武漢社區(qū)人群環(huán)境空氣顆粒物暴露與肺功能下降的關(guān)聯(lián)研究.pdf

1、空氣污染，尤其是空氣顆粒物（particulate matter，PM）已經(jīng)被證實可以引起多種健康危害，包括增加心肺疾病的死亡率、發(fā)病率、門診人數(shù)、引起慢性呼吸系統(tǒng)癥狀的惡化和降低肺功能等。在北美和歐洲，很多的研究已經(jīng)證實空氣PM可以引起健康危害效應(yīng)的增加。2013年10月，國際癌癥研究中心（international agency for research on cancer，IARC）將空氣PM確認(rèn)為人類致癌物（Group1）。但是

2、，由于發(fā)展中國家與發(fā)達(dá)國家在空氣PM的特征與組成、人群的社會經(jīng)濟(jì)學(xué)狀況及易感性等方面均有很大的不同，發(fā)達(dá)國家的研究結(jié)果并不能適用于發(fā)展中國家，發(fā)展中國家相對較高的空氣PM水平與人群健康損害的關(guān)系需要進(jìn)一步研究與評估。
　　在過去的20多年，中國經(jīng)歷了快速的工業(yè)化、城市化和城市交通發(fā)展，在此過程中，工業(yè)排放、城市建設(shè)與日益增加的機(jī)動車尾氣導(dǎo)致了嚴(yán)重的空氣污染，很多城市正面臨著歷史上最糟糕的空氣質(zhì)量。隨著空氣PM水平的增加，與之相關(guān)的

3、健康影響與疾病負(fù)擔(dān)也越來越引起大眾的關(guān)注。我國的環(huán)境衛(wèi)生工作者已經(jīng)采用病例交叉或時間序列的方法進(jìn)行了空氣污染的人群研究，在北京、上海、廣州、重慶、太原、沈陽、武漢等一些大城市發(fā)現(xiàn)了空氣PM暴露可以引起心肺疾病死亡率與發(fā)病率的增加。但對空氣PM和機(jī)體早期的生理或病理學(xué)變化之間的關(guān)系尚無深入研究，有必要進(jìn)行PM導(dǎo)致健康早期危害的人群研究。
　　目前，我國城市的空氣污染的類型正由傳統(tǒng)型的煤煙型向混合型的煤煙/機(jī)動車尾氣型轉(zhuǎn)變，這也使得P

4、M的來源變得更加復(fù)雜多樣化。由于污染源和氣象條件的不同，不同地區(qū)的PM濃度、大小和組成差異會非常大，而這也增加了健康損害效應(yīng)的復(fù)雜性。
　　本研究的目的是：（1）評估武漢社區(qū)人群環(huán)境空氣PM的暴露水平及對PM2.5的來源進(jìn)行解析；（2）明確武漢社區(qū)人群研究隊列的特征及其肺功能分布；（3）探討武漢社區(qū)人群PM10短期暴露與肺功能之間的關(guān)系。
　　第一部分武漢社區(qū)環(huán)境空氣顆粒物暴露水平及PM2.5來源解析
　　本部分通過收

5、集分析武漢市環(huán)境保護(hù)局公布的空氣PM監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合社區(qū)內(nèi)開展的固定點空氣PM監(jiān)測，以及社區(qū)內(nèi)居民24小時個體PM暴露測定，從城市范圍、社區(qū)環(huán)境、社區(qū)內(nèi)定點和個體水平上評價社區(qū)人群環(huán)境空氣PM的暴露特征和水平。本研究還采用化學(xué)質(zhì)量平衡法（chemical mass balance，CMB）對社區(qū)固定點監(jiān)測的PM2.5進(jìn)行了來源解析。
　　主要研究結(jié)果為：
　　1.武漢市2003-2013年環(huán)境空氣PM10的平均質(zhì)量濃度為116

6、.9μg/m3，超過國家《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）二級濃度限值標(biāo)準(zhǔn)0.67倍；2013年的 PM2.5的年均濃度為94.1μg/m3，超過國家二級濃度限值標(biāo)準(zhǔn)1.69倍。
　　2.漢陽和漢口社區(qū)2013年社區(qū)環(huán)境空氣PM10和PM2.5的質(zhì)量濃度分別為116.4μg/m3和89.8μg/m3，分別超過國家二級濃度限值標(biāo)準(zhǔn)0.66和1.57倍。
　　3.社區(qū)內(nèi)固定點2011-2012年監(jiān)測的環(huán)境空氣 PM1

