石家庄市空气污染对儿童呼吸系统疾病门诊影响及温度的修饰效应

发布时间：2020-08-27 19:38

【摘要】：目的描述2013~2017年石家庄市空气污染现状、空气污染物及气象因素特征;分析研究期间采暖季与非采暖季、不同季节、不同温度区间空气污染物对儿童呼吸系统门诊就诊人次影响的差异。方法收集2013年1月1日~2017年12月31日石家庄市气象因素、空气污染物浓度及河北省儿童医院门诊资料;描述性分析石家庄市空气污染物、气象因素和儿童呼吸系统门诊就诊人次;采用Spearman相关性分析方法分析空气污染物(PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2和NO_2)、气象因素(温度和相对湿度)和儿童呼吸系统门诊量的相关关系;应用时间序列分析方法建立广义相加模型(GAM),定量评估石家庄市空气污染物对儿童呼吸系统疾病门诊量的影响。结果1.描述性分析显示:2013~2017年石家庄市平均温度为14.70℃,平均相对湿度为56.29%,PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2和NO_2平均浓度分别为195.03μg/m~3、107.13μg/m~3、56.99μg/m~3和54.81μg/m~3,其中PM_(10)和PM_(2.5)浓度超过国家空气质量二级标准(PM_(10):150μg/m~3;PM_(2.5):75μg/m~3)。月份变化结果显示,各空气污染物在1月、12月份浓度最高。2.相关性分析显示:儿童呼吸系统门诊量与PM_(2.5)、SO_2和NO_2浓度呈正相关,相关系数分别为0.097、0.336和0.130,与温度和相对湿度呈负相关,相关系数为-0.462和-0.170;空气污染物浓度与气象因素间均存在相关关系。3.单污染物模型显示:PM_(10)(lag0)、PM_(2.5)(lag0)、SO_2(lag04)和NO_2(lag02)浓度每增加10μg/m~3,儿童呼吸系统门诊量增加0.11%(95%CI:0.06%~0.15%)、0.21%(95%CI:0.14%~0.27%)、0.49%(95%CI:0.23%~0.74%)和0.60%(95%CI:0.33%~0.86%)。4.采暖季与非采暖季分层显示:非采暖季,PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2和NO_2对儿童呼吸系统门诊量的影响分别在lag04、lag0、lag03和lag05达到最大值,浓度每增加10μg/m~3,儿童呼吸系统门诊量增加0.23%(95%CI:0.09%~0.37%)、0.33%(95%CI:0.17%~0.49%)、1.38%(95%CI:0.77%~1.99%)和3.20%(95%CI:2.44%~3.97%);在采暖季,空气污染物浓度增加对儿童呼吸系统门诊量的影响均无统计学意义。5.季节分层显示:夏季时,PM_(10)、PM_(2.5)和SO_2对儿童呼吸系统门诊量的影响最大,浓度每增加10μg/m~3,儿童呼吸系统门诊量增加0.28(95%CI:0.12%~0.44%)、0.42(95%CI:0.17%~0.69%)和0.86(95%CI:0.08%~1.63%);冬季时,NO_2的效应值最大(ER=1.03,95%CI:0.25%~1.81%);在春季,空气污染物浓度对儿童呼吸系统门诊量的影响较低且无统计学意义。6.温度分层显示:正常温度(4.78~24.40℃)、高温(24.40~29.30℃)、超高温(29.30~34.70℃)时,PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2和NO_2对儿童呼吸系统门诊量的影响呈正值,超高温时效应最大,浓度每增加10μg/m~3,儿童呼吸系统门诊量分别增加0.14%、0.41%、6.80%、2.31%;低温(-2.10~4.78℃)和超低温(-10.20~-2.10℃)下空气污染物的效应为负值。但不同温度区间,空气污染物的效应值均无统计学意义。7.多污染物模型分析显示:调整共存污染物后,PM_(10)、SO_2、NO_2浓度与儿童呼吸系统门诊量的关联性降低,甚至无统计学意义(P0.05)。调整SO_2和(或)NO_2后,PM_(2.5)浓度与儿童呼吸系统门诊量的关联强度略微降低,调整其他污染物后,关联性增加,且有统计学意义。结论1.石家庄市空气污染状况严重,空气污染物浓度升高可导致儿童呼吸系统门诊量增加。2.与采暖季相比,非采暖季时空气污染物对儿童呼吸系统门诊量的影响更大。3.空气污染物对儿童呼吸系统门诊量的影响有明显的季节性差异,呈现夏季高,春季低的特点。4.高温天气,空气污染物对儿童呼吸系统门诊量影响大于低温天气,这表明温度在空气污染对儿童呼吸系统门诊量影响中存在修饰效应。5.儿童呼吸系统门诊量与PM_(10)、SO_2、NO_2的关联性不稳健,与PM_(2.5)的关联性稳健。图7幅;表8个;参56篇。
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X51;R725.6
【图文】：

石家庄市,季节变化特征,污染物浓度,SO2浓度

图 1 石家庄市各污染物浓度季节变化特征Fig.1 Seasonal variation featureof different air pollutants in Shijiazhuang City气污染物月份变化特征可知，石家庄市空气污染物 PM10、PM2.5、NO2和 SO2的月均浓。从 11 月份开始，污染物 PM10、PM2.5、NO2和 SO2浓度逐渐份出现峰值，分别为 323.53μg/m3、 210.79μg/m3、 84.94μg3。其中，PM10、PM2.5和 SO2浓度增幅较大。SO2浓度在 4～11 ，在 12 月份至翌年 4 月份超过 NO2浓度。此外，PM10和 PM2.5过我国环境空气质量标准二级浓度限值；SO2浓度在 12 月份超过国家二级标准浓度限值。

石家庄市,污染物浓度,SO2浓度,月份

图 1 石家庄市各污染物浓度季节变化特征Fig.1 Seasonal variation featureof different air pollutants in Shijiazhuang City3）空气污染物月份变化特征由图 2 可知，石家庄市空气污染物 PM10、PM2.5、NO2和 SO2的月均浓度单峰型分布。从 11 月份开始，污染物 PM10、PM2.5、NO2和 SO2浓度逐渐升均在 1 月份出现峰值，分别为 323.53μg/m3、 210.79μg/m3、 84.94μg/m141.45μg/m3。其中，PM10、PM2.5和 SO2浓度增幅较大。SO2浓度在 4～11 月于 NO2浓度，在 12 月份至翌年 4 月份超过 NO2浓度。此外，PM10和 PM2.5浓年偏高，超过我国环境空气质量标准二级浓度限值；SO2浓度在 12 月份和1～3 月份也超过国家二级标准浓度限值。

散点图,日均温度,石家庄市,相对湿度

- 10 -图 3 2013~2017 年石家庄市日均温度及相对湿度变化趋势Fig.3 Change trend of daily average temperature and relative humidityin Shijiazhuang City during2013~20171.3.3 相关性分析儿童呼吸系统门诊量与空气污染物浓度变化趋势的散点图可以看出，儿童呼吸系统门诊量与 PM10、PM2.5、SO2、NO2浓度变化趋势大致一样，可以进行相关性分析。（见图 4。）Spearman 等级相关分析显示，儿童呼吸系统门诊量与空气污染物浓度和气象因素均存在相关关系，与 PM2.5、SO2和 NO2浓度呈正相关，相关系数分别为 0.097、0.336 和 0.130，P 值均小于 0.01，差异有统计学意义；与 PM10浓度相关性无统计学意义(P>0.05）；与温度和相对湿度呈负相关，相关系数分别为-

【参考文献】