生望亟随医堂盘查垫!!生!旦差箜鲞筮!翅£』堕!丛鲤:丛璺】!垫!!:!些堂:堕堡§·443·.论著.上海市空气质量健康指数的构建及其应用陈仁杰陈秉衡阚海东【摘要】目的构建上海市空气质量健康指数(Shanghaiairqualityhealthindex,SAQHI),对上海市空气质量进行分级。方法2001—2008年上海市中心城区S02、N02、可吸入颗粒物(PM,。)的日均浓度数据来自上海市环境监测中心.同时期上海市日均温度和日均相对湿度资料来自上海市气象局;上海市中心城区户籍居民人口非意外死亡数据来自上海市CDC。对上海市中心城区空气污染与人群非意外死亡的关系进行时间序列分析,构建SAQHI并对上海市空气质量进行分级。结果200l—2008年,上海市中心城区居民日均非意外死亡122例,PMmS02、N02的日均浓度分别为(97.3±59.5)、(50.1±27.8)和(64.7±23.9)p。g/m3,日均温度为(17.7±8.8)℃,日均相对湿度为(71.4±11.8)%。经时间序列分析,构建得到SAQHI公式为:SAQHI=10/17×[exp(0.000153×PM.。)一1+exp(0.000662×N02)一1]×100。依据SAQHI,将上海市空气质量分级为:低健康风险(SAQHI:0—3)、中健康风险(SAQHI:4-6)、高健康风险(SAQHI:7—10)和极高健康风险(SAQHI:>10)。结论SAQHI可用于对上海市空气质量进行分级,能较好地反映上海市空气质量对居民健康的影响。【关键词】空气污染;模型,统计学;时间序列分析;空气质量分级’n幢establishmentandappHcationofShanghaiairqualityhealthindexheng.删ltai—dang.DepartmentofEnvironmentalCorrespondingHealth,KeyLaboratoryRen-j拓.CHENBi嘴一ofPublicHealthSafety,MinistryCHENofEducation.SchoolofPublicHealth.FudanUniversity,Shanghai200032,Chinaauthor:尼州Hat-dD,lg,Ema//:胁池噼∽@矿m正00/7/,Objective1.}lisworkaimedtoconstruct【Abstract】andtOShanghaiairqualityhealthindex(SAQHI)airⅫabtyinsh=sllai.MethodsDailyaverageconcentrationsofparticulatematterwithandN02from2001to2008inthecentralurbanaerodynamicdiameterlesSthan10micrometer(PMlo),S02gradetheofshanghaiwerecollectedfromShanghaiandrelativeEnvironmentalMonitoringCenter.ContemporaneousdataofweredailyaveragetemperaturehumidityobtainedfromShanghaiMeteorologicalBur∞u.ContemporaneousShanghaiweredailynon—accidentalmortalityofregisteredresidentsincentralurbanoftoobtainedfromShanghaiMunicipalCDC,respectively.Time-seriestoanalysis懈eonductedShanghai.Resultsestimatetheassociationbetweenairpollutionanddailynon—accidentalmortalityinthecentralurbana陀鹅ofShanghai.SAQHIaverage.tlleve2008.TheWasthenestablishedandappliedgradetheairqualityinOntowere122Ilon—accidentaldailydeathsinthecentralurbanareasofShanghaifrom200lperiodcontemporaneousdailyaverageconcentrationsofPM…SO,andN02forthewereWag(97.34-59.5),(50.1±27.8)and(64.7±23.9)∥m’,respectively.Dailyaveragetemperature(17.7±8.8)℃,anddailyaveragerelativehumidityWaS(71.4±11.8)%.Basedresuhsoftimeseriesanalysis.formulaforSAQHIWagSAQHI=10/17×(exp(O.000153xPMlo)一1+exp(O.0130662×N02)一1)×100.AirqualityinShanghaiWaggradedaccordingtoSAQHlvalueslowhealthrisk(SAQHI:0—3).moderatehealthrisk(SAQHI:4—6),higIlhe',dthrisk(SAQHI:7—10)andveryhighhealthrisk(SAQHI:>10).ConclusionSAQHIcouldbeappliedingradingairqualityinSh“ghai,andreflecttheeffectsoftheoverallairqualityhealth.