大气气态污染物与苏南某市居民心脏病日死亡数关系的研究

张敏，陆艳，姚玉刚，陈龙，王临池，周沈立

(1.江苏省计划生育科学技术研究所,国家人口计划生育委员会计划生育不良反应监测中心，江苏 南京　210036；2.苏州市疾病预防控制中心，江苏 苏州　215004； 3.苏州市环境监测中心站，江苏 苏州　215004；4.南通大学 公共卫生学院，江苏 南通　226019；5.江苏华东有色地质勘查局

地球化学勘查与海洋地质调查研究院，江苏 南京　210007)



大气气态污染物与苏南某市居民心脏病日死亡数关系的研究

张敏1，陆艳2，姚玉刚3，陈龙4，王临池2，周沈立5

(1.江苏省计划生育科学技术研究所,国家人口计划生育委员会计划生育不良反应监测中心，江苏 南京210036；2.苏州市疾病预防控制中心，江苏 苏州215004； 3.苏州市环境监测中心站，江苏 苏州215004；4.南通大学 公共卫生学院，江苏 南通226019；5.江苏华东有色地质勘查局

地球化学勘查与海洋地质调查研究院，江苏 南京210007)

[摘要]目的:探讨大气中主要气态污染物二氧化硫(SO2)和二氧化氮(NO2)对苏南某市居民心脏病日死亡数的影响。方法:采用时间序列半参数广义相加模型分析气态污染物浓度与居民心脏病日死亡的关系。结果:SO2和NO2对居民心脏病日死亡数有一定影响。SO2和NO2浓度每增加10 μg·m(-3)，居民心脏病日死亡数分别增加1.73%和1.75%。SO2浓度每升高10μg·m(-3)，高血压性心脏病日死亡数增加3.85%。双模型结果显示NO2是心脏病日死亡数的独立危险因素。结论:大气污染物中SO2和NO2浓度与居民心脏病日死亡数存在一定的相关性。

[关键词]二氧化硫； 二氧化氮； 广义相加模型； 心脏病； 日死亡数

近年来，大气污染对心血管系统的影响备受关注，大量研究表明，大气污染与心血管疾病有关[1]。时间序列研究是目前国际上评价大气污染急性健康效应的主要方法，并且在国外已大量开展。我国这方面的研究起步较晚，关于大气污染物对心脏病影响的研究少见。本研究采用时间序列分析方法，通过定量评估近年来大气气态污染物浓度对居民心脏病日死亡数的影响及确定滞后天数，为制定有效的大气污染防治政策和保护易感人群提供科学依据。

1资料与方法

1.1资料来源

心脏病日死亡数数据来源于2010年1月1日到2013年12月31日苏南某市疾病预防控制中心所填报的并经调查核实的死亡证明书。逐日大气污染物资料来源于该市环境监测站，其中的大气污染物包括二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)。逐日地面气象数据为该市气象局提供的2010年1月1日到2013年12月31日的气象资料，包括平均温度、相对湿度。

1.2统计学处理

基于泊松回归建立广义相加模型，在模型中应用平滑样条函数拟合非线性混杂因素，包括气象因素和长期时间趋势，采用哑变量来调整“星期几效应”。模型的公式如下：

LogE(Yt)=βZt+ns(time，df)+Dow+ns(Xt，df)

+intercept

式中：E(Yt)是在t日居民心脏病日死亡数的期望值；Zt是在t日污染物的浓度水平，β是暴露反应关系系数，即污染物每单位浓度的升高所引起的日死亡数的增长；ns是自然平滑样条函数，df为其自由度；time为日期变量；DOW为“星期几”的指示变量；Xt是t日的气象因素，包括平均温度和相对湿度。

公式的建立是通过R3.1.2 软件的mgcv程序包完成。

2结果

2.1描述性分析

研究期间共有22 854人死于心脏病，男女比例较为接近，65岁以上老年人比例较大(89.75%)。同期霾污染物SO2和NO2的日均浓度分别为30.78 μg·m-3、59.12 μg·m-3，分别有96 d、1 169 d污染物平均浓度超过国家GB 3095- 2012二级标准(分别为60和40 μg·m-3)。气象因素平均气温和相对湿度的日平均值为17.05 ℃和71.99%。

