亚的斯亚贝巴埃塞俄比亚咖啡仪式期间吸入颗粒物和一氧化碳：一项初步研究

摘要

埃塞俄比亚独特的咖啡仪式文化传统增加了吸入燃烧副产品的风险。这项试点研究评估了亚的斯亚贝巴十户人家在咖啡仪式上接触颗粒物和一氧化碳的情况。对于咖啡准备者来说，几何平均值(57克/)及中位数(72) 克/）对24小时计时的平均暴露增加的贡献高于世界卫生组织（世卫组织）指导方针。在40％的研究网站，24小时平均曝光的贡献大于WHO指导的两倍。仪式参与者存在类似的暴露增加。颗粒物质浓度可能与在仪式中使用的使用有关。在几乎所有家庭中，超过了60分钟接触一氧化碳的世卫组织指南。由于这种文化实践的深刻遗传性质以及缺乏可用性燃料，因此寻找减少这些暴露的控制措施将具有挑战性。

1.介绍

用生物质烹饪，特别是在通风不良的建筑物内，会造成严重的健康危害。世界卫生组织(世卫组织)[1.]估计，每年有150万人因接触室内空气污染而死亡，其中很大一部分是妇女和儿童。世界上一半以上的人口依靠生物质能满足能源需求。生物质燃料，包括木材、粪便、农业残留物和木炭，是造成室内空气污染的主要因素。这些燃料的燃烧导致一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO .)的排放_2.)，各种有机蒸汽，以及含有重有机化合物复杂混合物的颗粒物。正如史密斯所总结的那样[2.]的健康影响，有证据表明，生物质燃烧与室内空气污染密切相关，包括急性呼吸道感染、慢性阻塞性肺病、肺癌、结核病、白内障、哮喘发作和不良妊娠结局。

针对东非的研究表明，来自生物量的空气污染物在该区域确实存在问题。Kumie等人[3.发现，在埃塞俄比亚的一个地区，没有的水平_2.在使用生物燃料做饭的家庭中，世界卫生组织关于不使用生物燃料的指导方针是前者的两倍_2.浓度。埃塞俄比亚西南部农村社区研究[4.记录了与生物质燃料有关的问题。其中包括导致暴露的条件，如没有单独的厨房、没有窗户和颗粒物浓度升高。另一项在埃塞俄比亚北部农村的研究表明，80%的烹饪是在室内用生物质做的[5.］.在同一项研究中，只有13%的女性认为烟雾暴露令人担忧。在附近的肯尼亚，Ezzati和Kammen [6.]研究了来自生物质燃烧的污染物对农村地区健康的影响，发现随着暴露于质量中值空气动力直径小于10的颗粒物的增加，急性呼吸道感染增加同样的研究表明，由于性别角色(包括做饭)，女性在室内的时间比在户外的时间多，因此她们可能比成年男性更容易接触室内空气污染。农村地区的女性感染风险可能更高，农村地区传统上使用“三石火”做饭，而城市和半城市地区更可能使用陶瓷木炉或木炭炉做饭。

在埃塞俄比亚，由于“咖啡仪式”的独特文化传统，生物质燃烧产生的空气污染物暴露可能会进一步增加。喝咖啡仪式在人们的精神和文化生活中发挥着重要作用，是埃塞俄比亚人对游客热情好客的一个极好例子。在庆祝或哀悼期间，以及通常在早上上班前吃早餐时，偶尔在下午午餐后和晚上吃晚饭时，煮咖啡并提供给客人作为友谊和尊重的象征。然而，仪式的过程会导致空气污染物的释放。

传统的咖啡制作过程包括几个步骤，通常由一位年轻女性在家中酿造。整个过程通常在参与者就座的室内进行。咖啡豆首先被清洗，然后在一个小木炭炉上的平底锅上烘烤。在农村地区，咖啡主要是用牛粪、农作物残渣、木材或木炭等生物质燃料在“三石火”上烘焙的。咖啡是用一根一端弯曲的小金属或木棍反复烘烤的，这样咖啡豆就可以很容易地翻过来。直到咖啡豆变黑变亮，咖啡中的芳香油被哄出。咖啡豆烤好后，制备人员将咖啡盘带到房间里，让每位客人不时摇动咖啡盘，直到房间充满咖啡香味。客人可以用手在脸上来回移动，将咖啡的香味吸引到自己身上。在仪式期间，从开始到结束，香通常在粘土制成的小火炉中燃烧。有两种类型的香可以使用，意大利和森德尔。

