奉賢區大氣主要污染物對當地居民循環系統疾病死亡影響的研究

秦萌,李敬芝,陳磊,顧品強,吳寰宇

(1.奉賢區疾病預防控制中心，上海 201400; 2.奉賢區環境監測站，上海 201400;3.奉賢區氣象局，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會增加循環系統疾病的死亡風險;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現，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]曾經對上海市大氣氣態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，居民每日循環系統疾病死亡數分別增加1.45%和1.05%;常旭紅等[5]在對大氣顆粒物暴露與人體循環系統疾病急性效應關系研究的系統評價中，對中外12個PM10與循環系統疾病死亡率關系的時間序列分析研究進行了Meta分析，結果表明大氣PM10濃度每增加10 μg·m-3，居民每日循環系統疾病死亡數增加1.02%。

2012年，奉賢區當地居民和65歲以上組人群循環系統疾病死亡率盡管均低于上海平均水平，但仍是奉賢區居民第二位死因[6]，嚴重影響當地居民的健康期望壽命。基于大氣污染與循環系統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，如果當地大氣污染濃度遠高于WHO推薦指導值時，這種影響就會更加嚴重。為了解奉賢區當地居民循環系統疾病的死亡狀況，掌握大氣主要污染物(SO2、NO2、PM10)急性暴露對當地居民循環系統疾病死亡的影響，發現影響奉賢居民循環系統疾病死亡最主要的污染物，為后續控制大氣污染和減少疾病死亡提供依據，從而開展此項研究。

1 研究內容與方法

1.1 研究內容

2008—2012年奉賢區居民循環系統疾病死亡的狀況及變化趨勢；2008—2012年奉賢區SO2、NO2、PM10濃度變化趨勢；影響奉賢居民循環系統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提取每日死于循環系統疾病(ICD- 10，I00～I99)的死亡資料。

1.2.2 氣象資料 從奉賢區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 從奉賢區環境監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，其統計學分布近似于泊松分布。本次研究中采用時間序列數據的泊松回歸模型，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系統疾病死亡危險的影響。

本研究采用的統計模型其核心是對數線性模型基礎上的半參數廣義相加模型(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；DOW—星期幾指示變量，調整日死亡數的星期幾效應;ns—非參數平滑樣條函數，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系統疾病死亡數的長期波動和季節性波動趨勢，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軟件包進行統計過程的處理。

2 結 果

2.1 描述性統計分析

2.1.1 2008—2012年奉賢區居民循環系統疾病死亡狀況及變化趨勢 2008—2012年期間上海市奉賢區每日居民總死亡數平均為10.22人，每日循環系統疾病死亡數平均為2.94人(表1)。奉賢區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系統疾病死亡率分別為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分年齡組人口資料，無法進行死亡率標化，故無法比較地區間死亡率高低。以金匯港為界，本次研究發現，奉賢區東部地區(青村、奉城、四團、金匯)循環系統疾病粗死亡率(223.92/10萬)高于西部地區(南橋、莊行、柘林、海灣)(190.09/10萬)。除2008年之外，奉賢區女性循環系統疾病死亡率均高于男性(圖1)。

表1 2008—2012年奉賢區每日居民死亡數、循環系統疾病死亡數的頻率分布情況

Tab1Thefrequencydistributionoftheresidentdailydeathsandtheresidentcirculatorysystemdiseasedeaths，2008-2012

指標x±s最小值P25中位數P75最大值每日總死亡數10.22±3.7128101225每日循環系統疾病死亡數2.94±1.85123412

圖1 2008—2012年奉賢區分性別循環系統疾病死亡率

Fig1Circulationsystemdiseasedmortalityviewbygender，2008-2012(‰)

奉賢地區本地居民循環系統疾病死亡率逐年升高，但低于上海市平均水平(圖2)；居民循環系統疾病死亡季節變化趨勢明顯，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《環境空氣質量標準》(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《環境空氣質量標準》(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《環境空氣質量標準》(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境空氣質量控制2級標準，并且均低于上海市平均水平(圖4)。

