趙有政，湯權，沈進進，咸月，黃連成*

(1. 江蘇省鹽城環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 鹽城 224000；2.鹽城市疾病預防控制中心，江蘇 鹽城 224000)

近年來，空氣污染對人體健康影響越來越受到重視[1]。大量研究[2-4]結果表明，大氣污染濃度的短期急劇升高可增加人類呼吸系統(tǒng)發(fā)病率和死亡率，不同地理位置的特征污染物及作用效果均有明顯差異。目前，國內(nèi)外開展的大氣污染物對人體健康影響效應研究，多以住院或死亡作為健康結局[5-6]，而醫(yī)療機構門診就診數(shù)據(jù)因其覆蓋面廣、便于收集，可更加靈敏反應大氣污染物對人群健康的急性效應，正逐步被廣大專家學者所利用。此前很多類似研究以廣義線性模型(GLM)和廣義相加模型(GAM)進行大氣污染物與呼吸系統(tǒng)疾病的時間序列分析，對變量進行擬合，同時也能考慮污染物的滯后效應[7]。

江蘇省鹽城市地處中國東部沿海中部，瀕臨黃海，市轄區(qū)面積4 921 km2，常住人口240萬。城市建設規(guī)模的不斷擴增，新型化工、汽車尾氣、工地揚塵及輸入性大氣污染等源頭產(chǎn)生的空氣污染物對居民健康的影響，與其他地區(qū)“燃煤型”、“工業(yè)型”等污染類型造成影響有所不同。現(xiàn)根據(jù)鹽城市2014—2018年逐日空氣污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)細顆粒物(PM2.5)、可吸入顆粒物(PM10)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、臭氧(O3)、氣象數(shù)據(jù)(日平均溫度、日平均相對濕度)及市區(qū)某三甲綜合醫(yī)院呼吸系統(tǒng)日門診資料，采用時間序列半?yún)?shù)廣義相加模型，以滯后天數(shù)最大效應值作為空氣污染物對人群呼吸系統(tǒng)日門診量影響的超額危險度，分析了鹽城市空氣污染物短期暴露對人群呼吸系統(tǒng)日門診量的影響，為預防和干預措施的制定提供科學依據(jù)。

1 研究方法

1.1 資料收集

1.1.1 醫(yī)院門診

門診資料來自于鹽城市城區(qū)某三級甲等綜合性醫(yī)院(市某院)，規(guī)模較大，病例較多，能夠代表本地空氣污染時居民就診情況。收集該院2014年1月1日—2018年12月31日內(nèi)科門診呼吸系統(tǒng)病例資料(ICD編碼為J00-J99，R04-R07，R09.0-R09.3)，依據(jù)《國際疾病分類第十版》(ICD-10)對數(shù)據(jù)進行整理，采用Excel 2007對數(shù)據(jù)進行查重清理。

1.1.2 空氣污染物數(shù)據(jù)

來源于江蘇省鹽城環(huán)境監(jiān)測中心，以當?shù)?個國控監(jiān)測點的算術平均值作為污染物日均值，監(jiān)測項目為PM2.5、PM10、NO2、SO2和O3。

1.1.3 氣象資料

來自于江蘇省氣象臺，包括日平均溫度、日平均相對濕度。

1.2 統(tǒng)計方法

采用SPSS 18.0和R 3.6.1中的mgcv軟件包對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。對呼吸系統(tǒng)日門診數(shù)據(jù)、空氣污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計描述。采用Spearman相關分析對空氣污染物和氣象因素進行統(tǒng)計分析，采用雙側檢驗，檢驗標準a=0.05。

相對于總人群，去醫(yī)院門診就診屬于小概率事件，每日呼吸系統(tǒng)門診量的分布近似服從Poisson分布，可以采用廣義相加模型分析空氣污染對呼吸系統(tǒng)日門診量的影響，采用自然樣條平滑函數(shù)對時間趨勢、溫度和濕度進行擬合，控制“星期幾效應”的影響。模型如下：

