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《武汉市大气污染物水平与儿童呼吸道疾病门诊量的滞后效应分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
分类号学号２０１５０９７０３０１２学校代码１０４８８密级硕士学位论文武汉市大气污染物水平与儿童呼吸道疾病门诊量的滞后效应分析学位申请人：学科专业：公共卫生与预防医学指导教师：陈丹副教授答辩日期：２０１８年５月 StudyoninfluenzaepidemiologyandmolecularevolutionofTheLagEffectivenessAnalysisoftheLevelsofAirPollutantsandtheCasesofRespiratoryDiseasesforChildOutpatientinWuhanCityMasterCandidate：LiuzhunMajor：PublicHealthandPreventiveMedicineSupervisor：Prof.ChendanWuhanUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430081,P.R.ChinaMay,2018 武汉科技大学研究生学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除了文中己经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处一，本人承担切相关责任。魏曰期Ｉ。Ｍ论文作者签名：今：時碑研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门（按照《武汉科技大学关于研宄生学位论文收录工作的规定》执行）送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将本论文的全部或部分内容编入学校认可的国家相关数据库进行检索和对外服务。论文作者签名：指导教师签名：Ｍ日期：Ｍ時以咖 摘要目的：本研究探讨了武汉市大气污染水平对医院儿童门诊呼吸道疾病发病情况的影响。方法：收集2015年1月1日至2016年12月31日期间湖北省妇幼保健院儿童呼吸系统疾病每日门诊病例资料，及同时间段武汉市大气污染物资料和气象资料。采用Spearman相关性分析大气污染物与平均相对湿度和平均温度的相关性；采用广义相加模型控制星期几效应、气象因素和法定节假日等因素影响，建立大气污染物与儿童上、下呼吸系统疾病和儿童呼吸系统疾病总门诊量的模型。结果：臭氧（O3）浓度与平均温度、一氧化碳（CO）与平均相对湿度呈正相关，其他均成负相关。在累积滞后效应中大气污染物浓度每上升一个IQR呼吸系统疾病就诊总量上升分别为：细颗粒物（PM2.5）（lag0：4）1.78%（95%CI:0.12%~3.46%）、可吸入颗粒物（PM10）（lag0：5）3.48%（95%CI:0.49%~6.56%）、二氧化氮（NO2）（lag0：5）6.59%（95%CI:3.75%~9.52%）、CO（lag0：5）3.27%（95%CI:0.02%~6.63%）、二氧化硫（SO2）（lag0：5）3.66%（95%CI:0.62%~6.80%）、O3（lag0：4）2.65%（95%CI:0.03%~5.29%），6种大气污染物都是在累积滞后4~5日时就诊总量风险ER达到最高。下呼吸道疾病就诊量与O3无显著关联（P＞0.05）。结论：城市大气污染物浓度的升高致使了儿童呼吸系统疾病就诊量的升高，空气污染状况亟待改善，相关部门需加强监测和预防措施，以降低儿童呼吸系统疾病患病率。关键词：空气污染；儿童；呼吸系统疾病；时间序列分析I AbstractObjective:ThispaperdiscussestheimpactofthelevelsofairpollutantsinWuhanCityonthecasesofrespiratorydiseasesforchildoutpatientMethod:TheclinicaldataofdailyoutpatientforrespiratorydiseasesinchildreninHubeiMaternalandChildHealthHospitalfromJanuary1st,2015toDecember31st,2016iscollected,andthedataofairpollutantsandmeteorologicaldataduringthesameperiod.TheSpearmancorrelationisusedtoanalyzethecorrelationbetweentheairpollutantsandrelativehumidityandaveragetemperature.Thegeneralizedadditivemodel(GAM)isusedtocontrolthefactorssuchasthedayoftheweek,meteorologicalfactors,andstatutoryholidaystobuildthemodelofairpollutantsandtheamountofoutpatientforupperandlowerrespiratorydiseases,anddiseasesofrespiratorysysteminchildren.Result:TheconcentrationofO3&averagetemperature,CO&relativehumidityarepositivelycorrelated,theothersareallnegativelycorrelated.Inthecumulativelageffect,whenairpollutantconcentrationraisesbyoneIQR,thereisanincreaseinoutpatientamountforrespiratorydisease,whichrespectivelyisPM2.5（lag0：4）1.78%（95%CI:0.12%~3.46%）,PM10（lag0：5）3.48%（95%CI:0.49%~6.56%）,NO2（lag0：5）6.59%（95%CI:3.75%~9.52%）,CO（lag0：5）3.27%（95%CI:0.02%~6.63%）,SO2（lag0：5）3.66%（95%CI:0.62%~6.80%）andO3（lag0：4）2.65%（95%CI:0.03%~5.29%）,theriskERforoutpatientamountreachesthehighestatlag4to5forallthesesixairpollutants.ThereisnosignificantcorrelationbetweentheoutpatientamountforlowerrespiratorytractdiseasesandO3(P>0.05).Conclusion:Theconcentrationincreaseofurbanairpollutantsresultsintheincreaseinoutpatientamountforrespiratorydiseasesinchildren.TheconditionoftheairpollutionistobeimprovedthattherelevantdepartmentsshouldstrengthensurveillanceandpreventioninordertoreducetheprevalencerateofrespiratoryII diseasesinchildren.KeyWords:AirpollutantsChildrenRespiratorydiseasesTimeseriesmethodIII 目录中文摘要................................................................................................................I英文摘要...............................................................................................................II前言........................................................................................................................11研究方法与内容.................................................................................................41.1研究对象.........................................................................................................41.1.1大气污染物资料..........................................................................................41.1.2气象资料......................................................................................................41.1.3病例资料......................................................................................................41.2统计学方法.....................................................................................................51.2.1描述性分析..................................................................................................51.2.2相关性分析..................................................................................................51.2.3时间序列分析..............................