沈陽市大氣主要污染物與居民慢性下呼吸道疾病死亡率的灰色關(guān)聯(lián)研究

袁建輝，肖純凌

（沈陽醫(yī)學(xué)院 公共衛(wèi)生學(xué)院，遼寧 沈陽 110034）

關(guān)鍵字：慢性下呼吸道疾病；沈陽；大氣污染物；灰色關(guān)聯(lián)；潛伏期

0 引言

慢性下呼吸道疾病是危害人類健康和生命的主要疾病之一[1]。Meta[2]研究表明不同地區(qū)SO2和PM2.5 均與居民慢性下呼吸道疾病死亡呈正相關(guān)，然而，對(duì)于沈陽地區(qū)慢性下呼吸道疾病和大氣污染物的關(guān)聯(lián)性研究相對(duì)較少，因此，本研究擬采用灰色關(guān)聯(lián)分析探尋沈陽地區(qū)大氣污染物對(duì)慢性下呼吸道疾病的長(zhǎng)期作用[3]。

1 資料與方法

1.1 資料來源

2013～2017年沈陽市大東區(qū)、皇姑區(qū)、和平區(qū)、沈河區(qū)和鐵西區(qū)居民慢性下呼吸道疾病死亡數(shù)據(jù)由沈陽市疾病預(yù)防控制中心提供；2005～2017年沈陽市大氣SO2、NO2、PM10、PM2.5 日均濃度數(shù)據(jù)由沈陽市環(huán)保局提供。

1.2 方法

對(duì)沈陽市2013～2017年間的大氣主要污染物（SO2、NO2、PM10、PM2.5）、居民慢性下呼吸道疾病死亡情況按月份進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析，按照沈陽供暖情況定義寒季（11～4月），暖季（5～10月）。

1.3 灰色關(guān)聯(lián)分析

以2013～2017年5年間的慢性下呼吸道疾病死亡率為參考序列（X0）,其中2013年死亡率作為始點(diǎn)進(jìn)行初值化，設(shè)定2013年慢性下呼吸道疾病死亡率自比為X0（1）,2014年與2013年慢性下呼吸道疾病死亡率之比為X0（2）,依此類推得參考序列X0=（X0（1）,X0（2）,X0（3）,X0（4）,X0（5））；依次分別取2005～2009、2006～2010......2013～2017年沈陽市大氣SO2/NO2/PM10濃度作為比較序列（Xi），類比參考序列（X0）的計(jì)算步驟，得出Xi（1），Xi（2），Xi（3），Xi（4），Xi（5）；通過公式（X0-Xi）計(jì)算大氣SO2濃度參考序列和比較序列的差序；由關(guān)聯(lián)系數(shù)公式：消除量綱獲得關(guān)聯(lián)系數(shù)Ei（k）；計(jì)算Ei（k）的平均值得出關(guān)聯(lián)度ri，找出ri 最大的時(shí)間段年份，該時(shí)間段年份與參考序列時(shí)間段（2013～2017）之差即為粗略潛伏期，進(jìn)一步減去慢性下呼吸道疾病的平均存活期（1年左右）[4]，即為不同污染物致慢性下呼吸道疾病的潛伏期。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2017、SPSS 22.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析，定量資料以中位數(shù)（四分位數(shù)間距）[M（QR）]描述；大氣污染物與慢性下呼吸道疾病死亡的相關(guān)性采用Spearman 秩相關(guān)；采用灰色關(guān)聯(lián)對(duì)大氣污染物SO2、NO2、PM10與慢性下呼吸道疾病死亡率進(jìn)行關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度計(jì)算，根據(jù)最大關(guān)聯(lián)度值找出大氣污染物致慢性下呼吸道疾病的潛伏期。

2 結(jié)果

2.1 基本情況

2013～2017年沈陽市SO2的[M（QR）]為54（85）μg/m3，NO2，PM10，PM2.5日均濃度值[M（QR）]依次為42（22）μg/m3，93（70）μg/m3，50（49）μg/m3；死因監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，慢性下呼吸道疾病日均死亡人數(shù)[M（QR）] 為2 人，1～2月出現(xiàn)死亡高峰，3～12月死亡波動(dòng)趨于平穩(wěn)；SO2濃度變化趨勢(shì)規(guī)律性明顯，寒季較高，均值133μg/m3；與此相似，相較于暖季，PM10，PM2.5，NO2均是寒季較高，均值分別為150μg/m3,97μg/m3,53μg/m3，見圖1。

圖1 2013～2017年沈陽慢性下呼吸道疾病死亡人數(shù)，SO2，NO2，PM10，PM2.5 變化箱式圖

2.2 相關(guān)性分析

Spearman 秩相關(guān)結(jié)果顯示，慢性下呼吸道疾病死亡人數(shù)與SO2、NO2、PM10、PM2.5呈正相關(guān)（rs=0.166，0.065，0.119，0.132，均P＜0.01），見表1。

