقبة الوقت والموقع (TLM)
      1. أدخل بطارية CR2032 في الشاشة (يجب أن تومض الأضواء عدة مرات إذا كانت البطارية تحتوي على طاقة كافية).
      2. بالنسبة لطراز TLM "O" ، اضغط على الغطاء الناعم لسماع نقرة ، ويجب أن يومض ضوء أخضر ، يشير إلى أن TLM الآن "قيد التشغيل" وينقل إشارته. بالنسبة لطراز TLM "EM" ، اضغط على الغطاء الناعم لتشغيل الوضع الأول (يجب أن يومض الضوء باللون الأخضر). اضغط مرة أخرى للوصول إلى الوضع الأوسط (يجب أن يومض الضوء باللون الأخضر مرة أخرى).
      3. بعد أخذ العينات ، قم بتنزيل البيانات من محرك "التمهيد" الذي يظهر في بطاقة SD الخاصة بالمسجل. انسخ الملفات واحفظها من مجلد "TLL" المحدد.

4. مراقبة استخدام الموقد

1. اجمع تفاصيل حول أنماط استخدام الموقد من خلال الدراسات الاستقصائية ونشر تدابير موضوعية قائمة على أجهزة الاستشعار. ضع أجهزة تسجيل درجة الحرارة على كل من مواقد غاز البترول المسال ومواقد الكتلة الحيوية 18،^19،28. ويرد مخطط تفصيلي للأجهزة والخطوات التي ينطوي عليها رصد استخدام الموقد لجمع البيانات في المختبر المركزي والمختبر الميداني وأنشطة الموقع الميداني في الشكل التكميلي 4.
2. ضع مسبار المزدوجة الحرارية بالقرب من المنطقة المرهقة لموقد الطهي ، كما هو موضح في الشكل التكميلي 5 ، وقم بتثبيت النقاط.
3. افتح تطبيق Geocene وأدخل اسم المهمة والفاصل الزمني لأخذ العينات ومعرف الأسرة وأنواع المواقد وتفاصيل التوزيع العشوائي والحملة والعلامات والملاحظات. اضغط على بدء مهمة جديدة. سجل تفاصيل التثبيت في CRF-H40.
4. كل 2 أسابيع ، قم بتنزيل البيانات باستخدام التطبيق ، وانقلها عبر Bluetooth من Dot إلى الخادم السحابي. سجل المعلومات في CRF-H40.

5. المراقبة المحيطة

ملاحظة: يسجل جهاز PM 2.5 المحيط PM_2.5 المحمول جوا في الوقت الفعلي ويحتوي على مرشح يحمل في ثناياه عوامل 47 مم يمكنه جمع PM_2.5 لتقييم الجاذبية¹⁹،^26،29_. ويرد في الشكل التكميلي 6 مخطط تفصيلي للأجهزة والخطوات التي ينطوي عليها الرصد المحيط لجمع البيانات في المختبر المركزي والمختبر الميداني وأنشطة الموقع الميداني.

1. اتبع إرشادات وكالة حماية البيئة^{الأمريكية رقم 30} بشأن وضع الأداة والمدخل: أ) >2 متر من الجدران ؛ ب) >10 م من الأشجار ؛ ج) 2-7 م فوق سطح الأرض ؛ و د) >2 متر من الطرق.
2. قم بتركيب أداة PM_2.5 المحيطة على منصة خرسانية مع التأريض. تأكد من عدم وجود تلوث هواء في الخلفية المحيطة وأدخل تفاصيل أخذ العينات في CRF-H46.
   1. من خيار القائمة ، اضبط الفاصل الزمني لأخذ العينات على 5 دقائق. لاحظ وقت البدء وقم بإجراء معايرة التدفق باستخدام عامل تصفية فارغ. اجمع البيانات في الوقت الفعلي لمدة 6 أيام.
   2. في يوم بدء أخذ العينات بالقياس الوزني ، قم بتنزيل البيانات في الوقت الفعلي وحفظها.
   3. قم بإزالة المرشح الفارغ المثبت مسبقا ونظف حامل المرشح باستخدام مناديل المختبر. ضع مرشحا مثقلا مسبقا واملأ CRF-H46.
   4. بعد 24 ساعة ، أوقف جهاز أخذ العينات وقم بتنزيل البيانات في الوقت الفعلي. سجل معلومات أخذ العينات في CRF-H46. قم بإزالة الفلتر ، ولفه بورق الألمنيوم ، وضعه في كيس قابل لإعادة الإغلاق أثناء نقل سلسلة التبريد.