................................................................52结果....................................................................................................................82.1描述性分析结果.............................................................................................82.1.1大气污染资料分析结果..............................................................................82.1.2气象资料分析结果.....................................................................................112.1.3病历资料分析结果.....................................................................................132.2相关性分析结果............................................................................................142.3时间序列分析结果........................................................................................162.3.1滞后效应分析结果.....................................................................................162.3.2累积滞后分析结果.....................................................................................243讨论...................................................................................................................323.1武汉市空气质量情况和应对措施................................................................323.2大气污染物对儿童呼吸系统疾病门诊量影响............................................333.3预防大气污染对儿童呼吸系统危害的建议及对策....................................364结论与展望.......................................................................................................384.1结论................................................................................................................38IV 4.2不足与展望....................................................................................................38致谢......................................................................................................................40参考文献..............................................................................................................41综述......................................................................................................................46参考文献..............................................................................................................52中英文缩略语对照表..........................................................................................54研究生期间论文发表情况..................................................................................55V 武汉科技大学硕士学位论文前言空气是人类生存不可缺少的物质，由氧气、氮气、二氧化碳、氩气、臭氧、水蒸气和固体微粒构成的混合物。按体积计算正常的组成是约78%的氮气、约21%的氧气、约0.93%的氩气和0.03%的二氧化碳，其他组成成分的含量微乎其微。随着我国经济的社会发展和城市化进程的加快，大气中的污染物种类也越来越多，越来越复杂，大气的组成成分构成发生了巨大的变化。大气污染物达到一定的浓度时，就会影响到生态循环，甚至人们的衣食住行和健康等方方面面，可［1］能对人们的生活造成很多危害。气体状态污染物是以分子状态存在的污染物，简称气态污染物。气态污染物的种类很多，总体上可以分为五大类：以二氧化硫为主的含硫化合物，以氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物、碳氧化物、有机化合物及卤素化合物等。对于气态污染物，又可分为一次污染物和二次污染物。一次污染物是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质；二次污染物是指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。在大气污染控制中，受到普遍重视的一次污染物主要有硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）、碳氧化物（COx）及有机化合物等；二次污染物主要有硫酸烟雾和光化学烟雾。现阶段，公认对人群健康产生较大影响的大气污染物有一百多种，大气中细颗粒物的增加是导致空气质量降低和雾霾发生的主要原因。PM2.5由于粒径较小更容易吸附各类有毒有害物质，且可直接进入呼吸系统到达肺泡深处引发各类呼吸系统疾病，也成为了［2］很多地区的首要大气污染物。随着空气污染问题日益严重，很多重点发展的地区出现了严重的大气污染趋势。自2013年以来，华北华东地区雾霾天气逐年增多，严重影响人民健康，对国民经济发展带来巨大破坏。2013年在纳入监测范围的全国74座城市里空气质量达标的比例仅为4.1%，且PM2.5的年均浓度高于国家标准的两倍以上。根本原因还是我国城市化、工业化长期快速发展导致了生态环境被破坏，并且因国情和生活方式的不同，空气污染特点与发达国家也有所区别，很多发达国家的大气1 武汉科技大学硕士学位论文［3］污染主要是由汽车排放的尾气导致，而我国大多数地区则是以煤烟和汽车排放的尾气混合产生的大气污染为主［4-6］。从环境监测数据来看，在我们国家的北［7］京市、天津市以及河北省的一些地区已经是全球大气污染最为严重的区域。大气污染不仅仅能对环境产生破坏，还会造成人群呼吸系统疾病、心血管疾病和过敏等疾病的发病率增加［8-15］，更严重的还会对新生儿的死亡率带来一定影响［16］。有研究结果显示［17-18］，大气污染物会损害呼吸道细胞，从而导致呼吸系统疾病的发生。近年来国家加大了空气污染的治理力度，大气质量有所好转但依然不容乐观。2015年全国338个地级及以上城市中73个城市空气质量达标，占比21.6%。全国2016年大气污染整体情况比2015年有所好转，有84个城市空气质量达标，占比24.9%。武汉市由于近年来发展迅猛带来的大气污染问题也比较严重，频现雾霾天气。由于武汉市的城市特点和生活习惯所致，武汉市PM2.5和PM10主要来源于工业生产、机动车、燃煤和扬尘，是武汉雾霾的四大成因。2015年武汉市大气污染物日均值与《环境空气质量标准（GB3095-2012）》［19］中PM2.5的二级浓度限值相比，PM2.5日均值超标天数为125天；PM10日均值超标天数为69天；NO2日均值超标天数为30天；O3日均值超标天数为19天；SO2、CO的污染状况还算良好，日均值和年均值均未超标。6种大气污染物中仅有两种污染物日均值未超标。由此可见2015年武汉市空气质量不容乐观，而频发的雾霾天气也与PM2.5的超标天数有着直接的关系。2016年武汉市大气污染状况除O3外整体有所好转，O3日均值超标天数为145天；PM2.5日均值超标天数为90天；PM10日均值超标天数为49天；NO2日均值超标天数为19天；SO2及CO日均值未超标。空气污染已严重影响到武汉市市民生活质量和市内人群的健康，特别是对老人、小孩和孕妇等易感人群带来巨大危害。总而言之，近年来武汉市大气质量整体情况不容乐观，空气污染已是现代化进程带来的严重副作用之一，对城市人群健康带来的影响已不容忽视。随着空气污染的越发严重，人们也逐渐开始关注起大气污染带来的社会影响和对人群健康的危害，特别是对呼吸系统疾病的影响。国内外很多研究表明大气污染与呼吸系统疾病之间存在明显的关系。Callesen［20］等在丹麦选取了500名儿童来研究大气污染对儿童的危害，研究结果发现大气污染会升高儿童患过敏性鼻炎的几率。Sunyer等［21］在欧洲的研究结果显示，SO2浓度的上升会增加呼吸系2 武汉科技大学硕士学位论文统疾病和哮喘的就诊量，且对由于呼吸系统疾病导致的死亡有明显的影响，SO2浓度每上升10μg/m3，医院肺病就诊数量增加0.7%。千叶大学［22］在日本的一个研究显示室外NO32浓度每增加10μg/m，人群患哮喘的危险性增加2.1倍。室内NO2浓度的增加对男生的影响不大，而与女生的哮喘等呼吸系统疾病的发病率有显著关系。Beelen等［23］的研究结果表明NO32浓度每升高10μg/m，呼吸系统疾病死亡风险增加1.22倍。