Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 401: Gennemgang af de eksisterende videnskabelige undersøgelser af helbredseffekter af luftforurening hos naboer til store husdyrbrug

Sigsgaard, T., Frohn, L.M., Frederiksen, S., Hertel, O., Kjærgaard, S. & Schlünssen, V. 2020. Review of the scientific evidence of air pollution causing health effects in people living in the vicinity of concentrated animal feeding operations (CAFOs). . Gennemgang af de eksisterende videnskabelige undersøgelser af helbredseffekter af luftforurening hos naboer til store husdyrbrug. Aarhus University, DCE – Danish Centre for Environment and Energy, 62 pp. Scientific Report No. 401. http://dce2.au.dk/pub/SR401.pdf

Sammenfatning

 

Opgaven

Der ønskes udarbejdet et grundigt litteraturstudie, der gennemgår alle kendte undersøgelser, der vedrører sundhedsforhold for naboer relateret til luftforurening fra husdyrbrug.

I hollandske beskrivelser af problemstillingen fremgår det, at det endnu er uvist, hvilken type luftforurening der forårsager de observerede problemer. Der arbejdes både med ammoniak, støv og endotoksiner, samt evt. en kombineret effekt af disse eksponeringer som mulige årsager.

Undersøgelsen skal derfor forholde sig bredt til helbredseffekter forårsaget af luftforurening relateret til husdyrbrug. Det forventes, at al dansk, samt udenlandsk litteratur, særligt europæisk og nordamerikansk litteratur, der har relevans for eller kan sammenlignes med danske produktionsforhold, indgår i og bliver vurderet i undersøgelsen.

Der ønskes foretaget en litteraturgennemgang, der afklarer:

  • Hvilke symptomer er der observeret hos naboer relateret til luftforurening fra husdyrbrug?
  • Er der i de videnskabelige artikler indikeret en sammenhæng imellem symptomer og bestemte stoffer i luftforurening fra husdyrbrug fx støv, endotoksiner eller ammoniak?
  • Er der dokumenteret kausalitet imellem de konstaterede symptomer og bestemte stoffer i luftforureningen fra nærliggende husdyrbrug?
  • Er der anvisninger på, hvorledes evt. konstaterede sundhedsproblemer kan håndteres ved grænseværdier, afstandsregler eller andre forholdsregler?
  • Er der indikationer af andre forhold, der har betydning for sundhed for naboer til husdyrbrug? 

Resumé

Danmark er ét af de steder i verden med den højeste tæthed af dyr sammenholdt med landets størrelse. De 13,3 mio. svin, 23 mio. fjerkræ, 1,49 mio. kvæg og 2,5 mio. pelsdyr, overvejende i store landbrugsfaciliteter, medfører høje landbrugsrelaterede udslip af partikler og gasser. Dette resulterer i stigende sundhedsproblemer i den del af befolkningen, der bor tæt på gårdene.

Landbrugsmiljøet som erhvervsmæssig eksponering er grundigt undersøgt, mens sundhedseffekter blandt beboere tæt på de store husdyrbrug ikke er undersøgt i samme grad. Landmændene er mere udsatte end resten af ​​befolkningen, men til gengæld kan beboere i de omkringliggende områder være mere følsomme over for virkningerne af eksponeringerne. Små børn, ældre og mennesker med kroniske sygdomme er generelt mere sårbare over for miljøforurening.

Landbrugsfaciliteter udgør en trussel for miljøet og for menneskers sundhed på flere måder: Først og fremmest pga. den intensive produktion med et højt forbrug af handelsgødning og/eller husdyrgødning som resulterer i et kvælstofoverskud, der kan udvaskes til grundvandet. I Danmark har et højere indtag af nitrat i drikkevandet vist sig at være forbundet med øget risiko for kræft i tyk- og endetarm (Schullehner et al., 2018).

For det andet spredes emissioner i form af partikler, gasser (fx ammoniak), bakterier, endotoksiner, vira og skimmelsvamp fra husdyrbruget, hvilket således medfører luftforurening i de omkringliggende områder.  De vigtigste kilder til partikler frigivet fra gårdene omfatter pollen og andre allergener direkte fra husdyrene eller fra halm og strøelse anvendt på gårdene. Partikler frigivet fra landbrugsdrift kan også omfatte patogene mikroorganismer og resistente bakterier. Infektioner i befolkningen forårsaget af andre zoonotiske patogener, er desuden set fx i Holland, hvor Q-feber forårsaget af Coxiella burnetii var forbundet med en høj tæthed af gedebrug i området (Smit et al., 2012). Aktuelt har undersøgelser af spredning af CoVid-19 vist, at mink er kilde til CoVid transfektion mellem dyr og mennesker. Det har vist sig, at CoVid-19 virus inficerer dyr, der igen inficerer personer i det omgivende samfund. Samtidig opstår der ændringer i genomet under passagen gennem dyrene tilbage til befolkningen, (SSI-Denmark 2020)

(https://www.ssi.dk/aktuelt/nyheder/2020/smitte-hos-mink-og-mennesker)

For det tredje bidrager sekundære uorganiske aerosoler, herunder ammoniumsulfat og ammoniumnitrat, væsentligt til fine partikler i miljøet pga.  ammoniaks reaktioner med sure gasser og partikler i atmosfæren.  Hovedparten af ammoniakemissionerne i Danmark stammer fra landbrugsaktiviteter (>90%), og inden for landbrugssektoren kan ca. halvdelen af emissionen tilskrives håndtering af gødning (særligt i stalden) (Nielsen et al., 2018). Landbruget forårsager en betydelig luftforurening sammenlignet med andre menneskeskabte kilder. Dette medfører eksponering af befolkningen og efterfølgende sundhedseffekter (Brunekreef et al., 2015; Lelieveld et al., 2015). I Danmark har nitrat i luftforurening vist sig at være forbundet med børns astma (Holst et al., 2018; Holst et al., 2020) og PM2,5 forureningen relateret til dyreproduktion er forbundet med øget dødelighed i mange vestlige lande (Lelieveld et al., 2015). Miljømæssige påvirkninger fra dyreproduktion er dog stadig ikke undersøgt i større omfang, hverken for de nærliggende omgivelser eller som en del af den generelle luftforurening.