log[E(Yt)]=βZt+Dow+ns(time,df)+ns(T,df)+ns(H,df)+α

式中：t——0～7 d；

Yt——觀察日t日當天的呼吸系統(tǒng)日門診量，例/d；

E(Yt)——觀察日t日呼吸系統(tǒng)日門診量的數(shù)學期望；

α——截距；

β——回歸系數(shù)，表示污染物濃度每升高單位濃度引起呼吸系統(tǒng)日門診量增加；

Zt——觀察日t污染物日平均值，mg/m3；

Dow——星期幾效應；

ns——自然平滑樣條函數(shù)；

time——日期變量，選擇合適的日期自由度能有效調(diào)整污染物-呼吸系統(tǒng)日，門診量序列數(shù)據(jù)的長期趨勢和季節(jié)波動；

df——自由度大??；

T——第t日的日平均溫度，℃；

H——第t日的相對濕度，%。

考慮存在滯后效應和累積效應，將當日及前7 d單日滯后時間的空氣污染物值(lag0～lag7)和前7 d滯后時間的空氣污染物移動平均值(lag01～lag07)分別引入模型，進而確定空氣污染物值對人群呼吸系統(tǒng)日門診量影響最強的滯后時間。以赤池信息量準則(Akaike Information Criterion，AIC)值最小為原則選擇自由度，其中時間長期趨勢的自由度為7，每日平均溫度和相對濕度的自由度為3。

2 結果分析

2.1 統(tǒng)計結果

2014年1月1日—2018年12月31日，鹽城市空氣PM2.5、PM10、NO2、SO2和O3平均值分別為48.4，81.8，26.3，15.8和106.9 mg/m3。其中PM2.5、PM10值分別高于《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB 3095—2012)二級標準(35和70 mg/m3)的38.3%、16.9%，見表1。

2014年1月1日—2018年12月31日，市某院內(nèi)科門診量共計835 941人次，日均門診量457.8人次，其中呼吸系統(tǒng)門診量共計110 087人次，日均門診量為60.3人次。呼吸系統(tǒng)門診量高峰期出現(xiàn)在每年的11月至次年的2月，見圖1。

表1 2014—2018年呼吸系統(tǒng)日門診量、污染平均值及氣象指標①

①Min為最小值，P25為下四分位數(shù)，M為中位數(shù)，P75為上四分位數(shù)，Max為最大值。

圖1 2014—2018年呼吸系統(tǒng)門診量時間序列

2.2 污染物與氣象因素相關性

將各污染物與氣象因素之間做Spearman相關性分析，結果表明，除O3與SO2相關無統(tǒng)計學意義外，其他因素間均存在相關性，見表2。其中，呈強相關及以上的為PM2.5和 PM10(0.909)、PM2.5和NO2(0.692)、PM10和 NO2(0.721)、SO2和PM2.5(0.632)、SO2和PM10(0.690)、SO2和NO2(0.607)。

表2 污染物、氣象因素與呼吸系統(tǒng)日門診量相關系數(shù)①

①*P<0.05；**P<0.01。

2.3 空氣污染對呼吸系統(tǒng)日門診量滯后效應

污染物日均值增加10 mg/m3對呼吸系統(tǒng)日門診量影響的首日效應超額危險度(ER)及95%置信區(qū)間(CI)見圖2(a)(b)(c)(d)(e)，其中圓球代表ER值，工字符號代表ER值的95% CI。

由圖2可見，PM2.5、PM10、NO2和SO2值每升高10 mg/m3，均出現(xiàn)ER(lag0)，可于首日引起當?shù)鼐用癯霈F(xiàn)短期急性效應，分別增加呼吸系統(tǒng)日門診量的0.18%(95%CI:0.06%～0.29%)、0.09%(95%CI:0.01%～0.17%)、0.69%(95%CI:0.38%～1.01%)、0.87%(95%CI:0.35%～1.39%)。O3ER為-0.05%(95%CI:-0.07%～-0.02%)。

采用滯后天數(shù)0～7 d(lag0～lag7)最大效應值作為空氣污染物對人群呼吸系統(tǒng)日門診量影響的ER，結果發(fā)現(xiàn)鹽城市PM2.5、PM10、NO2、SO2和O3值升高10 mg/m3，均會對呼吸系統(tǒng)日門診量產(chǎn)生影響，其中PM2.5、PM10值升高后lag0最強，分別為0.18%和0.09%；NO2值升高后lag2最強，為0.89%；SO2值升高后lag3最強，為1.14%；O3值升高后lag5最強，為0.02%。

