廣州市大氣污染、氣象與逐日人群死亡數(shù)的關(guān)系研究.pdf

1、目的：
　　研究廣州市大氣污染、氣象與逐日人群死亡數(shù)的關(guān)系。
　　方法：
　　計(jì)算各站點(diǎn)之間去趨勢(shì)化API的Spearman相關(guān)系數(shù)，以揭示API的空間分布特征。采用基于Loess方法的季節(jié)性長期趨勢(shì)序列分解法(Seasonal-TrendDecomposition Procedure Based on Loess，STL)分析廣州市2001～2011年API的長期趨勢(shì)和季節(jié)性特征。采用小波分析探索API與各氣象因素間

2、的小波一致性(wavelet coherency)。通過給不同污染物(PM10、SO2、NO2)對(duì)應(yīng)的污染指數(shù)賦權(quán)構(gòu)建加權(quán)API(APIw)。采用分布滯后非線性模型(Distributed Lag Non-linearModel，DLNM)分析每日API、各污染指數(shù)和APIw與死亡人數(shù)的關(guān)系。通過比較API、各污染指數(shù)和APIw與死亡人數(shù)關(guān)系的估計(jì)值，評(píng)價(jià)可否應(yīng)用API向公眾傳達(dá)大氣污染的人群健康效應(yīng)。此外，本研究還構(gòu)建了包含API與首

3、要污染物交互項(xiàng)的模型，采用F檢驗(yàn)判斷納入交互項(xiàng)是否能改善模型效果，以進(jìn)一步揭示首要污染物不同時(shí)，API與死亡人數(shù)的關(guān)系是否相同。此外，按年齡組、性別、受教育程度和職業(yè)進(jìn)行分層分析，以期找出受大氣污染影響的脆弱人群。在廣義線性模型中加入PM10和氣溫的非線性交互效應(yīng)項(xiàng)，用F檢驗(yàn)判斷該交互項(xiàng)的統(tǒng)計(jì)顯著性，并給出PM10分別為0μg/m3、48.6μg/m3（PM10的第25百分位數(shù)）、71.4μg/m3（PM10的第50百分位數(shù)）和102.

4、6μg/m3（PM10的第75百分位數(shù)）時(shí)的氣溫效應(yīng)。此外，根據(jù)PM10日均濃度是否小于50μg/m3（WHO關(guān)于PM10的大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）將數(shù)據(jù)分成兩部分，探索不同PM10水平下，氣溫健康效應(yīng)的滯后特征及大小。通過比較氣溫為第1百分位數(shù)(7.5℃)相對(duì)于第10百分位數(shù)(13.3℃)時(shí)死亡超額危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)低溫效應(yīng)。高溫效應(yīng)則通過比較氣溫為第99百分位數(shù)(31.9℃)相對(duì)于第90百分位數(shù)(29.9℃)時(shí)的死亡超額危險(xiǎn)度來評(píng)價(jià)。應(yīng)用的統(tǒng)計(jì)分析軟

5、件包括R3.1.2和MATLAB7.6.0，雙側(cè)P＜0.05認(rèn)為結(jié)果有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)果：
　　2001～2011年期間，廣州市大氣質(zhì)量為優(yōu)的天數(shù)僅占24.6％。在五個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)中，廣雅中學(xué)和市第五中學(xué)的API較高，而天河職中幼兒園和麓湖的API較低，PM10是廣州市的主要污染物。五站點(diǎn)逐日去趨勢(shì)化API高度相關(guān)，相關(guān)系數(shù)在0.84至0.89之間(P＜0.001)。API以2004年為界呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。季節(jié)差異方面，A