Forskellen i gødningsbrug mellem DK og NL hidrører hovedsageligt fra den mængde husdyrgødning, der føres ud på markerne. I DK sikrer den såkaldte harmonilovgivning en lokal fordeling af husdyrgødning. Dette er reguleret anderledes i NL, hvor en stor del af gødningen fra husdyrbrug eksporteres til Tyskland Belgien og Frankrig. N- og P-ratioen for gødning er højere i NL fx i år 2010, hvor det kan aflæses af figur 4.1, at for P, var forskellen omtrent 15 mod 40 kg-P/ha i henholdsvis DK og NL;  for N var ratioen 125 mod 200 kg-N/ha i DK og NL (Willems et al., 2016). Dette fører generelt til mere lokal eksponering for NH3 i løbet af gødningssæsonen i NL, men med lokale forskelle afhængigt af gødningsbehandlingsteknologier og lokal gødningsfordeling via biogasanlæg. I DK er fx forsuring som gødningsbehandlingsteknologi mere udbredt end i NL.

Ifølge en af de inkluderede undersøgelser, har man i Holland etableret en vejledende grænse for naboers udsættelse for en komponent af bioaerosolen, endotoksin, som emitteres fra landbrug. For endotoksin er der fastsat en vejledende grænse for udsættelse af naboer til dyrehold på 30 EU (Endotoxin Unit)/m3 (Farokhi, Heederik, and Smit 2018).

Ud fra Eurostat kan man se, at det samlede antal dyreenheder i NL næsten er dobbelt så stort som i Danmark.

Der er et større antal km2 agerjord brugt til at distribuere gødning fra dyrene på i DK. NL eksporterer imidlertid flydende gødning til Belgien, Frankrig og Tyskland, hvilket kan mindske eksponeringen for landbrugsemissioner og mindske forskellen til det danske niveau med hensyn til gylle deponeret pr. areal, se tabel 5.2.

Ser man på befolkningstætheden i de to lande er der en klar forskel med ca. tre gange flere personer pr km2 i NL. Det betyder, at flere mennesker udsættes for landbrugsemissioner i NL sammenlignet med DK.

Dette udelukker ikke lokale forskelle betinget af enkelt store intensive husdyrbrug – på engelsk ”Concentrated Animal Feeding Operations” (CAFOs) i de to lande. Da gårdenes størrelse i Danmark gennemsnitlig er større en de hollandske, vil sådanne problemstillinger derfor sandsynligvis oftere forekomme i Danmark end i Holland.

Denne rapport fokuserer på potentielle helbredsrelaterede effekter hos beboere med bopæl tæt på husdyrhold forårsaget af udsættelse for gasser (fx. ammoniak), bakterier, allergener (bioaerosoler) og partikler, der stammer fra landbrugsdriften. Denne rapport har derimod ikke til formål at behandle nitratforurening af drikkevand, generel luftforurening forårsaget af landbruget, zoonotiske infektioner (smitte mellem dyr og mennesker) eller spredning af antimikrobiel resistens i samfundet.

Partikler, aerosoler og gasser fra dyrehold

En række forskellige komponenter udsendes fra drift af stalde. De består af partikler og gasser. Partiklerne er en speciel blanding bestående af foder, fækale partikler, hår, hudpartikler, mikroorganismer, vira, allergener osv.

Emissionen af disse meget forskellige komponenter gør, at de forurenende stoffer, der kommer fra landbrug, er meget forskellige fra andre kilder til luftforurening fx fra trafik. Luftforureningskomponenterne på gasfase fra landbrug består af ammoniak (NH3), hydrogensulfid (H2S) og kuldioxid (CO2). Ud over disse gasser og partikler udsendes en række lugtstoffer, der består af komponenter med delvis eller lav flygtighed, som stammer fra nedbrydningen af biomasse på gårdene og gødning fra dyrene. Emissioner af forureningskomponenter finder også sted under udbringning af gødning fra gødningslageret til markerne. Dette forekommer specielt i slutningen af ​​vinteren og foråret.

 Ammoniak udledt fra landbruget reagerer kemisk med sure gasser og partikler i atmosfæren, og bidrager dermed til produktionen af sekundære uorganiske partikler, der blandt andet indeholder ammonium (NH4+). Disse sekundære partikler udgør en del af PM2,5-koncentrationen i luft. Således bidrager landbrug til helbredseffekter ved at bidrage til den generelle PM2,5-forurening, et faktum som ofte ignoreres eller glemmes.

De meteorologiske forhold, herunder især vindretning, vindhastighed og temperatur, har betydning for spredning og omdannelse af partikler og gasser, og dermed for hvor stor eksponering naboerne til en given gård udsættes for.

 Ofte er denne eksponering ikke synlig eller erkendt af de mennesker, som udsættes for forureningen. Imidlertid er lugtstofferne (forbindelserne med delvis eller lav flygtighed), der udsendes fra gårdens aktiviteter, let genkendelige for mennesker, og de bliver derfor bemærket af beboerne i områderne omkring gårdene.

