張榮艷，張俊霞，劉 旺

(黃河科技學院 信息工程學院，河南 鄭州 450006)

我國大氣污染與居民肺癌發(fā)病與死亡的灰色關聯(lián)度分析
——基于我國腫瘤登記地區(qū)的數(shù)據(jù)

張榮艷，張俊霞，劉 旺

(黃河科技學院 信息工程學院，河南 鄭州 450006)

基于2004—2012年中國腫瘤登記地區(qū)的數(shù)據(jù)，采用灰色關聯(lián)分析方法，計算了大氣污染物與肺癌發(fā)病及死亡率的關聯(lián)度，并對大氣污染物致肺癌死亡的潛伏期作了定量分析.研究結果表明：①二氧化硫是我國男性肺癌發(fā)病和死亡最主要影響因素；②煙(粉)塵是我國女性肺癌發(fā)病的最主要影響因素，但二氧化硫是我國女性肺癌死亡的最主要影響因素；③二氧化硫對男性肺癌死亡及發(fā)病的影響都要比女性大，氮氧化物和煙(粉)塵對女性肺癌發(fā)病的影響都要比男性大，但氮氧化物和煙(粉)塵對男性肺癌死亡的影響都要比女性大；④二氧化硫、氮氧化物及煙(粉)塵致男性肺癌的潛伏期分別為5年、3年、5年，致女性肺癌的潛伏期分別為5年、4年、5年.

大氣污染；肺癌；發(fā)病率；死亡率；灰色關聯(lián)分析；潛伏期

0 引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展、城市化進程迅速、城市人口密集、居民汽車保有量急速上升、石油和煤炭資源的大量消耗，大氣污染日益嚴重，由此對居民的健康造成極其惡劣的影響.

目前全球肺癌發(fā)病率迅速增長，肺癌已居我國惡性腫瘤死亡原因首位，成為重大公共衛(wèi)生問題.迄今為止，有關中國大氣污染與肺癌關系的研究仍然較少，并且國內對肺癌與大氣污染關系的研究大多通過相關或回歸進行分析，但是相關或回歸對樣本量要求較高，同時要求樣本服從某個典型的概率分布，各因素數(shù)據(jù)與系統(tǒng)特征數(shù)據(jù)之間呈線性關系且各因素之間彼此無關，這些要求往往難以得到滿足.灰色關聯(lián)分析方法原理簡單，經無量綱處理，增加了各因素間的可比性，且排序明確，對數(shù)據(jù)分布類型和樣本量無特殊要求，可以對系統(tǒng)的行為特征數(shù)據(jù)進行灰色處理，從無序的現(xiàn)象中去發(fā)現(xiàn)內在規(guī)律.

本文收集了我國 2004—2012 年大氣污染數(shù)據(jù)與肺癌發(fā)病及死亡率數(shù)據(jù)，通過灰色關聯(lián)度分析法，探討影響我國居民肺癌發(fā)病及死亡的主要影響因素，以期對我國肺癌的臨床、基礎研究及防治策略制定提供依據(jù)及參考.

1 數(shù)據(jù)的來源

我國2004—2012年居民肺癌發(fā)病率和死亡率數(shù)據(jù)來源于文獻[1—7]，2004—2012年我國大氣污染物各個指標數(shù)據(jù)來源于文獻[8]與2006—2013年《中國統(tǒng)計年鑒》.數(shù)據(jù)見表1和表2.

表1 2004—2012年我國居民肺癌發(fā)病率與死亡率 (1/105)
Tab.1 The morbidity and mortality of lung cancer in China，2004—2012 (1/105)

年份200420052006200720082009201020112012合計45.2247.3449.7051.2554.7553.5746.0848.3252.06發(fā)病率男性59.8662.7366.3767.9373.1270.4061.8663.0067.71女性30.0231.5332.7743.1936.0836.3429.5431.9335.59合計41.1142.5944.1545.5046.0745.4737.0039.2742.05死亡率男性54.7356.2659.6960.8362.4761.0050.0452.7655.71女性27.1528.5628.3729.8329.3929.7723.3325.0827.70

表2 2004—2012年我國主要大氣污染物的排放量/(10 000 t)
Tab.2 The main air pollutants in China，2004—2012/(10 000 t)

年份200420052006200720082009201020112012二氧化硫225525492589246823212214218522182118氮氧化物169218592035217222692326243324042338煙(粉)塵200020941897168514871371127812791234

2 灰色關聯(lián)度原理

灰色關聯(lián)分析的基本思想是根據(jù)序列曲線幾何形狀的相似程度來判斷其聯(lián)系是否緊密.曲線越接近，相應序列之間的關聯(lián)度就越大，反之就越小.而灰色綜合關聯(lián)度既體現(xiàn)了折線X0與Xi的相似程度，同時也可反映X0與Xi相對于始點的變化速率的接近程度，是較為全面地表征序列之間聯(lián)系是否緊密的一個量[9].