Gleason等［24］在新泽西地区展开对当地人群受大气污染影响的研究中发现PM［25］2.5和O3对哮喘急诊量有明显的影响。张燕萍等的研究发现PM310浓度每升高10μg/m，小儿支气管炎的患病率上升2.17%；PM2.5浓度每升高10μg/m3，小儿支气管炎的患病率上升3.74%。朱悦等［26］在沈阳的研究一项研究中发现，大气污染物PM310浓度每增加10μg/m，小儿上呼吸道疾病门诊量增加1.19%。PM10会影响呼吸道的上表皮细胞，从而使人群罹患呼吸系统疾病［27］，还会危害到儿童肺部功能［28］，并且PM10的浓度升高对人群的死亡率也有一定影响［29］。与成人相比，儿童的呼吸系统发育还不完善，对各类大气污染物的抵御能力更低，更加会导致呼吸系统疾病。本研究以武汉市为例，分析武汉市大气污染物浓度对儿童呼吸系统疾病日门诊量的影响，拟通过本次研究让大家了解大气污染对人群特别是儿童健康的危害，提出有效的大气污染健康防护意见，为相关部门制定相应的预防和应急措施提供参考。通过大气污染对儿童健康影响的研究，引起人们对儿童受空气污染暴露下健康的关注，积极采取有效措施去应对，提高健康生活的意识和防护措施。3 武汉科技大学硕士学位论文1研究方法与内容1.1研究对象1.1.1大气污染物资料本研究中武汉市2015年1月1日至2016年12月31日的空气污染物监测数据来源于武汉市环保局环保监点数据。由武汉市疾控中心进行收集整理，本研究选用的是大气污染物的全市平均水平数据。9个环保监测点所在区分别为：江岸、汉阳、武昌、青山、东西湖区和东湖生态旅游风景区、东湖新技术开发区、武汉经济技术开发区。青山区辖区内驻有10多个大型企业和科研机构，是“一五”计划时期国家投资建设的新型工业基地，由于工业的大力发展目前也成为了武汉市大气污染最为严重的一个区。武昌区近年来有10条地铁在建设，几十个地铁站同时在开挖。据不完全统计还有上万个大大小小的工地在施工，空气中的可吸入颗粒物急剧增多。大气污染物包括PM10、PM2.5、O3、CO、NO2和SO26项空气指标。采样及检测涉及的设备如下：确定颗粒物浓度选取的采样器：崂应2030型中流量智能TSP采样器（宜昌）/天虹TH-150C（武汉）；天平：梅特勒托利多AB135-S；恒温恒湿箱：晨光HS-225/上海一恒BPS-50CL；滤膜：玻璃纤维滤膜，石英滤膜；离子色谱：ThermOScientificICS-2100；ICP-MS：ThermOScientificiCAPQ；GC-MS：ThermOScientificISQTRACE1300。1.1.2气象资料气象监测数据来源于武汉市气象局，由武汉市疾控中心收集整理。所收集数据为国家基本气象站的数据，可代表全市平均水平。本研究选用了2015年1月1日到2016年12月31日期间武汉市每日的日均相对湿度和日均温度作为气象资料。1.1.3病例资料4 武汉科技大学硕士学位论文病例数据选自湖北省妇幼保健院。该院是全省儿童疾病的指导中心，并且医院数据信息化完善，方便数据提取、溯源和研究。综合以上因素，此次研究选取的湖北省妇幼保健院作为病例纳入医院。数据从该医院门诊医院信息系统（HIS）提取，收集的时间区间为2015年1月1日至2016年12月31日。选取的就诊者为武汉市本市居住介于0~14岁的儿童，统计按照国际疾病分类标准第十版（ICD-10）进行筛选呼吸系统疾病的病例（J00~J99）。上呼吸道疾病病例总计有350318例，病例的主要诊断为上呼吸道感染、感冒、咽炎、喉炎、扁桃体炎等。下呼吸道疾病病例总计有265278例，病例的主要诊断为哮喘、肺炎、支气管炎等。总呼吸系统疾病选取的是呼吸道疾病病例的总和。1.2统计学方法1.2.1描述性分析对PM10、PM2.5、O3、CO、NO2和SO26种大气污染物浓度指标，日均相对湿度和日均温度2种气象指标和儿童上呼吸道疾病门诊量、下呼吸道疾病门诊量和儿童呼吸系统疾病门诊总量进行描述性分析。分析指标的最小值、最大值、P25、P50和P75。1.2.2相关性分析通过SPSS17.0软件对数据进行统计学分析，对6种大气污染物浓度与2种气象指标进行相关性分析，采用Spearman相关性分析方法分析PM10、PM2.5、O3、CO、NO2和SO2与平均温度和相对平均湿度的相关性。1.2.3时间序列分析分析方法采用国际上已广泛接受的时间序列分析，相对武汉市总人口而言，每日儿童发生呼吸系统疾病的情况相对来说算低概率事件，其分布服从Poisson分布。通过基于Poisson回归的广义相加模型（generalizedadditivemodel，GAM）分析门诊量与空气污染物的关联性［30］。想比起广义线性模型（generalizedlinearmodel，GLM），广义相加模型不仅仅能解释变量本身，还可以研究变量的平滑函数，会更加的灵活而不是来自于一个事先设定好的模型。除了观察大气污染物对门诊量的影响外，同时还控制了其他混杂因素的影响，如控制星期几效应（Dayofweek）和假期效应（Holiday），并采用自然样条平滑函数拟合时间序列的长5 武汉科技大学硕士学位论文期趋势，平均温度和平均相对湿度，用来确定温度、湿度和时间趋势的自由度。长期趋势是指研究的时间段内大气污染物浓度资料、气象资料、儿童呼吸系统疾病门诊量资料的持续增长或减少的趋势，用来分析门诊病历数据，死亡率等一些随着时间长期变化的数据。平均温度和平均相对湿度这些气象因素对最终的健康结局有很大的作用，所以一般在研究大气污染对门诊量的影响时，控制气象因素的影响是必不可少的，特别是气温的影响。比如气温很低也有可能导致儿童呼吸系统疾病的发生等。最后自由度的选择基于赤池信息准则（AIC）法则［31］，赤池信息准则是衡量统计模型拟合程度的一种标准，是由日本统计学家在分析时间序列相关问题中提出来的一种准则。建立模型：GAM模型如下公式（1）所示logE（Yt）＝βZt＋ns（time，df）＋ns（temperature，df）＋ns(RH，df)＋Dayofweek＋Holiday＋Intercept（1）E（Yt）是指在t日儿童发生呼吸系统疾病的就诊数；Zt表示第T日污染物的浓度；β是暴露反应关系系数；ns为自然平滑样条函数，df是其自由度；temperature为当日平均气温；RH为当日平均相对湿度；time是长期的日期变量；Dayofweek为星期几效应，作为因子变量引入模型，因为一个星期间每天门诊问诊的人数不一样，最明显的就是到了星期日因为一个医疗资源调配的因素，门诊人数可能会因此减少，然而到了星期一又会突然增加，所以有必要对星期几效应进行一定的控制。Holiday为节假日效应，因为假期也是影响就诊量的一个重要因素，作为哑变量引入模型，intercept为截距。对当日的大气污染物浓度（lag0）与儿童上呼吸系统疾病门诊量、儿童下呼吸系统疾病门诊量和儿童呼吸系统疾病门诊总量分别进行分析。然后再进行滞后效应分析，由于个人体质差异对于大气污染物的敏感程度的不一样，很多时候是经过一段时间后才会产生机体的反应，这个时间段就是滞后的天数。因为人群暴露在大气污染的环境中不是马上产生反应和病发，所以这时候就需要用到滞后效应来分析，即用今日的儿童呼吸系统疾病门诊量与前面几日的大气污染物指标之间进行回归分析。今日的呼吸系统疾病门诊量与前面一天的大气污染物指标进行回归分析，就是滞后一天的结果，以此类推。为了研究前几日大气污染指标对当日的儿童呼吸系统门诊量的影响，一般会选择滞后时间5日进行分析。本研究分析滞后1-5天（lag1--lag5）和污染物浓度多日移动平均值，即累积滞后1-5天（lag0：6 武汉科技大学硕士学位论文1-lag0：5）时6种大气污染物对儿童上、下呼吸系统疾病门诊量和儿童呼吸系统疾病总门诊量之间的关系。大气污染物多日移动平均值是指前面1日和2日的大气污染物的浓度一起的作用。分析多日移动平均值对儿童呼吸系统疾病的影响有助于了解前面几天的大气污染物的质量累积在一起对当日的儿童呼吸系统门诊量的影响。比如分析大气污染物浓度累积1日对当日儿童呼吸系统疾病的影响，就是先统计当日和前一天两天的大气污染物浓度的平均值对儿童呼吸系统门诊量的影响。因为很多时候呼吸系统疾病是受几日的大气污染物浓度累积的影响才导致的，所以加入大气污染物移动平均值对儿童呼吸系统疾病门诊量的影响也显得非常有必要。分别对不同暴露时段效应进行检验，选取最大效应值为大气污染物对门诊量影响的暴露风险估计值（ER及其95%CI）。考虑滞后效应能够推算出前几天的大气污染物浓度对几天后人群健康的危害。使用公式（2）计算大气污染物浓度每增加一个四分位间距（IQR）其门诊量增加的风险，各污染物的四分位间距为PM3332.5（46.81μg/m）、PM10（66μg/m）、NO2（25μg/m）、O3（68μg/m3）、CO（460μg/m3）和SO32（8μg/m）。因不同大气污染物浓度上升同等水平对儿童呼吸系统疾病的影响有很大差异，因此选用大气污染物浓度上升一个四分位间距来进行本研究。由于本研究选用的是6种大气污染物对儿童呼吸系统疾病门诊量的研究，所以选用大气污染物浓度每上升一个四分位间距带来的儿童呼吸系统疾病的增量是比较合理的。ER=[exp(β×IQR）-1]×100%（2）数据分析采用R3.43统计软件进行拟合，所用的软件包为dlnmlibrary(mgcv)、library(dlnm)、library(splines)。检验水准为0.05。7 武汉科技大学硕士学位论文2结果2.1描述性分析结果2.1.1大气污染资料分析结果根据国家《环境空气质量标准（GB3095-2012）》中的二级浓度限值各污染物日均限值标准，大气污染物SO32的日均浓度及年均浓度限值分别为150μg/m、60μg/m3；大气污染物NO32的日均浓度及年均浓度限值分别为80μg/m、40μg/m3；大气污染物CO的日均浓度限值为4mg/m3；大气污染物O3的日均浓度限值为160μg/m3；大气污染物PM310的日均浓度及年均浓度限值分别为150μg/m、70μg/m3；大气污染物PM32.5的日均浓度及年均浓度限值分别为75μg/m、35μg/m3。由表2.1可见2015年武汉市大气污染物日均值与《环境空气质量标准（GB3095-2012）》中的二级浓度（下同）限值相比，PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO和O3日均值超标天数分别为125天、69天、0天、30天、0天和19天。且PM2.5、PM10、SO2和NO2均是在1月污染程度最高，7月污染程度较轻。CO也是在1月污染程度最高，略有不同的是在8月污染程度较轻。O3的污染时间段和其他大气污染物区别较大，在5月污染程度达到最高水平，12月时污染程度较轻。由此数据可以发现武汉市大气污染物基本在冬季污染情况比较严重，可能因为冬季气象条件降雨量和风速等不利于大气污染物的扩散，还有冬季部分地区的集中供暖导致大气污染严重。根据相关数据显示我国雾霾天气也有明显的季节性，且冬季雾霾天气占全年雾霾天气总数的4成以上。