表1 2013～2017年沈陽污染物和氣象因素與慢性下呼吸道疾病死亡的相關(guān)性

2.3 灰色關(guān)聯(lián)分析

灰色定量結(jié)果顯示，SO2，NO2，PM10與慢性下呼吸道疾病死亡率最大關(guān)聯(lián)度的年份分別為2007～2011年（rSO2=0.8313），2013～2017年（rNO2=0.9040），2006～2010年（rPM10=0.7124），其綜合關(guān)聯(lián)度為rNO2＞rSO2＞rPM10。以慢性下呼吸道疾病通常的存活期1年計(jì)算[5]，SO2致慢性下呼吸道疾病的潛伏期是5年，而NO2與PM10顯示出對(duì)慢性下呼吸道疾病的潛伏期為＜1年和6年，見表2，表3，表4。

表3 沈陽市居民慢性下呼吸道疾病死亡率和NO2 的關(guān)聯(lián)情況

表4 沈陽市居民慢性下呼吸道疾病死亡率和PM10 的關(guān)聯(lián)情況

3 討論

我國(guó)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095-2012）[3]中，SO2，NO2，PM10，PM2.5日均二級(jí)濃度限值分別為150μg/m3，80μg/m3，150μg/m3，75μg/m3，從本次分析結(jié)果看，2013～2017年沈陽市大氣污染物SO2，NO2，PM10上四分位數(shù)（P75）濃度值分別為108μg/m3，54μg/m3，134μg/m3，PM2.5中位數(shù)（P50）濃度值為50μg/m3，說明SO2，NO2，PM10日均濃度超過國(guó)標(biāo)的天數(shù)不足總天數(shù)的25%，PM2.5超過國(guó)標(biāo)的天數(shù)超過25%不足50%。沈陽市為典型的東北城市，SO2，NO2，PM10，PM2.5濃度具有較明顯的季節(jié)特征，呈現(xiàn)寒季高，暖季低趨勢(shì)，這與沈陽供暖期一致。2013～2017年沈陽市1月和2月慢性下呼吸道疾病日均死亡人數(shù)相對(duì)較高，可能慢性下呼吸道疾病死亡率與沈陽人們寒季使用燃煤取暖，燃煤產(chǎn)生的大量空氣污染物包括氮氧化物，空氣顆粒物，硫化物等很難及時(shí)消散有關(guān)；也可猜測(cè)沈陽寒季雨水少，氣壓高更有利于顆粒物等污染物進(jìn)入下呼吸道。此外，地區(qū)間的異質(zhì)性也得出類似的結(jié)果，如Li P[7]等人在北京，Cheng Y[8]等人在上海的研究均顯示慢性下呼吸道疾病在寒季（11～4月）死亡率較高，說明慢性下呼吸道疾病的發(fā)生可能還與室內(nèi)外油、煙的暴露量，居室內(nèi)裝修材料、居住條件、交通污染，個(gè)體飲食因素、烹調(diào)習(xí)慣、經(jīng)濟(jì)狀況、心理因素和職業(yè)等因素有關(guān)，各因素之間還可能存在一定的協(xié)同效應(yīng)。

從相關(guān)性結(jié)果來看，沈陽市居民慢性下呼吸道疾病每日死亡人數(shù)與大氣污染物均存在顯著正相關(guān)，這一結(jié)論與國(guó)內(nèi)外很多研究相似[9-12]。此外，慢性下呼吸道疾病與SO2的顯著性較于NO2，PM10，PM2.5更高，與Yang[2]等人對(duì)于全球范圍的meta 分析結(jié)果一致，這可能是與沈陽地區(qū)燃煤燃燒產(chǎn)生的硫化物有關(guān)。

灰色關(guān)聯(lián)分析方法是一種用于解決多屬性決策問題排序的新方法[13]。以慢性下呼吸道疾病通常的存活期1年計(jì)算[4]，SO2，NO2，PM10致慢性下呼吸道疾病的潛伏期分別是5年，＜1年和6年，說明沈陽大氣污染物對(duì)居民慢性下呼吸道疾病死亡率影響大小關(guān)聯(lián)序依次是NO2，SO2，PM10，此結(jié)論與陳滑維[3]在大連的研究結(jié)果較為類似，大連同屬于遼寧，推測(cè)該現(xiàn)象可能是因?yàn)榇髿馕廴疚镓?fù)性效應(yīng)具有明顯的地域特征。

2013～2017年沈陽市慢性下呼吸道疾病死亡率居所有呼吸系統(tǒng)疾病死亡順位的第二位。基于本研究，針對(duì)大氣污染物減排，特別是NO2將可能有助于降低沈陽市慢性下呼吸道疾病死亡率，同時(shí)繼續(xù)進(jìn)行大氣污染物與人群慢性下呼吸道疾病的動(dòng)態(tài)觀察具有重要作用。