Koncentrationerne af partikler, toksiner og gasser i miljøet omkring gårdene er meget lavere end det, som landmændene udsættes for i deres arbejde med husdyrene i staldene. Det er stadig ikke fuldt belyst, om disse koncentrationer er tilstrækkelige til at fremkalde sygdom og sundhedseffekter hos den befolkningsgruppe, der bor i nærheden enten generelt eller i modtagelige dele af befolkningen.

Eksponeringsvurdering

For at bestemme befolkningens eksponering anvendes en række metoder, der spænder fra målinger af koncentrationer af forskellige komponenter såvel udenfor i nærmiljøet, som indenfor i produktionen, til egentlige eksponeringsmodeller som f.eks. regressionsmodeller baseret på arealanvendelse (Land Use Regression – LUR), avancerede fysisk-kemiske modeller og lokal skala spredningsmodellering. Denne type modeller er som regel ret avancerede, og de to sidstnævnte typer tager højde for kemisk omsætning i atmosfæren og meteorologiske parametres indvirkning på transport og spredning. I mange undersøgelser af eksponering anvendes enklere metoder, fx baseret på antallet af gårde i nærheden af den befolkningsgruppe som eksponeringen undersøges for og/eller afstanden til den nærmeste gård.

Den underliggende grundantagelse for denne form for eksponeringsestimering er, at de koncentrationer, der måles, modelleres eller estimeres lige uden for døren, er repræsentative for den personlige eksponering.

Eksponeringsniveau og eksponeringsegenskaber

En række undersøgelser har målt landbrugsrelaterede eksponeringer i nærheden af ​​gårde. I USA fandt Thorne, Ansley, Perry et al. (2009) endotoksinniveauer mellem 26 og 29 EU/m3 160 m i vindretningen fra svinestalde svarende til mindre end 1% af de gennemsnitlige koncentrationer inden for staldene, men med enkeltmålinger så høje som 140 EU/m3 . I en tysk undersøgelse havde individer, der boede i landdistrikter med intens dyreproduktion, et øget niveau af endotoksin i deres baghave på omkring 2 EU/m3 (Schulze et al., 2006). I en undersøgelse fra Texas, USA, konkluderede Gibbs et al. (2004), at der blev fundet bakterier og svampe fra svinestalden lige uden for stalden og længere væk i vindretningen.  Bakterierne blev observeret i niveauer, der potentielt kunne medføre sundhedsfare . Dette fund blev understøttet af Green et al. (2006) i en anden amerikansk undersøgelse, der fandt en markant højere koncentration af bakterier inde i produktionsanlægget (18.132 CFU (colony forming units)/m3 i gennemsnit) sammenlignet med koncentrationen udenfor målt på en position længere væk imod vindretningen (63 CFU/m3 gennemsnit).  Derudover faldt niveauet støt i vindretningen ud til ca. 150 m, hvor koncentrationen af bakterier var 10% af niveauet målt lige uden for stalden og på niveau med målingerne taget mod vindretningen. Guidry et al. (2017) målte koncentrationen af hydrogensulfid på tre skoler nær industrielle husdyrfaciliteter og konkluderede, at hydrogensulfidkoncentrationen steg med faldende afstand til husdyrbrug. Alt i alt understøtter eksisterende undersøgelser, at eksponeringsniveauerne tæt på husdyrbrug er væsentligt lavere end indenfor i selve produktionsanlægget, men stadig er langt fra ubetydelige.

En del studier bruger det samlede niveau af typen og antallet af landbrug i området som mål for eksponering. Dette kan fx være antallet af gårde i en radius af 500 m fra boligen.  Et eksempel på dette er undersøgelsen udført af Kravchenko et al. (2018) af sammenhængen mellem ​​dødelighed og CAFO-tæthed i North Carolina. Fordelen ved metoden er, at den er let at anvende. Ulempen er, at eksponeringsvurderingen er upræcis med risiko for fejlslutninger forårsaget af underliggende parametre, der ikke tages højde for på det individuelle niveau (såkaldte ”økologiske fejlslutninger”). Disse undersøgelser er i bedste fald en indikation af en mulig sammenhæng, men bør efterfølges af studier af højere kvalitet med individuel eksponeringsinformation og information om potentielt konkurrerende variable.

1.3.3      Adressebaseret eksponeringsvurdering

Eksponeringsvurderingen kan baseres på afstanden til nærmeste gård med dyrehold kombineret med afstandsvægtede PM10-emissioner fra dyreholdet. Dette kan også stratificeres for dyreart og afstand til nærmeste stald med en bestemt dyretype, fx geder eller svin.

Både individuelle eksponeringsproxyer (baseret på ovenstående) og relative eksponeringsproxyer benyttes i denne metode, fx ved sammenligning af to forskellige områder med hhv. høj og lav tæthed af dyrehold.

En del af de undersøgelser, der baserer sig på adresse og afstand, har ikke parametre relateret til spredning, afsætning eller kemisk omdannelse af luftbårne komponenter inkluderet i analysen (van Dijk et al., 2017). Emissionernes bidrag til eksponeringen estimeres i disse tilfælde udelukkende ud fra lineær fortynding baseret på den omvendte afstand mellem hjemmeadressen og kilden til emission.

Fordelen ved denne tilgang er, at det giver mulighed for at inkludere mere nøjagtige data for placering af forskellige dyretyper. Ulemperne er knyttet til det faktum, at fysiske og kemiske processer, der er vigtige for emission, transport, omdannelse, spredning og afsætning af luftforureningskomponenter fra dyrehold, ikke tages i betragtning, ligesom den faktiske kemiske sammensætning af komponenter ikke adresseres.