2015年武汉市空气质量整体不容乐观，6种大气污染物中仅有两种污染物日均值与《环境空气质量标准（GB3095-2012）》中的二级浓度限值相比未超标。PM2.5的超标天数更是达到了全年总天数的34.7%，相当于在武汉市平均每3天就有一天PM2.5是处于超标的状态，这也解释了2015年武汉市频繁出现能见度非常低的天气的原因。大气污染物NO2和O3的污染程度相对于PM2.5和PM10的污染程度要略好，超标天数均没有超过30天。详见表2.1。8 武汉科技大学硕士学位论文表2.12015年武汉市6种大气污染物描日均浓度的描述情况四分位数（μg/m3）超标天月均最高大气年均值超标月均最低数（天）月份/浓污染（μg/m率月份/浓度P25P50P75度物3）（%）（μg/m3）（μg/m3）1月PM2.570.342.458.386.212534.77月/35.0/124.1100.138.1月PM10106.669.06919.27月/62.620/158.0SO218.811.616.823.0001月/33.07月/10.0NO250.535.946.761.6308.31月/74.47月/34.6CO108079010101280001月/15608月/730101.5月O378.044.374.4195.312月/24.00/136.0由表2.2可见2016年武汉市大气污染物日均值与《环境空气质量标准（GB3095-2012）》中的二级浓度限值相比，PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO和O3日均值超标天数分别为90天、49天、0天、19天、0天和145天。且PM2.5和SO2同在1月污染程度最高，7月污染程度较轻。NO2和CO同在12月污染程度最高，7月污染程度较轻。PM10则是在3月浓度达到最高，在10月到达最低浓度。且PM2.5、PM10、SO2、NO2和CO五种大气污染物浓度在年均值和超标天数等整体情况虽优于2015年，但总体也不容乐观，PM2.5超标天数虽然比2015年降低了35天，但依然有90天处于超标状态，污染状况不容忽视。PM10则是相对于2015年超标天数下降了20天，但2016年武汉市雾霾天气依然严重，O3污染较2015年污染更为严重，且在9月是达到浓度最大值，在1月是浓度达到最低。相比起2015年超标天数从19天增加到了145天，超标率也随之达到了39.6%，并且超过了PM2.5成为武汉市2016年污染最为严重的大气污染物，年均值相比2015年增加了51.9μg/m3。但整体而言，武汉市2016年空气质量优于9 武汉科技大学硕士学位论文2015年。表2.22016年武汉市6种大气污染物描日均浓度的描述情况四分位数（μg/m3）超标天月均最高大气年均值月均最低数（天）超标率月份/浓污染（μg/m月份/浓度P25P50P75（%）度物3）（μg/m3）（μg/m3）1月PM2.557.431.147.075.09024.67月/24.8/106.8120.3月PM1092.258.089.04913.410月/57.05/133.31月SO211.06.09.015.000.07月/4.6/18.012月NO246.632.044.056.0195.27月/31.5/67.112月CO1000.0800900120000.07月/700/1400136.176.9月O3129.979.214539.61月/63.602/198.32015年1月1日到2016年12月31日两年期间6种大气污染物浓度的最小值、P25、P50、P75和最大值详见表2.3.10 武汉科技大学硕士学位论文表2.32015~2016年武汉市6种大气污染物描日均浓度的描述情况大气污染物最小值P25P50P75最大值（ug/m3）NO211.0034.0044.6459.00120.00SO23.008.0013.0019.0074.00PM108.0062.0094.00128.00279.00CO0.00780.001000.001250.003000.00O35.0046.0078.00114.40239.00PM2.57.0035.0053.0082.20258.002.1.2气象资料分析结果对武汉市2015年365天气象数据进行分析，结果详见表2.4。年均值气压为996.3hpa，温度为16.9℃，湿度为82%，降水量3.9mm，风速1.4m/s，日照4.4小时。季节性分析来看，气压最高为第4季度，最低为第3季度；温度最高为第三季度，最低为第一季度；湿度最高为第4季度，最低为第一季度；降水量最高为第二季度，最低为第四季度；风速最高为第二季度，最低为第四季度；日照最高为第三季度，最低为第一季度。表2.4武汉市2015年气象资料的描述情况指标年均值1季度2季度3季度4季度最高日最低日气压（hpa）996.31019.510051004.510201022910温度（℃）16.97.622.626.611.532.1-0.5湿度（%）827983818610042降水量3.92.95.64.82.5161.70（mm）风速（m/s）1.41.51.51.41.16.00.3日照（h）4.42.33.77.63.212.90对武汉市2016年气象数据分析详见表2.5，各项指标年均值如下：气压为11 武汉科技大学硕士学位论文1013hpa，温度为17.3℃，湿度为79.7%，降水量4.8mm，风速1.8m/s，日照4.4小时。季节性分析可见，气压最高为第四季度，最低为第三季度；温度最高为第三季度，最低为第一季度；湿度最高为第四季度，最低为第一季度；降水量最高为第三季度，最低为第一季度；风速最高为第一季度，最低为第四季度；日照最高为第三季度，最低为第四季度。具体见下表。表2.5武汉市2016年气象资料的描述情况指标年均值1季度2季度3季度4季度最高日最低日气压（hpa）1013.01022.01007.01004.01020.01043.0996.9温度（℃）17.37.721.627.812.033.0-3.8湿度（%）75.075.483.076.084.4100.045.0降水量（mm）4.82.85.64.82.4241.50.0风速（m/s）1.81.91.71.81.66.90.1日照（h）4.43.64.56.53.012.60.02015年1月1日到2016年12月31日期间，武汉市气象数据相对湿度、平均温度、气压、降水量、风速和日照分别的最小值、P25、P50、P75和最大值详见表2.6。本次研究选取相对湿度和平均温度作为气象因素的混杂因素加入模型。12 武汉科技大学硕士学位论文表2.62015~2016年武汉市气象数据描述情况指标最小值P25P50P75最大值相对湿度42.0074.0082.0088.00100.00(%)平均温度-4.009.0018.5024.7033.00(℃)气压（hpa）996.901005.001012.601021.001043.00降水量0005.30241.50（mm）风速（m/s）0.101.001.502.206.90日照（h）004.208.1012.902.1.3病历资料分析结果从湖北省妇幼保健院医院门诊医院信息系统（HIS）提取就诊者为武汉市0~14岁的儿童、诊断为呼吸系统相关疾病的病例，收集的时间区间为2015年1月1日至2016年12月31日。收集的病例诊断包括急性鼻炎、喉支气管炎、急性咽炎、咽炎、急性鼻窦炎、喉炎、急性喉炎、急性咽喉炎、咽喉炎、喉气管炎、喉炎重症感染、呼感、上呼吸道感染、急性上呼吸道感染、上感、反复上感、急性上感、新生儿上呼吸道感染、新生儿气管炎、上感鼻炎、上感鼻窦炎、扁桃体炎、急性扁桃体炎、扁桃腺炎、病毒性感冒、感冒、慢性鼻窦炎、慢性鼻炎、慢性鼻咽炎、慢性咽炎、慢性扁桃体炎、慢性喉炎、慢性喉气管炎、鼻窦炎、小儿鼻窦炎、鼻炎、小儿鼻炎、婴儿鼻炎、过敏性鼻炎、过敏性咽炎、支气管炎、毛细支气管炎、新生儿支气管炎、喉支气管炎、急性喘息性支气管炎、急性毛细支气管炎、急性支气管炎、哮喘性支气管炎、咽支气管炎、喘支、哮喘、支气管13 武汉科技大学硕士学位论文哮喘、慢性支气管炎、支气管肺炎、肺炎、喘支肺炎、喘息性肺炎、流感、流行性感冒、过敏性支气管肺疾患和呼吸道感染等。根据ICD-10编码分类上呼吸道疾病大致可分为急性鼻咽炎（J00）1701例占比0.276%；急性鼻窦炎（J01）15192例占比2.468%；急性咽炎（J02）6691例占比1.687%；急性扁桃体炎（J03）35992例占比5.847%；急性喉炎和气管炎（J04）5022例占比0.816%；多发性和未特指部位的急性呼吸道感染（J06）269257例占比43.739%；慢性鼻炎、鼻烟炎、鼻炎和咽炎（J31）16435例占比2.670%。下呼吸道疾病大致可分为肺炎，病原体未特指（J18）53983例占比8.770%；急性支气管炎（J20）6172例占比1.003%；急性细支气管炎（J21）17044例占比2.769%；支气管炎，未特指为急性或慢性（J40）186725例占比30.332%；哮喘（J45）1354例占比0.220%。上呼吸道疾病病例总计有350318例，下呼吸道疾病病例总计有265278例。通过病例诊断得到的数据相对于统计医院相应科室就诊总量会更加的精确，因为部分病人挂了某个科室可能诊断结果不是相应的疾病。赵凤敏等［32］和张江华等［33］很多研究也都是通过类似病例诊断来分析大气污染对呼吸系统疾病带来的影响。由表2.7可知2015年1月1日到2016年12月31日武汉市妇幼保健院儿童上呼吸系统疾病门诊量、下呼吸系统疾病门诊量和儿童呼吸系统疾病门诊总量的最小值、P25、P50、P75和最大值。表2.72015~2016年武汉市妇幼保健院儿童呼吸系统疾病数据描述情况门诊疾病人最小值P25P50P75最大值次数（例）呼吸系统疾233.00675.00811.001010.001943.00病上呼吸道疾166.00367.00458.00540.001142.00病下呼吸道疾67.00262.00362.00467.00801.00病14 武汉科技大学硕士学位论文2.2相关性分析结果通过计算武汉市6种空气污染物PM10、PM2.5、O3、CO、NO2和SO2与气象因素平均温度和平均相对湿度之间的spearman相关系数，6种大气污染物之间基本都存在显著的相关性（P＜0.05），除O3外各污染物间均成正相关。O3仅与PM10之间存在正相关，与其他4种大气污染物之间为负相关。各污染物之间的相关性以PM10和PM2.5之间最为显著，其次是PM10和NO2之间的相关性较为显著。大气污染物与气象因素之间除了PM2.5与平均相对湿度无相关性（P＞0.05），其他均有相关性且有统计学意义（P＜0.05）。CO与平均相对湿度、O3与平均温度呈正相关，其他均成负相关。这也恰好说明气象因素是研究大气污染物对门诊疾病数影响的重要混杂因素。平均温度和平均相对湿度之间也存在显著的负相关（P＜0.05）。