1、生望亟陵匿堂苤查!12生旦墨堑鲞星!塑!堑!堕!丛旦，丛型垫!：!型：堑：堕垒!北京市大气可吸人性颗粒物污染对居民死亡影响的时间序列分析薛江丽王旗蔡明 周脉耕【摘要】 目的探讨北京市大气PM。污染时居民非意外死亡、心脑血管疾病死亡及呼吸系统疾病死亡的短期影响。方法2005-2009年北京市居民死产数据来自巾网CDC公共卫生监测与信息服务中心，同期北京市大气PM。SO，和NO，的日平均浓度数据分别来自北京市环保局(2005-2006年)和北京环保公众网(2007-2009年)，气象数据来自中国气象科学数据共享网。采用时间序列的广义相加Poisson回归模型，在控制长期趋势、星期几效应、气象冈索等
2、混杂阂素的基础卜，定量分析北京市城区20052009年大气PM。污染对居民每天死亡水平的影响及其滞后效应，结果2005-2009年北京市居民日均非意外死亡、呼吸系统疾病死亡、心脑血管疾病死丁L=例数分别为1401、150和658例，同期大气PMmSO：、N02日均浓度的中佗数分别为】230、260和580 oem，平均气压为1 o1 kPa，平均气温为135，平均相对湿度为519。广义相加Poisson同门模型显示大气PM，。每升高10斗m3，居民当天非意外死亡、呼吸系统疾病死亡和心脑I|iL管疾病死亡分别增加01267(95CI：00824一01710)、01365(95CI：00010一0
3、2720)和01239(95CI：00589一01889)居民5 d后呼吸系统疾病死f：增加最明显。结论北京市大气PM。污染可导致居民非意外死亡、心脑血管疾病死亡及呼吸系统疾病死亡水乎E升，其埘呼吸系统疾病死亡水平的影响存在滞后效应。【关键词】 空气污染物；颗粒物；模型，统计学；时间序列分析；广义相加模型Time-series analysis of ambient PMlo poHufion on residential mortality in Beijing X沁胁昭一li，WANG QiCAl YuezHoU Mai-gengDepamnlem of ToxicologySchool
4、of Public Health，Pekt鸭University，Beijing 100191，ChinaCo，responding author：眦黼Qi，Emaif：wangqi劬耐lL【Abstract】Objective To explore the short-term impact of ambient PM】o on daily non-accidentaldeathcardiovascular and mspiratory death of residents iO BeijingMethods Mortality data of residents inBeijing dur
5、ing 2006 to 2009 were obtained from public health surveillance and i血)rmation service center ofChinese Center for Disease ControI and Preyentioncontemporaneous data of average daily air concentration ofPMs02，N02 were obtained from Beijing Environaaent Protection Bureau(year 20052006)and puhliewebsit
6、e of Beijing environmental protection(year 20072009)respectively，contemporaneousmeteorologicaldata were obrained from china meteorological data sharing service systemGeneralized addictive model(GAM)of time sefial analysis was applied1n additionaI to the control of confounding factors such as long-te