【Keywords】qualityAirpollution;Models,statistical;Time-seriesanalysis;ClassificationofairD01:10.3760/ema.j.issn.0253-9624.2012.05.014基金项目:国家973计划(201lCB503802);国家环保公益项目(201209008);教育部新世纪人才计划(NCET-09-0314)作者单位:200032上海,复旦大学公共卫生学院环境卫生教研室,公共卫生安全教育部重点实验室空气污染是全世界面临的主要环境问题和公共卫生问题之一。WHO估计全球每年有超过两百万例的过早死亡归因于空气污染,其中发展中国家占50%以上[11,2003年空气污染造成的健康经济损失通信作者:阚海东,Emil:haidongkan@gmiLeom万方数据主堡亟堕匿兰盈查生§旦箜堑鲞箜i塑£ii!』坠!丛鲤:丛12,Y!!堂:!垒!高达5199亿元…。为使上海市空气质量分级能更好地反映空气质量与居民健康的关系,笔者参考加拿大AQHI的构建方法‘3I,构建了上海空气质量健康指数(ShanghaiAirQualityHealthIndex,SAQHI),对上海市空气质量进行分级,现将结果报道如下。资料与方法一、资料200l—2008年上海市中心城区S0:、N0:、可吸人颗粒物(particulatematterwithaerodynamicdiameterlessthan10micrometer,PM】o)的日均浓度数据来自上海市环境监测中心;同时期日均温度和日均相对湿度资料来自上海市气象局;上海市中心城区户籍居民人口数据来自上海市民政部门,非意外死亡数据来自上海市CDC。二、方法1.时间序列分析:核心统计模型为基于对数线性模型的半参数广义相加模型,以半泊松回归模型控制数据的过离散问题。41,公式为:lose(K)=届Zf+s(time,力勺+DOW+s(temp,6)+s(rh,3)其中,E(E)为第t日居民死亡数的期望值,JB为污染物的单位增量所导致的超额死亡率,z,为第t日当天空气污染物浓度值(斗g/m3);s(time,af)为时间的自然立方样条平滑函数,够为自由度,设为8;DOW为“星期几”的指示变量;s(1emp,6)为温度的自然立方样条平滑函数,其自由度为6;s(rh,3)为相对湿度的自然立方样条平滑函数,其自由度为3[5J。分别拟合单污染物模型和双污染物模型,并分析污染物滞后1—3d对健康影响的滞后效应。运用R2.13.1软件中的mgcv软件包进行统计学分析。2.构建SAQHI:(1)以零浓度为基线,以时间序列分析中获得的J日值计算2001--2008年各污染物所致非意外超额死亡率的比例,公式为ER。=100×[exp(#×P。)一1]。其中,朋。为污染物i在第t天导致的超额死亡率,‰为第i个污染物在第f天的平均浓度。(2)将各污染物所导致的超额死亡率ER。相加,得到空气质量相关的非意外超额死亡率ER,。将朋。乘以10后再除以研究期间数值最大的职。,即可得到范围为0到10的ER。,即SAQHI”j。为方便信息交流与发布,SAQHI均四舍五人为整数值。(3)以SAQHI数值替换公式中的z。作为线性变量纳入时间序列模型,检验SAQHI预测上海市中心城区居民死亡水平的效能。研究期间SAQHI的自由度设置为3,分析SAQHI与非意外死亡率的暴露反万方数据应关系。分别拟合SAQHI与非意外死亡率的线性模型和非线性模型,计算两模型的赤池信息量准则(akaikeinformationcriterion,AIC)值,判断该暴露反应关系形状是否为线性峥o。(4)查阅流行病学研究文献和国内外AQI、API、AQHI的分级健康信息,计算、分析2001--2008年上海市SAQHI的频数分布,结合专家咨询意见,编制SAQHI的分级标准及相应的健康指南。结果一、时间序列分析2001--2008年上海市中心城区居民日死亡例数、污染物浓度和气象资料见表l。上海市中心城区居民日均非意外死亡122例,PM…SO:、NO:的Et均浓度分别为(97.3±59.5)、(50.1±27.8)和(64.7±23.9)¨g/m’,日均温度为(17.74-8.8)℃,日均相对湿度为(71.4±11.8)%。Spearman相关分析显示,PM叭SO:、NO:与非意外死亡之间均存在相关关系,r值分别为0.19、0.28、0.32,P值均<0.01。3种污染物的浓度存在相关关系,其中PM。。