15 武汉科技大学硕士学位论文表2.82015—2016年武汉市大气污染物浓度、气象因素之间的Spearman相关分析平均平均NO32(ug/SO2(ug/PM10(uCO(ug/O3(ug/mPM2.5(u相对指标温度m3)m3)g/m3)m3))g/m3)湿度(℃)(%)NO2(ug/1.000m3)SO2(ug/0.681**1.000m3)PM10(ug/0.765**0.711**1.000m3)CO(ug/m0.631**0.461**0.517**1.0003)O3*3(ug/m-0.366-0.074*-0.080*0.119**1.000)*PM2.5(ug0.727**0.666**0.818**0.746**-0.190**1.000/m3)平均温-0.397*-0.496*-0.375**-0.231**0.600**-0.535**1.000度(℃)**平均相-0.321*-0.132对湿度-0.103**-0.357**0.245**-0.494**-0.0461.000***(%）【注】*：P＜0.05，**：P＜0.01。2.3时间序列分析结果2.3.1滞后效应分析结果由表2.9可见在调整了时间的长期趋势、平均相对湿度、平均温度、星期几效应和假期效应混杂因子后，6种大气污染物浓度每增加一个IQR对呼吸系统疾病总就诊量的影响。PM2.5在当日有统计学意义，且PM2.5浓度每增加一个IQR16 武汉科技大学硕士学位论文时，儿童呼吸系统疾病总就诊量增加1.46%（95%CI：0.39%~2.58%）。PM10在滞后1日和2日的时候均有统计学意义（P＜0.05），在滞后1日时ER达到最佳效应值，浓度每上升一个IQR时，儿童呼吸系统疾病总就诊量增加1.24%（95%CI：0.56%~1.94%）。NO2在滞后第2天和第3天的时候有统计学意义（P＜0.05），且在滞后第3天时ER达到最佳效应值，浓度每上升一个IQR时，儿童呼吸系统疾病总就诊量增加2.13%（95%CI：0.67%~3.61%）。CO在当日具有统计学意义（P＜0.05），浓度每上升一个IQR时，儿童呼吸系统疾病总就诊量增加1.33%（95%CI：0.23%~2.45%）。SO2在滞后第3天有统计学意义（P＜0.05），且浓度每增加一个IQR时，儿童呼吸系统疾病总就诊量增加1.01%（95%CI：0.01%~2.19%）。O3在当日有统计学意义（P＜0.05），且浓度每增加一个IQR时，儿童呼吸系统疾病总就诊量增加0.93%（95%CI：0.02%~1.86%）。同时发现对儿童呼吸系统疾病就诊量影响最大的是污染物NO2。6种大气污染物中PM2.5、CO和O3这3种大气污染物对呼吸系统疾病总就诊量表现出较强的即时性，都是在当日ER达到最大效应值，PM10其次。NO2和SO2的滞后效应则较为明显，到第3日ER才达到最佳效应值，可见NO2和SO2引起儿童呼吸系统疾病的潜伏期要久于其他4种大气污染物。17 武汉科技大学硕士学位论文表2.9大气污染物浓度每增加一个IQR儿童呼吸系统疾病总就诊量风险[ER（95％CI）]污染物PM2.5PM10NO2COSO2O3滞后时间1.46*0.931.051.33*0.940.93*Lag0（0.39~2.（-0.79~2.（-0.47~2.（0.23~2.（-0.78~2.（0.02~1.58）67）60）45）68）86）0.591.24*0.870.33-0.29-0.23Lag1（-0.91~2.（0.56~1.（-0.69~2.（-1.17~1.（-1.88~1.（-1.97~1.12）94）44）86）34）55）0.580.72*1.12*0.610.610.58Lag2（-0.58~1.（0.03~1.（0.05~2.（-0.50~1.（-0.49~1.（-0.73~1.50）49）20）74）73）91）0.080.782.13*0.911.01*0.94Lag3（-0.95~1.（-0.36~1.（0.67~3.（-0.22~2.（0.01~2.（-0.40~2.12）93）61）06）19）29）0.030.081.351.120.610.41Lag4（-1.48~1.（-1.57~1.（-0.19~2.（-0.40~2.（-0.88~2.（-1.32~2.56）76）90）67）13）16）0.550.920.640.580.640.53Lag5（-0.95~2.（-0.66~2.（-0.91~2.（-0.94~2.（-0.84~2.（-1.34~2.08）64）22）12）14）43）【注】*表示该天的超额危险度（ER）具有统计学意义，P＜0.05由表2.10可见6种大气污染物浓度每上升一个IQR对儿童上呼吸系统疾病就诊量的影响。发现PM2.5对儿童上呼吸系统疾病就诊量的影响与对儿童呼吸系统疾病总就诊量相似也是在当日达到最佳效应值，PM2.5浓度每上升一个IQR时，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加1.22%（95%CI：0.33%~2.13%），有统计学意义（P＜0.05）。PM10在对上呼吸系统疾病的影响上与PM2.5类似，也是在18 武汉科技大学硕士学位论文当日ER达到最佳效应值，浓度每上升一个IQR时，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加1.61%（95%CI：0.51%~2.73%），有统计学意义（P＜0.05）。NO2在当日、滞后3日和滞后4日时有统计学意义（P＜0.05），且在滞后4日时ER达到最佳效应值，浓度每上升一个IQR，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加2.36%（95%CI：0.39%~4.35%）。CO则是在滞后3日和滞后4日时有统计学意义（P＜0.05），在滞后4日时ER达到最佳效应值，浓度每上升一个IQR，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加2.21%（95%CI：0.43%~4.02%）。SO2在当日和滞后3日时有统计学意义（P＜0.05），在当日时ER达到最佳效应值，浓度每上升一个IQR，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加2.24%（95%CI：0.24%~4.29%）。O3在滞后第2日和第3日时有统计学意义（P＜0.05），在滞后3日时ER达到最佳效应值，浓度每上升一个IQR，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加1.56%（95%CI：0.12%~3.02%）。由表10数据可看出，PM2.5、PM10和SO2都是在当日对儿童上呼吸系统疾病的就诊量的影响最大。可见PM2.5、PM10和SO2对儿童上呼吸系统疾病表现出了很强的即时性，能在很短的时间内影响到儿童的上呼吸道。CO和NO2则都是在滞后4日时对儿童上呼吸系统疾病就诊量影响最大，显示出了很强的滞后性，即该两种大气污染物对儿童上呼吸道疾病的影响可潜伏很长时间后再行体现。同时发现对儿童上呼吸系统疾病就诊量影响最大的是NO2。19 武汉科技大学硕士学位论文表2.10滞后效应中大气污染物浓度每增加一个IQR儿童上呼吸系统疾病就诊量风险[ER（95％CI）]污染物PM2.5PM10NO2COSO2O3滞后时间1.22*1.61*1.98*0.392.24*1.81Lag0（0.33~2.（0.51~2.（0.25~3.（-1.48~2.（0.24~4.（-0.32~4.13）73）76）30）29）01）0.790.531.470.211.040.62Lag1（-0.98~2.（-1.32~2.（-0.29~3.（-1.53~1.（-0.81~2.（-1.27~2.59）43）26）98）94）55）0.020.481.050.501.081.42*Lag2（-1.19~1.（-0.82~1.（-0.15~2.（-0.79~1.（-0.20~2.（0.01~2.24）79）26）80）38）85）-0.090.671.66*1.49*1.30*1.56*Lag3（-1.29~1.（-0.61~1.（0.49~2.（0.18~2.（0.04~2.（0.12~3.13）98）84）81）57）02）0.520.552.36*2.21*0.890.65Lag4（-1.25~2.（-1.32~2.（0.39~4.（0.43~4.（-0.84~2.（-1.20~2.32）46）35）02）67）54）-0.08-0.35-0.790.49-0.680.55Lag5（-1.83~1.（-2.18~1.（-2.52~0.（-1.27~2.（-2.40~1.（-1.45~2.70）52）97）28）05）60）由表2.11可知6种大气污染物浓度每上升一个IQR时对儿童下呼吸系统疾病就诊量的影响。发现O3在当日到滞后5日均无统计学意义（P＞0.05），其他5种大气污染物均在滞后5日时有统计学意义（P＜0.05）。且在5种大气污染物中PM10对下呼吸系统疾病就诊量的影响最大。PM2.5、PM10、NO2、CO和SO2浓度在上升一个IQR时，对儿童下呼吸系统疾病就诊量带来的增量分别为1.48%（95%CI：0.32%~2.66%）、2.62%（95%CI：0.54%~4.75%）、2.40%20 武汉科技大学硕士学位论文（95%CI：0.40%~4.43%）、1.13%（95%CI：0.10%~2.18%）和2.01%（95%CI：0.21%~3.84%）。可以看出5种大气污染物对儿童下呼吸道系统疾病都表现出了很强的滞后效应，且潜伏期相对上呼吸系统疾病普遍要更长，均在滞后第5日时达到影响最大峰值。可见儿童下呼吸系统比上呼吸系统对于大气污染物的敏感程度要低很多，但同时也显示出大气污染物在儿童下呼吸道可以沉积很多天后再对其产生影响。表2.11滞后效应中大气污染物浓度每增加一个IQR儿童下呼吸系统疾病就诊量风险[ER（95％CI）]污染物PM2.5PM10NO2COSO2O3滞后时间-0.160.18-0.03-1.15-0.33-0.53Lag0（-1.96~1.（-1.95~2.（-1.92~1.（-3.09~0.（-2.40~1.（-3.14~2.66）36）91）84）78）14）0.46-0.600.190.52-1.58-1.62Lag1（-1.35~2.（-2.64~1.（-1.76~2.（-0.50~1.（-3.51~0.（-3.94~0.30）48）18）56）38）76）0.931.001.130.690.05-0.81Lag2（-0.32~2.（-0.44~2.（-0.23~2.（-0.68~2.（-1.28~1.（-2.55~0.20）47）50）08）40）97）0.140.740.960.120.710.01Lag3（-1.11~1.（-0.69~2.（-0.34~2.