7、0和PM2.5質(zhì)量濃度分別為173.2μg/m3和105.7μg/m3，分別超過國家二級濃度限值標(biāo)準(zhǔn)1.47和2.02倍；PM10的質(zhì)量濃度在春季、秋季和冬季比較高，而夏季的濃度比較低，PM2.5的濃度在秋季和冬季比較高，在春季和夏季比較低。與環(huán)境監(jiān)測站點報告的 PM10濃度相比，社區(qū)內(nèi)固定點監(jiān)測的四季和全年P(guān)M10濃度更高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.01）；社區(qū)內(nèi)固定點監(jiān)測的PM2.5與PM10質(zhì)量濃度的比值為0.62，按季節(jié)排序為夏

8、季（0.72）>秋季（0.65）>冬季（0.58）>春季（0.46）；PM10的質(zhì)量濃度與溫度（rs=-0.207）、濕度（rs=-0.376）和風(fēng)速（rs=-0.393）成負(fù)相關(guān)，PM2.5的質(zhì)量濃度與溫度（rs=-0.192）和風(fēng)速（rs=-0.425）成負(fù)相關(guān)（P<0.05）。
　　4.社區(qū)內(nèi)居民個體 PM10和PM2.5的平均暴露濃度分別為186.3μg/m3和126.5μg/m3；個體PM暴露濃度與環(huán)境空氣PM濃度、吸煙

9、、每日交通時間等因素有關(guān)。
　　5.漢陽和漢口社區(qū)內(nèi)固定點采集的PM2.5的來源差異不大，來源的貢獻(xiàn)率依次為機(jī)動車尾氣（31.46％和29.25%）、煤煙塵（25.49%和22.18%）、硫酸鹽（18.42%和17.82%）、硝酸鹽（10.28%和12.43%）、土壤塵（2.18%和1.99%）、鋼鐵塵（1.82%和1.24%）和建筑塵（0.63%和0.46%）。
　　本部分研究結(jié)果提示，武漢社區(qū)環(huán)境空氣和個人PM暴露水平高

10、，環(huán)境空氣PM受季節(jié)、溫濕度、風(fēng)速等氣象因素影響；PM2.5的主要來源是機(jī)動車尾氣、煤煙塵和二次顆粒物（硫酸鹽和硝酸鹽）。
　　第二部分武漢社區(qū)人群研究隊列的特征及其肺功能分布
　　為評價環(huán)境空氣PM對心肺系統(tǒng)的健康危害，我們建立了武漢社區(qū)研究隊列，本部分報告隊列的基線分布特征及人群的肺功能分布情況。
　　隊列成員來自武漢的2個社區(qū)，分別位于漢陽和漢口地區(qū)。漢陽社區(qū)是近十年新建的社區(qū)，漢口社區(qū)為武漢市人口密度較高的老社

11、區(qū)，兩個社區(qū)能反映武漢社區(qū)的基本情況。采用整群抽樣和自愿參加的方式召集隊列成員，隊列入選條件為在社區(qū)居住5年以上，年齡范圍18-80歲。采用問卷調(diào)查收集隊列成員個人基本信息、職業(yè)史、既往疾病史、家族疾病史、生活方式包括吸煙、飲酒、煮食和取暖情況、日常交通情況、鍛煉活動情況等資料進(jìn)行收集，通過體檢對研究對象的人體測量學(xué)指標(biāo)、呼氣一氧化碳（exhaled carbon monoxide，eCO）、呼氣一氧化氮（fractional exha

12、led nitrogen oxide，F(xiàn)eNO）和肺功能等指標(biāo)進(jìn)行測定，對血、尿生物樣品進(jìn)行采集分析，進(jìn)行血常規(guī)、尿常規(guī)和血生化測定。為保證研究質(zhì)量，建立了資料收集的質(zhì)量控制體系。
　　主要結(jié)果為：
　　1.招募隊列成員共3698名，最終有3053名完成了問卷調(diào)查和體檢，應(yīng)答率為82.6%；隊列成員平均年齡為53.0?13.3歲，女性占64.6%；有21.1%的人是初中以下學(xué)歷，有12.3%的人獲得了大學(xué)以上的學(xué)歷；62.0