Regressionsmodeller baseret på arealanvendelse (LUR)

En anden måde at udføre beregning af eksponering på er ved anvendelse af regressionsmodeller baseret på arealanvendelsesdata, såkaldte LUR-modeller (Land Use Regression). LUR-modeller er baseret på en kombination af målinger af luftforureningskomponenter og estimering af emissioner af PM og andre forbindelser, fx ammonium eller endotoksiner baseret på produktionen, (de Rooij et al., 2017). Eksponeringen er baseret på en række lokale parametre som fx: i) antal dyr inden for bufferzoner på f.eks. 500 eller 100 m omkring adressen, ii) afstand (og omvendt afstand vægtet med antal dyr på nærmeste gård) til nærmeste dyrebrug og dyretype, iii) middelværdier af en eller flere meteorologisk parametre som fx temperatur, lufttryk, vindhastighed, relativ fugtighed, varighed af nedbørsepisoder, mængde af nedbør, solskinstimer og vindretning. Målestationer der ligger i nærheden af de gårde med dyrehold, der studeres, samt eventuelle "baggrundsstationer" (målestationer der ligger så langt fra lokale kilder, at kilderne ikke har indflydelse på koncentrationerne) kan også inkluderes. I studiet af de Rooij et al. (2017) var den målestation, der blev anvendt som baggrundsstation, dog ikke lokaliseret længere væk end 500 m fra det nærmeste dyrehold.

Fordelene ved LUR-tilgangen er, at det er muligt at anvende en række detaljerede data om fx forskellige dyretyper, og hvor de er placeret i området. Desuden tages meteorologiske variationer i begrænset omfang i betragtning ved hjælp af denne tilgang.

En ulempe ved fremgangsmåden er, at LUR-modeller ikke er baseret på kausal modellering, men i stedet tager udgangspunkt i mønstergenkendelse. Det kan give ret nøjagtige resultater fx i reproduktionen af mønstre med høje og lave koncentrationer, men det giver ingen muligheder for at forstå, hvorfor koncentrationerne er høje eller lave. Midlingsperioden er vigtig i forhold til karakterisering af variationerne i fx koncentrationerne af PM10. Hvis midlingsperioden er for lang, bliver det vanskeligt at adskille baggrundsniveauet fra det lokale signal. Desuden skal baggrundsstationen befinde sig opstrøms og højst sandsynligt mere end 500 m væk fra det studerede område for ikke at være påvirket af lokale kilder. I undersøgelsen foretaget af de Rooij et al. (2017) er gennemsnitsperioden ret lang (en uge), og placeringen, der anvendes til baggrundsmålinger, ligger sandsynligvis for tæt på de andre dyrehold til at give den nødvendige information om baggrundsniveauer.

1.3.5      Deterministisk modellering

Endelig kan eksponeringsvurdering beregnes ved hjælp af kausale, deterministiske modeller, der beskriver atmosfærisk transport, spredning, kemisk transformation og eventuelt afsætning. Sådanne modeller er typisk Gaussiske røgfanemodeller, som drives af detaljerede meteorologiske datasæt og inkorporerer data om emissioner fra punktkilder (fx afkast på staldbygninger, markstakke og gødnings-/gyllebeholdere) og arealkilder (fx udbringning af husdyrgødning og afgrøder på marker). Disse modeller baserer den luftbårne spredning på beskrivelsen af ​​de styrende fysiske processer, herunder transport, spredning og afsætning og på den relevante teori (om fx grænselagshøjde og opblanding) og tager derudover andre relevante parametre i betragtning, fx data om arealanvendelse i forbindelse med beregning af turbulens og afsætning.

I en undersøgelse foretaget af Boers et al. (2016) udføres eksponeringsvurderingen for lugt på basis af beregninger med den lokale spredningsmodel "STACKS" (Hollands pendant til den danske OML-model). Resultaterne er angivet for 98 percentilen af timeværdier for lugtkoncentration svarende til den metode, som de hollandske myndigheder anvender i forhold til lugt.

I en anden undersøgelse foretaget af Blanes-Vidal et al. (2014) blev der beregnet en samlet adressebaseret eksponering for koncentrationer af ammoniak fra de væsentligste kilder inden for et udpeget undersøgelsesområde ved hjælp af en kombination af en atmosfærisk langtransportmodel, der beregnede baggrundskoncentrationsniveauet, og en lokalskala transport- og afsætningsmodel (OML-DEP), som beregnede den lokale koncentrationsfordeling på et 400 m x 400 m grid. OML-DEP modellen beregnede også den kemiske omsætning af ammoniak til ammonium (på partikelform). Undersøgelsen udført af Blanes-Vidal et al. (2014) antog, at de beregnede ammoniakkoncentrationer kan anvendes som en proxy for den luftbårne eksponering for lugt, og med udgangspunkt i modelresultaterne blev hustandskoncentrationerne beregnet ved hjælp af invers afstandsvægtet multivariat interpolation.

Fordelene ved deterministisk modellering er, at den giver en dybere forståelse af kausalitet og af de processer, der påvirker luftforureningskomponenterne hele vejen fra udsendelse til eksponering.

Ulemper ved denne metode kan være, at det undertiden er vanskeligt at skaffe alle relevante inputdata til modellen. Det kan fx være vanskeligt at skaffe data, der beskriver arealkilde-emissioner (Boers et al., 2016), og uden dem vil en del af bidraget til eksponeringen mangle, da arealkilde-emissioner kan yde et væsentligt (kortvarigt) bidrag, når gødning/gylle køres ud på markerne.