（-1.26~1.（-0.61~2.（-1.77~1.41）19）29）53）04）83）-0.63-0.630.35-0.190.170.43Lag4（-2.44~1.（-2.69~1.（-1.57~2.（-2.04~1.（-1.63~2.（-2.10~2.22）47）31）69）02）91）1.48*2.62*2.40*1.13*2.01*0.47Lag5（0.32~2.（0.54~4.（0.40~4.（0.10~2.（0.21~3.（-2.05~3.66）75）43）18）84）05）21 武汉科技大学硕士学位论文由表2.12和图2.1可见滞后分析结果和变化趋势，在滞后效应中PM2.5在当日（lag0）的时候上呼吸系统疾病和呼吸系统疾病总就诊量ER值均达到最高，表现出较高的一致性。NO2对儿童呼吸系统疾病就诊总量和儿童上呼吸系统疾病就诊量的影响最大，PM10对儿童下呼吸系统疾病就诊量的影响最大。由图2.1可知，PM2.5、PM10和SO2对上呼吸道疾病表现出很强的即时性，即当日（lag0）的ER达到最高，随即开始呈下降趋势。由整体数据可以发现6种大气污染物除了O3与儿童下呼吸系统疾病门诊量无统计学意义外，其他大气污染物与呼吸系统疾病之间均有一定的关联性。可见大气污染物对儿童呼吸系统疾病确实能产生一定的影响。据武汉市环保局公报显示武汉市2015和2016年大气首要污均以PM2.5占比最高，PM2.5对儿童呼吸系统疾病就诊量的影响也是不容忽视的。PM2.5对儿童呼吸系统疾病就诊总量的影响仅次于影响最大的NO2。22 武汉科技大学硕士学位论文表2.12滞后效应中大气污染物浓度每增加一个IQR上、下呼吸道疾病和呼吸系统疾病总就诊量风险[ER（95％CI）]病例污染物最大效应值滞后时间ER95%CIPM*2.5Lag01.46（0.39~2.58）PM*10Lag11.24（056~1.94）呼吸系统疾NO*2Lag32.13（0.67~3.61）病COLag01.33（0.23~245）*SO*2Lag31.01（0.01~2.19）O*3Lag00.93（0.02~1.86）PM*2.5Lag01.22（0.33~2.13）PM*10Lag01.61（0.51~2.73）上呼吸道疾NO*2Lag42.36（0.39~4.35）病COLag42.21（0.43~4.02）*SO*2Lag02.24（0.24~4.29）O*3Lag31.56（0.12~3.02）PM*2.5Lag51.48（0.32~2.66）PM*10Lag52.62（0.54~4.75）下呼吸道疾NO*2Lag52.40（0.40~4.43）病COLag51.13（0.10~2.18）*SO*2Lag52.01（0.21~3.84）O3——注：*表示P＜0.05，有统计学意义。23 武汉科技大学硕士学位论文图2.1武汉市大气污染物与上、下呼吸道疾病和呼吸系统疾病总就诊量影响的滞后效应2.3.2累积滞后分析结果由表2.13可知儿童呼吸系统疾病总就诊量在6种大气污染物累积滞后下的影响情况。发现PM2.5在累积滞后4日时有统计学意义（P＜0.05），PM2.5浓度每上升一个IQR时，儿童呼吸系统疾病就诊总量增加1.78%（95%CI：0.12%~3.46%）。PM10在累积滞后5日时有统计学意义（P＜0.05），PM10浓度每上升一个IQR时，儿童呼吸系统疾病就诊总量增加3.48%（95%CI：0.49%~6.56%）。NO2在累积滞后1到5日均有统计学意义（P＜0.05），且当NO2累积滞后5日时，ER达到最佳效应值。NO2浓度每上升一个IQR时，儿童呼吸系统疾病就诊总量增加3.48%（95%CI：0.49%~6.56%）。CO在累积滞后5日时有统计学意义（P＜0.05），且当CO累积滞后5日时，ER达到最佳效应值。CO浓度每上升一个IQR时，儿童呼吸系统疾病就诊总量增加3.27%（95%CI：0.02%~6.63%）。SO2在累积滞后4日和5日时有统计学意义（P＜0.05），且当SO2累积滞后5日时，ER达到最佳效应值。SO2浓度每上升一个IQR时，儿童呼吸系统疾病就诊总量增加3.66%（95%CI：0.62%~6.80%）。O3在累积滞后4日时有统计学意义（P＜0.05），且当O3累积滞后4日时，ER达到最佳效应值。O3浓度每上升一个IQR时，儿童呼吸系统疾病就诊总量增加24 武汉科技大学硕士学位论文2.65%（95%CI：0.03%~5.29%）。可知相比起在滞后效应中6种大气污染物对儿童呼吸系统疾病的直接影响而言，累积滞后带来的影响更大一些，且均在累积滞后4日到5日是ER达到最佳效应值。表2.13累积滞后中大气污染物浓度每增加一个IQR呼吸系统疾病总就诊量风险[ER（95％CI）]污染物PM2.5PM10NO2COSO2O3滞后时间0.210.881.93*0.010.651.10Lag0：1（-1.48~1.（-0.95~2.（0.24~3.（-1.90~1.（-1.24~2.（-1.51~3.92）75）65）95）58）65）0.661.613.07*0.621.271.29Lag0：2（-1.23~2.（-0.41~3.（1.13~5.（-1.54~2.（-0.88~3.（-1.48~4.60）67）04）82）45）13）0.752.404.51*1.542.372.24Lag0：3（-1.82~3.（-0.01~4.（2.18~6.（-1.01~4.（-0.14~4.（-0.93~5.44）85）89）15）95）51）1.78*2.485.92*2.673.00*2.65*Lag0：4（0.12~3.（-0.23~5.（3.28~8.（-0.27~5.（0.17~5.（0.03~5.46）26）62）71）92）29）1.333.48*6.59*3.27*3.66*3.20Lag0：5（-1.56~4.（0.49~6.（3.75~9.（0.02~6.（0.62~6.（-0.95~7.32）56）52）63）80）51）根据表2.14的数据可知在累积滞后效应中6种大气污染物浓度每增加一个IQR时对上呼吸系统疾病就诊量影响。PM2.5在累积滞后5日时有统计学意义（P＜0.05），且当PM2.5累积滞后5日时，ER达到最佳效应值。PM2.5浓度每上升一个IQR时，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加2.65%（95%CI：0.03%~5.29%）。PM10在累积滞后1日到5日时均有统计学意义（P＜0.05），且当PM10累积滞后4日时，ER达到最佳效应值。PM10浓度每上升一个IQR时，儿童上呼吸25 武汉科技大学硕士学位论文系统疾病就诊量增加3.86%（95%CI：0.75%~7.06%）。NO2跟PM10一样同样在累积滞后1日到5日时均有统计学意义（P＜0.05），且当NO2累积滞后4日时，ER达到最佳效应值。NO2浓度每上升一个IQR时，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加8.58%（95%CI：5.53%~11.72%）。CO在累积滞后4日和5日时有统计学意义（P＜0.05），且当CO累积滞后5日时，ER达到最佳效应值。CO浓度每上升一个IQR时，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加5.39%（95%CI：1.59%~9.34%）。SO2在累积滞后1日到5日时均有统计学意义（P＜0.05），且当SO2累积滞后4日时，ER达到最佳效应值。SO2浓度每上升一个IQR时，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加6.74%（95%CI：3.33%~10.26%）。O3在累积滞后2日到5日时均有统计学意义（P＜0.05），且当O3累积滞后5日时，ER达到最佳效应值。O3浓度每上升一个IQR时，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加6.80%（95%CI：2.18%~11.62%）。根据分析可知和6种大气污染物累积滞后效应对儿童呼吸系统疾病就诊总量的影响相同，对儿童上呼吸系统疾病就诊量的影响最佳效应值依然是集中在累积滞后4日和5日时。大气污染物在累积滞后效应中对儿童呼吸系统疾病就诊总量的影响和对儿童上呼吸系统疾病就诊量的影响表现出较强的一致性。26 武汉科技大学硕士学位论文表2.14累积滞后中大气污染物浓度每增加一个IQR上呼吸系统疾病就诊量风险[ER（95％CI）]污染物PM2.5PM10NO2COSO2O3滞后时间1.012.11*3.49*0.603.31*2.45Lag0：1（-0.98~3.（0.01~4.（1.55~5.4（-1.61~2.（1.06~5.6（-0.25~5.204）26）6）87）1）3）1.022.59*4.57*1.114.43*3.90*Lag0：2（-1.19~3.（0.27~4.（2.35~6.8（-1.40~3.（1.87~7.0（0.85~7.030）97）4）67）5）5）0.943.27*6.31*2.615.79*5.52*Lag0：3（-1.72~3.（0.53~6.（3.63~9.0（-0.34~5.（2.77~8.8（2.01~9.167）11）6）65）9）6）1.463.86*8.58*4.88*6.74*6.21*Lag0：4（-1.56~4.（0.75~7.（5.53~11.（1.43~8.4（3.33~10.（2.19~10.57）06）72）5）26）39）2.65*3.50*7.72*5.39*6.01*6.80*Lag0：5（0.37~4.9（0.12~6.（4.45~11.（1.59~9.3（2.39~9.7（2.18~11.65）99）10）4）5）2）由表2.15可知在累积滞后中6种大气污染物浓度每上升一个IQR对下呼吸系统疾病就诊量的影响。PM2.5在累积滞后5日时有统计学意义（P＜0.05），且当PM2.5累积滞后5日时，ER达到最佳效应值。PM2.5浓度每上升一个IQR时，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加2.42%（95%CI：0.22%~4.64%）。PM10在累积滞后5日时有统计学意义（P＜0.05），且当PM10累积滞后5日时，ER达到最佳效应值。PM10浓度每上升一个IQR时，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加3.31%（95%CI：0.53%~6.11%）。NO2在累积滞后5日时有统计学意义（P＜27 武汉科技大学硕士学位论文0.05），且当NO2累积滞后5日时，ER达到最佳效应值。NO2浓度每上升一个IQR时，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加5.09%（95%CI：1.58%~8.72%）。