13、%的居民年收入在40000元以下；男性的現(xiàn)在吸煙率為50.3%，吸煙量為18.5?23.0包*年，女性的現(xiàn)在吸煙率為2.7%；44.3%的人有鍛煉的習(xí)慣；70.9%的人自己在家做飯，82.8%的人家庭廚房有通風(fēng)機(jī)械；23.5%的人有過職業(yè)接塵史；隊列成員平均每日乘車和外出步行的時間為1.1小時。
　　2.體檢結(jié)果顯示，隊列成員 eCO和FeNO的平均值分別為8.5?11.0μg/l和27.2?16.3 ppb。血生化結(jié)果為：谷丙轉(zhuǎn)

14、氨酶的平均值為23.5 U/l，總膽固醇為5.0 mmol/l，甘油三酯、高密度脂蛋白和低密度脂蛋白分別為1.6 mmol/l、1.6 mmol/l和3.3 mmol/l，空腹血糖為5.1 mmol/l。綜合既往疾病史和體檢結(jié)果，隊列成員高血壓、高血脂和糖尿病的患病率分別為22.7%、7.5%和6.6%；慢性支氣管炎和哮喘的患病率分別為6.5%和1.3%。
　　3.在3053名隊列成員中，有2991人（占98.0%）完成了肺功能測

15、試，其用力肺活量（forced vital capacity，F(xiàn)VC）和第一秒用力呼氣量（forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1）的平均值分別為2566.5?711.7 ml和2200.8?615.1 ml；FVC和FEV1占預(yù)計值的百分比的平均值分別為87.5%和89.8%；FEV1/FVC的平均值為86.1%；呼氣流速峰值（peak expiratory flow，PEF）的平均值為4

16、232.6?1932.8 ml/s。男性的FVC、FEV1和PEF要高于女性，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.001）。隨著年齡段增加，F(xiàn)VC、FEV1、PEF和FEV1/FVC等指標(biāo)降低，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.001）。
　　4.采用廣義線性模型，在校正了其它變量后，本研究發(fā)現(xiàn)，男性的FVC和FEV1分別比女性高793.359 ml（95%CI，741.696，845.021）和668.432 ml（95%CI，626.083

17、，710.780）；年齡每增加1歲，F(xiàn)VC、FEV1和FEV1/FVC分別下降22.914 ml（95%CI，21.386，24.442）、23.162 ml（95%CI，21.414，24.414）和0.147%（95%CI，0.121%，0.173%）；吸煙量每增加1包*年，F(xiàn)VC和FEV1分別下降4.069 ml（95%CI，2.586，5.552）和3.587 ml（95% CI，2.372，4.803）；廚房通風(fēng)者FVC、FE

18、V1和FEV1/FVC分別比不通風(fēng)者高52.967 ml（95%CI，3.492，102.442）、66.389 ml（95%CI，25.833，106.945）和0.978%（95%CI，0.128%，1.829%）；慢性支氣管炎患者FVC、FEV1和FEV1/FVC比非患者分別低116.004 ml（95%CI，38.910，193.099）、137.179 ml（95%CI，73.983，200.374）和2.199%（95%CI

19、，0.873%，3.524%）；哮喘患者FVC、FEV1和FEV1/FVC比非患者分別低368.804 ml（95% CI，201.755，535.853）、444.970 ml（95%CI，308.036，581.904）和8.815%（95%CI，5.942%，11.687%）。
　　5.社區(qū)人群肺功能損傷情況顯示，研究對象中絕大多數(shù)（98.4%）肺功能正常，有49人（1.6%）出現(xiàn)了肺功能損傷，其中43人為輕度損傷，5人為中

