当你作为消防员的消防员回应火灾时，最明显的威胁来自火焰和烟雾。然而，在火灾期间，从释放到空气中的化学物质的明显威胁不太明显。一些化学品，如一氧化碳，可能在发生暴露后立即伤害，这可能导致症状从恶心癫痫发作甚至死亡。1一些化学物质，如苯，也有延迟效应，如果你长时间接触它，就会导致癌症。2虽然你看不到这些化学品，但你可能没有感觉到它们影响你的身体，但科学家已经提出了一些创造性的方法来衡量你的曝光。下面，我们将讨论可以从消防员收集的一些不同类型的样本，样本可以（并且不能）给您提供哪些信息。
样本类型
消防队员会接触到很多化学物质，但要找到所有的化学物质是不现实的。这篇文章提供的信息，帮助选择最佳的采样方法，各种化学类和场景的消防员面对。
一旦一项研究集中在一种化学或感兴趣的化学类上，就有多种方法来收集样本。一般来说，我们将考虑两个:外部和生物(内部)。外部样本是从体外(皮肤、衣服或空气/水/土壤)收集的。生物样本，如血液、尿液、头发和呼出的气体从身体中收集。表1包括了消防员个人暴露研究中常用的一些外部和生物样本类型。该表提供了关于如何收集样本以及它们可以提供的信息类型的简要信息。
除了表1中的样本类型，了解消防条件和潜在化学品暴露的其他工具包括问卷调查、GPS跟踪和个人日志。188金博网网址多少最近，追踪个人活动和潜在接触的智能手机应用程序已经发布。智能手机还与肺活量计相连，以测量呼吸健康状况。3.这些工具的功能非常强大，尤其是与物理样本的数据相结合时。
样本类型比较
不同的样本类型每种类型给科学家提供特殊信息，并具有自己的优缺点。表2分解了样品类型之间的一些区别。以蓝色显示的是物流考虑因素，可以使消防员更容易实现的样品类型而不是其他人。灰色框表示最适合寻找污染物类型的样本类型。
对收集样本的消防员的“舒适度”以及收集者和提供样本的消防员的“便利性”等考虑因素可能会对决定样本类型产生影响。通过选择一个舒适和方便的样本类型，您可以避免增加压力或复杂性，已经要求的火灾响应情况。同样，如果不需要实验室人员在场，样本收集也会更容易进行。例如，血液样本在这些实用类别中排名较低，因为火灾后立即献血是痛苦的，不方便收集和运输，并需要实验室技术人员在场抽血。
考虑数据质量 - 即，收集的数据与研究目标的相关性。例如，“捕获的曝光长度”是指采样可以代表的曝光时间窗口。活跃的空气采样器和硅胶无源取样器在整个周期内连续吸收化学品，它们磨损，跨越小时，天甚至周数。相反，擦拭样品只能在擦拭时拾取表面上的化学物质。血液和尿液样本标识目前液体中的内容，因此单一的尿液样本可能代表前六到八小时的曝光，尽管某些化学物质可能比这更快或慢得多。为了更彻底地捕获从暴露中捕获化学品，消防员可以在24小时内收集所有尿液，这需要它们随时将其携带尿液收集容器。
另一个重要的考虑因素是研究中样本之间测量的一致性。如果每次都以相同的方式采集样本，一致性可能会很高，但这并不是对所有的样本都可行。例如，很难每次都以相同的方式提取擦拭样本，纱布需要在相同的区域、施加相同的压力和相同的擦拭模式上擦拭。对于生物样本来说，每个人的血液和尿液看起来会有所不同，这受水合作用和基因等因素的影响。幸运的是，还可以采用额外的测量方法来考虑生物样本中的某些变异，以提高一致性。最终，一致性可以使研究数据更加可靠和精确。
如前所述，感兴趣的化学物质也会影响您应该考虑的样品类型。例如，可以对生物样本进行分析，以寻找被人体吸收的化学物质的证据。科学家可能会直接寻找一种化学物质，但通常更合适的方法是寻找尿液中该化学物质的代谢物(即最初的化学物质)就变成了由于身体中的代谢）。因此，在表2中，尿液标记为检测代谢物但是对于在环境中存在的原始有机化学物质的“优异”。另外，一些样品类型可用于检测烟灰和其他颗粒物质或金属，而其他样品类型也不能。此表不涵盖选择采样器的所有适用性注意事项，但它提供了广泛的选项概述。
案例研究：选择正确的采样器类型
作为一个例子，我们将讨论一个案例研究的结果，其中从结构消防员收集两种类型的样本:硅胶被动采样器和尿液。硅胶采样器可以从空气和皮肤中吸收各种有机化学物质。表2显示硅胶被动取样器在舒适度、便捷性和不需要实验室人员的帮助下取样的能力方面排名较高。只要佩戴，它们还能捕捉曝光。4.与腕带相反，尿液样本在收集方面可能更加苛刻。您可以想象，在职责时穿着腕带，比在火灾之后立即给予尿液样本更舒适和方便。
在这项研究中，在马萨诸塞州，佛罗里达州和亚利桑那州的消防员贡献了尿液和穿着硅胶被动采样器，以研究暴露于一类称为多环芳烃（PAH）的化学物质。可以在火灾期间生产PAH，并且已知一些PAHS引起癌症。在值班时收集两种样品，一旦不在活性火灾（“基线”样品）和几种火灾反应时。在这些火灾响应期间，硅胶腕带在岔路件下面磨损，而每次火灾后的几个时间点收集尿液，每个时间点代表独特样品。