CO在累积滞后5日时有统计学意义（P＜0.05），且当CO累积滞后5日时，ER达到最佳效应值。CO浓度每上升一个IQR时，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加2.84%（95%CI：0.13%~5.58%）。SO2在累积滞后5日时有统计学意义（P＜0.05），且当SO2累积滞后5日时，ER达到最佳效应值。SO2浓度每上升一个IQR时，儿童上呼吸系统疾病就诊量增加2.12%（95%CI：0.14%~4.12%）。大气污染物O3与下呼吸道系统疾病就诊量在累积滞后1日到5日时，均无统计学意义（P＞0.05）。28 武汉科技大学硕士学位论文表2.15累积滞后中大气污染物浓度每增加一个IQR下呼吸系统疾病就诊量风险[ER（95％CI）]污染物PM2.5PM10NO2COSO2O3滞后时间-0.57-0.420.17-0.60-1.91-2.15Lag0：1（-2.60~1.（-2.68~1.（-1.93~2.（-2.91~1.（-4.15~0.（-5.36~1.150）89）31）78）38）8）0.360.581.300.09-1.86-2.93Lag0：2（-1.94~2.（-1.92~3.（-1.11~3.（-2.54~2.（-4.36~0.（-6.49~0.771）14）76）79）71）5）0.501.332.270.21-1.17-2.93Lag0：3（-2.27~3.（-1.64~4.（-0.59~5.（-2.88~3.（-4.10~1.（-6.95~1.235）38）22）41）86）7）-0.130.692.630.62-0.99-2.72Lag0：4（-3.29~3.（-2.66~4.（-0.59~5.（-2.46~3.（-4.30~2.（-7.29~2.013）15）95）73）42）7）2.42*3.31*5.09*2.84*2.12*-2.27Lag0：5（0.22~4.6（0.53~6.（1.58~8.7（0.13~5.5（0.14~4.1（-7.48~3.24）11）2）8）2）4）累积滞后分析结果和变化趋势见表2.16和图2.2，在累积滞后中儿童呼吸系统疾病就诊总量和儿童上呼吸系统疾病就诊量均在大气污染物累积滞后4到5日时ER达到最高值。儿童呼吸系统疾病就诊总量在PM2.5和O3累积滞后4日时ER达到最高值，在PM10、NO2、CO和SO2累积滞后5日时ER达到最高值。儿童下呼吸系统疾病就诊量则除了与O3无显著相关，其他5种大气污染物均在累积滞后5日时ER达到最大效应值。上呼吸道疾病就诊量在PM10、NO2和SO2累积滞后4日时ER达到最高值，在PM2.5、CO和O3累积滞后5日时ER达到最29 武汉科技大学硕士学位论文高值。在累积滞后中NO2对儿童上呼吸系统疾病就诊量、下呼吸系统疾病就诊量和呼吸系统疾病就诊总量的影响最大，且都是在NO2累积滞后5日时ER达到最大值。表2.16大气污染物浓度每增加一个IQR上、下呼吸道疾病和呼吸系统疾病总就诊量累积风险[ER（95％CI）]病例污染物滞后时间ER95%CIPM*2.5Lag0：41.78（0.12~3.46）PM*10Lag0：53.48（0.49~6.56）NO*呼吸系统疾病2Lag0：56.59（3.75~9.52）COLag0：53.27（0.02~6.63）*SO*2Lag0：53.66（0.62~6.80）O*3Lag0：42.65（0.03~5.29）PM*2.5Lag0：52.65（0.37~4.95）PM*10Lag0：43.86（0.75~7.06）8.58（5.53~11.72）NO2Lag0：4*上呼吸道疾病COLag0：55.39（1.59~9.34）*6.74（3.33~10.26）SO2Lag0：4*6.80（2.18~11.62）O3Lag0：5*PM*2.5Lag0：52.42（0.22~4.64）PM*10Lag0：53.31（0.53~6.11）下呼吸道疾病NO*2Lag0：55.09（1.58~8.72）COLag0：52.84（0.13~5.58）*SO*2Lag0：52.12（0.14~4.12）O3——注：*P<0.05，有统计学意义。30 武汉科技大学硕士学位论文图2.2武汉市大气污染物与上、下呼吸道疾病和呼吸系统疾病总就诊量影响的累积滞后效应31 武汉科技大学硕士学位论文3讨论3.1武汉市空气质量情况和应对措施武汉市位于我国中心位置，有九省通衢之称，简称“汉”，是湖北省省会城市，到2016年末为止武汉市内的常住人口有1076.62万人。武汉市地处东经113°41′~115°05′，北纬29°58′~31°22′，一年中气温基本偏高，降雨量偏多，日照不足，常年以西北风和东北风为主。武汉市也是中国的“四大火炉”城市之一，总体地势南低北高，显著的特点就是呈现被山脉环绕的盆地和残丘性平原的特征，空气不宜流通，这也是武汉市近年来雾霾天气频繁发生的重要原因。武汉市近年来发展迅猛，同时开建的地铁数和高架数也创下了历史新高，城市的建设、工业的发展和每年小汽车增加的数量也带来了相应的环境和人群健康负面影响。主要污染来源是工业污染、机动车排放的污染物、日常生活污染物和施工工地上带来的污染物。且因季节的变化污染物也有所不同，12月和1月份武汉市空气污染最为严重，这可能与降水量少和冬季大量供暖有关；3到5月大气污染物主要是PM10，是由北方沙尘气象所导致；6到9月一般属于武汉市大气污染较轻的月份；10月份主要是秋季丰收后秸秆燃烧导致大气中的颗粒物集中大量增加。每到冬季，受到北方煤炭燃烧带来的大气污染的影响和降水量少等影响，武汉市内大气污染现象尤为严重，且复合型大气污染愈发突出。每年达到重度污染的天气较多，市内万余工地同时施工也导致可吸入颗粒物浓度超标现象频繁发生。2014年11月23日武汉市空气质量指数排名全国倒数第一，引发人们对大气污染的深思［34］。大量研究证明大气污染物对人群呼吸系统疾病和心血管疾病等造成重大危害，大气污染问题应引起高度的重视。据2016年国税局车购税分局发布的数据显示，2016年一年武汉市新增的汽车数量突破了40万台，总量达到了近270万辆。武汉市应大力推广公共交通，出台鼓励机制让更多的市民愿意去乘坐公交车、轨道交通等。武汉市工业污染的排放主要来源于冶金、燃烧煤炭的锅炉和建材行业，应提升行业技术水平的升级，如燃烧煤炭的锅炉结构的升级和低氮燃烧技术的革新等。还应从环境的角度出发合理设置绿化带，增大武汉市整体绿化面积。除了本市的空气污染需要治理，还需要加强区域合作，2014年6月13日的特大雾霾事件最终的调查结果是河南和32 武汉科技大学硕士学位论文安徽等地区秸秆焚烧导致的［35］。武汉位于全国版图的中部地带，很容易受到周围各个地区的影响且不易扩散。因此相关部门也应积极完善应急预警措施，跟各个部门协同合作一起共建城市的湛蓝天空。3.2大气污染物对儿童呼吸系统疾病门诊量影响国内外开展的研究多数发现大气污染物的浓度与医院呼吸系统疾病总门诊量存在正相关［36-41］。张金良等［42］的研究结果表明大气污染对医院呼吸内科和儿科门诊量有显著影响。白子娜等［43］的研究结果表明滞后五天的PM10,大气污染物依然对下呼吸道疾病的住院风险有影响，PM32.5的浓度每增加10µg/m下呼吸道疾病的住院风险增加1.0％。武汉市地处盆地，湖泊密布，空气扩散条件有限,特别是秋冬季节，城区空气质量经常处于轻度到中度污染之间,时有雾霾发生，导致人们呼吸系统疾病频发，特别是儿童肺泡上皮发育未完全、渗透性大，且每公斤体质量呼吸的空气量比成人多50%，属于呼吸系统疾病的易感人群［44］。本研究发现在滞后效应中武汉市6种大气主要污染物浓度每增加一个IQR时，儿童总呼吸系统疾病就诊量上升0.93%~2.13%。分别在PM2.5（lag0）、PM10（lag1）、NO2（lag3）、CO（lag0）、SO2（lag3）和O3（lag0）时达到最佳滞后时间。NO2一般来自于各类燃料的燃烧产生的气体和汽车排放的尾气。能到达肺部的巨噬细胞内，和肺泡组织接触导致组织结构和功能上的变化，通过释放出蛋白分解酶从而来影响肺泡，且对呼吸道粘膜会产生一定的刺激作用。本研究得知NO［45］2对儿童呼吸系统疾病总量和上呼吸系统疾病的影响最为显著，刘卫艳等的研究结果显示同样是NO［46］2对儿童呼吸系统疾病影响最大。李宁等研究也显示NO32浓度每增加10ug/m时，儿科上呼吸道感染住院人数增加0.254%，相比较本研究增量较少因为住院人数按常理一般会少于门诊就诊人数，且本研究分析的是大气污染物上升一个IQR带来的门诊量的增加。PM2.5对儿童呼吸系统疾病总量的影响仅次于NO2。人类在呼吸的过程中，直径5微米以上的颗粒可以到气管支气管，但是5微米以下的，特别是1~3微米的颗粒，就会进入肺泡里，肺泡在进行气体交换的同时，这些颗粒被巨噬细胞吞噬，而永远停留在肺泡里，或者溶解在血液，随血液循环到达全身各处。当污染较轻时，首先对易感人群，即儿童，老人，呼吸性疾病及心血管疾病患者产生影33 武汉科技大学硕士学位论文响，随着雾霾的增加污染也不断增加，继而影响到全体人群。由于PM2.5表面极易吸附有机化合物，如多环芳烃容易吸附在粒径在5mm以下的颗粒物上，大颗粒物上的多环芳烃很少，也就是说，空气中细颗粒物越多，我们接触致癌物，多环芳烃的机会就越多。PM2.5还会与身体中的血红蛋白相结合，从而影响血液的输送，甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病，每个人每天平均要吸入约1万L的空气，这些颗粒通过支气管和肺泡进入血液，进入肺泡的微尘可迅速被吸收，不经过肝脏解毒直接进入血液循环分布到全身，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健康的伤害更大。PM10对儿童下呼吸系统疾病影响最大，并在滞后5日时达到最佳滞后时间。PM10容易导致人体器官病变。可吸入颗粒物被人吸入后，会累积在呼吸系统中，引发许多疾病。粗颗粒物可侵害呼吸系统，诱发哮喘病。细颗粒物可能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能等。因此，对于老人、儿童和已患心肺病者等敏感人群，风险是较大的。越细小的颗粒物对人体危害越大，粒径超过10微米的颗粒物可被鼻毛吸留，也可通过咳嗽排出人体，而粒径小于10微米的可吸入颗粒物可随人的呼吸沉积肺部，甚至可以进入肺泡、血液。在肺部沉积率最高的是粒径为1微米左右的颗粒物。这些颗粒物在肺泡上沉积下来，损伤肺泡和粘膜，引起肺组织的慢性纤维化，导致肺心病，加重哮喘病，引起慢性鼻咽炎、慢性支气管炎等一系列病变，严重的可危及生命。颗粒物对儿童和老年人的危害尤为明显。它还具有较强的吸附能力，是多种污染物的“载体”和“催化剂”，有时能成为多种污染物的集合体，是导致各种疾病的罪魁祸首。