Impact of ambient ozone exposure on death from cardiovascular and cerebrovascular diseases in Minhang District, Shanghai
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摘要:背景
近年来臭氧（O3）污染逐渐成为大气污染的首要问题，通过分析大气O3浓度变化与居民心脑血管疾病死亡风险的关系，可以为O3污染风险评估及制定相关政策提供参考资料。
目的基于上海市闵行区数据，探讨大气O3污染对居民心脑血管疾病死亡的影响。
方法收集2016年1月1日—2021年12月31日上海市闵行区居民心脑血管疾病死亡、大气污染物及气象资料。采用基于半泊松回归的广义相加模型进行时间序列分析，讨论O3对总心脑血管疾病、冠心病及中风死亡的当日（lag0）、单日滞后（前3日，lag1~lag3）及累积平均滞后（当日至前3日，lag01~lag03）效应，并分不同年龄、性别、季节进行亚组分析，同时根据气温的25%分位数（
P 25）和75%分位数（P 75）将气温分层，进行分层分析。以O3日最大8 h平均（O3-8 h）质量浓度（浓度）每升高10 µg·m−3引起每日死亡风险增加的超额危险度（ER）及其95%可信区间（CI）估计O3对心脑血管疾病死亡的效应。结果O3与心脑血管疾病死亡风险的关联在lag2、lag3、lag02、lag03有统计学意义（
P <0.05），在lag03效应值最大。lag03条件下，O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3：心脑血管疾病总人群、男性人群、65岁及以上人群死亡风险分别增加1.02%（95%CI：0.36%~1.69%）、1.40%（95%CI：0.47%~2.34%）、0.87%（95%CI：0.19%~1.55%）；冠心病男性人群和中风总人群死亡风险分别增加1.96%（95%CI：0.49%~3.44%）和1.02%（95%CI：0.07%~1.98%）；暖季（4月1日—9月30日）心脑血管疾病及冠心病死亡风险分别增加1.18%（95%CI：0.33%~3.33%）、2.69%（95%CI：0.39%~5.03%），冷季（10月1日至次年3月31日）心脑血管疾病死亡风险增加0.96%（95%CI：0.11%~1.81%）；中、高气温时，心脑血管疾病死亡风险分别增加1.63%（95%CI：0.32%~2.96%）、1.14%（95%CI：0.17%~2.12%）。引入其他污染物（一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、细颗粒物、可吸入颗粒物）构建双污染物模型，结果显示O3对心脑血管疾病总死亡、冠心病及中风死亡风险的影响仍然稳健，与单污染物模型分析结果基本一致。结论大气O3污染增加上海市闵行区居民心脑血管疾病、冠心病及中风的死亡风险，且存在滞后效应。
Abstract:BackgroundOzone (O3) pollution has gradually become a primary problem of air pollution in recent years. Conducting epidemiological studies on the correlation between O3 concentration variation and risk of cardiovascular and cerebrovascular diseases can provide reference data for O3 risk assessment and related policy making.
ObjectiveTo quantitatively evaluate the effects of O3 exposure on mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases among residents in Minhang District, Shanghai.
MethodsData of mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases, air pollutants, and meteorological factors in Minhang District of Shanghai from January 1, 2016 to December 31, 2021 were collected. Associations between O3 concentration and the mortalities due to total cardiovascular and cerebrovascular diseases, coronary heart disease, and stroke were analyzed by generalized additive models with a quasi Poisson distribution with different lag patterns, such as current day effect (lag0), single-day lag effects (lag1-lag3), and cumulative lag effects (lag01-lag03). The subgroup analyses of age, sex, and season were conducted. Furthermore, temperature was divided into low, middle, and high levels based on the 25th percentile (
P 25) and the 75th percentile (P 75) to perform hierarchical analyses. Increased excess risks (ER) of death from target diseases caused by a 10 µg·m−3 increase in daily maximum 8 h concentration of O3 (O3-8 h) and their 95% confidence intervals (CI) were used to indicate the effects of O3.ResultsThe associations between O3 and the risks of death from cardiovascular and cerebrovascular diseases were statistically significant at lag2, lag3, lag02, and lag03 (
P <0.05), with the greatest effect size observed at lag03. The ER values of death from cardiovascular and cerebrovascular diseases in general population, male residents, and people aged 65 years and older, from coronary heart disease in male residents, and from stroke in general population increased by 1.02% (95%CI: 0.36%, 1.69%), 1.40% (95%CI: 0.47%, 2.34%), 0.87% (95%CI: 0.19%, 1.55%), 1.96% (95%CI: 0.49%, 3.44%), and 1.02% (95%CI: 0.07%, 1.98%) for a 10 µg·m−3 increase in O3-8 h concentration at lag03, respectively. During the warm season (from April 1 to September 30), the ER values of death from cardiovascular and cerebrovascular diseases and coronary heart disease per 10 µg·m−3 increase in O3 were 1.18% (95%CI: 0.33%, 3.33%) and 2.69% (95%CI: 0.39%, 5.03%), while the O3 effect was only statistically significant on cardiovascular and cerebrovascular diseases during the cold season (from October 1 to March 31 next year). At the middle and high temperature levels, the ER values of death from cardiovascular and cerebrovascular diseases increased by 1.63% (95%CI: 0.32%, 2.96%) and 1.14% (95%CI: 0.17%, 2.12%) respectively. The two-pollutant models showed similar results after including other pollutants (carbon monoxide, nitrogen dioxide, sulfur dioxide, fine particulate matter, or inhalable particulate matter).ConclusionAmbient O3 pollution may increase the mortality risks of cardiovascular and cerebrovascular diseases, coronary heart disease, and stroke in Minhang District of Shanghai.
