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2018, 35(1):24-28.doi:10.13213/j.cnki.jeom.2018.17521

Effects of air pollution on outpatient visits of respiratory diseases among children in Weifang in 2016


1a. School of Public Health and Management, Weifang Medical University, Weifang, Shandong 261 053, China1b. Collaborative Innovation Center of Significant Social Risk Forecast and Governance for Shandong Health, Weifang Medical University, Weifang, Shandong 261 053, China2. Department of Hospital Affairs, Affiliated Hospital of Weifang Medical University, Weifang, Shandong 261 031, China3. Weifang Kuiwen District Health and Family Planning Inspection Brigade, Weifang, Shandong 261 003, China

Accepted: 2017-08-21;  Published: 2018-05-14

Corresponding Author: ZHAI Qing-feng, Email: sdzzqqff@163.com  

[Objective] To evaluate the effects of air pollutants on outpatient visits of children's respiratory diseases in Weifang.

[Methods] Respiratory disease outpatient data of children aged 0-14 years were retrieved from Weifang Maternity and Child Care Hospital in 2016. Meteorological data and air pollution data in 2016 were collected from the National Urban Air Quality Realtime Distribution Platform. The correlations between air pollutants and meteorological factors were analyzed by Spearman's rank correlation. The effects of air pollutants on children's respiratory diseases outpatient visit volume were analyzed by single-factor and multi-factor generalized additive models (GAM).

[Results] There were 132 524 children of 0-14 years old with respiratory diseases visiting Weifang Maternity and Child Care Hospital in 2016. The Spearman correlation analysis results showed that there were significant correlations among sulfur dioxide (SO2), nitrogen dioxide (NO2), carbon monoxide (CO), ozone (O3), coarse particulate matters (PM10), and fine particulate matters (PM2.5) concentrations (P < 0.05 or P < 0.01). The single-factor GAM analysis results showed that PM2.5, PM10, SO2 and NO2 had the maximum effect on daily outpatient visit volume of children's respiratory diseases on lay 1 day, with the RR and 95%CI being 1.025 (1.024-1.026), 1.014 (1.013-1.015), 1.065 (1.063-1.067), and 1.057 (1.053-1.060), respectively, and the risks decreased gradually with the extension of lag days. The multi-factor GAM analysis results showed that the risks of respiratory diseases for each 10 μg/m3 increase of PM2.5, PM10, SO2, NO2, and O3 concentrations were 1.045 (1.040-1.051), 1.004 (1.001-1.007), 1.010 (1.006-1.015), 1.041 (1.033-1.049), and 1.004 (1.002-1.005), respectively. The risks of respiratory diseases for the increase of temperature, rainfall, and relative humidity were 0.978 (0.976-0.979), 0.926 (0.899-0.953), and 0.992 (0.991-0.992), respectively. The daily outpatient visit volume of children's respiratory diseases was also affected by day-of-the-week effect (P < 0.05).

[Conclusion] Increased risks of children's respiratory diseases may be caused by increased levels of PM2.5, PM10, SO2, NO2, and O3, as well as decreased levels of temperature, rainfall, and relative humidity.

Key Words: air pollution;  generalized additive model;  respiratory disease;  child;  outpatient visit 

表 1

2016年潍坊市空气污染物和气象因素的相关性(r

Table 1 Correlations between air pollutants and meteorological factors in Weifang, 2016

图 1

2016年潍坊市空气污染对0~14岁儿童呼吸系统疾病日门诊量影响的单因素广义相加模型分析

Figure 1 The single-factor generalized additive model analysis of the daily outpatient visits among children of 0-14 years old with respiratory diseases in Weifang in 2016

[注(Note)]A: PM2.5; B: PM10; C: SO2; D: NO2
表 2

2016年潍坊市空气污染对0~14周岁儿童呼吸系统疾病日门诊量影响的多因素广义相加模型分析

Table 2 The multi-factor generalized additive model analysis of the daily outpatient visits among children of 0-14 years old with respiratory diseases in Weifang in 2016