Resumé af de vigtigste fund

Lugt  

Studierne af lugt viste samstemmende, at der er flere symptomer i befolkningen med stigende lugtkoncentration. Det ses, at lugtgenerne er højere ved svinebedrifter sammenlignet med kvæg og andre bedrifter. NiLS-studiet fra Niedersachsen i Tyskland fandt en dosis-respons sammenhæng mellem lugt og dårligere fysisk og følelsesmæssigt velbefindende. Det samme blev set i et hollandsk studie i et område med høj tæthed af husdyrbrug. Korrigeret for andre betydende faktorer viste analysen, at lugtirritation var forbundet med gener for den generelle sundhed som luftvejs- og mave-tarm symptomer (Hooiveld et al., 2015). Endnu et studie viste, at lugtgener var relateret til selvrapporteret lugt fra husdyrbrug og lugtgener fra gyllespredning (Boers et al., 2016). Alle disse studier er tværsnitsstudier, og der er derfor risiko for påvirkning af resultaterne fra andre forhold end selve lugten. Det er vanskeligt at undersøge effekten af ​​en eksponering, der ikke er skjult for de udsatte grupper. Når eksponeringen samtidig virker frastødende på mange, vil der kunne opstå en øget opmærksomhed på egne symptomer, som fører til en overrapportering af gener. Ud fra disse studier kan det på baggrund af de tilgængelige studier uddrages, at lugt fra landbrug er en kilde til irritation/ubehag for personer i nærområdet. Det er imidlertid vanskeligt at fortolke sammenhængen mellem lugtstyrke og helbredsklager. En dansk mediations­analyse af Blanes-Vidal (2014a, b) undersøger sammenhængen mellem eksponering for ammoniak og symptomer direkte [eksponering à symptomer] såvel som indirekte via lugtgener [eksponering à lugtgener  à symptomer]. Mediationsanalysen peger på mulige direkte luftvejseffekter af ammoniak. Forfatterne angiver, at disse virkninger kan forklares ved, at ammoniak enten  er markør for generel udsættelse for organiske stoffer fra landbruget, fx endotoksin, eller at der er tale om en effekt af omvendt årsagssammenhæng, dvs. eksponering à symptomer à irritation.

Luftvejssygdom, symptomer og biomarkører  

Resultaterne fra de forskellige undersøgelser er ikke umiddelbart sammenlignelige. Studierne af bedst kvalitet ser ud til at vise, at der en beskyttende virkning af at bo i nærheden af landbrug. Dette gælder især for allergisk astma i den befolkning, som bor i områder med intensivt landbrug.

VGO-projektet fra Holland (Borlée 2017) viste en omvendt sammenhæng mellem indikatorer for husdyrbrug og selvrapporteret astma samt Kronisk Obstruktiv Lungelidelse (KOL). Dette indikerer en beskyttende effekt af at bo i et område med landbrug for KOL. En anden undersøgelse fra den samme gruppe viste ligeledes en beskyttende sammenhæng mellem luftvejsinfektioner, luftvejssymptomer, astma, KOL og høfeber og en række indikatorer for landbrugseksponering. Undersøgelserne er alle tværsnitsstuder og mangler objektive målinger af sundhedsresultaterne, hvorfor det er svært at drage sikre konklusioner. Det er derfor ikke klart ud fra disse undersøgelser, hvordan luftvejssymptomer og sygdomme er relateret til landbrugseksponering, og forklaringen skal måske findes i socioøkonomiske forhold.

Tre undersøgelser skiller sig ud, fordi de er udført i områder uden en forudgående diskussion af landbrugsområdernes negative effekter. Disse er fra Holland (Hooiveld et al., 2016) og Wisconsin USA (Schultz et al., 2019). Den hollandske undersøgelse af befolkningens henvendelser til praktiserende læger for luftvejssygdomme viser beskyttende virkninger af at bo i et landbrugsintensivt område. Derimod viser undersøgelsen fra Wisconsin, USA, at luftvejsklager er hyppigere i områder med mange malkebesætninger i forhold til områder uden høj intensitet af landbrug. Risikoen for nyopstået astma steg, og risikoen for astmaanfald blev næsten fordoblet (1,8 til 1,9 gange) blandt de, der boede 1-3 miles væk fra en større bedrift (CAFO) sammenlignet med mennesker, der boede fem miles eller mere fra en CAFO.  Endelig viste en undersøgelse fra Holland, der benyttede modelleret endotoksin-eksponering (de Rooij et al., 2019), en statistisk sikker stigning i hyppigheden af astma relateret til endotoksin-eksponeringen. Imidlertid faldt astmaforekomsten med faldende afstand til nærmeste gård, og det samme blev set for KOL. Dette understreger vigtigheden af ​​bedre målinger af personlig eksponering og socioøkonomiske forhold snarere end blot afstanden til nærmeste gård.

I undersøgelser af generel sygelighed og dødelighed er der fundet modstridende resultater. I North Carolina, hvor befolkningen overvejende er udsat for svin, fandt man øget sygelighed og dødelighed i områder med høj landbrugsintensitet end i andre områder (counties) uden landbrugsaktivitet (Kravchenko et al., 2018). I modsætning til dette viser en hollandsk undersøgelse lavere sygelighed for en række sundhedsparametre i områder med intensivt landbrug sammenlignet med ikke-landbrugsområder (van Dijk, Smit, et al., 2016).

I panelundersøgelser af modtagelige grupper ses ingen sammenhæng mellem ammoniakeksponering og luftvejssymptomer hverken hos astmatiske børn (Loftus, Yost, Sampson, Torres, et al., 2015) eller hos KOL-patienterne (van Kersen et al., 2020). Imidlertid ses en tydelig effekt af partikeleksponering (ugemiddel af PM2,5) blandt de astmatiske børn (Loftus, Yost, Sampson, Arias, et al., 2015). 