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健康的大气环境是人类赖以生存的主要条件之一，臭氧（ozone, O3）作为大气环境的重要组成成分，在正常条件下，可保护机体免遭强紫外辐射[1]。然而，随着工业化、城市化及道路交通运输的持续迅速发展，机动车保有量的增加，光化学污染导致的O3浓度升高成为了主要的大气污染问题之一[2–3]。
作为大气污染物，O3对人群健康的危害已经引起了研究者的关注。有研究表明，2019年在全球范围内，可归因于长期O3暴露的成人呼吸道疾病死亡人口可达36.5万[4]。相较于对呼吸系统影响的关注，探讨O3暴露对心脑血管疾病影响的研究则相对有限，且多为单城市研究。这些研究，有的论证了O3污染对居民心脑血管疾病的负面影响，比如心脑血管疾病相关的入院风险和死亡风险增加[5–9]；但在不同地区，这种影响的程度不尽相同，存在空间差异。同时，也有研究并未发现O3暴露对心脑血管疾病产生影响[10]。本研究以位于上海市中部、人口密度较大的闵行区作为研究区域，采用时间序列分析方法，评估空气O3暴露对心脑血管疾病死亡的影响，以期为O3污染风险评估及制定相关政策提供参考资料。
1. 材料与方法
1.1 资料来源
自上海市闵行区疾病预防控制中心死因登记系统中收集2016年1月1日至2021年12月31日闵行区户籍人口及发生在闵行区医疗机构的流动人口死亡资料，包含性别、出生日期、死亡日期、实足年龄、根本死因名称及编码等。根据《国际疾病分类》第10版（International Classification of Diseases-10, ICD-10）整理资料，筛选出根本死因是心脑血管疾病（I00~I99）的个案，同时统计其中以冠心病（I20~I25）和中风（I60~I69）为根本死因的个案。本研究经上海市闵行区疾病预防控制中心伦理委员会批准（批件编号：EC-P-2023-017）。
分别自上海市环境监测中心闵行浦江监测站点、国家气象科学服务中心收集同期大气污染物资料和气象资料，大气污染物包括一氧化碳（carbon monoxide, CO）、二氧化氮（nitrogen dioxide, NO2）、二氧化硫（sulfur dioxide, SO2）、细颗粒物（fine particulate matters, PM2.5）、可吸入颗粒物（inhalable particulate matters, PM10）日均质量浓度（浓度）及O3日最大8 h平均（O3-8 h）浓度。气象资料包括平均气温和相对湿度。
1.2 统计学分析
1.2.1 描述性分析
采用R软件（R 3.6.3）统计分析研究期间各个变量的均值和标准差、最大值、最小值、中位数、四分位数等。采用Spearman相关分析描述污染物及气象因素间的相关性。
1.2.2 时间序列分析
用R软件进行时间序列分析。选用广义相加模型（generalized additive model, GAM）为统计模型，以控制混杂因素、消除残差自相关效应[11]。建立的模型使用自然样条平滑函数控制每日心脑血管疾病死亡人数、平均气温和相对湿度、长期趋势、季节趋势及其他可能与时间长期变异相关的混杂因素的影响，同时将“星期几效应（day of the week, DOW）”作为哑变量引入模型[12]。基本模型如下：
$$ \begin{split} {\rm{log}}[E(Y_{t})]=&\beta Z_{t}+{\rm{ns}}(V_{{\rm{time}}}, df)+{\rm{ns}}(V_{{\rm{temperature}}}, df)+\\& {\rm{ns}}(V_{{\rm{humidity}}}, df)+V_{{\rm{DOW}}}+\alpha \end{split} $$ (1) 式（1）中：Yt是观察日t当天心脑血管疾病死亡人数，E(Yt)表示观察日t当天的预期死亡人数；β表示回归系数；Zt表示t日的O3-8 h浓度；ns(Vtime, df)、ns(Vtemperature, df)+ns(Vhumidity, df)分别为日期和t日平均气温、相对湿度的自然样条平滑函数，df为自由度，通过赤池信息准则（akaike information criterion, AIC）最小的原则确定，在本研究中时间自由度为7，平均气温自由度及相对湿度自由度分别为6和3；VDOW为“星期几”效应的哑变量；α为截距。
先引入O3拟合单污染物模型，计算O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3引起每日心脑血管疾病死亡、中风死亡、冠心病死亡风险增加的超额危险度（excess risk, ER）及其95%可信区间（confidence interval, CI），同时考虑单日滞后（当日及前3日，lag0~lag3）和累积平均滞后（当日分别至前3日，lag01~lag03）效应，并按不同年龄、性别、季节（暖季：4月1日—9月30日；冷季：10月1日—次年3月31日）进行亚组分析。然后构建双污染物模型。根据日均气温的25%分位数（25 percentile, P25）和75%分位数（75 percentile, P75）将气温划分为低、中、高3层，通过气温分层分析不同气温在O3对心脑血管疾病死亡影响中的修饰效应。
2. 结果
2.1 基本情况