7、rm trendday of the week effectmeteorological factors，I鹕effect and the effects of other atmosphericpollutants were also analizedResults During year 2006 to 2009the number of average daily uonaceidental deathrespiratory divase cansed death，cardiovascular and eerebmvascular diseases caused deathamong B
8、eijing residents were 1401，15O，658，respectively；contemporaneousmedians of average daily airconcentration of PMlo，S02N02 were 1230，260，580斗m，respectively；enntemporaneous averageatmosphere pressuretempreture and relative humidity were 101 kPa，135and 519，respoetivelyAnexposureresponse relationship betw
9、een exposure to ambient PM Io and increased daily death number Wasfound as every 10“Ill3 illerease in daily average cuncentration of PMlo，there was,a 01267(95讲：O0824一01710)increase in daily nobaceidental death of residents，0，1365(95C：00010DOi：103760cmajissrL 0253-9624 201205015基金项目：“十一五”国家科技支撑计划(200
10、7BAC03AIO)作者单位：100191北京大学公共卫生学院毒理学系(薛旺丽、王旗)；中国疾病预防控制中心公共卫生嘧测与信息服务中心(蔡碉、周脉耕)通信作者：王旗，Email：wangqibjmueducn447论著万方数据生生亟随匡堂盘壶!生!旦笠堑鲞墨!翦!也型丛型：堕翌垫!：坠!：堂：!一02720)increase in respiratory death and 01239(95c，：00589一O1889)inerease incardiovaseular deathAmbient PMl0 had greatest influence Oil daily non一“(ident
11、al all(1 eardiovasfular deathof the same daywhile its greatest infiuenee on respiratory death ot2t211rred 5 days laterConclusion TIleambient PMln pollution increased daily nollaccidentalrespiratory disease caused，cardiovascular andcerebrovaseular diseases caused deaths among residents in Beijingand
12、lag effect existed as f廿the effect ofanahient PMpollution 011 respiratory disease caused death【Key words】Air pollutants；Particulate matter；Models，statistical；Timeseries analysis；Generalized additive model大气污染物与人体健康关系密切|1“，其中的大气颗粒物(particulate matter，PM)可导致呼吸系统疾病、心脑血管疾病的发生与死亡“。美国环保局对大气PM污染健康效应的定量评价导示
13、死亡造成的经济损失占全部损失的89LT。笔者采用时间序列的广义相加Poisson回归模型，对北京市大气PM。污染对居民非意外死亡、心脑m管疾病死亡及呼吸系统疾病死亡的短期影响进行探讨，现报道如下。资料与方法一、资料来源2005-2009年北京市居民死亡数据来自中国CDC公共卫生监测与信息服务中心，北京市大气PM。SO，和NO，的日平均浓度数据来自北京市环保局(2005-2006年)和北京环保公众网(20072009年，http：wwwbjeeorgenapiindexphp)，同期北京市日均气温、气压和湿度气象资料来源于中国气象科学数据共享网。二、方法1基本资料的描述与分析：应用SPSS 16