烤后，咖啡豆倒入一个重木碗中，用木质或金属棍子手动粉碎和地磨碎，像砂浆和杵。然后将研磨咖啡放入加入水的小锅中。然后将罐放过木炭炉或火直至混合沸腾。使煮沸的咖啡沉淀一分钟以将液体与咖啡渣分离。咖啡在一个小陶瓷杯中供应。杯子布置在彼此靠近的咖啡托盘中，然后制备者用咖啡填充每个杯子并给每个客人送一个杯子。传统上，通过在第二次和第三轮中加入咖啡沉淀物在三轮中供应咖啡，然后再次被沸腾并如上所述地服务。第三次服务被认为是赐予祝福，仪式传统上由一位老人封闭，称为祷告。

尽管咖啡仪式是一个重要的文化和传统仪式，将人们聚集在一起讨论个人和社会问题，但咖啡制备和熏香产生的燃烧副产物可能会对暴露在烟雾中的人构成健康风险。

这项研究要解决的问题是，在咖啡仪式中接触燃烧的副产品是否会增加咖啡准备人员和仪式参与者的健康风险。虽然有许多燃烧副产品，但这项研究测量了颗粒物和一氧化碳(CO)的浓度。颗粒物和一氧化碳已被确定为生物质烟雾对健康危害的良好指标[2.］.

2.方法

2．1.主题招聘

亚的斯亚贝巴的十家被选中参加此试点研究。选择是非谐静的，并从作者已知的个人网络中汲取。选择特定的家庭，以评估亚的斯亚贝巴的各种类型的家庭和建筑施工。

研究小组在每个家庭都参加了一个完整的咖啡仪式。所有的家庭都用炭盆来煮咖啡。

所有咖啡准备人员均获得知情同意。制定了一份书面知情同意书，并翻译成阿姆哈拉语。鲍灵格林州立大学(Bowling Green State University)和亚的斯亚贝巴大学(Addis Ababa University)的人类受试者审查委员会批准了同意程序。

２.２.数据收集

在咖啡仪式之前，每咖啡准备人员都会对她对仪式所产生的烟雾的态度和她的加热方法的偏好进行了问题。稍后详细说明的问题是开放的，准备者可以自由地响应口头。咖啡准备人员为她的时间报销100波形（相当于约8美元），以及仪式材料的成本（咖啡豆，燃料，香）。

在每个家庭，研究小组测量了举行仪式的房间的尺寸，并定性记录了房间内的气流和自然通风程度。使用顺序评分系统来描述自然通风的可用性。记录了房间内打开的门窗数量。如果一扇门或窗户直接向外打开，则得分为1。对于通向室外房间的每扇打开的门，得分为0.5。将这些分数相加，以确定房间的“自然通风”分数，该分数表示房间中可用的自然通风的相对量。没有一个家庭有机械通风。

使用Lascar EL-USB-CO一氧化碳显示器测量一氧化碳。该监视器包括电化学传感器和数据记录电路。传感器通过CO分子通过毛细管进入检测细胞。CO与经历氧化的电极与二氧化碳相互作用。由反应释放的电子产生了记录的测量电流。传感器符合所有国际绩效标准的要求。监视器采用USB连接构建，用于直接连接到计算机，并使用制造商提供软件界面的记录数据。可以将数据导出为常用数据分析软件的格式。仪器的出厂校准在返回美国之前，零跨度校准检查确认了零跨度校准检查。

在准备者上采取个人CO样本。在仪式上的其他参与者附近拍摄了一个区域样本，距准备人员一到两米。准备者在脖子周围的挂绳上穿着显示器。数字1.说明个人抽样设置。

使用国家职业安全与健康研究所方法0500和0600测量总颗粒物和可呼吸颗粒物[7.］.可吸入的颗粒物由国际标准化组织和欧洲标准化委员会定义，该组织具有4.0微米的质量中位数气动直径（PM_4.) [8.,9］.预备的PVC过滤器用于总和可吸入采样。可吸入的样品具有10mm尼龙旋风入口，可以将可吸入的可吸入总颗粒物质分离。个人采样泵用于通过采样列车将空气拉动。采样列车流量率立即进行校准，并在取样后立即检查。过滤器上的质量增加由美国工业卫生协会认可的实验室确定。

在制备仪上取可吸入的颗粒物质样品。她穿着皮带上的采样泵，旋风/过滤器组件佩戴在握住CO监测的同一挂绳上。另外，还在仪式中的参与者附近采取了总和的，仪式附近，距离咖啡的制备一至两米。当咖啡豆准备开始时，采样开始。抽样结束了第三杯咖啡的浇注。

２.３.统计方法

当实验室报告颗粒物质样品结果，如低于检测限（LOD）的限度，将值视为具有值的值用于数据分析和统计测试[10］.