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我国各级医疗机构对儿童用基本药物剂型和规格的需求调查

空气污染对人类健康的威胁已经成为全球热点话题。研究表明,随着城市大气质量的恶化,人群患病率上升,呼吸系统疾病患病人数的增加比较明显[1]。我国城市大气污染对儿童呼吸系统的损伤也越来越受到人们的关注。2013年1月,在我国17个省、市、自治区出现连续的雾霾天气,覆盖范围大约占我国国土面积的四分之一,危害近6亿人群。空气污染对人体健康的危害有急性效应,还有慢性的长期影响,波及各个年龄阶段的人群,特别是对易感人群如老年人、儿童和孕妇造成的健康损害更为严重[2]。大气污染的治理是一个持久的工程,众多居民可能在较长的时间内居住在空气质量超标的环境之中。本研究通过全国城市空气质量实时发布平台和潍坊市妇幼保健院,分别收集2016年潍坊市全年大气污染物的监测数据和每日气象数据及全年0~14岁儿童呼吸系统疾病日就诊的资料,研究潍坊市空气污染与儿童呼吸系统疾病门诊量的关系,为客观评价空气污染对儿童健康的公共卫生学意义和制定干预措施提供科学依据。

1   材料与方法

1.1   每日呼吸系统疾病门诊量、气象资料和空气污染资料

潍坊市妇幼保健院是一所综合性的三级甲等妇幼保健院,承担了潍坊市大部分妇幼儿童相关疾病的诊治工作。因此本研究收集该保健院2016年每日呼吸系统疾病门诊量,选择其中0~14岁儿童资料,剔除非本地居民。根据国际疾病分类标准(ICD-10),小儿呼吸系统疾病主要分为上呼吸道感染、支气管炎、哮喘、肺炎等。

空气质量每日监测数据来自全国城市空气质量实时发布平台(http://106.37.208.233:20035/),包括温度、降雨量、相对湿度和气压,以及大气污染物二氧化硫(sulfur dioxide,SO2)、二氧化氮(nitrogen dioxide,NO2)、一氧化碳(carbon monoxide,CO)、臭氧(ozone,O3)、粗颗粒物(coarse particulate matters,PM10)和细颗粒物(fine particulate matters,PM2.5)。

1.2   质量控制

录入时采取双录入,并由专业人员对所录入的数据进行逻辑检错。

1.3   统计学分析

采用Excel 2010、SAS 9.4软件进行数据存储、管理和统计分析。经正态性检验发现,各空气污染物、门诊量和各气象因素均不符合正态分布,因此采用四分位间距来进行描述统计分析。采用Spearman秩相关分析大气污染物与气象因素之间的相关性,通过拟合单因素广义相加模型(generalized additive model,GAM)并进行偏差性检验,分析滞后1~5 d (Lag0~Lag5)单个污染物对呼吸系统疾病门诊量的影响,通过多因素GAM分析污染物和气象因素的综合作用对呼吸系统疾病门诊量的影响。检验水准α=0.05。

2   结果

2.1   基本情况

本研究收集2016年潍坊市妇幼保健院0~14岁呼吸系统疾病患者132524例,其中,男童80579例(60.8%),女童51 945例(39.2%);上呼吸道感染60 039例,占45.3%,支气管炎58 556例,占44.2%,肺炎5 376例,占4.0%,哮喘8 553例,占6.5%。

2.2   儿童呼吸系统疾病日门诊量、空气污染物质量浓度和各气象指标资料

儿童呼吸系统疾病日门诊量的四分位间距为245.00。空气污染物SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5质量浓度的四分位间距分别是28.40 μg/m3、21.90 μg/m3、0.44 mg/m3、84.00 μg/m3、73.90 μg/m3、44.00 μg/m3。气温、降水、相对湿度、气压的四分位间距分别是19.00℃、0.00 mm、20.85%、15.80 hPa。

2.3   空气污染物和气象因素之间的相关性

Spearman相关分析结果表明,除PM10与O3外,各空气污染物之间的相关性均有统计学意义(P<0.05或P<0.01),其中PM2.5与PM10的相关性最强,r=0.94,其次为NO2与CO,r=0.83。温度除了与O3呈正相关以外,与其他空气污染物均呈负相关(P<0.01)。降雨量、相对湿度与PM10、SO2、NO2物均呈负相关(P<0.01)。气压除了与O3呈负相关以外,与其他空气污染物均呈正相关(P<0.01)。见表 1

表1

2016年潍坊市空气污染物和气象因素的相关性(r

Table1.Correlations between air pollutants and meteorological factors in Weifang, 2016

2.4   儿童呼吸系统疾病日门诊量的单因素GAM滞后分析

调整混杂因素后,空气污染物在当天及不同滞后天数对儿童呼吸系统疾病日门诊量的单因素GAM分析显示:PM2.5、PM10、SO2、NO2对呼吸系统疾病日门诊量的影响在滞后1 d达到最大,随着滞后天数的增加,影响逐渐减小。滞后1 d时,PM2.5、PM10、SO2、NO2对儿童呼吸系统疾病日门诊量影响的RR及95%CI分别为1.025(1.024~1.026)、1.014(1.013~1.015)、1.065 (1.063~1.067)、1.057(1.053~1.060)。见图 1

