【摘要】：目的:通過對石家莊市主要大氣污染物、氣象資料與心腦血管疾病日門診數(shù)據(jù)的收集、整理與描述,分別探討大氣污染物(PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2、SO_2、CO)和氣溫對心腦血管疾病日門診量的影響,分析不同季節(jié)大氣污染物對心腦血管疾病日門診量的影響,為采取有效預(yù)防措施、保護(hù)居民的健康提供科學(xué)依據(jù)。方法:收集石家莊市2014年1月1日至2016年12月31日河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院和石家莊市第一醫(yī)院就診的心腦血管疾病日門診量數(shù)據(jù),收集同期每日大氣污染物濃度(PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2、SO_2、CO)及每日最高氣溫、最低氣溫、平均氣溫、最大濕度、最小濕度、平均相對濕度、日平均風(fēng)速、日照小時數(shù)等氣象資料。采用廣義相加模型(Generalized Additive Model,GAM),在用平滑樣條函數(shù)控制時間的長期趨勢和季節(jié)性波動趨勢、“星期幾效應(yīng)”、氣象因素等混雜因素后,納入單日0-7天的滯后效應(yīng)和累積滯后效應(yīng)(lag01-lag07),定量分析石家莊市大氣污染物對心腦血管疾病日門診量的影響,確定最強效應(yīng)期,在雙污染物模型、季節(jié)效應(yīng)、敏感性分析中均采用效應(yīng)最大時的滯后時間。為了直觀的描述氣溫對心腦血管疾病日門診量的影響,本研究通過建立氣溫的“交叉基”函數(shù),納入GAM模型中而構(gòu)建懲罰分布滯后非線性模型(Penalized dlnm),分析不同氣溫對居民心腦血管疾病日門診量的影響及其滯后效應(yīng),并進(jìn)行定量描述、評價氣溫對心腦血管疾病的影響。結(jié)果:1、2014年1月1日-2016年12月31日石家莊市大氣污染物PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2、SO_2、CO平均濃度分別為104.93μg/m3、175.45μg/m3、53.90μg/m3、50.59μg/m3、1.49mg/m3,大氣污染物分布具有一定的季節(jié)性。Spearman秩相關(guān)分析結(jié)果顯示五種大氣污染物之間存在較強的正相關(guān)關(guān)系,尤其是PM_(2.5)與PM_(10)存在強相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.97(P0.01),PM_(2.5)與NO_2、SO_2、CO的相關(guān)系數(shù)分別為0.76、0.63、0.87(P0.01)。PM_(10)與NO_2、SO_2、CO的相關(guān)系數(shù)分別為0.78、0.64、0.84(P0.01)。NO_2與SO_2、CO的相關(guān)系數(shù)為0.75、0.85(P0.01)。SO_2與CO的相關(guān)系數(shù)為0.72(P0.01)。同時可以看出,五種污染物與氣溫、風(fēng)速、日照小時數(shù)均存在負(fù)相關(guān)關(guān)系(P0.01),而與氣壓表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系(P0.01);NO_2、SO_2與相對濕度表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)關(guān)系(P0.01),而PM_(2.5)、PM_(10)、CO與相對濕度表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系(P0.01)。2、通過采用GAM模型分析結(jié)果表明五種大氣污染物對心腦血管疾病日門診量的影響均在當(dāng)天的效應(yīng)最強,單日效應(yīng)的最佳滯后期均是lag0,PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2日均濃度每升高10μg/m3,心腦血管疾病日門診量分別增加0.42%、0.26%、0.92%、1.84%;CO日均濃度每升高0.1mg/m3,心腦血管疾病日門診量增加0.44%。累積滯后效應(yīng)的最強滯后期均是lag06,PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2日均濃度每升高10μg/m3,心腦血管疾病日門診量分別增加0.61%、0.37%、1.35%、2.89%;CO日均濃度每升高0.1mg/m3,心腦血管疾病日門診量增加0.82%。對季節(jié)進(jìn)行亞組分析,發(fā)現(xiàn)大氣污染物在冷季的效應(yīng)較強,PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2日均濃度每升高10μg/m3,心腦血管疾病日門診量分別增加0.80%、0.65%、1.52%、4.71%;CO日均濃度每升高0.1mg/m~3,心腦血管疾病日門診量增加0.82%,且大氣污染物對心腦血管疾病的影響在冷季有統(tǒng)計學(xué)意義。兩污染物模型顯示:在調(diào)整其他污染物后,SO_2對心腦血管疾病日門診量的效應(yīng)失去了統(tǒng)計學(xué)顯著性,PM_(10)只有在調(diào)整SO_2時有統(tǒng)計學(xué)意義;其他污染物仍具有統(tǒng)計學(xué)意義,可能是獨立的危險因素。3、通過采用Penalized dlnm模型分析結(jié)果表明低溫對心腦血管疾病日門診量影響較大,相對危險度會隨著氣溫的變化而變化,氣溫對心腦血管疾病日門診量的影響為非線性,在10℃以下時當(dāng)天(lag0)并未表現(xiàn)出危險效應(yīng),甚至顯示出“保護(hù)性”效應(yīng),但是低溫的危險效應(yīng)會持續(xù)的時間相對較長(近兩周),而在氣溫相對較高時卻是“保護(hù)性”效應(yīng),在滯后15天時呈現(xiàn)出一定的危險效應(yīng),但是沒有統(tǒng)計學(xué)顯著性。在-4℃(1st)和0℃(10th)當(dāng)天的RR值分別為0.89(95%CI:0.80-0.99)、0.91(95%CI:0.84-0.99),表現(xiàn)為保護(hù)作用;在滯后5天時RR值分別為1.07(95%CI:1.03-1.12)、1.05(95%CI:1.01-1.09),出現(xiàn)危險效應(yīng);在滯后10天時RR值分別為1.03(95%CI:1.00-1.07)、1.03(95%CI:1.00,1.06),危險效應(yīng)降低,表現(xiàn)為隨著滯后時間的延長危險效應(yīng)先增強后減弱;在累積滯后5天時,氣溫對心腦血管疾病的影響均無顯著性,在累積滯后10天后,-4℃和0℃均表現(xiàn)出危險效應(yīng),在累積滯后27天時RR值分別為1.81(95%CI:1.11-2.94)、1.53(95%CI:1.00-2.34),氣溫相對較低時危險效應(yīng)更強。在相對較高的氣溫27.7℃和30.7℃時,均未發(fā)現(xiàn)危險效應(yīng)。結(jié)論:1、2014-2016年石家莊市大氣污染物呈現(xiàn)季節(jié)性變化趨勢,表現(xiàn)為“冬重夏輕”的污染特征,具有一定的周期性和季節(jié)性波動趨勢。2、石家莊市大氣污染物濃度對心腦血管疾病日門診量的效應(yīng)存在正相關(guān)關(guān)系且具有滯后效應(yīng)。大氣污染物的危害效應(yīng)具有明顯的季節(jié)性,表現(xiàn)為冷季的效應(yīng)高于暖季的效應(yīng),氣態(tài)污染物的效應(yīng)高于顆粒物的效應(yīng),且NO_2的效應(yīng)最強。在雙污染物模型中發(fā)現(xiàn)NO_2、PM_(2.5)、CO可能具有獨立的危害效應(yīng),而SO_2、PM_(10)可能不具有獨立的危害效應(yīng)。3、石家莊市大氣溫度對心腦血管疾病日門診量的影響表現(xiàn)為非線性,氣溫較低時對心腦血管疾病的危害效應(yīng)較大,并存在15天的滯后效應(yīng);而在氣溫較高時并未發(fā)現(xiàn)危害效應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：山西醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R122.26;X51
【圖文】：