与s02的r值为o.68(P<0.01);PMlo与N02的r值为0.75(P<0.01);S02与N02的r为0.66(P<0.01)。在单污染物模型中,PMmS02、NO:浓度每升高1v.g/m3,上海市中心城区居民非意外死亡率分别上升0.02%(95%C/:0.01%一0.02%),0.04%(95%C/:0.02%一0.06%)和0.07%(95%C/:0.05%一0.09%)。在双污染物模型中,分别控制SO:和PM。。的效应后,N02的效应有增强趋势;控制SO:的效应后,PM。。的效应几乎不受影响,但在控制NO:的作用后PM。。效应无统计学意义;SY别控制PM。。和N02的作用后,s0:的效应无统计学意义(表2)。与滞后1~3d相比,PM,。和NO:的当天浓度引起的非意外超额死亡率最大,s0:当天浓度在滞后ld时引起的非意外超额死亡率最大(图1)。表l时间序列分析中各变量的数据分布情况注:PMl0.可吸人性颗粒物,%、P∞和P"分别为第25、第50和第75百分位数主堡亟瞳医堂苤盍垫12生§旦筮堑鲞星!塑!!堕!堕!丛鲴:丛业垫!!:!吐堑。塑生!·445·表2不同污染物对居民健康影响的时同序列分析结果注:表中为PMl0、S02、N02浓度每升高1v,,/m3的非意外超额死亡率及其95%CI值0.100.∞窑o.∞*荽0.04簧㈣0.∞吨02莎_L—J_—L—L———J_—L—L—L———_L—.L—“0I230l230l23巩。s02鸭黑色圆点为在不同滞后时间(0—3d)相应污染物浓度每升高1“∥m3所引起的非意外超额死亡率,上下方短线为其95%可信限,PM…可吸入颗粒物,横坐标刻度值0-3为滞后时间(分别为当天、滞后l一3d)图1不同空气污染物对居民健康影响的滞后效应二、构建的SAQHI由于PM.。、NO:在双污染物模型分析中效应最稳健,笔者以其作为空气质量的指示污染物,SAQHI计算公式为:SAQHI=10/17×[exp(0.000153×PMlo)一1+exp(0.000662×N02)一1]×100式中,10为SAQHI的归一化尺度;17为研究期间数值最大的超额危险度(职,);0.000153和0.000662分别为PM。。和N0:在单污染物模型中估计的效应系数。再次拟合时间序列模型发现,SAQHI每升高~个单位,当天非意外死亡率升高1.03%(95%C/:0.70%一1,37%)。三、SAQHl分级SAQHI与上海市中心城区居民非意外死亡率的暴露反应关系曲线呈线性无阙值型(图2)。线性模型和非线性模型的AIC值分别为23344.0和万方数据23346.3,差别为0.01%,即该暴露反应关系曲线为线性。依据SAQHI,将上海市空气质量分级为:低健康风险(SAQFII:O~3)、中健康风险(SAQHI:4—6)、高健康风险(SAQHI:7—10)和极高健康风险(SAQHI>10)。各级健康信息以不同颜色进行预警,其相应健康指南见表3。16善簧粪10奢耄U蒌5釜"皿rwOO12345678910上海市空气质量指教图中实线为上海市空气质量健康指数(SAQH!)与非意外超额死亡率的暴露反应曲线,虚线为其95%可信限圈2上海市空气质量健康指数(SAQHI)与非意外超额死亡率的暴露反应关系表3SAQHI的分级健康指南讨论我国现行的空气质量日报体系是以前一天中午12点至当天中午12点的浓度均值作为当天的污染水平,因此相当于滞后半天。敏感性分析发现,与滞后l~3d相比,当天的污染水平导致的死亡效应通常最大。时间序列分析显示.在单污染物模型中,PM。.,、0,等),并结合更全面的健康效应数据(如医院门诊、急诊、住院资料等),对SAQHI进行修订。需注意的是,时间序列分析属生态学研究,生态学谬误、暴露测量误差及各污染物间存在较强的相关关PM.。、S02、NO:均可对当天居民非意外总死亡率造成影响,但在双污染物模型中,NO:和PM,。的健康效应最稳健。笔者以NO:和PM。。作为空气质量的指示污染物,以单污染物模型计算的超额死亡数为基础,构建SAQHI。实际运用时,将PMlo和N02的当天平均浓度代人公式即可得到当天的SAQHI。系等使得对模型的分析结果应慎重解释m]。参考文献[1]WorldHealthOrganization.WHO笔者所构建的SAQHI与我国现行的API比较如下:(I)SAQHI以PM.。、NO:作为指示污染物,可更全面地反映空气质量及其对健康的影响。API以PM。SO:和N023个污染物中最大的API值反映当Airqualitydioxideguidelinesandforpaniculatematter,nitrogensulfurdioxide.Geneva:WH0.2006:8-13.f21TheWoddBank.CostofpollutioninChina:economicestimatesofphysicaldamageseconomic.Washington.D.C.:TheWorldBank,2()0719-32.天的空气质量,难以全面反映空气质量对健康的影响。(2)SAQHI表明空气质量与健康效应间存在线性无阈值关系。