設X0=(x0(1),x0(2),…,x0(n))為系統(tǒng)參考序列，Xi=(xi(1),xi(2),…,xi(n))為比較序列.

2.1 灰色絕對關聯(lián)度

其中，

2.2 灰色相對關聯(lián)度

其中，

2.3 灰色綜合關聯(lián)度

X0與Xi的灰色綜合關聯(lián)度為

ρ0i=ε0i+(1-θ)r0i，

其中θ∈[0,1]，本文取θ=0.5.

2.4 鄧氏灰色關聯(lián)度

X0與Xi的鄧氏灰色關聯(lián)度為

其中ξi(k)為Xi對X0在第k點的關聯(lián)系數(shù)，其值為

其中σ為分辨系數(shù)，一般在0到1之間選取，本文取σ=0.5.

3 肺癌發(fā)病及死亡率與大氣污染結果分析

分別將我國居民肺癌的發(fā)病率和死亡率作為參考序列，將3種主要大氣污染物的排放量作為比較序列，具體數(shù)據(jù)見表1、表2.

3.1 肺癌發(fā)病率與大氣污染的綜合關聯(lián)度分析

經過計算，我國居民肺癌的發(fā)病率與3種主要大氣污染物排放量的關聯(lián)度見表3.通過分析表3，可得出以下結論：

1) 我國居民合計、男性肺癌的發(fā)病率與3種主要大氣污染物的綜合關聯(lián)度均是：二氧化硫>煙(粉)塵>氮氧化物；女性肺癌的發(fā)病率與3種主要大氣污染物的綜合關聯(lián)度是：煙(粉)塵>氮氧化物>二氧化硫.

2) 二氧化硫排放量與肺癌發(fā)病率的綜合關聯(lián)度男性比女性的高，但氮氧化物和煙(粉)塵與肺癌的綜合關聯(lián)度女性比男性的高.

表3 2004—2012年我國居民肺癌發(fā)病率與大氣污染物的關聯(lián)度
Tab.3 The association degree of the morbidity of lung cancer and air pollutants in China，2004—2012

污染物關聯(lián)度合計男女絕對關聯(lián)度0.52770.53670.5249二氧化硫相對關聯(lián)度0.80150.80090.7470綜合關聯(lián)度0.66460.66880.6359絕對關聯(lián)度0.50480.50640.5043氮氧化物相對關聯(lián)度0.73470.73510.7865綜合關聯(lián)度0.61980.62080.6454絕對關聯(lián)度0.50580.50770.5052煙(粉)塵相對關聯(lián)度0.81180.81240.8806綜合關聯(lián)度0.65880.66010.6929

3.2 肺癌死亡率與大氣污染的綜合關聯(lián)度分析

經過計算，我國居民肺癌的死亡率與3種主要大氣污染物排放量的綜合關聯(lián)度見表4.通過分析表4，可得出以下結論：

1) 我國居民合計、男性、女性肺癌的死亡率與3種主要大氣污染物的綜合關聯(lián)度均是：二氧化硫>煙(粉)塵>氮氧化物，且二氧化硫排放量的綜合關聯(lián)度明顯高于其他兩種污染物;

2) 3種大氣污染物與肺癌死亡率的綜合關聯(lián)度男性比女性的高.

表4 2004—2012年我國居民肺癌死亡率與大氣污染物的關聯(lián)度
Tab.4 The association degree of the mortality of lung cancer and air pollutants in China，2004—2012

污染物關聯(lián)度合計男女絕對關聯(lián)度0.50960.51510.5037二氧化硫相對關聯(lián)度0.99790.96190.9139綜合關聯(lián)度0.75370.73850.7088絕對關聯(lián)度0.50170.50260.5006氮氧化物相對關聯(lián)度0.64210.65320.6171綜合關聯(lián)度0.57190.57790.5589絕對關聯(lián)度0.50200.50320.5008煙(粉)塵相對關聯(lián)度0.68880.70350.6556綜合關聯(lián)度0.59540.60340.5782

4 肺癌死亡率與大氣污染的灰色關聯(lián)度定量分析

4.1 二氧化硫

以我國2010—2012年的肺癌合計死亡率為參考數(shù)列，用3年的二氧化硫排放量變化為比較序列(見表5).利用公式計算得到關聯(lián)度r2004—2006=0.848 6最大(見表6).這說明2004—2006年的二氧化硫排放量序列對2010—2012年肺癌合計死亡率序列影響最大，序列間距為6年[10].