2016年1月1日—2021年12月31日，上海市闵行区居民平均每日因心脑血管疾病死亡（10.14±3.68）人，其中因冠心病和中风死亡数分别为（4.40±2.26）、（4.84±2.36）人。心脑血管疾病死亡主要发生在65岁及以上人群，小于65岁的人群上述3种病因导致的日均死亡均小于1。PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO日均浓度及O3-8 h平均浓度均低于GB 3095—2012《环境空气质量标准》规定的浓度限值（二级），其中O3-8 h平均浓度为（95.63±41.32）µg·m−3，共有191 d（8.71%）超过浓度限值（二级），最大值为272 µg·m−3。平均气温为（18.04±8.63）℃，相对湿度为（73.55±12.81）%。详见表1。
表 1 2016—2021年上海市闵行区居民心脑血管疾病死亡和空气污染物及气象因素基本情况Table 1. Mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases, air pollutants, and meteorological factors in Minhang District of Shanghai, 2016-2021变量(Variable) $\bar x \pm s $ 最小值
(Minimum)P25 中位数
(Median)P75 最大值
(Maximum)日死亡人数(Average daily mortality cases) 心脑血管疾病(Cardiovascular and cerebrovascular diseases) 男性(Male) 5.05±2.44 0 3 5 7 17 女性(Female) 5.08±2.38 0 3 5 7 14 ≥65岁(≥65 years) 9.33±3.49 1 7 9 11 26 <65岁(<65 years) 0.81±0.94 0 0 1 1 5 总人群(General
population)10.14±3.68 1 8 10 12 27 冠心病(Coronary heart disease) 男性(Male) 2.09±1.52 0 1 2 3 9 女性(Female) 2.30±1.57 0 1 2 3 9 ≥65岁(≥65 years) 4.14±2.19 0 3 4 5 13 <65岁(<65 years) 0.25±0.51 0 0 0 0 3 总人群(General
population)4.40±2.26 0 3 4 6 14 中风(Stroke) 男性(Male) 2.49±1.64 0 1 2 3 10 女性(Female) 2.35±1.54 0 1 2 3 11 ≥65岁(≥65 years) 4.43±2.23 0 3 4 6 15 <65岁(<65 years) 0.41±0.64 0 0 0 1 4 总人群(General
population)4.84±2.36 0 3 5 6 16 空气污染物浓度(Concentrations of air pollutants) O3-8 h/(µg·m−3) 95.63±41.32 8 66 88 118 272 PM10/(µg·m−3) 48.51±27.52 7 30 42 60 313 PM2.5/(µg·m−3) 34.96±23.29 3 19 28 45 191 SO2/(µg·m−3) 8.58±4.50 2 6 7 10 48 NO2/(µg·m−3) 37.71±17.65 3 25 35 49 117 CO/(mg·m−3) 0.65±0.21 0.3 0.5 0.6 0.7 1.9 平均温度(Average
temperature)/℃18.04±8.63 −6 11 18 35 35 相对湿度(Relative
humidity)/%73.55±12.81 28 65 74 83 98 2.2 相关性分析结果
结果显示，O3与PM10、PM2.5、平均温度呈正相关（P<0.01），与NO2、CO及相对湿度呈负相关（P<0.01），其他污染物之间均呈正相关（P<0.01），平均温度与O3呈正相关，与PM10、PM2.5、NO2、CO呈负相关（P<0.01），相对湿度与O3、PM10、PM2.5、NO2表现为负相关（P<0.01）。详见表2。
表 2 2016—2021年上海市闵行区大气污染物与气象因素的相关性Table 2. Correlations between air pollutants and meteorological factors in Minhang District of Shanghai from 2016 to 2021变量(Variable) O3-8 h PM10 PM2.5 SO2 NO2 CO 平均温度(Average temperature) PM10 0.15* PM2.5 0.08* 0.78* SO2 −0.01 0.60* 0.61* NO2 −0.21* 0.60* 0.66* 0.50* CO −0.10* 0.61* 0.81* 0.55* 0.67* 平均温度(Average temperature)/℃ 0.26* −0.01* −0.05* 0.30 −0.17* −0.06* 相对湿度(Relative humidity)/% −0.23* −0.45* −0.21* −0.45 −0.19* −0.09 −0.07 [注（Note）] *：P<0.01。 2.3 O3对心脑血管疾病死亡风险的影响
2.3.1 单污染物模型分析
O3与心脑血管疾病死亡风险的关联在lag2、lag3、lag02、lag03有统计学意义（P<0.05），在lag03效应值最大；与冠心病死亡风险未见明显关联；与中风死亡的关联在lag2、lag03时有统计学意义，在lag03效应值最大。在lag03，O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3，心脑血管疾病和中风死亡的风险分别增加1.02%（95%CI：0.36%~1.69%）、1.02%（95%CI：0.07%~1.98%）。详见图1。