Luftvejsinfektioner  

En interessant observation i et studie fra Holland er en stigning i forekomsten af KOL med antallet af CAFO'er i eget postnummer (Hooiveld et al., 2016). Den øgede risiko for KOL stiger med alderen til hhv. 1,07 og 1,13 blandt henholdsvis 45+ årige og 60+ årige. Dette kan være en indikator for landbrugs­eksponeringens effekt på kroniske luftvejssygdomme. En undersøgelse af van Dijk (2016) viser en vigtig information, nemlig at den højeste udsættelse for fjerkræstalde øger risikoen for luftvejsinfektioner med en odds ratio på 1,17. Som opfølgning på denne undersøgelse brugte Smit et al. (2017) afstand til fjerkræbedrift som eksponering i forhold til indlæggelse for lungebetændelse. I studiet fandt de, at personer, der boede mindre end 1,15 kilometer fra den nærmeste hønsefarm, havde en øget risiko for lungebetændelse. De fandt samtidig, at den bakterie, der hyppigst blev fundet ved denne lungebetændelse, var Streptococcus pneumoniae

De hollandske undersøgelser viser, at mennesker, der bor tættere på store gårde specielt med fjerkræ, har næste dobbelt så høj risiko for lungebetændelse, i sammenligning med mennesker, der bor længere væk. En metaanalyse af alle tilgængelige undersøgelser (Post et al., 2019) bekræfter risikoen for Q-feber i forbindelse med gedehold. Imidlertid blev den øgede risiko for lungebetændelse forbundet med fjerkræbedrifter ikke bekræftet i dette studie.

Allergi     

Af tre studier på området er det kun ét studie af sammenhæng mellem allergi og husdyrhold, der identificerer faktorer, som er forbundet med lavere grad af atopi (allergisk sensibilisering). Dette studie, der er fra et område af Holland med høj intensitet af landbrug (VGO), viser, at endotoksineksponering er associeret til lavere forekomst af sensibilisering over for almindeligt forekommende allergener (de Rooij et al., 2019). Da undersøgelsernes design er ens, må forklaringen på forskellen i fund bero på forskellige metoder til at vurdere allergi og eksponering eller forskellige miljøer - VGO studiet er foretaget i et område med en blanding af forskellige landbrugstyper, hvorimod NiLS-studiet er fra Niedersachsen (Radon et al., 2007) er i et område domineret af svineproduktion, og landbruget i Wisconsin er domineret af malkebedrifter (Schultz et al., 2019). En anden væsentlig forskel kan findes i de øvrige variable, som forskerne har inkluderet i analyserne. Fx har Rooij et al. kontrolleret for opvækst i landbrug, en faktor som har vist sig at påvirke sensibiliseringshastigheden langt ind i voksenalderen (Elholm et al., 2018).  Endvidere er det påvist, at landmænd og personer i landdistrikterne har lavere hyppighed af sensibilisering over for almindeligt forekommende allergener (Sigsgaard et al., 2020; Basinas et al., 2012; Elholm et al., 2016).

Lungefunktion

Ud fra de inkluderede studier ses en negativ sammenhæng mellem lungefunktion og udsættelsen for ammoniak og endotoksin. Sammenhængen mellem lungefunktion og partikeleksponering er marginal, og associationerne for partikler er svagere end for ammoniak. Dette indikerer tilsammen vigtigheden af landbrugsrelateret forurening ift. påvirkning af lungefunktion. 

De hollandske studier viste, at FEV1, FEV1/FVC og maksimal midt-ekspiratorisk flow (MMEF) alle var signifikant lavere end forventet for beboere i de mest intensive landbrugsområder. I en analyse, hvor antallet af bedrifter blev brugt som proxy for eksponering, var MMEF sikkert lavere hos personer, der boede i et område med mere end 25 gårde inden for en radius på 1000 m fra bopælen (Borlée, Yzermans, Aalders et al., 2017). En senere analyse viser en sammenhæng mellem endotoksin-eksponering og luftvejssymptomer samt nedsat lungefunktion (de Rooij et al., 2019).

For panelundersøgelserne (Loftus, Yost, Sampson, Torres et al., 2015; Loftus, Yost, Sampson, Arias et al., 2015; van Kersen et al., 2020) ses en negativ effekt på lungefunktionen af ammoniak såvel som for partikeleksponering. Interessant for begge grupper synes IQR-effekten (dvs. forskellen i risiko for de 25% lavest og de 25% højest eksponerede) af partikler at være svagere end ammoniak IQR-effekten, hvilket indikerer vigtigheden af ​​den landbrugsrelaterede ammoniakeksponering for lungefunktion. Dette i modsætning til at der ikke blev fundet nogen sammenhæng mellem ammoniakudsættelse og symptomer i de samme undersøgelser.

Konklusion

Denne gennemgang har vist, at kun få tilgængelige undersøgelser har kastet lys over sammenhængen mellem eksponering fra landbrugsdrift og sundhed blandt beboere i området. De inkluderede undersøgelser er overvejende tværsnitsstudier fra nogle få specifikke områder i den vestlige verden. Store landbrugsområder som det nordlige Spanien, det nordlige Italien og Polen forekommer ikke. Hvad angår undersøgelser af erhvervsmæssig eksponering blandt landmænd er litteraturen ligeledes domineret af tværsnitsstudier (Sigsgaard et al., 2020). Gårdmiljøet er grundigt undersøgt, og en række luftvejssygdomme forårsaget af det organiske støv på gårdene er beskrevet blandt landmænd og landarbejdere (Schenker et al., 1998; Sigsgaard et al., 2020).

