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空气质量对人体健康的影响越来越受到关注,研究[1-3]发现, 温度变化、空气污染使喘息性疾病发病风险增加。空气动力学直径≤2.5 μm的细颗粒物(PM2.5)是空气污染的主要污染物之一,PM2.5可引起肺部炎症,增加气道高反应[4],导致呼吸系统疾病发病率增加。儿童呼吸系统发育尚不完善,相对成人而言,儿童更易受到PM2.5暴露造成的危害,导致儿童呼吸系统疾病发生。上海市东部地区属重工业地区,人口密度高、机动车聚集等因素均造成空气质量欠佳[5]。研究[6]显示,空气污染能增加哮喘儿童的日就诊量。目前,上海东部地区空气质量对喘息儿童日就诊量的影响尚未受到关注[7]。因此,我们通过分析上海东部地区空气质量情况对喘息儿童日就诊量的影响,以期为区域性气候治理提供参考。
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2019年上海市东部地区PM2.5日平均浓度35.88 μg/m3,PM2.5浓度超过国家一级标准(35 μg/m3)125 d,超过国家二级标准(75 μg/m3)27 d。PM10、SO2及NO2的日均浓度分别为48.03、6.86、42.75 μg/m3,均未超出国家二级标准。2019年上海东部地区气象情况与空气质量见表 1。
指标 P25 P50 P75 最小值 最大值 气象情况 温度/℃ 9.6 17.5 23.5 2.5 33.0 相对湿度/% 27 33 43 7 63 污染物浓度/(μg/m3) PM2.5 20.0 31.0 44.7 7.0 123.0 PM10 30.0 40.0 61.0 9.0 212.0 SO2 5.0 6.0 8.0 3.0 16.0 NO2 29.0 41.0 53.0 5.0 115.0 O3 64.0 86.0 108.0 5.0 215.0 -
以时间序列为横坐标,以逐日喘息儿童就诊情况为左纵坐标,以PM2.5日均浓度为右纵坐标,绘制时间序列图,结果显示,PM2.5浓度在2019年2月和12月出现峰值(分别为123、114 μg/m3),2019年8-9月大气PM2.5浓度最低(均为7 μg/m3),而同期喘息儿童就诊的两个峰值也在2月和12月(见图 1)。
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相关分析显示,PM2.5与PM10、SO2、NO2、O3均呈正相关关系(P < 0.05),与湿度和温度均呈负相关关系(P < 0.05),将SO2、NO2、O3、湿度和温度纳入模型进行控制(见表 2)。
指标 PM2.5 PM10 SO2 NO2 O3 温度 湿度 PM2.5 1.000 0.780* 0.601* 0.658* 0.195* -0.270* -0.015* PM10 — 1.000 0.745* 0.606* 0.375* -0.256* -0.126* SO2 — — 1.000 0.697* 0.216* -0.379* -0.280* NO2 — — — 1.000 -0.042 -0.415* -0.158* O3 — — — — 1.000 0.268* 0.095 温度 — — — — — 1.000 0.223* 相对湿度 — — — — — — 1.000 *P < 0.05 -
结果显示,PM2.5日均浓度与Lag 0~6 d喘息儿童日就诊量有关,不同滞后时间下,PM2.5浓度每升高10 μg/m3,对lag 1 d时喘息儿童日就诊量影响最大,超额危险度(ER)为4.251%,95%CI为0.824%~7.796%。2019年上海市东部地区PM2.5浓度每升高10 μg/m3对日就诊量在不同滞后时长的效应见表 3。
滞后日/d B SE RR(95%CI)/% ER(95%CI)/% Lag 0 0.022 0.017 1.022(0.988~1.057) 2.183(-1.193~5.673) Lag 1 0.042 0.017 1.043(1.008~1.078) 4.251(0.824~7.796) Lag 2 0.021 0.018 1.021(0.987~1.057) 2.144(-1.336~5.746) Lag 3 -0.015 0.019 0.985(0.949~1.022) -1.509(-5.109~2.226) Lag 4 0.010 0.018 1.010(0.975~1.046) 1.029(-2.452~4.635) Lag 5 0.034 0.018 1.035(1.000~1.071) 3.470(-0.045~7.108) Lag 6 0.005 0.017 1.005(0.972~1.039) 0.493(-2.769~3.865) *示PM2.5浓度每升高10 μg/m3时喘息儿童日就诊量ER 单污染物模型和多污染物模型中,大气PM2.5日均浓度对喘息儿童日就诊量影响的ER值均有统计学意义。根据单污染物模型滞后效应分析,PM2.5暴露对日就诊量的影响显示,PM2.5浓度每升高10 μg/m3,日就诊量ER(95%CI)为4.251%(0.824%~7.796%)。选择影响最大的Lag 1 d时效应拟合多污染物模型,在双污染物质模型分别引入SO2、NO2及O3,大气PM2.5浓度每升高10 μg/m3,引起日就诊量ER(95%CI)分别为5.442%(0.747%~10.355%)、5.371%(1.378%~9.522%)和4.535%(1.481%~7.682%);在三污染物模型中,同时引入SO2和NO2、SO2和O3及NO2和O3,PM2.5浓度每升高10 μg/m3,引起日就诊量ER(95%CI)分别为5.953%(1.101%~11.038%)、4.948%(0.144%~9.982%)和4.948%(0.144%~9.982%);四污染物模型显示,PM2.5浓度每升高10 μg/m3,引起日就诊量ER(95%CI)为5.894%(1.028%~10.994%)(见表 4)。
污染物模型 B SE RR(95%CI)/% ER(95%CI)/% 单污染物模型 PM2.5 0.042 0.017 1.043(1.008~1.078) 4.251 (0.824~7.796) SO2 -0.033 0.015 0.968(0.940~0.997) -3.210(-6.039~-0.296) NO2 -0.020 0.017 0.980(0.948~1.013) -1.980(-5.155~1.301) O3 0.003 0.012 1.003(0.979~1.027) 0.260(-2.102~2.680) 双污染物模型 PM2.5+SO2 0.053 0.023 1.054(1.007~1.104) 5.442(0.747~10.355) PM2.5+NO2 0.052 0.020 1.054(1.014~1.095) 5.371(1.378~9.522) PM2.5+O3 0.044 0.015 1.045(1.015~1.077) 4.535 (1.481~7.682) 三污染物模型 PM2.5+SO2+NO2 0.058 0.024 1.060(1.011~1.110) 5.953(1.101~11.038) PM2.5+SO2+O3 0.048 0.024 1.049(1.001~1.100) 4.948(0.144~9.982) PM2.5+ NO2+O3 0.048 0.024 1.049(1.001~1.100) 4.948 (0.144~9.982) 四污染物模型 PM2.5+SO2+NO2+O3 0.057 0.024 1.059(1.010~1.110) 5.894(1.028~10.994) *示PM2.5浓度每升高10 μg/m3时喘息儿童门诊就诊人次ER