夏皮罗·威尔克斯-试验确定浓度数据更好地描述为对数正态分布，而不是正态分布。因此，几何平均值（GM）和几何标准差（GSD）被用作中心趋势和变异性的描述。进行方差分析以确定建筑类型、房间几何、通风说明和熏香使用等因素是否对污染物水平产生影响。由于数据是对数正态分布的，因此将对数转换浓度用于方差分析测试。

咖啡仪式期间的平均浓度和每天举行咖啡仪式的时间长度用于确定咖啡仪式对24小时时间加权平均可吸入颗粒物暴露的影响。将其与WHO PM 24小时平均浓度指南进行比较₁₀这是50岁 g / m^3.[11］.

3.结果与讨论

3.1。抽样网站和仪式信息

访问的房屋代表了亚的斯亚贝巴的各种住房类型。安排访问的能力使被访问的家庭不能代表城市中这些类型的流行。有两所房子是泥地的土房。这种类型是典型的穷人阶级，也是目前亚的斯亚贝巴郊区最常见的家庭类型。四间房屋是木制框架，覆盖着水泥/石膏和混凝土地板。这种类型的家庭是工人阶级家庭的典型。四所房屋是砖砌或灰泥覆盖的煤渣砖，典型的专业阶层和上层阶级。在大多数情况下，在一个社区的一个街区内，可以找到不同类型的住宅。在上层家庭的现代住宅旁边，经常可以看到下层或贫困家庭的泥房子。

拜访的家庭因咖啡仪式的频率不同而有所不同。在一所房子里，筹备人员报告说，每两三天就要举行一次咖啡仪式。在另一个家庭，频率是一天三次。仪式的平均频率是一天两次。婚礼持续时间从60分钟到85分钟不等，平均为71分钟。举行仪式的房间的中间面积是44米^3.射程22米^3.到101米^3.．准备人员均为15 - 50岁的女性。另外一些人经常和研究小组的成员一起参加仪式。表格1.提供抽样地点的描述性信息。

咖啡准备人员对他们在仪式上的吸入暴露问题的回答见表2.．一半的准备人员对他们的风险敞口表示担忧。

3.2. 空气污染物浓度

桌子3.和4.展示空气取样的结果。颗粒物浓度的几何平均值超过1000 g / m^3.．一氧化碳浓度超过了世卫组织准则[12]在一些网站上。在十家家庭中至少有一个样本超过一小时的指南。

３．３．浓度影响因素

使用ANOVA分析评估建筑物类型，房间几何，通风描述和香火对污染物水平的效果。唯一的显着差异是，在没有使用香的家庭中，个人可吸入颗粒物的平均浓度较低。这必须谨慎地解释，因为没有使用香的房屋中的可吸入浓度低于使用浓度的检测极限和统计​​估算。

在8个地点使用了熏香，每个地点至少有一个可吸入颗粒物样本高于LOD。相比之下，在两个没有使用熏香的地点，没有高于LOD的颗粒物样本。不幸的是，所使用的熏香类型并没有一致的记录。不同类型香的效果将是未来工作的主题。

在一半使用熏香的地方，由面积样本测量的浓度高于配制者的个人样本。这很有趣，因为准备者的座位离香炉很近。从熏香中可见的颗粒物羽状物通常以层流的形式上升到高于准备人员呼吸区的高度。这可能是区域样本比个人样本浓度更高的原因，但要得出结论还需要更多的工作。

虽然不使用熏香的家庭的颗粒物浓度似乎较低，但熏香的做法似乎没有影响CO水平。事实上，其中一个没有使用熏香的家庭的一氧化碳含量位居第二。一种需要进一步研究的初步解释是，香是颗粒物排放的更重要贡献者，而木炭是CO水平的主要贡献者。微粒物质的第三个来源，即咖啡豆烘焙过程，不能根据现有数据独立解决。

