奉賢區(qū)大氣主要污染物對當?shù)鼐用裱h(huán)系統(tǒng)疾病死亡影響的研究

秦萌,李敬芝,陳磊,顧品強,吳寰宇

(1.奉賢區(qū)疾病預防控制中心，上海 201400; 2.奉賢區(qū)環(huán)境監(jiān)測站，上海 201400;3.奉賢區(qū)氣象局，上海 201400; 4.上海市疾病預防控制中心，上海 200336)

在全球疾病負擔中由大氣污染物造成的失能調(diào)整生命年(DALY)損失約占全部損失的0.5%[1]。王均琴等[2]通過Meta分析得出PM10會增加循環(huán)系統(tǒng)疾病的死亡風險;闞海東等[3]通過對上海市大氣污染與每日居民死亡關系的病例交叉研究發(fā)現(xiàn)，PM10、S02和N02平均濃度每增加10 μg·m-3，居民死亡的相對危險度分別為1.003、1.014和1.015;宋桂香等[4]曾經(jīng)對上海市大氣氣態(tài)污染物與居民每日死亡關系的時間序列研究分析，得出大氣SO2、NO2濃度每增加10 μg·m-3，居民每日循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡數(shù)分別增加1.45%和1.05%;常旭紅等[5]在對大氣顆粒物暴露與人體循環(huán)系統(tǒng)疾病急性效應關系研究的系統(tǒng)評價中，對中外12個PM10與循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡率關系的時間序列分析研究進行了Meta分析，結(jié)果表明大氣PM10濃度每增加10 μg·m-3，居民每日循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡數(shù)增加1.02%。

2012年，奉賢區(qū)當?shù)鼐用窈?5歲以上組人群循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡率盡管均低于上海平均水平，但仍是奉賢區(qū)居民第二位死因[6]，嚴重影響當?shù)鼐用竦慕】灯谕麎勖??；诖髿馕廴九c循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡的生理學機制，SO2、NO2、PM10可以通過呼吸進入人體進而影響人體健康，如果當?shù)卮髿馕廴緷舛冗h高于WHO推薦指導值時，這種影響就會更加嚴重。為了解奉賢區(qū)當?shù)鼐用裱h(huán)系統(tǒng)疾病的死亡狀況，掌握大氣主要污染物(SO2、NO2、PM10)急性暴露對當?shù)鼐用裱h(huán)系統(tǒng)疾病死亡的影響，發(fā)現(xiàn)影響奉賢居民循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡最主要的污染物，為后續(xù)控制大氣污染和減少疾病死亡提供依據(jù)，從而開展此項研究。

1 研究內(nèi)容與方法

1.1 研究內(nèi)容

2008—2012年奉賢區(qū)居民循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡的狀況及變化趨勢；2008—2012年奉賢區(qū)SO2、NO2、PM10濃度變化趨勢；影響奉賢居民循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡的主要污染物。

1.2 研究對象

1.2.1 死因資料 收集奉賢區(qū)2008年1月1日至2012年12月31日期間戶籍人口的每日死亡資料，采用ICD- 10提取每日死于循環(huán)系統(tǒng)疾病(ICD- 10，I00～I99)的死亡資料。

1.2.2 氣象資料 從奉賢區(qū)氣象局收集同時段氣象指標(包括每日平均溫度、相對濕度)。

1.2.3 大氣污染資料 從奉賢區(qū)環(huán)境監(jiān)測站收集同時段大氣污染資料(包括每日平均PM10、SO2、NO2濃度)。

1.3 研究方法

居民每日死亡對居民總體來說是小概率事件，其統(tǒng)計學分布近似于泊松分布。本次研究中采用時間序列數(shù)據(jù)的泊松回歸模型，在排除了死亡的長期趨勢、“星期幾效應”(day of the week)、氣象因素等混雜因素的基礎上，將PM10、SO2、NO2濃度作為直線變量引入模型，分別觀察其對居民循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡危險的影響。

本研究采用的統(tǒng)計模型其核心是對數(shù)線性模型基礎上的半?yún)?shù)廣義相加模型(GAM)，具體模型為公式為：logE(Yt)=α+βZt+DOW+ns(time，df)+ns(Xt，df)

上述公式中E(Yt)—觀察日t的居民死亡人數(shù)的期望值；Zt—在t日空氣污染變量的向量，本研究指各污染物濃度，μg·m-3；β—回歸系數(shù)；DOW—星期幾指示變量，調(diào)整日死亡數(shù)的星期幾效應;ns—非參數(shù)平滑樣條函數(shù)，df為其自由度；time—日期，對日期選擇合適的df值可以有效地控制居民每日循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡數(shù)的長期波動和季節(jié)性波動趨勢，此研究中，每年的自由度為4；Xt—t日的氣候因素變量，包括氣溫和相對濕度[df=6(溫度)，df=3(濕度)]。