Tværsnitsundersøgelser er et problem for risikovurdering, da årsagssammenhængen er vanskelig at vurdere i sådanne studier. Der er dog et par undersøgelser, som strækker sig over 3-9 måneder, af kortvarige effekter blandt astmabørn og KOL-patienter, som er udsat for landbrugseksponering. Undersøgelserne påviser akutte negative virkninger af landbrugseksponeringer på disse sårbare grupper. Men undersøgelserne bør følges op af andre studier, fx interventionsstudier, som kan vise en forbedring, hvis man fjerner eksponeringen eller kohortestudier for at estimere de langsigtede virkninger af eksponeringer fra landbrugsdriften. Fremtidige interventionsundersøgelser bør udføres som randomiserede kontrollerede forsøg og omfatte objektive mål for eksponering såvel som sundhedsresultater. Kohorteundersøgelserne bør også omfatte objektive mål for eksponering såvel som sundhedsresultater for at undgå bias på grund af den uundgåelige viden i befolkningen om potentiel eksponering, som kan føre til bias på grund af den lugt, de oplever. En interventionsundersøgelse af astmatiske børn fra det samme landbrugsområde i NW USA, som panelundersøgelserne opstod fra, er i gang og viser en signifikant reduktion i PM2,5 i luften indendørs, når de blev udstyret med to luftrensere ”HEPA-cleaners”, i barnets soveværelse og i stuen. Luftrenserne havde ingen effekt på NH3-koncentrationerne (Riederer et al., 2020; Masterson et al., 2020). I følge forskergruppen vil helbredsundersøgelsen blive publiceret i løbet af de kommende 6 måneder (Catherine Karr; personlig kommunikation).  

Det har ikke været muligt at lave en egentlig risikovurdering på basis af de tilgængelige studier. Dette skyldes, at antallet af studier er lavt, og at langt de fleste studier er tværsnitsstudier, der ikke muliggør en sikker analyse af årsagssammenhængen.

På grund af heterogeniteten af ​​de inkluderede studier har vi afstået fra at udføre en metaanalyse. Derfor har vi i det efterfølgende udført den bedst mulige syntese af evidens for at komme frem til nogle overordnede konklusioner.

Stærk evidens

Ifølge de foreliggende undersøgelser er der god dokumentation for, at ammoniakeksponering som en indikator for landbrugseksponering er forbundet med lugtgener hos den almindelige befolkning. En række undersøgelser har vist, at lugten fra landbrugsaktiviteter spredes til naboer, og irritationen øges med koncentrationen af ​​eksponeringen på en dosisafhængig måde. I studierne er der benyttet antallet af gårde i omgivelserne (Radon et al., 2004; Hooiveld et. al., 2015), lugtestimering (Boers et al., 2016) eller modelleret ammoniak som en indikator for landbrugseksponering (Blanes -Vidal et al., 2014).

Undersøgelserne af Q-feber, en infektion med Coxiella burnetii, der kan overføres fra dyr til mennesker, benytter en række forskellige metoder, der alle påviser en øget risiko for Q-feber i forbindelse med gedeopdræt. Dette understøttes af en metaanalyse, der med stor sikkerhed finder en øget risiko for Q-feber i nærheden af store gedefarme (de Rooij et al., 2017; Post et al., 2019). Til trods for at alle undersøgelserne er fra Holland, anses evidensen for at være stærk.

Moderat til stærk evidens

Lungefunktion;; En veludført panelundersøgelse med astmatiske skolebørn i USA (Loftus et al., 2015a,b) viser en negativ effekt på lungefunktionen (daglig FEV) ved modelleret eksponering for PM2,5 og NHved deres hjem- og skoleadresse. For en IQR-ændring (forskellen mellem de 25% laveste og 25% højeste) i PM2,5 sås et fald i FEV% på 0,9%, og yderligere et fald på 1,4%, når analysen blev begrænset til børn med atopi, som er sensibilisering over for almindeligt forekommende allergener. For sammenhængen mellem IQR ammoniakeksponering og lungefunktion fandt studiet en ændring i FEV1% på 3,8%. I denne delundersøgelse blev der fundet et øget fald på FEV1 på 6,3%, når analysen var begrænset til atopiske børn, der boede inden for en radius af 1,0 km fra en luftmoniteringsstation.

En panelundersøgelse af KOL-patienter identificeret via VGO-undersøgelsen fulgte patienternes daglige lungefunktion og symptomer morgen og aften i 3 måneder (van Kersen et al., 2020). Eksponeringen var de gennemsnitlige daglige niveauer af ammoniak og PM10. Undersøgelsen viste, at en IQR-stigning i luftens indhold af ammoniak to dage før lungefunktions-målingerne om morgenen var relateret til en øget risiko for et fald i FEV1> 20% på 1,14 stigende til 1,23 med begrænsning af analysen til patienter med en strengere defineret KOL. Der blev fundet svagere, men signifikante virkninger for associeringen til PM10-koncentrationen.

Interessant for både astma og KOL er, at IQR-effekten af PM2,5 og PM10 på FEV1 synes at være svagere end effekten af ammoniak. IQR gradienten indikerer vigtigheden af landbrugsrelateret eksponering for luftvejenes respons på den lokale luftforurening. Dette står i kontrast til resultaterne vedrørende symptomer i børneundersøgelsen, som er tættere forbundet med PM-effekten.

Ingen andre undersøgelser bekræfter resultaterne ovenfor, så beviset er stadig kun moderat til stærkt, da det skal bekræftes i andre veldesignede studier.

1.5.3      Moderat til svag evidens

Symptomer; Studier af skolebørn har vist stigende forekomst af luftvejssymptomer relateret til antallet af gårde i området (Mirabelli et al., 2006), men dette blev ikke fundet i NiLS-undersøgelsen ved brug af ammoniak som en indikator for landbrugseksponering (Radon et al., 2007).

