太原市大氣污染物對循環系統疾病的關系研究

周靜

（山西省氣象科學研究所，山西 太原 030002）

1 項目背景及概況

循環系統是指人體內運送血液的器官和組織，循環系統疾病主要包括心臟和血管方面的疾病，常見的有缺血性心臟病（冠心病）、腦梗死、腦出血、高血壓。國際環境流行病學領域大量的研究已經證實，長期或短期暴露于大氣中得可吸入顆粒物和污染氣體，可導致呼吸系統和心肺系統的患病率、死亡率及人群總死亡率升高[1]。與污染物相比，氣象因素也是疾病和死亡的危險因素[2]。GONCALVES等[3]對圣保羅地區心腦血管疾病的研究表明，溫度對心腦血管疾病死亡率的影響呈現“U”形，溫度升高或降低到一定限度都會引起患有心腦血管疾病人群的死亡；張志薇等[4]指出體感溫度驟變是導致循環系統疾病患者死亡的重要原因之一；馬盼等[5]認為高溫會增加消化系統疾病急診的就診人數，氣溫越高增加效應越明顯；SPANN研究了德國慕尼黑呼吸系統疾病的死亡情況，認為冬季呼吸系統疾病的死亡率遠高于夏季[6]；王敏珍等[7]研究了氣溫與濕度對呼吸系統疾病的影響，認為低溫、地濕會增加呼吸系統疾病發病的風險；有研究表明，氣象因素與大氣污染物在對人群不良健康效應上存在協同作用，對健康的影響是2方面共同作用的結果[8]；FENG等[9]在北京的研究顯示，PM10污染對心力衰竭急診入院的影響明顯取決于季節性溫度；WANG等[10]在南京的研究表明，大氣顆粒物污染和溫度對觸發呼吸系統和心腦血管系統疾病具有潛在協同效應，溫暖季節的發病率高于寒冷季節。本文以太原市大氣污染物對循環系統疾病的影響為入口，通過研究氣象因素和大氣污染物共同對循環系統疾病發病率的影響，為太原市大氣污染對人體健康影響的防治工作提供依據。

2 研究內容、數據來源和技術方法

2.1 研究內容

利用太原市氣象數據、大氣污染物數據及醫院相關數據，結合相關研究方法，通過分析氣象因素、大氣污染物與人群循環系統疾病的相關關系和影響，得出大氣污染物對循環系統疾病的影響。

2.2 數據來源及處理方法

循環系統疾病資料來源于山西白求恩醫院2017年全年逐日就診資料。根據國際疾病分類標準第10版（ICD-10）[11]，循環系統疾病編碼為I00-I99，對循環系統疾病進行分類整理。大氣污染物資料來自山西省氣象科學研究所，為太原市小店區監測點的SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5共6種污染物日均質量濃度值，單位為μg/m3（CO單位為mg/m3）。氣象相關數據來自于山西省氣象信息中心2017—2018年全年資料，包括了逐日平均氣壓、相對濕度、平均溫度、平均降水量、平均風速、最高氣溫、最低氣溫、日較差、均露點溫度9個氣象要素。

2.3 研究方法

錄入數據，通過Excel建立數據庫，采取SPSS（Statistical Product and Service Solutions）描述主要氣象數據、空氣污染物質量濃度及循環系統疾病日門診人數與住院病人數的分布，通過多元線性回歸方法分析氣象因素、空氣污染物質量濃度與循環系統疾病日門診人數、住院病人數之間的相關性。通過單因子模型對循環系統疾病人數和氣象要素及大氣污染物質量濃度進行單相關分析，對循環系統疾病與氣象要素及大氣污染物的單相關程度則通過研究相關系數的大小來進行分析。相關系數的取值范圍在﹣1～+1之間。如果變量與疾病存在正相關，則相關系數為正，說明疾病隨著變量的變化呈相同的變化趨勢；如果變量與疾病存在負相關，那么相關系數為負，這時疾病隨著變量的變化呈相反的變化趨勢，一般通過t來檢驗評價相關程度。然而多因子模型因為大氣污染物質量濃度與氣象因素及各種污染物質量濃度之間存在相關性，所以對影響循環系統疾病日門診和住院人數的因素需要進行多元線性回歸分析，通過逐步回歸法篩選變量來分析復相關系數和檢驗F顯著性。

3 研究成果

3.1 基本情況

據統計，2017—2018年，山西白求恩醫院心血管疾病死亡例數高于腦血管疾病，PM2.5、SO2、NO2、PM10、CO、O3共6種大氣污染物質量濃度日均值分別為65.98μg/m3、52.69μg/m3、51.61μg/m3、130.04μg/m3、1.43 mg/m3、54.45μg/m3。2017—2018年，日均氣壓均值為927.80 hPa，日均氣溫為11.47℃，日最高氣溫和日最低氣溫日均值分別為18.79℃和5.12℃，日氣溫日較差為13.67℃，日均風速為1.77 m/s，日均相對濕度為57.18%，日均降水量為1.44 mm，日均露點溫度為1.52℃。2017—2018年太原市心腦血管疾病住院例數與氣象要素、大氣污染物質量濃度日均值分布如表1所示。