6. المراقبة الحيوية

1. جمع عينات البول ومعالجتها وتخزينها
   ملاحظة: اتبع الخطوات المتبعة في جمع عينات البول الفارغة الصباحية في منزل المشارك وفقا لإرشادات مركز السيطرة على الأمراض الأمريكية¹⁹،^31،32. جمع عينات البول من الأمهات الحوامل (زيارات BL و P1 و P2) والنساء البالغات الأخريات (زيارات BL و P1 و P2 و B1 و B2 و B4) ؛ في الأطفال (زيارات B1 و B2 و B4) مع إدارة CRF-B10 المعنية في اليوم الثاني. ويرد في الشكل التكميلي 7 مخطط تفصيلي للخطوات التي ينطوي عليها الرصد الحيوي في أنشطة المختبر المركزي والمختبر الميداني والموقع الميداني.
   1. لجمع عينة البول ، قدم كوب جمع البول (M و OAW) في اليوم 1. وبالمثل ، اطلب من الأم جمع عينة بول الطفل في الصباح في اليوم التالي في كيس بول أو مباشرة في الكوب وتخزينها في كيس لقاح.
   2. في المختبر الميداني ، قم بتخزين عينات البول التي تم جمعها بين 1-8 درجة مئوية. قبل الاقتباس ، قم بإذابة كوب البول.
   3. للقسمة ، قم بمعالجة عينة بول واحدة في كل مرة. نضح 2 مل من العينة وأضفها إلى اثنين من كريوفيال 4 مل ، و 5 مل إلى اثنين من كريوفيال 10 مل ، و 15 مل في أنبوب أرشيفي ، وتخزينها في -20 درجة مئوية.
   4. يتم اتباع نفس الإجراء من aliquoting لعينة الحقل فارغة (الماء).
2. جمع DBS وتجفيفها وتخزينها
   ملاحظة: تدريب المساحين على جمع DBSs عن طريق وخز الإصبع في الأمهات الحوامل (زيارات BL و P1 و P2) والنساء البالغات الأخريات (زيارات BL و P1 و P2 و B1 و B2 و B4) ، وخز الكعب أو وخز الإصبع عند الأطفال (زيارات B0 و B1 و B2 و B4) ، وفقا لتوصيات منظمة الصحة^{العالمية 33,34}. ويرد في الملحق حاء من الملف التكميلي إجراء مفصل لجمع DBS من M و OAW.
   1. بالنسبة للطفل ، اجمع DBSs وخز الكعب بناء على إرشادات منظمة الصحة العالمية ، باستخدام المشارط المناسبة.
   2. اختر الكعب الأيسر أو الأيمن ، وامسح موقع البزل بمسحة الكحول.
   3. الحفاظ على إبرة الوخز في وضع أفقي في موقع ثقب الجلد وخز. بعد الوخز ، امسح أول قطرة دم بشاش قطني معقم.
   4. ضع الأنبوب الشعري بالقرب من موقع البزل على طبقة الدم ، واترك الدم يتدفق إلى الأنبوب من خلال العمل الشعري.
   5. بعد ملء كمية كافية من الدم في الأنبوب الشعري ، قم بتطبيق الدم على الفور داخل دائرة بطاقة توفير البروتين.
   6. اترك العينة تجف في الهواء (طوال الليل) في اتجاه أفقي في درجة حرارة الغرفة.
   7. تأكد من أن بقع الدم ذات لون بني غامق ولا توجد مناطق حمراء مرئية.
   8. بعد التجفيف ، ضع بطاقة DBS في كيس عينات حيوية قابل لإعادة الإغلاق يحتوي على مادة مجففة (كيسين على الأقل) مع بطاقة مؤشر الرطوبة وقم بتخزينها في درجة حرارة -20 درجة مئوية.

7. سلسلة العهدة (COC) لمرشحات العينات

1. ارجع إلى الملف التكميلي للاطلاع على الخطوات التفصيلية. الخطوات التي تشرح تكييف المرشح موصوفة في الملحق A ، والبيئة الدقيقة / أخذ عينات الهواء الشخصية ل PM_2.5 موجودة في الملحق B ، وقياس BC موصوف في الملحق C ، وقياس ثاني أكسيد الكربون في الملحق D ، ومراقبة الوقت والموقع في الملحق E ، ومراقبة استخدام الموقد في الملحق F ، والمراقبة المحيطة في الملحق G ، والمراقبة البيولوجية في الملحق H ، ونقل العينات في الملحق I . وترد قائمة نماذج الإبلاغ الموحدة المستخدمة في الجدول التكميلي 3.
   ملاحظة: يوضح الشكل 2 أ وحدة التحكم في المحتوى التي تم جمعها بعد أخذ العينات وملفوفة بورق الألمنيوم. تم تعبئة المرشحات الملفوفة في أكياس عينات بيولوجية منفصلة ووضعها في أكياس لقاح تحتوي على عبوة هلام مجمدة مسبقا. تم نقل عينات من المرشحات إلى المختبر الميداني (الشكل 2 ب). كما هو موضح في الشكل 2C ، تم تخزين المرشحات المنقولة من الموقع الميداني في مجمد عميق (-20 درجة مئوية) في المختبر الميداني وبقيت دون إزعاج حتى يتم نقلها إلى المختبر المركزي. وكل 15 إلى 30 يوما، تشحن العينات برا إلى المختبر المركزي؛ تم تعبئة المرشحات التي تم أخذ عينات منها على عبوات ثلج وهلام جاف مع COC. عند استلام العينات من المكتب الميداني ، تم فحص العينات مع COC وحفظها في ثلاجة عميقة (-20 درجة مئوية).