圖2 污染物日均值增加10 g/m3對呼吸系統(tǒng)日門診量影響的ER及95%CI

2.4 空氣污染對呼吸系統(tǒng)日門診量累積滯后效應

采用累積滯后天數(shù)1～7 d(lag01～lag07)最大效應值作為空氣污染物對人群呼吸系統(tǒng)日門診量影響的ER，結果發(fā)現(xiàn)PM2.5、PM10、NO2、SO2和O3值升高10 mg/m3，呼吸系統(tǒng)日門診量影響趨于穩(wěn)定，其中PM2.5、PM10值分別升高至lag06、lag05最強，分別為0.52%和0.31%，然后呈遞減趨勢；SO2、NO2值升高后對呼吸系統(tǒng)日門診量的影響呈遞增趨勢，lag07最強，分別為4.36%和3.53%；O3的效應在lag07達到最大，但無統(tǒng)計學意義。

污染物都存在滯后效應，移動平均滯后效應均大于當日效應(O3除外)。根據(jù)滯后天數(shù)最大效應值作為空氣污染物對呼吸系統(tǒng)日門診量影響的ER，PM2.5、PM10、NO2、SO2和O3值每升高10 mg/m3，呼吸系統(tǒng)日門診量分別增加0.52%(lag06)，0.31%(lag05)，3.54%(lag07)，4.36%(lag07)和0.02%(lag5)，其中SO2效應最強，見表3。

表3 空氣污染影響呼吸系統(tǒng)日門診量的超額危險度

3 討論

近年來，國內(nèi)外研究[8-9]表明，空氣污染與醫(yī)院門診呼吸系統(tǒng)疾病之間存在密切關聯(lián)，可不同程度引起呼吸道感染、哮喘、肺炎等疾病的發(fā)生，首日效應顯著，且污染物大多以滯后0～7 d對呼吸道疾病的健康效應影響最大。該研究發(fā)現(xiàn)，鹽城市空氣污染物對人群呼吸系統(tǒng)存在短期急性效應，可不同程度增加呼吸系統(tǒng)日門診量。

不同空氣污染物最強效應的滯后日期不同，滯后效應的結果也存在較大差異。鹽城市在PM2.5污染滯后6 d時效應最大，與上海研究結果[10]一致，而北京[11]、成都[12]、濟南[13]等地在滯后1 d時出現(xiàn)最大效應值。同時，鹽城ρ(PM2.5)每升高10 mg/m3引起呼吸系統(tǒng)日門診量增加0.52%(lag06)，與既往較多研究結果存在差異。如徐艷龍等[14]研究顯示合肥地區(qū)ρ(PM2.5)每升高10 mg/m3引起呼吸系統(tǒng)日門診量增加0.90%(合肥市第二人民醫(yī)院，lag2)、0.78%(濱湖醫(yī)院，lag0)；王大虎等[15]研究顯示廣州地區(qū)ρ(PM2.5)每升高10 mg/m3引起呼吸系統(tǒng)日門診量增加2.12%(lag2)；這可能跟不同地區(qū)空氣污染嚴重程度及人群耐受程度有關。

鹽城市空氣污染物均會對呼吸系統(tǒng)日門診量增加產(chǎn)生影響。空氣污染物PM10、NO2、SO2和O3值每升高10 mg/m3，因呼吸系統(tǒng)疾病引起的門診病例數(shù)分別增加0.31%(lag05)、3.54%(lag07)、4.36%(lag07)和0.02%(lag5)。NO2和SO2ER要明顯高于PM2.5和PM10，這與文獻[16-17]研究結果一致，可能跟當?shù)仄嚠a(chǎn)業(yè)、化工企業(yè)發(fā)達及機動車保有量持續(xù)增加，而人群普遍低耐受易感有關。鹽城本地O3值每升高10 mg/m3，引起呼吸系統(tǒng)日門診量增加0.02%(lag5)，遠低于深圳[18]0.52%(lag0)、北京[16]0.22%(lag3)，可能跟本地位處亞熱氣候帶，常年氣溫不高，城市熱島效應不強有關，并不能引起明顯的門診量增加。

該研究還存在一些局限性。一是只選擇一家醫(yī)院，可能存在就醫(yī)偏倚誤差；二是以鹽城本地4個空氣監(jiān)測點數(shù)據(jù)不能很好代表本地區(qū)人群暴露的真實情況，且暴露效應僅考慮室外大氣污染，并未對室內(nèi)空氣污染暴露水平進行調(diào)查。