3．4．健康影响

颗粒物质具有复杂的化学组成，在特定地点以及不同地点随时间变化很大。微粒物质的特定化学成分的毒理学可能会对健康产生特定的影响。例如，铅是美国环保局的一种标准污染物，它根据化学浓度进行管理，而不考虑大小比例。与化学成分无关，颗粒物的大小与它们造成健康问题的可能性直接相关。颗粒物对健康的影响是通过测量给定大小范围内颗粒物的浓度来评估的，因为即使是化学毒性最小的颗粒物，如果它足够小，可以沉积在肺部深处，也会产生健康影响。

在这项试点研究中，测量了可吸入颗粒物暴露量，这是因为采用了公认的惯例和方法来评估职业性颗粒物暴露的风险。可吸入颗粒物的阈值限值（TLV）为3000 g / m^3.为8小时时间加权平均值[13］.然而，不应使用可吸入颗粒物的职业暴露限值来评估社区暴露的风险[13］.职业暴露限值如TLV并不是安全的细线，而是为了保护大多数工人而制定的。他们还假定工人人口是一般健康的工人人口，其中年轻人、老年人和其他易感人群所占比例较小。由于这些原因，可吸入颗粒物的职业暴露限值在评估与咖啡仪式相关的暴露风险方面的价值有限。

可呼吸颗粒物是指可能渗透到肺部气体交换区域的颗粒物的大小。这个尺寸分数的气动直径切割点为4m。在环境/社区空气污染背景下，通常评估胸部尺寸分数。胸部馏分是将穿透头部区域的颗粒状物质尺寸级分，进入肺的胸部区域，并且可以渗透到气体交换区域。这种胸部级分具有10分的切割点 M并被称为PM₁₀．因此，可吸入颗粒物是可吸入颗粒物的一个亚组分₁₀. 通过测量可吸入颗粒物，最小PM₁₀从PM开始就建立了集中度₁₀浓度将包括颗粒物4-10以及可吸入颗粒物，也就是PM_4.和小。

为了了解咖啡仪式的烟雾暴露对健康造成的风险，可呼吸颗粒物暴露可作为PM的最小估计₁₀如上所述的曝光。流行病学研究没有鉴定出明显的健康效应曝光阈值水平。研究表明，每10％的死亡率增加约0.50％ g / m^3.日浓度增量[11］.世界卫生组织为PM提供了24小时平均环境暴露指南₁₀50岁 g / m^3.[11］.该指南是为了防止心肺和肺癌死亡而制定的。

本研究中的暴露测量的持续时间较短，不能直接与24小时指南进行比较。虽然咖啡仪式是一个离散的事件，不会持续导致颗粒物暴露，但仪式的持续时间和频率确实会增加个人长期颗粒物暴露的增加。对于每个地点，24小时平均颗粒物暴露的贡献计算如下。（一世）仪式当天的分数=[仪式持续时间（分钟）]每天平均仪式] / 1440（分钟）每天。(2)24小时曝光量= (i) ×典礼曝光量。

例如，在地点1，厨师的可吸入颗粒物暴露量是2100g / m^3.仪式平均每天举行3次，长82分钟。因此，在该地点，每天总共有246分钟或17%的时间用于咖啡仪式，可吸入颗粒物浓度为2100 g / m^3.．如果这是白天唯一的可吸入颗粒物暴露，24小时的平均暴露量是360g / m^3.. 因此，平均而言，咖啡仪式贡献了360美元 g / m^3.24小时暴露在这个地点的厨师。表格5.为厨师和参与者展示了与咖啡仪式相关的24小时暴露增加。

在10个地点中有7个，仅咖啡仪式的24小时平均颗粒物暴露量，除了其他环境暴露量之外，都超过了2005年世界卫生组织的指导方针。平均浓度和中值浓度的增加都高于同一准则。这表明，咖啡仪式可能是呼吸系统疾病相关死亡频率的一个因素。

这些分析受到若干因素的限制。首先，许多健康影响的研究是在北美或欧洲进行的。虽然没有先天的假设东非人的生理反应会明显不同的原因是，用于确定相对风险的研究是在发达国家进行的。其次，暴露响应曲线被描述为在低水平（0-100）下“合理地”拟合直线 g / m^3.）.在这个项目中测量的短期风险敞口要高得多。在40%的地点，即使是24小时的时间加权平均颗粒物暴露增加也超过100g / m^3.．一些研究表明，当浓度达到几百g / m^3.响应的斜率变浅[12］.第三，测量可吸入的颗粒物质浓度。实际上PM.₁₀如上文所述，风险敞口会更高。

关于一氧化碳暴露，世卫组织联合指南旨在保护冠心病患者免受急性缺血性心脏病发作，并保护胎儿免受缺氧影响[12］.15分钟曝光的指南为90 ppm，30分钟为50 ppm，60分钟为25 ppm [12］.