表5 2010—2012年的肺癌合計死亡率與不同時間段二氧化硫排放量/(10 000 t)
Tab.5 The total mortality of lung cancer and the discharge of different time periods SO2emissions in China，2010—2012/(10 000 t)

X0和Xi起止年份k123X02010—20123739.2742.05X12004—2006225525492589X22005—2007254925892468X32006—2008258924682321X42007—2009246823212214X52008—2010232122142185X62009—2011221421852218X72010—2012218522182118

表6 2010—2012年肺癌合計死亡率與不同時間段二氧化硫排放量的關聯(lián)系數(shù)與關聯(lián)度
Tab.6 The association coefficient and association degree of the total mortality of lung cancer and the discharge of different time periods SO2emissions in China，2010—2012

起止年份ξi(1)ξi(2)ξi(3)ri2004—200610.63390.91190.84862005—200710.72320.41600.71312006—200810.52620.33330.61992007—200910.49800.33390.61062008—201010.52760.38070.63612009—201110.61660.47060.69572010—201210.72130.41740.7129

同理得，2010—2012年的男性、女性肺癌死亡率與不同時間段二氧化硫排放量的關聯(lián)度，結果見表7.由表7可知，所有的關聯(lián)度系數(shù)r2004—2006最大，這說明2004—2006年的二氧化硫排放量序列對2010—2012年合計、男性、女性肺癌死亡率序列影響都是最大，序列間距均為6年.

表7 2010—2012年肺癌死亡率與不同時間段污染物排放量的關聯(lián)度
Tab.7 The association degree of the mortality of lung cancer and the discharge of different time periods populations emissions in China，2010—2012

年份二氧化硫合計男女氮氧化物合計男女煙(粉)塵合計男女2004—20060.84860.78130.83690.75720.69750.90240.80300.81920.77882005—20070.71310.72100.70270.81950.74490.90290.62650.62500.63002006—20080.61990.61700.62590.91320.94440.84890.61280.61050.61762007—20090.61060.60720.61770.80420.84320.76060.61650.61470.62072008—20100.63610.63520.63900.76190.79100.73010.64960.64990.65032009—20110.69570.70270.68710.77060.79670.74010.68020.68360.67572010—20120.71290.72090.70250.62630.62290.63310.75100.76100.7361

4.2 氮氧化物

我國居民合計、男性肺癌的死亡率與不同時間段氮氧化物排放量的關聯(lián)度均是r2006-2008最大，這說明2006—2008年的氮氧化物排放量序列對2010—2012年的合計、男性的肺癌死亡率序列影響都是最大，序列間距為4年；我國女性肺癌的死亡率與不同時間段氮氧化物排放量的關聯(lián)系數(shù)是r2005-2007最大，這說明2005—2007年的氮氧化物排放量序列對2010—2012年的女性肺癌死亡率序列影響最大，序列間距為5年.

4.3 煙(粉)塵

我國居民合計、男性、女性的肺癌死亡率與不同時間段煙(粉)塵排放量的關聯(lián)度r2004-2006最大，這說明2004—2006年的煙(粉)塵排放量序列對2010—2012年的合計、男性、女性的肺癌死亡率序列影響都是最大，序列間距為6年.

5 結果分析

5.1 肺癌發(fā)病率及死亡率與污染物的關聯(lián)度分析

1) 我國男性肺癌的發(fā)病及死亡率與3種主要大氣污染物的綜合關聯(lián)度均是：二氧化硫>煙(粉)塵>氮氧化物；女性肺癌的發(fā)病率與3種主要大氣污染物的綜合關聯(lián)度是：煙(粉)塵>氮氧化物>二氧化硫，女性肺癌的死亡率與3種主要大氣污染物的綜合關聯(lián)度是：二氧化硫>煙(粉)塵>氮氧化物.

2) 二氧化硫排放量與肺癌發(fā)病率的綜合關聯(lián)度男性比女性的高，但氮氧化物和煙(粉)塵與肺癌的綜合關聯(lián)度女性比男性的高；3種大氣污染物與肺癌的死亡率的綜合關聯(lián)度男性均比女性的高.