圖 2-1 石家莊市監(jiān)測站和兩所醫(yī)院的地理位置1.3 數(shù)據(jù)清理以八個環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測站數(shù)據(jù)的日均濃度帶入計算，可以得出石家莊市逐日各個污染物的日均濃度，若某種污染物有一半的監(jiān)測站點由于設(shè)備或者其他原因而導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失，則該污染物的日均濃度記為缺失。在環(huán)境污染健康效應(yīng)的時間序列研究中，缺失數(shù)據(jù)是主要的問題，因為刪除缺失數(shù)據(jù)可能會改變現(xiàn)在的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如，自相關(guān)、時間趨勢和季節(jié)性等。目前針對時間序列數(shù)據(jù)缺失值填補主要采用均數(shù)填補法、極大似然估計法、三次樣條函數(shù)差值法、多重插補等[43]。但是，在多變量時間序列數(shù)據(jù)缺失數(shù)據(jù)填補中，協(xié)變量之間可能存在相關(guān)性，因此本文采用EM+Spline 算法，在 R 軟件 mtsdi 包中實現(xiàn)[44]。由于 O3缺失 2016 年的數(shù)據(jù)，在本次研究中 O3不納入分析。

山西醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文從各大氣污染物濃度的時間序列分布圖（如圖 3-1 所示）中可以看出在研究期間內(nèi)石家莊市大氣污染物均呈現(xiàn)“冬重夏輕”的污染特征，具有一定的周期性和季節(jié)性波動趨勢，紅線代表中國國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)，可以看出 NO2、SO2和CO 濃度在冬季超過二級標(biāo)準(zhǔn)，PM2.5和 PM10四季均超過標(biāo)準(zhǔn)。2016 年 SO2的日均濃度呈現(xiàn)“U”型的下降趨勢，其他污染物逐年均呈現(xiàn)相對穩(wěn)定的季節(jié)性波動趨勢。

注：紅線為 GB3095-2012 中國國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)。圖 3-1 研究期間內(nèi)石家莊市大氣污染物的時間序列分布圖石家莊市 2014-2016 年 NO2日均濃度超標(biāo)天數(shù)分別為 64 天、51 天、70 天，共185 天，占 16.9%。SO2日均濃度超標(biāo)天數(shù)逐年減少分別為 45 天、14 天、0 天，共59 天，占 5.4%。PM10日均濃度超標(biāo)天數(shù)分別為 226 天、132 天、146 天，共 504 天，占 46.0%，超標(biāo)率很高。PM2.5日均濃度超標(biāo)天數(shù)逐年減少分別為 234 天、170 天、169 天，共 573 天，占 52.4%，超標(biāo)率極高。CO 日均濃度超標(biāo)天數(shù)分別為 24 天、20 天、18 天，共 62 天，占 5.75%。總之，通過采取措施可以有效預(yù)防污染物的有害排放，2017 年污染物 SO2達(dá)到零超標(biāo)。詳見圖 3-2 ~ 3-6。

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本文編號：2789132