本研究采用R軟件的mgcv軟件包進行統(tǒng)計過程的處理。

2 結(jié) 果

2.1 描述性統(tǒng)計分析

2.1.1 2008—2012年奉賢區(qū)居民循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡狀況及變化趨勢 2008—2012年期間上海市奉賢區(qū)每日居民總死亡數(shù)平均為10.22人，每日循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡數(shù)平均為2.94人(表1)。奉賢區(qū)0～14歲組(兒童)、15～39歲組(青年)、40～64歲組(中年)、65歲及以上年齡組人群的循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡率分別為0.4/10萬、5.48/10萬、46.92/10萬、1 214.74/10萬。本次研究因缺乏各鎮(zhèn)分年齡組人口資料，無法進行死亡率標化，故無法比較地區(qū)間死亡率高低。以金匯港為界，本次研究發(fā)現(xiàn)，奉賢區(qū)東部地區(qū)(青村、奉城、四團、金匯)循環(huán)系統(tǒng)疾病粗死亡率(223.92/10萬)高于西部地區(qū)(南橋、莊行、柘林、海灣)(190.09/10萬)。除2008年之外，奉賢區(qū)女性循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡率均高于男性(圖1)。

表1 2008—2012年奉賢區(qū)每日居民死亡數(shù)、循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡數(shù)的頻率分布情況

Tab1Thefrequencydistributionoftheresidentdailydeathsandtheresidentcirculatorysystemdiseasedeaths，2008-2012

指標x±s最小值P25中位數(shù)P75最大值每日總死亡數(shù)10.22±3.7128101225每日循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡數(shù)2.94±1.85123412

圖1 2008—2012年奉賢區(qū)分性別循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡率

Fig1Circulationsystemdiseasedmortalityviewbygender，2008-2012(‰)

奉賢地區(qū)本地居民循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡率逐年升高，但低于上海市平均水平(圖2)；居民循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡季節(jié)變化趨勢明顯，冬春季高，夏秋季低(圖3)。

2.1.2 2008—2012年奉賢區(qū)大氣污染物濃度的頻率分布及變化趨勢 2008—2012年期間，SO2年日均濃度水平為(0.031±0.02) mg·m-3，達到《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095- 1996)中SO2二級標準(低于0.15 mg·m-3)；NO2年日均濃度水平為(0.041±0.02) mg·m-3，達到《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095- 1996)中NO2二級標準(低于0.12 mg·m-3)；PM10年日均濃度水平為(0.069±0.05) mg·m-3，達到《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095- 1996)中PM10二級標準(低于0.15 mg·m-3。見表2。

5年間，SO2濃度逐年下降，NO2、PM10濃度年度下降趨勢不明顯，3種大氣污染物濃度均達到了國家環(huán)境空氣質(zhì)量控制2級標準，并且均低于上海市平均水平(圖4)。

圖22008—2012年奉賢區(qū)與上海市循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡率的變化趨勢比較

Fig2FengxiandeathmortalityofcirculatorysystemdiseasesvsShanghai，2008-2012

圖3 2008—2012年奉賢區(qū)居民循環(huán)系統(tǒng)死亡人數(shù)月季變化折線圖

Fig3Residentsdeathtollofcirculatorysystemdiseasesmonthlychangingtrend，2008-2012

表2 2008—2012年奉賢區(qū)大氣污染物(SO2、NO2、PM10)濃度頻率分布情況mg·m-3

Tab 2 Frequency distributions of the atmospheric pollutants(SO2,NO2,PM10) concentration，2008-2012 mg·m-3

2.1.3 2008—2012年奉賢區(qū)每日氣溫、濕度的頻率分布及每日大氣污染物濃度與氣象條件之間的相關性分析 2008—2012年期間，奉賢區(qū)每日氣溫平均為16.49 ℃，相對濕度為77.23%(表3)。本次研究發(fā)現(xiàn)，大氣SO2、NO2和PM10濃度之間存在明顯的正相關；而大氣污染物濃度與各氣象條件(溫度、濕度)間存在一定的負相關(表4)。

圖4 2008—2012年奉賢區(qū)主要大氣污染物濃度的年度變化趨勢

Fig4Annualyvariationtrendofmainairpollutants(SO2，NO2，PM10)in2008-2012

表3 2008—2012年奉賢區(qū)每日氣溫、氣濕的頻率分布情況

Tab3Frequencydistributionofdailyairtemperature，airhumidityinFengxian，2008-2012

指標x±s最小值P25中位數(shù)P75最大值溫度/℃16.49±9.05-3.58.717.024.233.7相對濕度/%77.23±11.1787179.085100