14、0统计软件包，描述北京市居民日均非意外死亡水平，PMlo、S02和N02等大气污染物水平，气温、相对湿度等气象冈素水平并作时间序列图；对各变量进行Spearman相关分析。2单污染物模型：以居民非意外死亡、心脑m管疾病及呼吸系统疾病日死亡水平为响应变量，以样条平滑函数拟合时间序列资料中的非线性自变量包括时间、当天13均气温、日均相对湿度、El均气压等，并引入星期哑元变量(day of the week，DOW，其值取l一7)，以控制气象冈素、长期趋势和星期几效应的影响。根据模型残差图、延迟l30 d的偏自相关(PACF)值以及死亡绝对值最小化原则，选择样条函数的自由度(够1)；根据AIC值最小
15、原则，选取进入模型的气象因素变量及其自由度(矽24)。核心模型建立后，考察残差序列是否满足残差独立的要求，若不满足则采用逐步法1对模型进一步调整。在核心模型基础上，采用线性模型引入大气PM。浓度变量。将7 d前至当天的大气PM。日均浓度(1a907)逐一引入核心模趔，分桥大气PM。与健康效应的暴露反应关系及其滞后效应。模型所用公式为：InE(“)=#PM。o+s(time，af 1)+asactor(DOW)+s(temperature，af 2)+s(humidity，gf3)+5(pressure。4)+a式中：“为第t天死亡水平，E(yt)为第t天死亡水平的期望值，口为模型估算的线性回归
16、系数，PM，。为大气PM。浓度，s为样条平滑函数，够l一4为样条平滑函数的自由度，f,tor为星期效应，DOW为星期哑元变量，time为时间，temperature为温度，pressure为大气压，a为残差。3多污染物模型：在单污染物模型的基础tAl人大气SO：、NO：变量，研究其对大气PM。健康效应的影响。多污染物模型公式为：lnE(yt)=3PMlo+1Y+s(time，d，1)+asfactor(DOW)+5(temperature，Jf2)+5(humidity，gf 3)+s(pressure，矽4)+a式中：卢、1为模型估算的线性同归系数，X为大气s0：或NO：浓度。其他变量含义同
17、单污染物模型。结 果1，基本资料：2006-2009年北京市城区主要大气污染物、气象因素及居民日均非意外死亡情况见表1。2大气污染物浓度与气象因素的相关性分析：经Spearman相关分析发现，大气PM，。与SO：、NO：、湿度呈正相关(r值分别为0400、0593、0130，P值均001)，大气PM。与气压呈负相关(r=一0116，P0OI)；大气S02与N02、大气压呈正相关(r值分别为0605、0460，P值均001)，大气S0，与温度、湿度呈负相关(r值分别为一0632、一0083，P值均001)；大气N02与大气压、湿度分别呈正相关(r值分别为0090、0193，P值均001)；大气N
18、O，与温度呈负相关(r=一0181，万方数据生垡速堕匿堂盘查垫!生旦箜堑鲞箜塑鱼也坠!丛型：丛!1 2Q!：!吐堂：d垡P001)。表1 2005-2009年北京市大气污染物、气象因素及居民日均非意外死f情况注：PM可吸人性颗粒物，P25、P50和P75分别为第25、第50和第75百分位数3大气污染物浓度及居民日死亡水平的时间序列：图16分别为2005-2009年北京市大气污染物日均浓度及居民日非意外死亡例数的时间序列图。图1显示，PM，。的日均浓度春季(30月)最高，冬季次之(12月至次年2月)，夏季(68月)最低。图2、3表明S0：和NO：日均浓度存在明显的周期性，so：的日均浓度在冬季处
19、于高水平，每年5-10月处于低水平；NO，的日均浓度在冬季处于高水平。每年4-9月处于低水平。图46显示，北京市城区居民非意外死亡、呼吸系统疾病和心脑血管疾病死亡的时间序列特征基本一致：每年69月日死亡水平较低，冬季的日死亡水平较高。4大气PM，。污染对北京市居民死亡水平的影响：单污染物模型中，居民非意外死亡、呼吸系统疾病死亡、心脑血管疾病死亡水平均随大气PM。浓度升高而上升；分别或同时控制SO：、NO：后，大气PM。对居民呼吸系统疾病死亡水平的影响增大，对时间(月份)图1 2005-2009年北京市大气PIlllo日均浓度的时间序列时间(月份)围2 2005-2009年北京市大气S02日均浓