图 1

2016年潍坊市空气污染对0~14岁儿童呼吸系统疾病日门诊量影响的单因素广义相加模型分析

2.5   儿童呼吸系统疾病日门诊量的多因素GAM分析

PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3日均质量浓度每增加10 μg/m3,潍坊市儿童呼吸系统疾病日门诊量均增加,RR及95%CI分别为1.045(1.040~1.051)、1.004 (1.001~1.007)、1.010(1.006~1.015)、1.041(1.033~ 1.049)、1.004(1.002~1.005)。气压升高,儿童呼吸系统疾病的日门诊量增加,RR值及95%CI为1.004 (1.002~1.005);随着温度、降雨量、湿度的增加,儿童呼吸系统疾病的日门诊量减少,RR值及95%CI分别为0.978(0.976~0.979)、0.926(0.899~0.953)、0.992 (0.991~0.992);儿童呼吸系统疾病的日门诊量亦会受到星期几效应的影响(P<0.05)。见表 2

表2

2016年潍坊市空气污染对0~14周岁儿童呼吸系统疾病日门诊量影响的多因素广义相加模型分析

Table2.The multi-factor generalized additive model analysis of the daily outpatient visits among children of 0-14 years old with respiratory diseases in Weifang in 2016

3   讨论

儿童免疫功能弱于成年人,易成为疾病的易感人群,特别是呼吸系统疾病。国内外研究表明,随着空气污染程度的加重,儿童患呼吸系统疾病的概率亦随之增加[3-7]。刘宗伟等[8]研究表明,潍坊市空气质量处于中等污染水平。

本研究结果提示,潍坊市儿童呼吸系统疾病日门诊量与空气污染物、气象因素有关,这也与其他的相关研究结果一致[9-14]。单因素GAM分析结果表明,PM2.5、PM10、SO2、NO2对呼吸系统疾病日门诊量的影响在滞后1 d达到最大值;随着滞后天数的增加,影响逐渐减小。多因素GAM分析结果表明,随着PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3日均质量浓度增加,呼吸系统疾病日门诊量增加。分析原因可能是:SO2是呼吸道刺激性有害气体,更容易通过呼吸道进入人体;PM10、PM2.5易通过呼吸道沉积在人体肺部,从而对呼吸系统造成影响,而0~14岁的儿童由于身体各个系统发育不健全,可能更容易受到损害;呼吸系统疾病从感染到发病具有一定的潜伏期,导致发病具有一定的滞后性。

多因素GAM分析表明,随着气压的升高,儿童呼吸系统疾病日门诊量增加;而随着温度、降雨量、湿度的增加,儿童呼吸系统疾病日门诊量减少。分析原因可能是:通常温度越低,气压越高,而温度和相对湿度越低,天气越寒冷干燥,而在寒冷干燥的季节,儿童更容易患呼吸系统疾病。这与沈建勇[15]的研究结果相一致,其认为湖州市上呼吸道感染性疾病发病率的增加可能受到温度、相对湿度、气压、风速的影响。研究发现,低相对湿度(<40%)、低温能够增加空气污染对呼吸系统疾病患病率的影响[16-17]。另外,本研究发现星期几效应亦是影响儿童呼吸系统疾病的因素,可能是因为双休日儿童不用上学,从而有时间到医院就诊,导致医院日门诊量的增加。

本研究采用0~14岁儿童呼吸系统日门诊量资料能灵敏地反映空气污染对人群健康的急性效应,但本研究亦存在以下局限性:第一,呼吸系统疾病容易受到诸多因素的影响,本研究没有分析空气污染物和气象因素之间的联合作用对呼吸系统疾病的影响,而空气污染物和气象因素之间可能存在相关性[10]。第二,只考虑了室外污染物对人群呼吸系统疾病的影响,没有考虑室内环境污染物的影响[3],室内环境污染物对人群呼吸系统疾病的发病率亦会产生一定的影响。

综上所述,在空气污染严重和寒冷干燥的天气状况下,儿童患呼吸系统疾病的风险增加。0~14岁的儿童在此天气状况下更应该注意防护,尽量减少户外活动,减少出行,从而减少罹患呼吸系统疾病的概率。

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