منهجيات أخذ عينات الهواء الشخصية / البيئة المكروية:
يوضح الشكل 1 أط أما حاملا ترتدي السترة المخصصة خلال فترة أخذ العينات البالغة 24 ساعة. تتضمن السترة ECM ومسجل CO ومسجل الوقت والموقع مع بنك الطاقة. تم التأكد من أن المشاركين ارتدوا السترة طوال فترة أخذ العين...

لقد أظهرنا ومثلنا بصريا الإجراءات القياسية لجمع البيانات على مستوى السكان حول التعرض الشخصي لتلوث الهواء المنزلي في تجربة HAPIN متعددة البلدان^19,24. تعتبر طرق أخذ العينات البيئية والبيولوجية الميدانية الموصوفة هنا مناسبة وممكنة ، لا سيما في الفئات السكانية ا?...

*4 النتائج والاستنتاجات الواردة في هذا التقرير هي نتائج المؤلفين ولا تمثل بالضرورة الموقف الرسمي للمعاهد الوطنية الأمريكية للصحة أو وزارة الصحة والخدمات الإنسانية أو مؤسسة بيل وميليندا غيتس. ولم يكن لوكالات التمويل أي دور في جمع البيانات وتحليل البيانات الواردة في الورقة.

يود المحققون أن يشكروا أعضاء اللجنة الاستشارية - باتريك بريس ودونا شبيغلمان وجويل كوفمان - على رؤيتهم وتوجيهاتهم القيمة طوال فترة تنفيذ المحاكمة. كما نود أن نعرب عن تقديرنا لجميع موظفي البحث والمشاركين في الدراسة لتفانيهم ومشاركتهم في هذه التجربة المهمة.

تم تمويل هذه الدراسة من قبل المعاهد الوطنية الأمريكية للصحة (اتفاقية تعاونية 1UM1HL134590) بالتعاون مع مؤسسة بيل وميليندا غيتس (OPP1131279). يراقب مجلس مراقبة البيانات والسلامة (DSMB) متعدد التخصصات والمستقل (DSMB) المعين من قبل المعهد الوطني للقلب والرئة والدم (NHLBI) جودة البيانات ويحمي سلامة المرضى المسجلين في تجربة HAPIN. NHLBI DSMB: نانسي ر. كوك ، ستيفن هيشت ، كاثرين كار (الرئيس) ، جوزيف ميلوم ، ناليني ساثياكومار ، بول ك. ويلتون ، جيل وينمان وتوماس كروكستون (الأمناء التنفيذيون).  تنسيق البرنامج: مؤسسة جيل رودجرز وبيل وميليندا غيتس. كلوديا ل. طومسون ، المعهد الوطني لعلوم الصحة البيئية ؛ مارك ج. باراسكاندولا ، المعهد الوطني للسرطان ؛ ماريون كوسو توماس ، معهد يونيس كينيدي شرايفر الوطني لصحة الطفل والتنمية البشرية ؛ جوشوا ب. روزنتال ، مركز فوغارتي الدولي ؛ كونسيبشن ر. نيراس ، الصندوق المشترك لمكتب المعاهد الوطنية للصحة للتنسيق الاستراتيجي ؛ كاثرين كافونيس ، دونغ يون كيم ، أنتونيلو بونتوريري ، وباري س. شميتر ، NHLBI.

محققو HAPIN: فانيسا بوروز ، أليخاندرا بوساليو ، ديفان كامبل ، إدواردو كانوز ، عدلي كاستانازا ، هوارد تشانغ ، يونيون تشين ، ماريلو شيانغ ، راشيل كريك ، ماري كروكر ، فيكتور دافيلا رومان ، ليزا دي لاس فوينتيس ، أوسكار دي ليون ، إفريم دوسابيمانا ، ليزا إيلون ، خوان غابرييل إسبينوزا ، إيرما سايوري بينيدا فوينتيس ، دينا جودمان ، ميغان هارديسون ، ستيلا هارتنجر ، فابيولا إم هيريرا ، شاكر حسين ، بينيلوبي هوارد ، ليندسي جاكس ، شيرين جبارزاده ، أبيجيل جونز ، كاثرين كيرنز ، جاكوب كريمر ، مارغريت أ لوز ، باتي لينزين ، جياوين لياو ، فيونا ماجورين ، ماكولوم ، جون مكراكين ، جوليا إن ماكبيك ، راشيل مايرز ، إريك موليندو ، لورانس مولتون ، لوك نيهر ، أبيدان نامباجيمانا ، فلورين نداجيجيمانا ، أزهر نظام ، جان دي ديو نتيفوجوروزوا ، أريس باباجورجيو ، أوشا راماكريشنان ، ديفيس ريردون ، باري ريان ، سوداكار سيدام ، بريا كومار ، ميناكشي سوندارام ، أوم براشانث ، جيريمي أ سارنات ، سوزان سيمكوفيتش ، شيلا إس سينهاروي ، داميان سويرين ، آشلي تونجيس ، جان داماسين أويزيمانا ، فيفيان فالديز ، كايلا فالنتين ، أميت فيرما ، لانس والر ، ميغان وارنوك ، وينلو يي.