20、度的时间序列譬、3恻爱grK时问(月份)图3 2005-2009年北京市N02日均浓度的时间序列时间(月份)图4 20052009北京市年居民非意外死亡水平的时间序列时间(月份)图5 2005-2009年北京市居民呼吸系统疾病死亡水平的时HJ序列血-胤-也人季|墓；垂耄啪姗啪o一，号世爱。orK蓍|黜姗啪m卯o荜)|凝翠U赋区畚*粹啪渤瑚瑚瑚印o墨一赫霹U蝶叮壤谜姑矮螫管吾|咖瑚啪暮宝栅季|娜mo刍暑3世爱，芒rK万方数据生堡亟堕匡堂盘查垫12笙旦筮堑鲞箜!塑gh也坠!丛型：丛!垫12：y!：堑：!垒i表2不同污染物模型中大气PM。浓度对居民死亡水平的影响注：PMlo：口I吸人性颗粒物，艘为相
21、对危险度，ER为超额危险度：ER=(RR一1)100黩问(月份)图6 2005-2009北京市年居民心脑血管疾病死亡水平的时间序列-015游后时闻(d)图7大气PMlo对居民非意外死亡水平的滞后效应居民非意外死亡、心脑血管疾病死亡水平的影响减小(表2)。大气PM。对居民死亡水平的滞后效应如图79所示，可见大气PM。对当天居民非意外死亡和心脑血管疾病死亡的影响最大，大气PM。对5 d后居民呼吸系统疾病死亡水平的影响最大。O35一o-30季戆嚣015最010重：薏皑一005镁引-0i：一o20滞后时间(d)图8大气PMlo对呼吸系统疾病日死亡水甲的滞后效应一o15滞后时同(d)圈9大气PM。对心脑
22、血管疾病日死亡水平的滞后效应讨 论病例交叉和时间序列法是研究大气污染物健康效应的两种常用方法。研究发现，病例交叉法的检验效能低于时间序列法，且参数估计值的标准误和柚蚰寻O一举摄翠U馘皿冁蜷瓤目饵粤坫加：gmnm仉仉仉nntv鼍吝嚣鼗越警一摆驿霹坫加：宝：窖mOOO0OO0专晕8茜璩嗡世创艘辱寝万方数据尘堡邀陵医堂蓥圭!堡!旦箜堑鲞笠i捆鱼i!堡!丛型：丛i!垫12：!：堑：盟竖相对误差也大于时间序列法9。引。对于总人口来说，死亡为小概率事件，其实际分布近似Poisson分布。根据相关文献报道【1“，气象因素与每日死亡率为非线性关系，加之其他时间依赖变量无法测量，故本研究应用时间序列的Poiss
23、on广义相加模型进行分析。对北京市2005-2009年的大气PM。浓度与居民死亡水平的单污染物模型分析结果发现，居民当天的非意外死亡、呼吸系统疾病死亡和心脑血管疾病死亡水平均与大气PM。浓度均有关。多污染物模型中，在控制大气SO：、NO：的影响之后，呼吸系统疾病死亡水平与大气PM。浓度相关，而非意外死亡及心脑I】IL管疾病死亡水平与大气PM，。浓度无关，显示S0：和N0：对PM，。存在一定的协同作用。国外研究发现，气态污染物对PM。的健康效应并没有混杂作用。12-L3 3，多污染物模型仍需进一步验证。本研究中大气PM。对非意外日死亡水平的滞后效应在第4、7天为负值，可能是由收获效应(harve
24、stingeffect)引起的“。戴海夏等副对2002-2003年上海市某城区大气PM。浓度与居民死亡水平进行分析，发现大气PM。浓度每上升10斗gm3，非意外死亡上升053。另一项对我国台湾大气PMlo与居民死亡关系的研究发现，大气PM。浓度上升对居民非意外死亡、呼吸系统及心脑血管疾病死亡的影响均无统计学意义。国外研究发现，大气PM，。对居民心血管疾病死亡的影响大于呼吸系统疾病的影响。2141，上述研究结果的差异可能为不同研究地域的大气PM。浓度和组成存在差异所致。杨敏娟和潘小川。”研究了北京市2003年大气PM，。与居民心脑血管疾病死亡的关系，发现大气PM。浓度每上升10gm3，心脑血管疾
25、病死亡危险上升04。赵越一引对2003年1月至2005年9月北京市大气PM。与居民心脑血管疾病和呼吸系统疾病死亡水平的研究发现，大气PM。浓度每上升10汕gm3，心脑血管疾病死亡水平上升002，呼吸系统疾病死亡水平上升014。本研究与上述两项研究的结果虽有一定的差异，但结论相同，即北京市大气PM，。污染可导致居民非意外死亡、心脑血管疾病死亡及呼吸系统疾病死亡水平上升，其对呼吸系统疾病死亡水平的影响存在滞后效应。参考文献1Thurston cAir pollutionhuman health，elimale change andyouThorax200762(9)：748-7492Hang YC
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