For voksne er resultaterne blandede, og studierne er alle tværsnitsundersøgelser. Resultaterne spænder fra en vis effekt til en omvendt sammenhæng (en beskyttende virkning) af at bo tæt på gårde. Der kan dog findes eksempler på sammenhæng mellem landbrugseksponering og symptomer (Borlée et al., 2017). I denne undersøgelse fandt man flere luftvejssymptomer for KOL-patienter, der boede nær gårde. VGO-undersøgelsen viste en signifikant stigning i astmasymptomer forbundet med højere niveauer af endotoksin og med stigende PM10-niveau estimeret med en Land Use Regression (LUR)-model der bygger på en statistisk sammenhæng mellem fx målte koncentrationer og diverse bedriftsparametre som fx antal husdyr, stalddimensioner etc.  (de Rooij et al., 2019). Disse resultater peger på en potentiel rolle for udsendte bakteriekomponenter, såsom fx endotoksiner fra Gram-negative bakterier.

Lungefunktion; En kort opfølgning i NiLS-undersøgelsen viste, at udsættelse for høje ammoniakkoncentrationer (≥19.7 ug/m3 ved hjemmet) var forbundet med et fald i FEV(% forventet) -8,2 (-13.7.-2,7) men ingen effekt på FEV1/FVC (Borlée et al., 2017).

VGO-undersøgelsen viste, at FEV1, FEV1/FVC og maksimal midt-ekspiratorisk flow (MMEF) alle var signifikant lavere end forudsagt hos de mennesker, der bor i det intensive landbrugsområde. Ved at bruge antallet af bedrifter i analysen var MMEF signifikant lavere hos personer, der boede med mere end 25 gårde indenfor en radius af 1000 m fra adressen.

I Wisconsin fandt Schultz et al. (2019) at lungefunktion (FEV1 ) var lavere, hvis ​​nærmeste CAFO var tæt på sammenlignet med lungefunktionen hos beboere, der boede længere væk i et eksponeringsrespons-lignende mønster. FEV1% forventet var henholdsvis -8%, -12% og -13% ved at bo <1,6 km i forhold til hhv. <3,4 km, <4,8 km og <6,8 km fra nærmeste CAFO.

Alle disse undersøgelser er tværsnitsstudier, og derfor er beviset svagt og bør valideres i yderligere uafhængige undersøgelser. Der er således behov for flere undersøgelser med et stærkere design for at belyse disse sammenhænge tilstrækkeligt.

Svag evidens

Symptomer; Tværsnitstudierne giver blandede resultater for sammenhængen mellem symptomer og lugt. På grund af menneskets iboende evne til at lugte denne forurening, er det næsten umuligt at adskille virkningerne direkte relateret til lugt og de effekter, der medieres gennem irritation. En god dansk undersøgelse fandt ved hjælp af en mediationsanalyse en direkte effekt af ammoniak på luftvejssymptomer samt en indirekte effekt medieret via lugtgener (Blanes -Vidal et al., 2014). Imidlertid betragtes beviset som svagt, da dette er den eneste undersøgelse med denne type information.

Fra panelundersøgelser med sårbare personer ses ingen sammenhæng mellem ammoniakeksponering og luftvejssymptomer hverken hos de astmatiske børn (Loftus, Yost, Sampson, Torres, et al., 2015) eller hos KOL-patienterne (van Kersen et al., 2020). Imidlertid var PM2,5 associeret til symptomer blandt astmabørnene (Loftus, Yost, Sampson, Arias, et al., 2015).

Den danske undersøgelse anvendte modelleret ammoniakeksponering på adresseniveau og psykosociale symptomer samt adfærdsmæssige ændringer. Undersøgelsen fandt i en mediationsanalyse en mulig direkte virkning af ammoniak på luftvejssymptomer. Forfatterne angiver, at disse virkninger kan forklares, enten fordi ammoniak er en markør for en generel udsættelse for organiske stoffer fra landbruget, fx endotoksin, eller det kan være en effekt af omvendt årsagssammenhæng, dvs. eksponering àsymptomer àirritation.

Allergi; I undersøgelserne af allergi hos personer, der bor tæt på gårde, er det kun den nylige VGO-undersøgelse, der finder en effekt af landbrugseksponering for lavere forekomst af allergier. Imidlertid er dette set i andre undersøgelser, der indbefatter landmænd, andre der bor på landet, som ikke arbejder i landbruget, og er sandsynligvis en bekræftelse af en almindelig tendens for allergiforekomsten, der falder fra by til land til gårdmiljø.

Lungebetændelse; De observerede sammenhænge mellem fjerkræ i nabolaget og forekomsten af lungebetændelse har brug for mere opmærksomhed. Evidensen betragtes som svag ud fra nuværende undersøgelser.

Utilstrækkelig dokumentation

Effekten af ​​CAFO'er på generel sygelighed og dødelighed er utilstrækkeligt undersøgt. De eksisterende undersøgelser mangler information om vigtige variable af betydning for sygdomsudviklingen, hvilket gør det svært at drage konklusioner ud fra de nuværende undersøgelser.

Afsluttende bemærkninger

Alt i alt peger gennemgangen af ​​de nuværende studier på luftvejsirritation i den almene befolkning på grund af landbrugseksponering i den omgivende luft på en dosisafhængig måde. Yderligere negative virkninger på helbredet findes i modtagelige grupper som astmatikere, især børn og KOL-patienter. Flere undersøgelser fra flere lande er nødvendige for at bekræfte resultaterne i de modtagelige grupper. Samtidig er der et tydeligt behov for opfølgningsundersøgelser af den generelle befolkning, som bor i nærheden af ​​intensivt landbrug.