表1 2017—2018年太原市心腦血管疾病住院病例數與大氣污染物質量濃度、氣象要素日均值分布

3.2 單相關分析

3.2.1 氣象要素與大氣污染物的單相關性分析

表2為2017—2018年氣象要素與大氣污染物的單相關分布。從表2中可以看出，日均氣壓與O3質量濃度呈負相關，與其余污染物質量濃度呈正相關；日均氣溫、日最高氣溫和日最低氣溫與O3質量濃度呈正相關，與其余污染物質量濃度呈負相關；日氣溫日較差與CO、PM2.5無相關關系，與其余污染物質量濃度呈正相關；日均風速與所有大氣污染物呈負相關；日均相對濕度與SO2、O3無相關關系，與其余污染物質量濃度呈正相關；日均降水量與O3無相關關系，與其余污染物質量濃度呈負相關；日均露點溫度與O3質量濃度呈正相關，與其余污染物質量濃度呈負相關。

表2 2017—2018年氣象要素與大氣污染物的單相關分布

3.2.2 心腦血管疾病住院病例數與氣象要素的單相關性分析

心腦血管疾病是多種因素共同作用的結果，氣象和大氣污染也是影響因素之一。2017—2018年太原市心腦血管疾病住院病例數與氣象要素的單相關分布如表3所示。從表3中可以看出，日均氣壓與心血管疾病住院病例數負相關，相關系數為0.111，其余因素無相關關系；日均氣壓與腦血管疾病住院病例數正相關，相關系數為0.109；日最高氣溫、日最低氣溫、日均氣溫、日均露點溫度與腦血管疾病住院病例數負相關，相關系數分別為0.146、0.139、0.152、0.150，其余因素無相關關系。

表3 2017—2018太原市年心腦血管疾病住院病例數與氣象要素的單相關分布

3.2.3 心腦血管疾病住院病例數與大氣污染物的單相關性分析

2017—2018年太原市心腦血管疾病住院病例數與大氣污染物的單相關分布如表4所示，從表中可以看出，SO2與心血管疾病住院病例數負相關，相關系數為0.150，其余因素無相關關系；PM10與腦血管疾病住院病例數正相關，相關系數為0.122；O3與腦血管疾病住院病例數負相關，相關系數為0.168，其余因素無相關關系。

表4 2017—2018年心腦血管疾病住院病例數與大氣污染物的單相關分布

3.3 多因子回歸模型分析

應用逐步回歸分析對9項氣象要素和6種大氣污染物與心腦血管疾病住院病例數進行研究，得到大氣污染物和氣象要素對心腦血管疾病回歸方程，如表5所示。心血管疾病住院病例數只有SO2和CO進入回歸方程（回歸方程檢驗：F=5.927，P=0.003）；腦血管疾病住院病例數只有O3和日均降水量進入回歸方程（回歸方程檢驗：F=7.129，P=0.001），心腦血管疾病沒有變量進去回歸方程。

表5 氣象要素和大氣污染物對心腦血管疾病影響回歸分析

本研究通過建立回歸預測模型，積極探討氣象和大氣污染物及其對循環系統疾病人數的影響，可以較好地預測氣象要素和大氣污染綜合因子的變化對循環系統疾病的影響趨勢，為政府和公眾的疾病預防控制及措施制定提供參考。

4 研究結論

本研究結果顯示氣象要素和大氣污染物與循環系統疾病與存在明顯相關性。其中日均氣壓與循環系統心血管疾病住院病例數負相關，相關系數為0.111，其余因素無相關關系；日均氣壓與腦血管疾病住院病例數正相關，相關系數為0.109；日平氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日均露點溫度與腦血管疾病住院病例數負相關，相關系數分別為0.146、0.139、0.152、0.150，其余因素無相關關系。大氣污染物中SO2與心血管疾病住院病例數負相關，相關系數為0.150，其余因素無相關關系；PM10與腦血管疾病住院病例數正相關，相關系數為0.122；O3與腦血管疾病病例數負相關，相關系數為0.168，其余因素無相關關系。心血管疾病住院病例數只有SO2和CO進入回歸方程（回歸方程檢驗：F=5.927，P=0.003）；腦血管疾病住院病例數只有O3和日均降水量進入回歸方程（回歸方程檢驗：F=7.129，P=0.001），心腦血管疾病沒有變量進去回歸方程。而氣象因素中只有日均降水量這1個氣象因子進入方程。污染物除了SO2、O3、CO共3種污染物進入方程。在循環系統疾病中，心血管和腦血管疾病的回歸方程因子也有一定的差別，其中心血管的影響因子為SO2和CO，而腦血管疾病的影響因子為O3、日均降水量。