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图 1 不同滞后时间条件下O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3引起每日心脑血管疾病死亡风险增加的ER及其95%CIFigure 1. ER and 95%CI of daily mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases associated with a 10 µg·m−3 increase in O3-8 h concentration using different lag patterns图2显示了lag03条件下O3对不同性别（图2A）、不同年龄（图2B）人群死亡风险的影响。在女性和年龄小于65岁的人群中，O3与上述疾病死亡均未见明显关联。O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3，男性心脑血管疾病和冠心病死亡风险分别增加1.40%（95%CI：0.47%~2.34%）、1.96%（95%CI：0.49%~3.44%），65岁及以上人群心脑血管疾病死亡风险增加0.87%（95%CI：0.19%~1.55%）。
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图 2 lag03条件下O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3引起不同性别（A）和不同年龄（B）人群每日心脑血管疾病死亡风险增加的ER及其95%CIFigure 2. ER and 95%CI of daily mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases associated with a 10 µg·m−3 increase in O3-8 h concentration by sex (A) and age (B) at lag03lag03条件下的冷、暖季分析结果显示：暖季时，O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3，心脑血管疾病及冠心病死亡风险分别增加1.18%（95%CI：0.33%~3.33%）及2.69%（95%CI：0.39%~5.03%），与中风死亡未见明显关联；冷季时，O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3，心脑血管疾病死亡风险增加0.96%（95%CI：0.11%~1.81%），与冠心病、中风死亡未见明显关联。详见图3。
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图 3 lag03条件下不同季节O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3引起每日心脑血管疾病死亡风险增加的ER及其95%CIFigure 3. ER and 95%CI of daily mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases associated with a 10 µg·m−3 increase in O3-8 h concentration by season at lag032.3.2 气温分层分析
lag03条件下进行气温分层分析，在不同气温层，O3对冠心病和中风死亡的影响未见明显不同，对心脑血管疾病死亡影响在低气温无统计学意义，在中、高气温，O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3，心脑血管疾病死亡风险分别增加1.63%（95%CI：0.32%~2.96%）、1.14%（95%CI：0.17%~2.12%）。详见图4。
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图 4 lag03条件下不同气温时O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3引起每日心脑血管疾病死亡风险增加的ER及其95%CIFigure 4. ER and 95%CI of daily mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases associated with a 10 µg·m−3 increase in O3-8 h concentration by temperature at lag032.3.3 敏感性分析
在效应值最大的lag03条件下，调整时间自由度，观察不同时间自由度对ER（95%CI）的影响，结果显示在7~11之间，人群心脑血管疾病死亡风险的ER（95%CI）没有明显变化。进行双污染物模型分析，结果显示，分别纳入SO2、PM2.5、PM10、NO2、CO后，O3对心脑血管疾病、冠心病及中风死亡风险的影响与单污染物模型分析结果基本一致。详见图5。