圖22008—2012年奉賢區與上海市循環系統疾病死亡率的變化趨勢比較

Fig2FengxiandeathmortalityofcirculatorysystemdiseasesvsShanghai，2008-2012

圖3 2008—2012年奉賢區居民循環系統死亡人數月季變化折線圖

Fig3Residentsdeathtollofcirculatorysystemdiseasesmonthlychangingtrend，2008-2012

表2 2008—2012年奉賢區大氣污染物(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，奉賢區每日氣溫平均為16.49 ℃，相對濕度為77.23%(表3)。本次研究發現，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 模型擬合結果

2.2.1 單污染物模型擬合結果 單污染物模型擬合結果顯示，SO2濃度每增加10 μg·m-3，奉賢區居民循環系統疾病死亡率增加1.82%(95%CI：0.09～3.54)，而分析發現NO2、PM10和奉賢當地居民循環系統疾病死亡率之間沒有統計學關聯(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奉賢區居民循環系統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：各指標數據均滯后1 d

2.2.2 多污染物模型擬合結果 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果均示，SO2對當地居民循環系統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果卻顯示NO2、PM10和奉賢當地居民循環系統疾病死亡率之間沒有統計學關聯。并且，分析結果數據均顯示SO2與NO2、PM10之間具有協同作用。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當地居民循環系統疾病死亡率增加的百分比

Tab6Theincreasepercentageofdeathfromcirculatorysystemdiseasesper10μg·m-3increaseofSO2，NO2，PM10bymeansofmultiplecontaminationsmodelfittinganalysis

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

眾所周知，氣象因素尤其是溫度對居民死亡或發病有很大的影響[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，我們采用了非參數的廣義相加模型控制氣象因素的混雜作用。

本研究結果提示，奉賢區循環系統疾病死亡率在近5年來呈現緩慢上升的趨勢，65歲以上老年組是循環系統疾病死亡的重點人群，并且，當地居民循環系統疾病死亡季節變化趨勢明顯，冬春季高、夏秋季低。奉賢區大氣氣態污染物SO2是影響當地居民循環系統疾病死亡的主要因素。

近年來，已有流行病學調查發現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(如心率增加、心率變異性降低、心肌缺血增加[10])等相關。這些發現可以部分解釋大氣污染對循環系統的不良健康效應。

大氣污染急性暴露與許多健康效應密切相關，為了提高衛生事業的效益和效果，筆者認為政府應當建立衛生、環保、氣象等部門的聯動機制，實現部門間聯防聯控，通過對影響奉賢區相關環境、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，提高生活質量。應當從以下幾方面入手改善空氣質量：(1) 加強污染物治理，削減SO2總量排放。調整產業結構，推廣清潔生產；嚴格環境準入，力控污染源頭；加大執法力度，強化污染源監管；加快清潔能源替代，改變我區能源結構；加大宣傳力度，人人參與減排。(2) 提前信息發布，建立早期預警體系。環保部門應對奉賢地區SO2排放大戶定期開展環境空氣質量監測與評價，建立部門間氣象條件與空氣質量會商機制，對于未來可能出現的SO2等嚴重空氣污染，應及時向社會發布預警信息，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、電視臺的衛生節目，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，如開展社區健康教育和工廠健康教育。②完善社區衛生服務體系[11]。社區衛生服務有利于衛生事業適應社會需求，優化配置衛生資源以及加強預防戰略，也是加強轉變醫學模式的最佳途徑，但目前，我區社區衛生服務工作中，仍存在社區衛生服務人員觀念陳舊、專業素質不高的問題，同時政府的促進政策落實不到位和人們對社區衛生服務的偏見，使得社區衛生服務人員工作中缺乏積極性和主動性。政府應加大社區衛生服務經費投入，社區衛生服務機構應不斷改善環境，強化自我，加強社區衛生服務人才培養，提高人員綜合素質，從而更好地服務廣大人群。

本研究未考慮氣壓、風速對循環系統疾病死亡的影響，今后有待進一步研究。

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