只有两个家庭是短期（15分钟）曝光被观察到在指导方针上。然而，超过指南的程度增加了更长的平均时间。看了一小时平均CO浓度，只有一个位置在推荐水平上没有至少一个样本。在三个地点，一小时的个人风险大于指南的两倍。一小时的百分之五个人的个人样品介于100％和200％之间的指南。十个地点中的六个地区的一小时平均浓度大于25ppm。

准备咖啡的通常是年轻女性，她们可能在某个时候怀孕了。考虑到一氧化碳暴露的一个健康问题是胎儿缺氧的影响，这些暴露结果可能引起关注。胎儿缺氧的潜在后果是多方面的。根据发生缺氧时胎儿的发育阶段，对个人和整个社区的影响可能是重大的。

在埃塞俄比亚，冠状动脉疾病的患病率是未知的。考虑到典型的埃塞俄比亚饮食，年轻人患冠状动脉疾病的比例预计较低。在经常参加咖啡仪式的老年人中，这一比例可能更高。结果表明，经常超过一小时一氧化碳浓度指南，也经常超过短期指南，但频率较低。这表明易感人群心脏病发作的风险增加。

3．5．关注程度和控制暴露

一半的厨师对与咖啡仪式相关的烟雾表示一定程度的担忧。有趣的是，厨师患有三种最高可吸入的颗粒物质暴露的烹饪表达不担心。这种关注程度高于在农村地区观察到的程度5.］.在农村地区的研究中，受教育的妇女对烹饪的认识水平提高了，但她们无法获得替代的烹饪方法或控制手段。

任何关于在咖啡仪式期间控制吸入的讨论都必须考虑到咖啡仪式所扮演的根深蒂固的文化角色。埃塞俄比亚是一个多民族国家，但咖啡仪式是跨民族的。任何修改仪式的建议都必须考虑到实际情况而仔细考虑。

有一些做法可能会减少咖啡仪式期间的烟雾暴露。然而，其中许多可能会遇到文化阻力。一组选择是使用替代加热方法或燃料，如电或煤油。咖啡制备人员被问及他们对替代加热方法的看法。表1总结了答复6.．

有一个有趣的混合反应表明，在一些准备者愿意尝试替代品。然而，即使在对替代燃料表示兴趣的妇女中，随后的讨论也常常表明，选择并不完全是她们的选择。尽管他们可能愿意改变，但仪式参与者的愿望可能倾向于保持传统的方式。

烹饪实践的其他事项也可能影响烟雾暴露。在外面点燃木炭，然后在准备好的时候把木炭带到里面，这是一个可以探索的选择。然而，在一个实行这种做法的家庭中，似乎对浓度没有任何明显的影响。另一种选择是敞开大门，以实现更好的自然通风，尽管在本研究中，除了定性测量外，还没有对这一点进行系统研究。

由于熏香似乎是颗粒物浓度的一个很大的贡献者，也许消除或减少它的使用将减少颗粒物暴露。有趣的是，这项研究中的女性引用了宗教(埃塞俄比亚东正教)的原因来使用和不是在仪式中使用香。这可以在埃塞俄比亚东正教神职人员中进一步调查。

最终，此时，建议减少咖啡仪式吸烟的措施是早产。作为初步研究，健康风险估算是初步的，并且完全表征来源，暴露的决定因素，仍然需要完成可能的干预措施。

4.结论

咖啡仪式的常见做法增加了准备者和参与者的颗粒物和一氧化碳暴露量。这些增加超过了世卫组织的接触指南[11,12在许多情况下。这项试点研究仅限于亚的斯亚贝巴。诸如使用木炭以外的生物质燃料和三石加热过程等做法没有得到评估。有必要对咖啡仪式的曝光进行更系统、更大规模的研究。

致谢

作者要感谢Jordan Hepler和Janelle Zindroski在数据收集方面的巨大帮助。他们也要感谢所有的参与者和他们的家人的帮助合作。这篇论文的部分资金来自亚的斯亚贝巴大学医学院公共卫生学院和保林格林州立大学本科生研究和奖学金中心。

工具书类

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