6、PI夏季較高，冬季較低。
　　在研究區(qū)間內(nèi)，日平均（最高、最低）氣溫、平均（最低）相對(duì)濕度、降雨量和最大風(fēng)速均與API存在連續(xù)的周期約為一年的顯著小波一致性(P＜0.05)，波動(dòng)周期呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。當(dāng)時(shí)間尺度小于一年時(shí)，氣象因素與API存在不連續(xù)的顯著小波一致性。其中，日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫與API的波動(dòng)周期基本呈正相關(guān)關(guān)系。平均（最低）相對(duì)濕度、降雨量和最大風(fēng)速則與API的波動(dòng)周期則呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。逐日API與風(fēng)速是逆相

7、的。日溫差(diurnaltemperature range，DTR)和平均（最高、最低）氣壓與API存在連續(xù)的周期約為一年的顯著小波一致性(P＜0.05)，波動(dòng)周期呈正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)時(shí)間尺度小于一年時(shí)，日溫差、平均（最高、最低）氣壓與API存在不連續(xù)的顯著小波一致性，波動(dòng)周期呈正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)時(shí)間尺度為一年時(shí)，日照時(shí)數(shù)與API的關(guān)系不明確，而當(dāng)時(shí)間尺度小于一年時(shí)，日照時(shí)數(shù)與API的波動(dòng)周期基本呈正相關(guān)關(guān)系。
　　API與PM10、

8、SO2和NO2污染指數(shù)的Spearman相關(guān)系數(shù)分別為0.97、0.74和0.87。API與非意外死亡人數(shù)的關(guān)系在當(dāng)天達(dá)到最大，收獲效應(yīng)(harvestingeffect)出現(xiàn)在2天后。API每升高10個(gè)單位，人群當(dāng)天及后續(xù)兩天的累積非意外死亡超額危險(xiǎn)度(Excess Risk，ER)為0.88％(95％ CI:0.50，1.27％)，人群當(dāng)天及后續(xù)15天的累積非意外死亡超額危險(xiǎn)度為1.03％(95％ CI:0.26，1.82％)。AP

9、I與非意外死亡人數(shù)當(dāng)天及后續(xù)15天的關(guān)系估計(jì)值和各污染指數(shù)與非意外死亡人數(shù)的關(guān)系估計(jì)值相近。PM10、 SO2和NO2污染指數(shù)每升高10個(gè)單位，人群當(dāng)天及后續(xù)15天的累積非意外死亡超額危險(xiǎn)度分別為0.82％(95％ CI:-0.01，1.65％)、1.09％(95％ CI:0.11,2.07％)和1.17％(95％ CI:0.42,1.93％)。盡管APIw對(duì)非意外死亡人數(shù)的影響隨首要污染物權(quán)重的增大有降低的趨勢(shì)，但變化不大，而且API

10、與首要污染物的交互效應(yīng)無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=1.651，P=0.117)。
　　大氣污染對(duì)老年人（年齡≥65歲的人群）、女性、受教育程度低（文盲和小學(xué)學(xué)歷）的人的影響較大。API每升高10個(gè)單位，老年人、女性、受教育程度低的人當(dāng)天及后續(xù)15天的累積非意外死亡超額危險(xiǎn)度分別為1.54％(95％ CI:0.67,2.41％)、1.37％(95％ CI:0.27,2.48％)、1.41％(95％ CI:0.43,2.41％)。
　　氣

11、溫與死亡人數(shù)間存在對(duì)數(shù)非線性關(guān)系，PM10水平高時(shí)的氣溫效應(yīng)較PM10水平低時(shí)的氣溫效應(yīng)更顯著。不同PM10水平下氣溫對(duì)因呼吸系統(tǒng)疾病死亡的人群產(chǎn)生的效應(yīng)差異不明顯。PM10分別為0μg/m3、其第25、第50及第75百分位數(shù)時(shí)，低溫導(dǎo)致的人群當(dāng)天及后續(xù)20天的累積全死因死亡超額危險(xiǎn)度分別為35.49％(95％ CI:22.59,49.75％)、40.69％(95％ CI:28.97,53.47％)、43.20％(95％ CI:30.9