虽然这两种样本都是在同一事件中从同一名消防队员身上收集的并在寻找相似的化学物质，但有一个主要结果的差异:腕带的分析显示存在多环芳烃，而尿液样本的分析没有显示多环芳烃的证据。
有几个因素可能导致了结果的差异。其中一个因素是，腕带和尿液样本所捕捉到的接触时间长短不同，这影响了最终进入样本的多环芳烃的浓度。如果样品中的浓度过低，可能无法在分析中检测到化学品。在这个案例中，每个消防员都提供了火灾发生后多个时间点的尿样。每一个样本都只含有火灾后进入人体的多环芳烃总量的一小部分。
相比之下，腕带在火灾中佩戴的整个过程中都在捕捉多环芳烃。有一件事可能会改善尿检结果，那就是如果将来自不同时间点的尿样全部混合到每个消防员的尿样中。这个混合样本可能含有火灾后从尿液中排出的所有多环芳烃和代谢物，而不仅仅是部分，而且可能在分析中增加了多环芳烃的浓度到可检测的水平。
分析类型
分析的类型也非常重要。对腕带的分析比对尿液的分析更耗时和昂贵，但也有更高的灵敏度。对尿液样本选择的ELISA分析灵敏度和特异性都较低;它可以告诉你是否存在多环芳烃和代谢物，但不知道是哪些。ELISA分析寻找多环芳烃和代谢物，因为我们知道尿液中多环芳烃代谢物的浓度比原来多环芳烃的浓度要高。5.ELISA的低灵敏度意味着PAH和代谢物可能存在于尿液中，但浓度太低以检测。
尿液样本可在调查曝光方面非常有用，但在这种情况下，使用廉价和快速的ELISA分析样品的分析没有显示腕带能够捕获的消防员PAH暴露。表3总结了在本案例研究中的腕带和尿液之间的差异。
关键问题和考虑因素
消防员回应呼叫将它们暴露于各种有害化学物质。如果我们希望解决健康威胁这些曝光姿势，则迈出了关键的第一步是准确地测量化学曝光。这需要周到的相应采样类型的集合。
消防员曝光研究的成功依赖于前瞻性思考和规划。在规划阶段，有几个值得询问的问题：
- 是适当的样本类型，因为研究打算回答的问题？
- 样品类型在逻辑上是否可行?例如，如果您希望从血液样本中的数据，受试者在回应火灾后直接给予血液是可行的？这需要创造一个无菌环境，支付训练有素的静脉瘤药物吸血，以及消防员给予血液的不适或身体压力。
- 分析对样品足够敏感吗？如在案例研究中，您必须考虑分析是否可以检测样品中预期的化学物质的量。
- 进行分析的实验室有什么能力?不同的实验室具有不同的相关成本，处理时间，检测限制和资源，用于将结果传送回消防员。重要的是要知道要在研究之前期待什么。
在消防员取样的场景中，科学家和消防员相互依赖。科学家们依靠消防队员遵守数据抽样程序来得出有意义的结论。消防队员依靠科学家来设计一项良好的研究，并告知他们个人的暴露情况。因此，它有利于每个人做出明智的决定，选择一个样本类型是实际的消防人员，可以产生有意义的数据与适当的分析。
参考
1.国际消防队员协会，一氧化碳中毒和消防员，2020年，华盛顿特区：AFL-CIO。
2.美国癌症协会，苯与癌症风险, 2016年。
3.周平，杨柳，黄耀雄。“一种基于智能手机的手持无线肺活量计，功能和精度可与实验室肺活量计媲美。”传感器，2019年。
4.史蒂文·奥康奈尔，劳雷尔·金科，金·安德森。“硅胶腕带作为个人被动采样器。”环境科学与技术,2014年。华盛顿特区:美国化学学会，
5.arandla Ramesh等人，“口腔摄入多环芳烃的生物利用度和风险评估”。国际毒理学杂志，2004.新德里，印度:Sage出版社。
作者注:这篇文章参考了俄勒冈州立大学(Kim a . Anderson，博士;戴安娜Rohlman博士;卡罗琳·m·普杜塞博士;Lane G. Tidwell博士;彼得·d·霍夫曼;Michael Barton)和ndrii - usa公司的火灾、救援和急救医疗卫生研究中心(Sara A. Jahnke博士;Walker SC Poston, MPH, PhD;Christopher K. Haddock博士;Brittany S. Hollerbach博士)。表1中的插图由Sean Carver绘制。
食品安全和环境俄勒冈州立大学环境与分子毒理学系的管理项目是一个化学实验室，专门从事环境样品的被动采样技术开发和定量分析。
任务火灾中心，救援，和EMS健康研究(CFREHR)旨在通过系统的研究和评估，了解和改善急救人员的健康状况。
艾米莉M. Bonner.是俄勒冈州立大学的毒理学博士学生在环境和分子毒理学系。她曾担任II型野野战斗地用手（派克国家森林，科罗188电竞足球比分拉多州）。
金正日。安德森她是俄勒冈州立大学环境与分子毒理学系食品安全和环境管理项目的负责人。