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图 5 lag03条件下双污染物模型中O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3引起每日心脑血管疾病死亡风险增加的ER及其95%CIFigure 5. ER and its 95%CI of daily mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases associated with a 10 µg·m−3 increase in O3-8 h concentration in two-pollutant models at lag03lag03条件下，构建双污染物模型并进行不同年龄、性别亚组分析，结果显示O3对男性心脑血管疾病和冠心病、65岁及以上人群心脑血管疾病死亡风险的影响仍然显著。详见表3。
表 3 lag03条件下不同人群双污染物模型中O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3引起每日心脑血管疾病死亡风险增加的ER及其95%CITable 3. ER and its 95%CI of daily mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases associated with a 10 µg·m−3 increase in O3-8 h concentration in two-pollutant models of different populations at lag03分组 (Group) O3-8 h+SO2 O3-8 h+PM2.5 O3-8 h+PM10 O3-8 h+NO2 O3-8 h+CO 心脑血管疾病(Cardiovascular and cerebrovascular diseases) 男性(Male) 1.40(0.47~2.34)* 1.36(0.43~2.31)* 1.39(0.46~2.34)* 1.39(0.46~2.33)* 1.38(0.45~2.32)* 女性(Female) 0.64(−0.27~1.55) 0.66(−0.24~1.58) 0.65(−0.26~1.56) 0.63(−0.27~1.54) 0.63(−0.27~1.54) ≥65岁(≥65 years) 0.87(0.19~1.55)* 0.87(0.18~1.55)* 0.88(0.19~1.56)* 0.87(0.19~1.55)* 0.87(0.18~1.54)* <65岁(<65 years) 2.46(−0.11~4.86) 2.40(−0.05~4.82) 2.40(−0.05~4.81) 2.40(−0.05~4.80) 2.43(−0.08~4.83) 冠心病(Coronary heart disease) 男性(Male) 1.94(0.48~3.42)* 1.88(0.41~3.36)* 1.94(0.48~3.43)* 1.94(0.48~3.42)* 1.91(0.45~3.39)* 女性(Female) −0.19(−1.54~1.17) −0.14(−1.50~1.24) −0.19(−1.55~1.19) −0.20(−1.56~1.17) −0.19(−1.55~1.18) ≥65岁(≥65 years) 0.65(−0.38~1.68) 0.65(−0.38~1.69) 0.66(−0.37~1.70) 0.64(−0.38~1.68) 0.63(−0.39~1.67) <65岁(<65 years) 3.35(−0.68~7.53) 3.23(−0.81~7.44) 3.15(−0.87~7.34) 3.19(−0.83~7.37) 3.33(−0.71~7.53) 中风(Stroke) 男性(Male) 0.83(−0.49~2.16) 0.78(−0.54~2.12) 0.80(−0.52~2.13) 0.81(−0.50~2.15) 0.81(−0.51~2.14) 女性(Female) 1.22(−0.09~2.56) 1.21(−0.11~2.55) 1.25(−0.08~2.58) 1.23(−0.08~2.56) 1.21(−0.10~1.83) ≥65岁(≥65 years) 0.85(−0.14~1.84) 0.82(−0.17~1.82) 0.84(−0.14~1.84) 0.85(−0.14~1.84) 0.83(−0.15~1.83) <65岁(<65 years) 2.78(−0.42~6.10) 2.68(−0.54~6.01) 2.72(−0.51~6.05) 2.72(−0.50~6.05) 2.73(−0.48~6.06) [注(Note)]*：P<0.05。 3. 讨论
本研究采用时间序列分析了上海市闵行区2016年1月1日—2021年12月31日空气O3浓度与居民心脑血管疾病死亡的相关关系，结果表明，空气O3浓度升高会导致心脑血管疾病死亡风险增加，并存在滞后效应，且累积滞后效应较单日滞后效应更为明显。单污染模型分析结果显示，O3-8 h每升高10 µg·m−3，心脑血管疾病死亡风险增加1.02%（95%CI：0.36%~1.69%）（lag03），高于北京市顺义区2012—2016年、南京市2013—2017年、华中某市2015—2021年评估的当地人群O3暴露导致的心脑血管疾病死亡风险增加的效应值，分别为0.56%（95%CI：0.14%~0.97%）、0.52%（95%CI：0.31%~0.73%）、0.35%（0~0.71%）[13–15]，低于包头市2015—2017年、南昌市2014—2020年评估的1.62%（95%CI: 0.38%~2.88%）、1.80%（95%CI：0.95%~2.65%）[8，16]。