上面的研究結果表明：二氧化硫是我國男性肺癌發(fā)病和死亡最主要影響因素；煙(粉)塵是我國女性肺癌發(fā)病的最主要影響因素，但二氧化硫是我國女性肺癌死亡的最主要影響因素；二氧化硫對男性肺癌發(fā)病及死亡的影響都要比女性大，氮氧化物和煙(粉)塵對女性肺癌發(fā)病的影響都要比男性大，但氮氧化物和煙(粉)塵對男性肺癌死亡的影響都要比女性大.

5.2 大氣污染物導致癌癥死亡的潛伏期

由于癌癥的發(fā)病是一個長期累積的過程，當年的污染指標并不能反映當年癌癥的發(fā)病情況，存在滯后效應[10]，以肺癌的平均存活期為一年來計算，得出以下結論：

1) 二氧化硫、氮氧化物及煙(粉)塵致男性肺癌死亡的潛伏期分別為：5年、3年、5年；

2) 二氧化硫、氮氧化物及煙(粉)塵致女性肺癌死亡的潛伏期分別為：5年、4年、5年.

[1]陳萬青，鄭榮壽，張思維，等.2003-2007年中國癌癥發(fā)病分析[J].中國腫瘤，2012，21(3)：161-170.

[2]張思維，陳萬青，鄭榮壽，等.2003-2007年中國癌癥死亡分析[J].中國腫瘤，2012，21(3)：171-178.

[3]鄭榮壽，張思維，吳良有，等.中國腫瘤登記地區(qū)2008年惡性腫瘤發(fā)病和死亡分析[J].中國腫瘤，2012，21(1)：1-12.

[4]陳萬青，張思維，鄭榮壽，等.中國2009年惡性腫瘤發(fā)病和死亡分析[J].中國腫瘤，2013，22(1)：2-12.

[5]陳萬青，張思維，曾紅梅，等.中國2010年惡性腫瘤發(fā)病和死亡分析[J].中國腫瘤，2014，23(1)：1-10.

[6]陳萬青，鄭榮壽，曾紅梅，等.2011年中國惡性腫瘤發(fā)病和死亡分析[J].中國腫瘤，2015，24(1)：1-10.

[7]陳萬青，鄭榮壽，張思維，等.2012年中國惡性腫瘤發(fā)病和死亡分析[J].中國腫瘤，2016，25(1)：1-8.

[8]SHI YUN,XIA YINFENG,LU BIHONG,et al.Emission inventory and trends of NOxfor China，2000-2020[J].Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering),2014,15(6):454-464.

[9]劉思峰，郭天榜，黨耀國，等．灰色系統(tǒng)理論及其應用[M]．2版．北京：科學出版社，1999：40-77．

[10]張曉，楊瓊英，林國楨，等.大氣污染與居民肺癌發(fā)病及死亡灰色關聯(lián)分析[J].中國公共衛(wèi)生，2014，30(2)：165-170.

Grey Relational Analysis on Association Between Air Pollution and Lung Cancer in China： Based on Data of China Cancer Registries

ZHANG Rongyan，ZHANG Junxia,LIU Wang

(CollegeofInformationEngineering，HuangheScienceandTechnologyCollege,Zhengzhou450006,China)

Based on data of China Cancer Registries during 2004—2012，the grey correlation analysis method was applied to calculate correlation degree between the morbidity，mortality of lung cancer and air pollution.And the latent period of lung cancer induced by air pollution was quantitatively analyzed.The results show:①the most serious pollution factor affecting male lung cancer incidence and mortality was SO2；②the most serious pollution factor affecting female lung cancer incidence was smoke dust，but the most serious pollution factor affecting female lung cancer mortality was SO2；③ grey relational analysis of SO2and incidence，mortality of male lung cancer was larger than female，and grey relational analysis of NOx，smoke dust and incidence of female lung cancer were larger than male，but grey relational analysis of NOx，smoke dust and mortality of male lung cancer were larger than female；④the male lung cancer latent periods of SO2，NOxand smoke dust were 5 years，3 years and 5 years respectively，and the female lung cancer latent periods were 5 years，4 years and 5 years respectively.

air pollution; lung cancer; morbidity; mortality; grey relational analysis; latent period

2016-08-31

河南省教育廳自然科學基金項目(16B110007)

張榮艷(1982—)，女，河南鄭州人，黃河科技學院信息工程學院講師.

10.3969/j.issn.1007-0834.2016.04.007

R122

1007-0834(2016)04-0026-05