北京市順義區(qū)冬季室內外活動場所PM2.5暴露水平研究

朱春曉 甄國新 劉曉濤 王瑞霞 聶立剛

大氣細顆粒物污染與心血管系統、呼吸系統疾病甚至惡性腫瘤的發(fā)病率、死亡率增加具有密切關系[1-4]。由于粒徑≤2.5 μm可吸入顆粒物中的固體顆?；蚴且旱?PM2.5)粒徑小，可直接被人體吸入到達肺泡并沉積，進而進入血液循環(huán)。PM2.5可吸附大量有毒、有害物質，且在大氣中停留時間較長，因此其在呼吸系統的吸收率也較高，對人體健康影響較大[5]。人群PM2.5暴露量在以往的暴露評價研究中，常把環(huán)境監(jiān)測點某種環(huán)境介質中的污染物濃度作為人群實際暴露水平，而不考慮暴露人群的日常生活方式、性別差異等因素對實際環(huán)境暴露水平的影響。現選取北京市順義區(qū)監(jiān)測點，監(jiān)測室外PM2.5濃度，并對其附近居民做出行模式調查，以期為PM2.5暴露現狀和發(fā)展趨勢預測分析提供一定依據。

1 材料與方法

1.1人群時間-活動模式調查 研究對象抽樣遵循隨機化原則，在依據相應的樣本量公式計算結果的基礎上，選擇系統抽樣為本次調查的基本抽樣方法。選擇睡眠時間作為樣本量計算指標，參考2002年我國居民與營養(yǎng)健康狀況調查結果[6]，即我國居民睡眠時間為(8.3±1.5)h/d，總體標準差取1.5。本次調查中檢驗水準α=0.05，允許誤差取0.1，依公式1計算最小樣本量結果取整為865人[7]。

公式1

式中：Ni-最小樣本量；μα-檢驗水準,α=0.05時相應的標準正態(tài)差，取1.96；σ-標準差；δ-允許誤差。

失訪率取20%，所需調查樣本量為1082人。選擇北京市順義區(qū)居民共396戶家庭，隨機選取在當地居住時間≥2年，年齡在6周歲以上的居民作為調查對象，被調查對象共1 246人。采用《空氣污染(霧霾)人群出行模式調查問卷》入戶調查。于2013年12月-2014年1月之間通過詢問式問卷作答方式填寫問卷，回收有效問卷共計1 246份。研究選取《空氣污染(霧霾)人群出行模式調查問卷》中人群工作日與休息日的時間活動模式，調查內容包括人群基本資料、室內外環(huán)境中以及工作日辦公場所/學校等所用時間。

1.2空氣中PM2.5濃度監(jiān)測 樣品采集2013年12月-2014年2月，在順義區(qū)開展室內外及辦公/學校場所空氣PM2.5濃度監(jiān)測，在每月中旬連續(xù)采樣7 d，分別獲得21個有效值。采樣儀器為2臺智能中流量TSP采樣器(KC-120H，青島嶗山)，采樣時間為24 h，流量100 L/min，按照《HJ618-2011環(huán)境空氣中PM10和PM2.5的測定重量法》進行樣品采集和分析。

1.3暴露水平研究

暴露水平計算E=∑Ci×Ti

公式2

式中：Ci代表室內/外PM2.5日均濃度，mg/m3；Ti為各環(huán)境中暴露時間，h。

1.4統計學方法 調查問卷采取Epidata 3.0雙錄入方法錄入數據，應用Excel建立數據庫，并采用SPSS 20.0統計軟件進行統計學分析。工作日和休息日人群PM2.5暴露水平采用多個獨立樣本非參數檢驗Kolmogorov-Smirnov檢驗。檢驗水準為α=0.05。

2 結果

2.1人群時間-活動模式 人群時間-活動模式調查結果顯示調查對象工作日辦公時間多于休息日，在家時間、室外時間少于休息日(表1)。按性別、年齡分組，工作日男性在家、辦公/學校、室外時間均高于女性，休息日男性在家時間少于女性，室外時間高于女性。工作日≥60歲組在家時間和室外時間高于其他年齡組，6～17歲組辦公/學校時間高于其他年齡組。休息日≥60歲組在家時間和室外時間高于其他年齡組(表2)。