未发现O3暴露对冠心病死亡风险的影响。O3暴露对中风死亡风险的ER值为1.02%（95%CI：0.07%~1.98%），与对心脑血管疾病死亡风险的效应基本相同，提示O3暴露引起中风死亡的风险可能比引起冠心病死亡的风险更显著。分不同年龄进行讨论，未发现O3对65岁以下人群心脑血管疾病死亡风险产生明显影响，在65岁及以上人群中，O3与心脑血管疾病死亡风险存在关联，O3-8 h每升高10 µg·m−3时ER值为0.87%（95%CI：0.19%~1.55%），提示O3暴露对心脑血管疾病死亡风险的影响在65岁以上人群中更加显著，与Niu等[17]在全国范围内开展的队列研究结果相似。分不同性别进行讨论，发现在男性人群中，O3与心脑血管疾病、冠心病的死亡风险明显相关，O3-8 h每升高10 µg·m−3，男性心脑血管疾病、冠心病死亡风险分别增加1.40%（95%CI：0.47%~2.34%）、1.96%（95%CI：0.49%~3.44%），高于对总人群心脑血管疾病的死亡风险；而在女性人群中，未发现O3与心脑血管疾病、冠心病及中风死亡风险的关联，提示O3暴露对男性心脑血管疾病尤其是冠心病死亡风险的影响更为显著，这可能与不同性别人群生理特征及生活与工作方式存在差异有关，如吸烟、室外活动时间等[18]。北京市顺义区和长春市的研究均发现O3 对男性心脑血管疾病死亡的影响较高[13，19]，国外也有研究表明O3 暴露对男性因冠心病、中风入院的影响高于女性[20]，这与本次研究的结果相似。而包头市、南京市的研究结果则表明，O3 暴露对女性心脑血管疾病死亡风险的影响更为明显[8，14]。以上研究结论之间存在的不一致，说明O3暴露对人群心脑血管疾病死亡风险的影响存在地区差异，这种差异可能与不同地区的自然环境和社会环境不同、人群构成及活动模式不同、基本死亡率不同等因素有关[21–22]，但具体原因有待进一步研究。分不同季节进行讨论，暖季时O3 暴露对居民心脑血管疾病和冠心病死亡的影响高于冷季，提示O3对心脑血管疾病和冠心病效应存在季节性，与彭星宇等[15]、Liu等[23]的研究结果类似。O3在不同季节的效应不同，可能与O3浓度、气温及O3 与其他污染物的协同作用大小不同有关[23]。
气温分层分析结果显示，在气温低于日均温度的P25（11 ℃）时，O3暴露与心脑血管疾病死亡风险的关联不明显，在高于P25时，O3暴露与心脑血管疾病死亡明显相关，在P25~P75（11~35 ℃）之间时，效应最强，提示在中高气温时O3暴露对心脑血管疾病死亡风险的影响更大，而高气温时的效应有低于中气温的趋势，这可能与气温过高引起居民室外活动时间及开窗通风时间较中气温时减少有关，但气温对O3污染健康效应的修饰作用仍需进一步研究。敏感性分析结果显示，时间自由度在7~11之间，人群心脑血管疾病死亡风险的ER（95%CI）没有明显变化，且不同亚群的双污染物模型分析结果与单污染物模型分析结果基本一致，同时95%CI变化不大，说明模型稳定。引入其他污染物后，O3对心脑血管疾病总人群和男性人群、冠心病男性人群、中风总人群死亡风险的影响仍有统计学意义。
本次研究存在一定的不足。首先，研究人群样本量较小，仅来自上海市闵行区，同时因不同地区污染物水平不同、混杂因素不同，故研究结论不能外推；其次，未纳入非闵行户籍同时死亡地点不在闵行区医疗机构的常住人群，可能存在信息偏倚；另外，本次研究属于生态学研究，基于群体健康数据及污染物平均暴露水平展开分析，无法对个体混杂因素及个体暴露水平进行控制或测量，大样本、多中心的研究以及基于个体暴露的研究有待进一步开展。
经过施行《大气污染防治行动计划》、“蓝天保卫战”等多项大气污染防治策略，中国空气污染的治理工作成效显著，但O3却以逐年上升的态势，威胁着环境质量及人群健康[2–3]，2017年以来以O3为首要污染物的空气污染超标天数占总超标天数的百分比超过PM2.5，跃居首位[2，24]，因此，制定相应的O3污染防治及人群健康保护政策具有重要意义。本次研究表明，O3污染增加了上海市闵行区居民心脑血管疾病、冠心病及中风的死亡风险，且存在滞后效应，其中，对65岁及以上人群、男性的影响较大。此次研究可进一步为O3污染相关政策的制定、人群健康风险的管控提供参考资料。
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图 1 不同滞后时间条件下O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3引起每日心脑血管疾病死亡风险增加的ER及其95%CI
Figure 1. ER and 95%CI of daily mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases associated with a 10 µg·m−3 increase in O3-8 h concentration using different lag patterns
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图 2 lag03条件下O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3引起不同性别（A）和不同年龄（B）人群每日心脑血管疾病死亡风险增加的ER及其95%CI
Figure 2. ER and 95%CI of daily mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases associated with a 10 µg·m−3 increase in O3-8 h concentration by sex (A) and age (B) at lag03
