《环境与职业医学》杂志官方网站 《环境与职业医学》杂志官方网站

首页> 过刊浏览> 正文

2018, 35(5):394-399.doi:10.13213/j.cnki.jeom.2018.17683

大气污染与上海市闵行区学生因呼吸道疾病缺课关系的时间序列研究


上海市闵行区疾病预防控制中心环境与职业卫生科, 上海 201101

收稿日期: 2017-11-16;  录用日期:2018-01-11;  发布日期: 2018-07-06

基金项目: 上海市闵行区自然科学研究课题(编号:2015MHZ007)

通信作者: 应圣洁, Email: ivanaysj@126.com  

作者简介: 应圣洁(1984-), 女, 硕士, 医师; 研究方向:环境卫生; E-mail:

[目的] 探讨大气污染对上海市闵行区学生因呼吸道疾病缺课的短期影响。

[方法] 收集2013年9月1日—2016年6月30日闵行区学生因呼吸道疾病缺课人数和同期闵行区大气污染及气象监测资料,采用时间序列的广义相加模型,在控制了长期趋势、星期几效应、假期效应及气象因素等混杂因素的基础上,分析当日至前5 d单日滞后(lag0~lag5)和当日至前1、3、5 d累积滞后(lag01、lag03、lag05)的大气污染物浓度与学生因呼吸道疾病缺课人数的关系。

[结果] 研究期间,NO2、PM2.5、PM10和O3的超标率分别为8.51%、20.79%、5.84%和8.12%,SO2、CO未超出限值。单污染模型中,大气AQI、PM2.5、PM10、SO2和NO2与学生呼吸道疾病的新发缺课人数及总缺课人数均呈正相关(P < 0.05)。对总缺课人数,NO2、PM2.5和PM10在lag1效应最为明显[RR及95%CI分别为3.53(2.15~4.90)、11.80(8.85~14.75)、4.04(2.48~5.60)],SO2在lag5效应最为明显(RR=18.20;95%CI:13.95~22.45);对于新发缺课人数,NO2在lag0效应最为明显(RR=11.65,95%CI:8.59~14.71),SO2、PM2.5和PM10在lag1效应最为明显[RR及95%CI分别为3.39(1.91~4.88)、17.90(12.96~22.84)、3.89(2.20~5.58)]。累积效应各污染物均在lag05时对学生新发及总缺课的效应最强。多污染模型中,PM2.5和PM10对学生呼吸道疾病缺课的影响在调整了其他主要空气颗粒物(PM10、PM2.5)和气态污染物(S02、NO2)后均无统计学意义。

[结论] 大气污染物PM2.5、PM10、SO2和NO2浓度与学生因呼吸道疾病缺课存在正相关。

关键词: 大气污染;  呼吸道疾病;  学生;  缺课;  时间序列;  广义相加模型 

因病缺课既是反映学生健康状况和学校预防保健水平的重要指标,也是反映学校群体性疾病流行情况的敏感指标。根据上海市疾病预防控制中心的监测数据[1],2013—2016年上海市中小学生因呼吸系统症状缺课累计达667 978人日,因呼吸系统症状缺课率为0.71‰;冬季和春季学生因呼吸系统症状缺课率较高。顾峥奕等[2]报道,发热伴上呼吸道感染是上海市闸北区中小学生因病缺课的第一位病因。闵行区也开展了此项监测。鉴于目前大气污染与学生因病缺课关系的研究较少,本研究拟采用时间序列研究方法,以儿童这一敏感人群为研究对象,分析大气污染对中小学生因呼吸道疾病缺课的影响,并对两者的关系进行定量研究,旨在为制定有效的防治对策,采取有效的学生健康管理措施,提高学生群体的健康水平提供依据。

1   对象与方法

1.1   因呼吸道疾病缺课的资料

通过“上海市学校因病缺课缺勤网络直报信息系统”收集2013—2015学年(2013年9月1日—2016年6月30日)学生因病缺课信息。从“缺课原因”中筛选出因呼吸道疾病缺课的病例,主要包括咳嗽、咽喉痛、鼻塞、流涕和打喷嚏等的病例。

1.2   气象和大气污染资料

气象资料来自weatherunderground网站(https://www.wunderground.com/),其监测点位于上海市闵行区虹桥机场;大气污染资料来自上海市环境监测中心网站(http://www.semc.gov.cn/home/index.aspx),是上海市的数据。摘录2013年9月1日—2016年6月30日的气温、相对湿度、PM2.5、PM10、臭氧(O3)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、空气质量指数(air quality index,AQI)等数据。

1.3   统计学分析

采用SPSS 21.0软件进行统计学分析。以x±s描述大气污染物和气象因素日均值,根据GB 3095— 2012 《环境空气质量标准》规定的二类区日均质量浓度限值计算超标率。大气主要污染物SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO与平均气温、相对湿度之间的关系采用Spearman相关分析。