表4 2008—2012年奉賢區(qū)每日大氣污染物(SO2、NO2、PM10)濃度與氣象條件之間相關分析的r值

Tab4rvalueofcorrelationanalysisbetweendailyconcentrationsofatmosphericpollutants(SO2,NO2,PM10)andmeteorologicalconditioninFengxian，2008-2012

指標逐日平均氣溫/℃逐日平均相對濕度/%SO2/mg·m-3NO2/mg·m-3PM10/mg·m-3逐日平均氣溫/℃10.279a-0.321a-0.526a-0.244a逐日平均相對濕度/%1-0.297a-0.249a-0.289aSO2/mg·m-310.496a0.377aNO2/mg·m-310.529aPM10/mg·m-31

aP<0.05

2.2 模型擬合結(jié)果

2.2.1 單污染物模型擬合結(jié)果 單污染物模型擬合結(jié)果顯示，SO2濃度每增加10 μg·m-3，奉賢區(qū)居民循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡率增加1.82%(95%CI：0.09～3.54)，而分析發(fā)現(xiàn)NO2、PM10和奉賢當?shù)鼐用裱h(huán)系統(tǒng)疾病死亡率之間沒有統(tǒng)計學關聯(lián)(表5)。

表5由單污染物模型擬合的PM10、SO2和NO2濃度每升高10μg·m-3奉賢區(qū)居民循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡增加的百分比

Tab5Theincreasepercentageofdeathfromcirculatorysystemdiseasesper10μg·m-3increaseofSO2，NO2，PM10bymeansofsinglecontaminationmodelfittinganalysis

指標PM10SO2NO2均值95% CI均值95% CI均值95% CI全人群0.04(-0.60 0.67)1.82(0.09 3.54)0.06(-1.75 1.86)65歲以上年齡組-0.08(-0.75 0.60)1.50(-0.32 3.32)-0.22(-2.13 1.69)

注：各指標數(shù)據(jù)均滯后1 d

2.2.2 多污染物模型擬合結(jié)果 對全人群和65歲以上老年人群來說，SO2的雙污染物及三污染物模型分析結(jié)果均示，SO2對當?shù)鼐用裱h(huán)系統(tǒng)疾病死亡的影響會增加，而NO2、PM10的雙污染物及三污染物模型分析結(jié)果卻顯示NO2、PM10和奉賢當?shù)鼐用裱h(huán)系統(tǒng)疾病死亡率之間沒有統(tǒng)計學關聯(lián)。并且，分析結(jié)果數(shù)據(jù)均顯示SO2與NO2、PM10之間具有協(xié)同作用。見表6。

表6多污染物模型擬合的3種大氣污染物濃度每升高10μg·m-3當?shù)鼐用裱h(huán)系統(tǒng)疾病死亡率增加的百分比

Tab6Theincreasepercentageofdeathfromcirculatorysystemdiseasesper10μg·m-3increaseofSO2，NO2，PM10bymeansofmultiplecontaminationsmodelfittinganalysis

指標污染物調(diào)整因素均值95% CI全人群PM100.04(-0.6 0.67)調(diào)整SO2-0.5(-1.27 0.27)調(diào)整NO20.04(-0.77 0.85)調(diào)整SO2+NO2-0.29(-1.14 0.56)SO21.82(0.09 3.54)調(diào)整NO23.09(0.94 5.24)調(diào)整PM102.7(0.64 4.76)調(diào)整PM10+NO23.4(1.17 5.63)NO20.06(-1.75 1.86)調(diào)整SO2-0.92(-3.11 1.28)調(diào)整PM10-0.15(-2.34 2.03)調(diào)整PM10+SO2-1.11(-3.52 1.29)65歲以上年齡組PM10-0.08(-0.75 0.6)調(diào)整SO2-0.51(-1.32 0.31)調(diào)整NO20.01(-0.84 0.86)調(diào)整SO2+NO2-0.28(-1.18 0.62)SO21.5(-0.32 3.32)調(diào)整NO22.93(0.67 5.2)調(diào)整PM102.47(0.3 4.64)調(diào)整PM10+NO23.28(0.93 5.63)NO2-0.22(-2.13 1.69)調(diào)整SO2-2.43(-6.12 1.27)調(diào)整PM10-4.04(-2.71 1.9)調(diào)整PM10+SO2-2.16(-5.87 1.56)