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图 3 lag03条件下不同季节O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3引起每日心脑血管疾病死亡风险增加的ER及其95%CI
Figure 3. ER and 95%CI of daily mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases associated with a 10 µg·m−3 increase in O3-8 h concentration by season at lag03
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图 4 lag03条件下不同气温时O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3引起每日心脑血管疾病死亡风险增加的ER及其95%CI
Figure 4. ER and 95%CI of daily mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases associated with a 10 µg·m−3 increase in O3-8 h concentration by temperature at lag03
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图 5 lag03条件下双污染物模型中O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3引起每日心脑血管疾病死亡风险增加的ER及其95%CI
Figure 5. ER and its 95%CI of daily mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases associated with a 10 µg·m−3 increase in O3-8 h concentration in two-pollutant models at lag03
表 1 2016—2021年上海市闵行区居民心脑血管疾病死亡和空气污染物及气象因素基本情况
Table 1 Mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases, air pollutants, and meteorological factors in Minhang District of Shanghai, 2016-2021
变量(Variable) $\bar x \pm s $ 最小值
(Minimum)P25 中位数
(Median)P75 最大值
(Maximum)日死亡人数(Average daily mortality cases) 心脑血管疾病(Cardiovascular and cerebrovascular diseases) 男性(Male) 5.05±2.44 0 3 5 7 17 女性(Female) 5.08±2.38 0 3 5 7 14 ≥65岁(≥65 years) 9.33±3.49 1 7 9 11 26 <65岁(<65 years) 0.81±0.94 0 0 1 1 5 总人群(General
population)10.14±3.68 1 8 10 12 27 冠心病(Coronary heart disease) 男性(Male) 2.09±1.52 0 1 2 3 9 女性(Female) 2.30±1.57 0 1 2 3 9 ≥65岁(≥65 years) 4.14±2.19 0 3 4 5 13 <65岁(<65 years) 0.25±0.51 0 0 0 0 3 总人群(General
population)4.40±2.26 0 3 4 6 14 中风(Stroke) 男性(Male) 2.49±1.64 0 1 2 3 10 女性(Female) 2.35±1.54 0 1 2 3 11 ≥65岁(≥65 years) 4.43±2.23 0 3 4 6 15 <65岁(<65 years) 0.41±0.64 0 0 0 1 4 总人群(General
population)4.84±2.36 0 3 5 6 16 空气污染物浓度(Concentrations of air pollutants) O3-8 h/(µg·m−3) 95.63±41.32 8 66 88 118 272 PM10/(µg·m−3) 48.51±27.52 7 30 42 60 313 PM2.5/(µg·m−3) 34.96±23.29 3 19 28 45 191 SO2/(µg·m−3) 8.58±4.50 2 6 7 10 48 NO2/(µg·m−3) 37.71±17.65 3 25 35 49 117 CO/(mg·m−3) 0.65±0.21 0.3 0.5 0.6 0.7 1.9 平均温度(Average
temperature)/℃18.04±8.63 −6 11 18 35 35 相对湿度(Relative
humidity)/%73.55±12.81 28 65 74 83 98 