2.2不同滞后天数对心脏病的影响

为检验污染物浓度在不同滞后天数下对人体健康效应的影响，对单日滞后模式和多日移动平均滞后模式进行分析。其中，单日滞后包括lag0、lag1……lag6，分别表示当天、滞后1 d……滞后6 d；多日移动平均滞后为lag 01。根据研究发现,当日和前一日污染浓度与死亡率的关系最密切，我们将当日与前一日污染浓度的移动均值(lag01)纳入模型，估计其急性健康效应[2]。

由图1可见，SO2对居民心脏病日死亡数的影响在lag0至lag3之间均具有统计学意义。SO2在lag01时的效应大于lag0～lag6中的任意一天。由图2可见，NO2对居民心脏病日死亡数的效应只有在lag0和lag1有统计学意义，其lag01的效应大于lag0～lag6中的任意一天。

2.3单污染物模型

单污染物模型分析发现，SO2和NO2浓度每升高10 μg·m-3，总人群的心脏病日死亡数分别增加1.73%和1.75%，其中女性则分别增加2.37%和2.08%；SO2浓度增加对男性的影响没有统计学意义，而NO2浓度每升高10 μg·m-3男性心脏病日死亡数增加1.41%；同时发现，SO2浓度每升高10μg·m-3高血压性心脏病增加3.85%。具体见表1。

图1SO2浓度滞后天数与居民心脏病日死亡率增加的分布图

图2NO2浓度滞后天数与居民心脏病日死亡率增加的分布图

2.4双污染物模型

在SO2的双污染物模型中，在分别控制PM2.5、PM10的影响后，SO2每增加10μg·m-3，居民心脏病日死亡数分别增加1.46%和1.66%。

在NO2的双污染物模型中，在分别调整PM10、PM2.5、SO2后，NO2每增加10 μg·m-3，居民心脏病日死亡数分别增加1.61%、1.94%、1.42%，差异均有统计学意义。见表2。

3讨论

本研究结果表明，SO2、NO2能使居民心脏病死亡率显著升高。SO2、NO2浓度每升高10 μg·m-3，居民心脏病日死亡数分别增加1.73%和1.75%。一项17个城市的大气污染对居民健康效应的研究结果表明，SO2每升高10 μg·m-3，引起居民心血管疾病死亡率增高0.83%(95%PI：0.47%，1.19%)，本研究结果高于该项研究；而NO2每升高10 μg·m-3，引起居民心血管疾病死亡率升高1.80%(95%PI:1.00%,2.59%)，本研究结果与其相差不大。

表1不同人群中气态污染物浓度与心脏病日死亡数增加的关系

%

注：括号内为心脏病日死亡数增加的范围

与污染物增加<10 μg·m-3比较，aP<0.05

表2双污染物模型拟合的气态污染物浓度增加与心脏病日死亡数增加的关系

污染物调整因素均数95%CIP值SO2-1.730.54~2.920.004PM2.51.460.15~2.760.029PM101.660.33~2.990.015NO20.60-0.85~2.160.392NO2-1.750.78~2.710.001PM2.51.610.51~2.720.004PM101.940.77~3.100.001SO21.420.20~2.640.022

本研究发现，SO2、NO2对女性心脏病死亡的影响较大，与刘耀术等[4]研究结果相似。本研究还发现，该市心脏病日死亡数在年龄分布上以65岁以上老年人居多(占89.75%)，且SO2、NO2与65岁以上老年人心脏病日死亡有关，其中NO2对老年人心脏病死亡的影响高于全人群。在广州和武汉进行的类似研究[5- 7]同样证明，SO2和NO2对于老年人心血管疾病死亡的影响较为显著。提示女性人群和老年人对大气污染的健康损害更为敏感，需要重点加强此类高危人群的防护。