而API是分段线性函数值,当低于某一限值时,即认为无健康危害。(3)SAQHI采纳f31StiehDM.BumettRT,Smith.DoimnM,etindexat.Anwmuhipollutant.nO.thresholdairqualityhealthshort.terulassociation8obserredWasteManaginbaseddailytime.aeriesanalyses.JAirAssoc.2008.58(3):435_450.[4]来桂香,江莉莉。陈围海,等.上海市大气气态污染物与居民每日死产关系的时间序列研究.环境与鳇康杂志,2006.23(5):390-393.了上海当地的暴露反应关系曲线,更符合当地污染情况和人群健康特征。(4)SAQHI能更好地反映当天空气质量的急性健康效应。SAQHI基于时间序列分析,能反映空气污染水平短期波动对健康的影[5]DominieiF,PengRD,BellML,etaLFineparticulatesirrespiratorypollutionandhospitaladmissionforcardiovascularanddiseases.JAMA.2006。295(10):1127-1134.[6]SamoliE,AnalitisA.TouloumiG,etaLEstimatingtheexposure—响。而APi值所依赖的日均值标准限值,部分源于年均值和日均值统计学对应关系转换,年均值标准responserelationshipsbetweenparticulatematterandmortalitywithintheAPHEAmuhicity0roj,mLEnviranHealthPerspoct,2005.113(1):88-95.of[7]GoldmanGT。MulhollandJA,RussellAG,etexposureat.Impact的制定则主要来源于美国长达十余年的队列研究结果…。SAQHI的预期应用前景和健康收益主要包括:measurementinairpollutionepidemiology:effect0ftypeinlime-seriesstudies.EnvironHealth.201I.10:6I.[8】VedalS,Kaufman.ID.What如∞multi·pollutantairpollufionresearchmean?AmJRespirCfitCareMed,201l,183(1):4石.(1)将每天官方发布的PMmSO:和NO:浓度信息,自动转换成SAQHI;(2)为构建各地的AQHI提供参考。今后可引入更多的空气污染检测指标(如(收稿日期:2012-02—13)(本文编辑:杨文杰吕相征).网上资源导航.《药物安全性》简介《药物安全性》(DrugSafety),创刊于1990年,月刊,影响因子是3.60,由国际药物安全监督学会(InternationalSocietyof临床特征、预防和管理的专业权威综述,也发表某药物副作用和效能的数据,即药物益处.风险评估的深度综述。该刊被多个国际知名数据库收录.如:荷兰医学文摘(EMBASE)、国际药学文摘数据库(InternationalPharmaceuticalPharmacovigilance,ISOP)主办,并由ADIS出版社出aspx。版。网址:http://adisonline.eom/drugsafety/pages/defaulL该刊是一本国际性综述期刊,签署了国际医学期刊编辑委员会(ICMJE)提出的生物医学期刊投稿统一要求(URMSBJ),是期刊伦理委员会(COPE)的成员之一。该刊内容涉及药物安全监视、药物流行病学、利益一风险评估、风险管理和药物误服预防等多个学科,所设置栏目包括:论著、综述、系统综述、述评、社论、简报、评注、通信、实际应用等。该刊发表药物分类和特定药物副作用的流行病学、A1)stracts)、美国生物学文摘(BIOSISContents·ClinicalPreviews)、现刊目次一临床医学(CurrentMedicine)、科学引文索引(SCI)、期刊引文报告科学版(JournalCitationReports/ScienceEdition)、生命科学数据库Awareness(ElsevierBIOBASE)、生命科学近期通报(CurrentinBiologicalSciences)、MEDLINE等。(中国医科大学医学信,t-学系黄亚明整理)万方数据上海市空气质量健康指数的构建及其应用
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
陈仁杰, 陈秉衡, 阚海东, CHEN Ren-jie, CHEN Bing-heng, KAN Hai-dong200032上海,复旦大学公共卫生学院环境卫生教研室,公共卫生安全教育部重点实验室中华预防医学杂志
Chinese Journal of Preventive Medicine2012,46(5)
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