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表 2 2016—2021年上海市闵行区大气污染物与气象因素的相关性
Table 2 Correlations between air pollutants and meteorological factors in Minhang District of Shanghai from 2016 to 2021
变量(Variable) O3-8 h PM10 PM2.5 SO2 NO2 CO 平均温度(Average temperature) PM10 0.15* PM2.5 0.08* 0.78* SO2 −0.01 0.60* 0.61* NO2 −0.21* 0.60* 0.66* 0.50* CO −0.10* 0.61* 0.81* 0.55* 0.67* 平均温度(Average temperature)/℃ 0.26* −0.01* −0.05* 0.30 −0.17* −0.06* 相对湿度(Relative humidity)/% −0.23* −0.45* −0.21* −0.45 −0.19* −0.09 −0.07 [注（Note）] *：P<0.01。
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表 3 lag03条件下不同人群双污染物模型中O3-8 h浓度每升高10 µg·m−3引起每日心脑血管疾病死亡风险增加的ER及其95%CI
Table 3 ER and its 95%CI of daily mortalities of cardiovascular and cerebrovascular diseases associated with a 10 µg·m−3 increase in O3-8 h concentration in two-pollutant models of different populations at lag03
分组 (Group) O3-8 h+SO2 O3-8 h+PM2.5 O3-8 h+PM10 O3-8 h+NO2 O3-8 h+CO 心脑血管疾病(Cardiovascular and cerebrovascular diseases) 男性(Male) 1.40(0.47~2.34)* 1.36(0.43~2.31)* 1.39(0.46~2.34)* 1.39(0.46~2.33)* 1.38(0.45~2.32)* 女性(Female) 0.64(−0.27~1.55) 0.66(−0.24~1.58) 0.65(−0.26~1.56) 0.63(−0.27~1.54) 0.63(−0.27~1.54) ≥65岁(≥65 years) 0.87(0.19~1.55)* 0.87(0.18~1.55)* 0.88(0.19~1.56)* 0.87(0.19~1.55)* 0.87(0.18~1.54)* <65岁(<65 years) 2.46(−0.11~4.86) 2.40(−0.05~4.82) 2.40(−0.05~4.81) 2.40(−0.05~4.80) 2.43(−0.08~4.83) 冠心病(Coronary heart disease) 男性(Male) 1.94(0.48~3.42)* 1.88(0.41~3.36)* 1.94(0.48~3.43)* 1.94(0.48~3.42)* 1.91(0.45~3.39)* 女性(Female) −0.19(−1.54~1.17) −0.14(−1.50~1.24) −0.19(−1.55~1.19) −0.20(−1.56~1.17) −0.19(−1.55~1.18) ≥65岁(≥65 years) 0.65(−0.38~1.68) 0.65(−0.38~1.69) 0.66(−0.37~1.70) 0.64(−0.38~1.68) 0.63(−0.39~1.67) <65岁(<65 years) 3.35(−0.68~7.53) 3.23(−0.81~7.44) 3.15(−0.87~7.34) 3.19(−0.83~7.37) 3.33(−0.71~7.53) 中风(Stroke) 男性(Male) 0.83(−0.49~2.16) 0.78(−0.54~2.12) 0.80(−0.52~2.13) 0.81(−0.50~2.15) 0.81(−0.51~2.14) 女性(Female) 1.22(−0.09~2.56) 1.21(−0.11~2.55) 1.25(−0.08~2.58) 1.23(−0.08~2.56) 1.21(−0.10~1.83) ≥65岁(≥65 years) 0.85(−0.14~1.84) 0.82(−0.17~1.82) 0.84(−0.14~1.84) 0.85(−0.14~1.84) 0.83(−0.15~1.83) <65岁(<65 years) 2.78(−0.42~6.10) 2.68(−0.54~6.01) 2.72(−0.51~6.05) 2.72(−0.50~6.05) 2.73(−0.48~6.06) [注(Note)]*：P<0.05。
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1. 文悦，黄伟，蒋先雁，李阳，阮仕娟，朱鸿斌，师春立. 2016—2023年自贡市大气污染物与医院非意外急救人次的时间序列分析. 职业卫生与病伤. 2025(01): 20-27 . 
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