12、7，56.57％)和46.70％(95％ CI:32.66，62.22％)。高溫導(dǎo)致的人群全死因死亡超額危險(xiǎn)度則分別為10.76％(95％ CI:0.33，22.28％)、13.97％(95％CI:4.53,24.25％)、15.51％(95％ CI:6.21,25.63％)和17.65％(95％ CI:8.09,28.05％)。可見:低溫效應(yīng)高于高溫效應(yīng);低溫效應(yīng)和高溫效應(yīng)均隨PM10四分位數(shù)的增大而增大。
　　老年人對(duì)低溫和高

13、溫效應(yīng)更加敏感。PM10分別為0μg/m3、其第25、第50及第75百分位數(shù)時(shí)，低溫導(dǎo)致老年人當(dāng)天及后續(xù)20天的累積全死因死亡超額危險(xiǎn)度分別為41.38％(95％ CI:26.59，57.91％)、45.02％(95％ CI:31.75，59.64％)、46.77％(95％ CI:32.99，61.97％)和49.18％(95％ CI:33.48，66.72％)。高溫所致的超額危險(xiǎn)度分別為16.42％(95％ CI:4.14，30.15

14、％)、19.82％(95％ CI:8.70，32.08％)、21.45％(95％ CI:10.48,33.52％)和23.71％(95％ CI:12.45,36.11％)。男人對(duì)低溫效應(yīng)較女性敏感。PM10分別為0μg/m3、其第25、第50及第75百分位數(shù)時(shí)，低溫導(dǎo)致男性當(dāng)天及后續(xù)20天的累積全死因死亡超額危險(xiǎn)度分別為38.92％(95％ CI:22.49,57.56％)、46.97％(95％ CI:31.72,63.99％)、50.

15、91％(95％ CI:34.88，68.85％)和56.46％(95％ CI:37.90，77.52％)。低溫效應(yīng)的性別差異隨PM10污染程度的加重而增大。
　　PM10和氣溫對(duì)全死因死亡人群（F=3.028，P=0.006）、非意外死亡人群(F=3.177，P=0.005)和因心血管疾病死亡人群(F=3.807，P=0.001)的非線性交互效應(yīng)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而對(duì)因呼吸系統(tǒng)疾病死亡人群的非線性交互效應(yīng)無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=0.745，

16、P=0.614）。
　　在PM10水平高時(shí)，高溫效應(yīng)出現(xiàn)較早。在PM10水平低時(shí)，高溫效應(yīng)通常滯后一天出現(xiàn)，且存在收獲效應(yīng)。在PM10水平高時(shí)，人群的非意外死亡風(fēng)險(xiǎn)和心血管疾病的死亡風(fēng)險(xiǎn)較PM10水平低時(shí)高。而人群呼吸系統(tǒng)疾病的死亡風(fēng)險(xiǎn)在PM10水平不同時(shí)差異不大。
　　結(jié)論：
　　(1)2001～2011年廣州市大氣質(zhì)量于2004年最差，而后逐步改善。然而大氣污染形勢(shì)依然嚴(yán)峻。大氣質(zhì)量存在明顯的季節(jié)性，氣象的季節(jié)性波

17、動(dòng)是API發(fā)生季節(jié)性變化的原因之一。逐日API與氣溫、相對(duì)濕度、降水量、風(fēng)速、日溫差和大氣壓均存在顯著的相關(guān)關(guān)系。
　　(2) API可用于向公眾傳達(dá)大氣污染的人群健康效應(yīng)。老年人、女性、受教育程度低的人是大氣污染效應(yīng)的脆弱人群，這些人群應(yīng)給予更多的關(guān)注。
　　(3) PM10與氣溫對(duì)人群死亡存在對(duì)數(shù)非線性的交互作用。低溫和高溫效應(yīng)均隨PM10污染水平而增大。不同PM10水平下低溫效應(yīng)和高溫效應(yīng)的分布滯后特征存在差異。