3 討 論

時間序列方法已被廣泛應用于大氣污染的急性健康效應研究。該方法通過對同一研究人群反復觀察暴露條件改變后的人群健康效應，因此與時間變化相關的一些變量，如年齡改變、吸煙等，就不再成為一個潛在的混雜因素。這是時間序列方法的一個關鍵優(yōu)點。

眾所周知，氣象因素尤其是溫度對居民死亡或發(fā)病有很大的影響[7]。此外，氣象因素可以影響污染物的排放、混合和空間運輸，大氣污染水平與各氣象因素之間存在一定的相關關系。因此，氣象- 大氣污染的交互作用可能是影響大氣污染- 死亡關系的混雜因素[8]。為了估計大氣污染對死亡的獨立作用，我們采用了非參數(shù)的廣義相加模型控制氣象因素的混雜作用。

本研究結(jié)果提示，奉賢區(qū)循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡率在近5年來呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢，65歲以上老年組是循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡的重點人群，并且，當?shù)鼐用裱h(huán)系統(tǒng)疾病死亡季節(jié)變化趨勢明顯，冬春季高、夏秋季低。奉賢區(qū)大氣氣態(tài)污染物SO2是影響當?shù)鼐用裱h(huán)系統(tǒng)疾病死亡的主要因素。

近年來，已有流行病學調(diào)查發(fā)現(xiàn)大氣污染與人群血液特征改變(如黏稠度上升[9])、心臟功能失調(diào)(如心率增加、心率變異性降低、心肌缺血增加[10])等相關。這些發(fā)現(xiàn)可以部分解釋大氣污染對循環(huán)系統(tǒng)的不良健康效應。

大氣污染急性暴露與許多健康效應密切相關，為了提高衛(wèi)生事業(yè)的效益和效果，筆者認為政府應當建立衛(wèi)生、環(huán)保、氣象等部門的聯(lián)動機制，實現(xiàn)部門間聯(lián)防聯(lián)控，通過對影響奉賢區(qū)相關環(huán)境、不良生活方式等危險因素的有效干預，降低和避免疾病的發(fā)生或控制疾病的進程，減少人群死亡，從而降低個人、家庭和社會的防治成本，提高生活質(zhì)量。應當從以下幾方面入手改善空氣質(zhì)量：(1) 加強污染物治理，削減SO2總量排放。調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構，推廣清潔生產(chǎn)；嚴格環(huán)境準入，力控污染源頭；加大執(zhí)法力度，強化污染源監(jiān)管；加快清潔能源替代，改變我區(qū)能源結(jié)構；加大宣傳力度，人人參與減排。(2) 提前信息發(fā)布，建立早期預警體系。環(huán)保部門應對奉賢地區(qū)SO2排放大戶定期開展環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測與評價，建立部門間氣象條件與空氣質(zhì)量會商機制，對于未來可能出現(xiàn)的SO2等嚴重空氣污染，應及時向社會發(fā)布預警信息，政府要制定嚴重空氣污染的應對方案。將65歲以上重點人群作為敏感人群，及時發(fā)布個人防護建議，包括減少戶外活動、關閉住所門窗、停止體育鍛煉等。(3) 加強目標人群干預。①加強健康教育。通過報刊，組織收聽收看無線電、有限廣播、電視臺的衛(wèi)生節(jié)目，或錄像、電影等對群眾中存在的影響人群的健康問題進行健康教育；對個體或特定人群，如65歲以上老年人群應用口頭、視聽等方式，通過健康咨詢、講授示教、專題討論等形式進行健康教育，如開展社區(qū)健康教育和工廠健康教育。②完善社區(qū)衛(wèi)生服務體系[11]。社區(qū)衛(wèi)生服務有利于衛(wèi)生事業(yè)適應社會需求，優(yōu)化配置衛(wèi)生資源以及加強預防戰(zhàn)略，也是加強轉(zhuǎn)變醫(yī)學模式的最佳途徑，但目前，我區(qū)社區(qū)衛(wèi)生服務工作中，仍存在社區(qū)衛(wèi)生服務人員觀念陳舊、專業(yè)素質(zhì)不高的問題，同時政府的促進政策落實不到位和人們對社區(qū)衛(wèi)生服務的偏見，使得社區(qū)衛(wèi)生服務人員工作中缺乏積極性和主動性。政府應加大社區(qū)衛(wèi)生服務經(jīng)費投入，社區(qū)衛(wèi)生服務機構應不斷改善環(huán)境，強化自我，加強社區(qū)衛(wèi)生服務人才培養(yǎng)，提高人員綜合素質(zhì)，從而更好地服務廣大人群。

本研究未考慮氣壓、風速對循環(huán)系統(tǒng)疾病死亡的影響，今后有待進一步研究。

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