20、度損傷，1人為重度損傷。經(jīng)卡方檢驗，漢陽和漢口社區(qū)人群肺功能損傷率無統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05）。社區(qū)人群肺功能損傷單因素分析顯示，男性肺功能損傷的危險度是女性的2.080（95%CI，1.181，3.663）倍，?60歲人群肺功能損傷的危險度是<60歲人群的11.989（95%CI，5.598，25.679）倍，吸煙者肺功能損傷的危險度是非吸煙者的2.240（95% CI，1.264，3.968）倍，慢性支氣管炎患者肺功能損傷的危險度是

21、非慢性支氣管炎患者的9.776（95% CI，5.396，17.710）倍，哮喘患者肺功能損傷的危險度是非哮喘患者的30.126（95%CI，13.986，64.893）倍。
　　第三部分武漢社區(qū)人群PM10短期暴露與肺功能的關(guān)聯(lián)研究
　　本部分在社區(qū)隊列研究對象中分析PM10短期暴露對肺功能的影響，探討了社區(qū)人群PM10單日滯后（lag0-lag4）和累積滯后（lag01-lag04）的暴露濃度與肺功能指標(biāo)FVC和FEV1

22、之間的關(guān)系。采用廣義線性回歸模型分析，在校正了性別、年齡、BMI（body mass index）、吸煙狀態(tài)、吸煙量、被動吸煙、教育水平、家庭年收入、鍛煉、做飯、廚房通風(fēng)、職業(yè)接塵、哮喘、慢性支氣管炎、相對溫度、濕度和星期天數(shù)后，獲得以下主要結(jié)果：
　　1. lag0、lag1和lag01的PM10的質(zhì)量濃度與肺功能指標(biāo)FVC和FEV1呈劑量反應(yīng)負(fù)相關(guān)關(guān)系； lag02的PM10的質(zhì)量濃度與FVC呈劑量反應(yīng)負(fù)相關(guān)關(guān)系。PM10的質(zhì)

23、量濃度每增加10μg/m3，在lag0時，F(xiàn)VC和FEV1會分別下降8.067 ml（95%CI，1.018，15.115）和6.775 ml（95% CI，1.023，12.527）；在lag1時，F(xiàn)VC和FEV1會分別下降8.874 ml（95%CI，1.893，15.855）和5.984 ml（95%CI，0.285，11.684）；在lag01時，F(xiàn)VC和FEV1會下降12.406 ml（95%CI，3.922，20.890）和

24、9.344 ml（95%CI，2.409，16.295）；在lag02時，F(xiàn)VC會下降8.846 ml（95%CI，0.565，17.126）。
　　2.與PM10濃度（lag01）≥100μg/m3組參與者的肺功能比較，當(dāng)環(huán)境空氣PM10（lag01）<100μg/m3時，研究對象的FVC和FEV1分別高82.2 ml（95%CI，33.3，131.2）和69.3 ml（95%CI，29.3，109.2）。
　　3.在分層

25、分析中（lag01），男性、中年人、體重超重者、不吸煙、無接塵史、相對低收入和患有哮喘的參與者的肺功能與PM10之間的聯(lián)系要更強(qiáng)。
　　4.在多污染模型中（lag01），當(dāng)單獨調(diào)整了SO2或NO2后，PM10與FVC和FEV1之間的負(fù)向劑量反應(yīng)關(guān)系依然有統(tǒng)計學(xué)意義，當(dāng)同時調(diào)整SO2和NO2后，PM10與FEV1之間的聯(lián)系依然有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.005），但是PM10與FVC之間的聯(lián)系變得沒有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.062）。

26、　　本部分研究結(jié)果提示，社區(qū)人群PM10的短期暴露可以降低肺功能指標(biāo)。
　　綜上所述，我們研究發(fā)現(xiàn)武漢社區(qū)人群環(huán)境空氣PM暴露的水平超過國家二級濃度限值，PM2.5的主要來源是機(jī)動車尾氣、煤煙塵和二次污染物。建立了武漢社區(qū)環(huán)境空氣PM致呼吸系統(tǒng)早期損害研究隊列，隊列對象3053名，平均年齡為53.0?13.3歲。男性肺功能絕對值高于女性，年齡高、吸煙量大、廚房通風(fēng)差、慢性支氣管炎和哮喘是肺功能下降的危險因素。初步評價了社區(qū)人群PM