表1 人群工作日/休息日時間-活動模式/min

表2 工作日/休息日按性別、年齡分組時間-活動模式/min

2.2室內外空氣中PM2.5濃度監(jiān)測 PM2.5日均濃度采樣21 d，分別獲得21個有效值，調查期間室外PM2.5濃度中位數為215.20μg/m3，四分位數范圍為87.00-246.60μg/m3。室內PM2.5濃度中位數為94.00μg/m3，四分位數范圍為49.30-172.10μg/m3。工作場所/學校PM2.5濃度中位數為83.10μg/m3，四分位數范圍為42.45-193.50μg/m3。

2.3PM2.5暴露水平

2.3.1工作日及休息日人群總體PM2.5暴露水平: 經非參數Kolmogorov-Smirnov檢驗，工作日期間辦公場所/學校PM2.5的暴露水平高于休息日(Z=14.884,P<0.05)。休息日期間在家PM2.5暴露水平(Z=17.768,P<0.05)和室外暴露水平(Z=9.034,P<0.05)均高于工作日(表3)。

表3 人群工作日/休息日暴露水平/mg*h·m-3

2.3.2不同人群間PM2.5暴露水平: 工作日時，男性室外PM2.5暴露水平高于女性(Z=1.906,P<0.05)。休息日時，男性在家PM2.5暴露水平低于女性(Z=1.739,P<0.05)、室外PM2.5暴露水平高于女性(Z=1.372,P<0.05)。不同年齡組的人群經Kolmogorov-Smirnov檢驗，結果顯示，工作日期間，≥60歲組在家的PM2.5暴露水平均高于其他組(χ2=176.712，P<0.05)；6～17歲組辦公/學校PM2.5暴露水平高于其他組(χ2=510.070，P<0.05)；45～59歲組室外暴露水平高于其他組(χ2=58.437，P<0.05)。休息日期間，≥60歲組在家暴露水平高于其他組，18～44歲組與其相比，差異有統計學意義(χ2=9.513，P<0.05,表4)。

表4 工作日/休息日按性別、年齡分組暴露水平/mg*h·m-3

注：與女性比，aP<0.05；與≥60組歲比，bP<0.05；與45～59歲組比，cP<0.05。

3 討論

監(jiān)測結果顯示2013年12月-2014年2月，室外空氣中PM2.5濃度超出《環(huán)境空氣質量標準(GB3095-2012)》規(guī)定的二級標準[8]，因PM2.5對人體多個系統可造成較為廣泛的損害[9]，對人體健康有潛在危害，有必要開展該地區(qū)PM2.5對人群健康影響研究。

根據暴露評價的目的，需要估算各類形式的暴露與劑量[10]。外暴露反映的是暴露濃度與時間的乘積加和，若僅僅研究空氣中有害物質濃度與健康效應的關系，而缺乏暴露量的考慮，得到的結果是不完整的。本研究顯示，工作日和休息日居民PM2.5暴露水平之間有差異，暴露水平差異可能源于人群不同的活動模式。研究發(fā)現，居住環(huán)境相同的人員之間由活動模式不同所致的空氣污染物暴露差異可達到30%以上[11]。有研究表明，人在室內的時間占一日總時間的80%～90%[12]，本研究中人群在室內停留時間最高達83.33%(根據問卷人群活動模式得出)，可能與調查季節(jié)處于冬季有關，人們室外活動減少。本研究中≥60歲組在家暴露水平均高于其他年齡組，故其居室內污染物濃度及其影響因素是該人群污染物濃度個體暴露的重要組成部分。若要降低≥60歲組PM2.5暴露水平，降低室內濃度是關鍵。暴露評價具有地區(qū)特性，不同地區(qū)、不同人群具有不同的行為活動模式，因此，針對不同人群、不同環(huán)境充分結合PM2.5外暴露量作為防護重點，為采取針對性的應對策略和控制措施提供科學依據，保護人群健康。