本研究双污染物模型分析结果显示：控制了大气颗粒物后SO2效应仍然具有统计学意义，说明SO2是重要的大气污染物；在控制NO2之后，SO2的效应显著削弱，而调整SO2却对NO2的效应并无明显影响。可能是因为两种污染物来源相同或者某气象条件下同时升高或降低，提示观察到SO2效应可能实际上反映的是NO2的效应或其他与NO2相关的污染物的效应[3]，NO2可能是心脏病日死亡数的独立危害因素。同时考虑到该市气态污染物中NO2污染较重，可能是因为大气NO2污染的主要来源是机动车尾气，提示政府部门应当大力提倡地铁、公交、公共自行车等公共交通出行，促进电动汽车等环保型机动车的宣传和优惠政策，以减低机动车的污染，减少空气污染，降低其对居民健康影响，特别是对女性和老年人的影响。

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[3] 陈仁杰.复合型大气污染对我国17城市居民健康效应研究[D].上海：复旦大学，2013：83- 84．

[4] 刘耀术,赵庆国，梁志江，等.大气污染对女性健康效应的时间序列分析[J].环境与健康杂志，2013，30(6):529- 533．

[5] 黄晓亮，戴灵真，卢萍，等.广州市2004- 2008年大气污染对城区居民每日死亡率影响的时间序列分析[J].中华流行病学杂志，2012，33(2):210- 214．

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[7] 秦萌，李敬芝，陈磊，等.奉贤区大气主要污染物对当地居民循环系统疾病死亡影响的研究[J].东南大学学报:医学版，2014,33(3):304- 310．

Relationship between gaseous pollutant and daily mortality of heart disease in a city from the South of Jiangsu

ZHANG Min1，LU Yan2，YAO Yu- gang3，CHEN Long4，WANG Lin- chi2，ZHOU Shen- li5

(1.JiangsuInstituteofPlannedParentedhoodReseach，NPFPCCenterforContraceptiveAdverseReactionSurveillance,

Nanjing210036，China; 2.SoochowCenterforDiseaseControlandPrevention，Soochow215004，China;3.SoochowEnvironmentalMonitoring，Soochow215004，China； 4.SchoolofPublicHealth，

NantongUniversity，Nantong226019，China； 5.InstituteofGeochemicalExplorationandMarineGeologicalSurvey，EastChinaMineralExplorationand

DevelopmentBureau，Nanjing210036，China)

[Abstract]Objective： To investigate the effect of SO2，NO2 on daily mortality of heart disease in a city of South Jiangsu. Methods: The relationship between concentration of air pollutants and daily mortality of heart disease was analyzed by the time series semi- parametric generalized additive model (GAM). Results:SO2 and NO2 had certain effect on daily mortality of heart disease. SO2 and NO2 increased 10 μg·m(-3)，the daily mortality of heart disease increased 1.73% and 1.75% respectively. SO2 increased 10 μg·m(-3)，daily mortality of hypertensive heart disease increased 3.85%. In a bi- pollutant model，NO2 was an independent risk factor of daily mortality of heart disease. Conclusion: SO2 and NO2 are associated with daily mortality of heart disease.

[Key words]SO2; NO2; generalized additive model; heart disease; daily mortality

doi：10.3969/j.issn.1671- 6264.2016.02.014

[中图分类号]R122.2

[文献标识码]A

[文章编号]1671- 6264(2016)02- 0211- 04

[通信作者]王临池E- mail:linchi0321@163.com

[作者简介]张敏(1984-)，女，安徽宁国人，助理研究员。E- mail：23671146@qq.com

[基金项目]苏州市医学重点学科基金(2013012);苏州市科技局应用基础研究计划基金(SYS201431);苏州市科技局科技支撑计划基金(SS201430)

[收稿日期]2015- 09- 16[修回日期] 2015- 12- 21

[引文格式] 张敏，陆艳，姚玉刚，等.大气气态污染物与苏南某市居民心脏病日死亡数关系的研究[J].东南大学学报:医学版，2016,35(2)：211- 214.

·论著·