采用R 3.4.0软件进行时间序列分析。学生每日因呼吸道疾病缺课数基本服从Poisson分布,利用广义相加模型(generalized additive model,GAM)进行分析。GAM公式为:

Yt~Poisson(Yt

lgE(Yt)=βZt+ns(timedf)+ DOW + ns(Xtdf

式中:Yt,观察第t日因呼吸道疾病缺课人数,对于每个tYt服从总体均数为E(Yt)的Poisson分布;E(Yt),第t日学生因呼吸道疾病缺课数的期望值;Zt,第t日污染物的质量浓度(μg/m3);β,暴露反应关系系数,即污染物每单位质量浓度的升高所引起的学生每日因呼吸道疾病缺课数的增长;ns是自然平滑样条函数,df为其自由度,time为日期变量,对日期选择合适的df值可以有效地控制污染与因呼吸道疾病缺课数据的长期波动和季节性波动趋势;DOW,“星期几”的指示变量;Xt是第t日的气象因素,包括平均气温和相对湿度。

应用GAM模块建立模型,使用平滑函数调整长期趋势、星期几效应、假期效应及气象因素等混杂因素的影响。分别引入大气污染物拟合单污染物模型,同时考虑其滞后效应和累积效应,将当日至前5 d(lag0~lag5)单日滞后的污染物浓度和当日至前1、3、5 d的污染物浓度移动平均值(lag01、lag03、lag05)分别引入模型,确定模型中单污染物对健康效应最强的滞后时间,然后将同时引入的PM2.5、PM10进行多污染物模型拟合。检验水准α=0.05。

2   结果

2.1   描述性分析

2013—2015学年,闵行区因呼吸道症状缺课的中小学生共152 740人次,其中新发缺课病例99 397人次。大气污染物和气象因素日均值的分布及超标情况见表 1。SO2、NO2、PM2.5、PM10、O3、CO的日均质量浓度的中位数分别为15、43、44、60、96、0.713 μg/m3。根据GB 3095—2012,研究期间NO2、PM2.5、PM10和O3的超标率分别为8.51%、20.79%、5.84%和8.12%,SO2、CO未超出限值。同期日均气温、相对湿度的平均值分别为18℃、71%。

表1

2013—2015学年上海市闵行区大气污染物和气象因素日均值的分布及超标情况(n=1 034)

Table1.Daily concentrations and unqualified rates of air pollutants and meteorological factors in Minhang District of Shanghai from 2013 to 2015 school year

2.2   大气污染物与气象因素的相关性分析

表 2所示,SO2、NO2、PM2.5、PM10与CO之间存在正相关(P < 0.01);5种污染物分别与平均气温、相对湿度之间存在负相关(P < 0.01)。

表2

2013—2015学年上海市闵行区大气污染物与气象因素的Spearman相关分析

Table2.Spearman correlation analysis between air pollutants and meteorological factors in Minhang District of Shanghai from 2013 to 2015 school year

2.3   因呼吸道疾病缺课的时间序列分析

2.3.1   单污染物模型不同滞后日期大气污染物的

质量浓度每增加10 μg/m3时,每日因呼吸道疾病新发和总缺课人数的增加情况见表 3。单污染物模型拟合结果显示,大气AQI、PM2.5、PM10、SO2和NO2与学生呼吸道疾病的新发缺课人数及总缺课人数均呈正相关(P < 0.05)。对总缺课人数,PM2.5、PM10和NO2在滞后1 d(lag1)效应最明显,污染物质量浓度每上升10μg/m3时,因呼吸道疾病总缺课人数分别增加(RR,95%CI)4.04(2.48~5.60)、3.53(2.15~4.90)和11.80(8.85~14.75)人;AQI在滞后2 d(lag2)效应最明显,AQI每上升10,因呼吸道疾病总缺课人数增加3.71(2.22~5.19)人;SO2在滞后5 d(lag5)效应最明显,SO2每上升10 μg/m3,因呼吸道疾病总缺课人数增加18.20(13.95~22.45)人。对于新发缺课人数,NO2在当日(lag0)效应最明显,NO2每上升10 μg/m3,因呼吸道疾病新发缺课人数增加11.65(8.59~14.71)人;PM2.5、PM10和SO2在滞后1 d(lag1)效应最明显,污染物质量浓度每上升10 μg/m3时,因呼吸道疾病新发缺课人数分别增加3.89(2.20~5.58)、3.39(1.91~4.88)和17.90(12.96~22.84)人;AQI在滞后2 d(lag2)效应最明显,AQI每上升10,因呼吸道疾病新发缺课人数增加3.42(1.81~5.02)人。

表3

空气污染物对中小学生呼吸道疾病总缺课和新发缺课人数的滞后效应

Table3.The lag effects of air pollutants on total and emerging student absence caused by respiratory disorders