据有关资料显示，空气中弥漫着的可吸入颗粒物非常小，能够直达并沉积于肺部，直接参与血液循环，对人体的危害相当大。人体若吸入大量的可吸入颗粒，可以导致呼吸系统病症，例如气促、咳嗽等，并加重已有的呼吸系统疾病，损害肺部组织。而包括患有慢性肺炎、心脏病、感冒或哮喘病患者的老年人及儿童则是最易受可吸入颗粒物影响的人群。大气中的SO2污染物主要是来自于含硫物质的燃烧，在我国主要以燃煤为主。SO2极易容易水，所以在儿童呼吸的过程中十分容易吸附在鼻腔和咽喉黏膜的黏液上，进入体内后可衍生为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，这些衍生物可以导致细胞和组织受损，一般作用于上呼吸道以及支气管以上的呼吸道，进而损害呼吸道34 武汉科技大学硕士学位论文系统。且因有一定的刺激性会导致呼吸道气管内分泌物的增加，随着时间的推移可以造成局部的炎症和组织的坏死[47]。也有研究[48]表明SO2对支气管炎、肺炎、支气管哮喘等疾病有明显的影响。O3主要产生于光化学反应，一年中在夏季浓度最高，一般与上呼吸道疾病关系比较密切。本文研究也得出在累积之后中O3于下呼吸系统疾病无明显关联。由于儿童呼吸系统发育的不完全，且对大气污染物更加的敏感，相比起成人臭氧对儿童肺脏的影响会大很多。同时，由于儿童在户外的时间较长，呼吸的频率也相对成人较快，会吸入大气污染物也会多一点。有研究[49]证实长期暴露在O3污染中会导致呼吸系统疾病患病率增加，更严重的因此带来的死亡率也有所增加。短期的吸入O[50]3也会导致医院呼吸系统疾病的就诊率和住院率的增加。本研究还发现儿童下呼吸道疾病在PM2.5、PM10、NO2、CO和SO2滞后5日时ER达到最高值，上呼吸道疾病在PM2.5当日、PM10当日、NO2滞后4日、CO滞后4日、SO［51］2当日时ER达到最高。与刘新超等的研究结果类似，其结果也显示大气污染对上呼吸系统疾病发病的影响具有2日的滞后性，而对下呼吸系统疾病的影响一般具有3日或7日的滞后性。这说明大气污染物所致的下呼吸道疾病相对上呼吸系统疾病潜伏期更长。在累积滞后中发现上呼吸道疾病、下呼吸道疾病和呼吸道疾病总量均在累积滞后4~5日时达到最佳滞后时间，并且发现6种大气主要污染物浓度每增加一个IQR时，儿童呼吸系统疾病就诊总量上升1.78%~6.59%，相比滞后效应中上升0.93%~2.13%要高。张燕萍等［52］的研究结果也表明在大气污染物浓度对呼吸科门诊量影响中两日累积影响要大于当日影响。由于单日的滞后效应可能会低估大气污染物的累积效应，所以本研究加入多日移动平均值能更好的分析大气污染物与儿童呼吸系统疾病的健康效应。6种大气污染物浓度每上升一个IQR呼吸系统疾病就诊总量均有一定增量。这与国内外研究结论基本一致，但效应估计值的大小与同类研究相比略有不同。陈楠等［53］的研究显示颗粒物直径在0.25~10µm范围内时累积滞后4日与呼吸系统疾病门诊量相关性最强；张莹等［54］的研究结果表明PM10在累积滞后3日或5日时、SO2和NO2累积滞后2日时呼吸系统疾病门诊人数增加的百分比达到最高，PM310、SO2和NO2浓度每增加10µg/m呼吸系统疾病全人群就诊量分别增加1.72%、1.34%和2.57%；谷少华等［55］的研究35 武汉科技大学硕士学位论文结果是API每升高10时，累积滞后3日和14日呼吸系统门诊量分别增加1.01%（95%CI：0.15%~1.87%）和4.26%（95%CI：1.89%~6.69%）。相比于其他研究，本研究对儿童上、下呼吸系统疾病分别进行分析并发现其影响的差异化。此次研究中NO2对儿童上呼吸系统疾病就诊量、下呼吸系统疾病就诊量和呼吸系统疾病就诊总量的影响最为显著。但也有研究［56］发现NO2与呼吸系统疾病门诊量没有关联。本研究还发现下呼吸道疾病与O3无显著相关，其原因可能与不同地区大气污染水平、污染物来源与成分以及研究人群特征等因素有关。综上所述，本次研究应用时间序列方法较为客观地分析了大气污染物水平与儿童呼吸道疾病就诊情况的关系，对保护易感人群、预防呼吸系统疾病具有一定的参考价值。我们的研究结果也进一步证明短期暴露于空气污染对小儿健康有不利影响，需要减少空气污染物的暴露以保护儿童。PM2.5，PM10，NO2，CO和O3的短期暴露可能导致儿科门诊呼吸系统疾病风险增加，6种大气污染物与儿童呼吸系统疾病就诊总量间均存在滞后效应和累积效应。任一污染物浓度的上升均会导致儿童呼吸系统疾病总就诊量的升高，各污染物对儿童呼吸系统疾病的急性影响存在一定差异。气象因素如相对温度、平均相对湿度与大气污染物之间也存在一定的相关性，从而也会在一定程度上影响儿童呼吸系统疾病的就诊量。这也提示相关部门需制定治理大气污染的有效对策，进一步完善空气质量监测工作，完善空气污染预警和应急响应机制，合理调配医疗资源，积极开展健康教育，降低儿童呼吸系统疾病的发病率。研究为预防大气污染对儿童健康的影响策略制定提供了科学的依据，提示政策制定时应尤其关注易感人群。3.3预防大气污染对儿童呼吸系统危害的建议及对策在发达国家，如美国［57］规定医生需要根据每日的大气质量数据，给人们合理的指导和建议以预防人们在大气污染暴露下所受到的危害，特别是儿童，在大气污染情况下患呼吸系统疾病的概率明显上升［58-61］，因此预防大气污染对敏感人群的危害是十分必要的。大气污染的日益严重已经对儿童的健康造成了极大的影响，社会和个人急需寻找有效合理的途径来预防大气污染对儿童健康的危害。建立科学的监测评估体系。建立一整套包括排放清单编制技术、空气质量数值模拟技术、情景预测技术等污染综合防治的技术体系，将监测-模型-评估-对策36 武汉科技大学硕士学位论文等过程紧密联系在一起，将大气污染物监测、污染源监控、防治对策研究以及效果后评估作为一个工作体系，为推进区域复合污染防治提供重要支撑。实施区域污染分区分类管理。按照不同地区的地理特征、经济水平、空气质量现状、污染物输送规律、气象条件，将区域划分为重点控制区和一般控制区，实施差异化的控制管理，制定有针对性的污染防治措施。实施联防联控和行业准入，优化能源结构建立统一协调的区域污染联防联控工作机制，统筹协调区域内的大气污染防治工作。大力发展风能，推广使用地热能，生物质能综合利用。加强组织领导，动员全民参与。政府要做好空气质量防治的领导工作，加强引导，促使全民的环保意识不断提高加强舆论监督，为改善大气环境质量营造良好氛围。高度重视环境卫生，让儿童在一个健康的环境中成长。首先室内每天都需要开窗通风换气，因为由本研究可知大气污染物浓度的升高会导致儿童呼吸系统疾病的增加，人体的代谢和生活燃气带来的大气污染物可通过开窗通风的方式降低室内环境的大气污染物浓度。第二可以根据每日大气中的的大气污染物浓度指标去合理规划自己的出行安排，在大气污染物浓度较高的时间段尽量减少外出活动。因在本次研究中能发现儿童患呼吸系统疾病与在大气污染物中暴露有直接关系，如必须出行可选择佩戴口罩等防护设备。第三要从自身方面预防呼吸系统疾病，要增强体育锻炼可以去空气清新的公园或远离道路的地方进行适当的慢跑、体操和呼吸操等运动，也可在室内进行扩胸运动和仰卧起坐等训练，改善肺功能让儿童在恶劣的大气环境中降低患病的概率。有研究[62]得出适当的锻炼可以增加肺活量和吸氧量,从而降低患呼吸系统疾病的几率。第四需要经常清洗鼻子将鼻道中的细菌污垢等及时清理，因为由本研究得知大气污染物会存在一定的累积效应，清洗鼻腔可祛除累积的细菌使鼻腔保持清洁降低大气污染的多日累积效应对健康的影响，减少鼻炎等的发病率。第五要加强营养补充，可食用冰糖和梨子煮水、银耳、猪血和百合等清肺的食物，可帮助儿童清肺润肺，在一定程度上降低大气污染物对儿童身体的伤害。37 武汉科技大学硕士学位论文4结论与展望4.1结论武汉市最近几年空气质量有所好转，但整体依然不容乐观。在2015~2016年间6种主要大气污染物中除了CO和SO2未超标外，其他4种大气污染物均有不同程度的超标。对人们的生活出行和身体健康造成的困扰也比较明显，特别是对易感人群的影响尤为突出。本研究应用GAM模型中时间序列分析方法在控制了平均气温、平均相对湿度、星期几效应和假日效应等混杂因素后，分别分析了武汉市大气污染物浓度对儿童上呼吸系统疾病就诊量、儿童下呼吸系统就诊量和儿童呼吸系统疾病就诊总量的影响。研究结果显示，PM2.5、PM10、NO2、O3、CO和SO26种大气污染物浓度的升高对儿童上呼吸系统疾病就诊量、儿童下呼吸系统就诊量和儿童呼吸系统疾病就诊总量均有显著影响且存在一定的滞后效应。且在6种大气污染物中NO2对儿童上呼吸系统疾病就诊量、儿童下呼吸系统疾病就诊量和儿童呼吸系统疾病就诊总量的影响最为显著。综上所述武汉市内大气污染物浓度的增加导致了儿童呼吸系统疾病门诊就诊量的增加。空气污染状况有待改善，相关部门需加强监测和预防措施降低儿童呼吸系统疾病患病率。政府和自身方面的共同努力在一定程度上可以有效预防大气污染对健康的危害。4.2不足与展望本研究只选择了武汉市一所大型医院的儿童门诊就诊量作为研究对象，而不是全市所有的医院儿童门诊，所以样本代表性有一定局限性。今后的研究可以增加样本量结合多个医院的数据来进行分析，这样可以提高分析结果的准确性。且研究只选取了2015~2016年的儿童门诊数据进行分析，之后的研究可以尝试增长时间周期，选取更长的时间区间来分析大气污染对儿童门诊就诊量的影响。本文也只针对了儿童上呼吸系统疾病门诊量、儿童下呼吸系统疾病门诊量和儿童呼吸系统疾病门诊总量数据进行分析，建议以后的研究可以更加细化呼吸系统疾病的分类来进行研究，如咽炎、喉炎、鼻炎、支气管炎、哮喘、肺炎等疾病的门诊或住院数据。这样可以更加细化各个大气污染物对某一种呼吸系统疾病的影响，对预防和研究儿童健康更加具有指导意义。此次研究虽然调整了一些混杂因素，如星期几效应，假期效应和气象条件，其他混杂因素仍然可能存在。最后，由于研38 武汉科技大学硕士学位论文究的空气污染物之间存在很强的相关性，本研究只分析了单污染物对疾病的影响，尚需进一步开展多重污染物模型的研究。39 武汉科技大学硕士学位论文致谢通过这三年的学习和努力，论文也圆满完成，感谢这三年在我学业上给过我帮助的每一位同学和老师。回想这三年来的研究生生活确实感慨万千，都是因为大家无私的关心和鼓励我才能顺利的完成论文。首先由衷的感谢我的导师陈丹老师，本研究是在他耐心的指导下完成的。在研究的各个阶段都给予了我很多的支持，且十分关心课题研究的进度。从课题的拟定、数据的收据到最后文章的写作修改等上都给我巨大的帮助。同时也感谢湖北省疾控的霍细香教授等给我提供良好的学习环境和研究方向的指导，一步步为我答疑解惑提供分析方法技术上的支持。还有我的父母对我学习的支持，我的父母一直鼓励我在学习上不要轻言放弃。40 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武汉科技大学硕士学位论文综述大气污染对儿童呼吸系统疾病影响摘要：近年来各地大气污染问题十分严峻，国内外频发的大气污染事件已引发了人们对大气污染情况的高度关注。其对人们的生活出行和健康带来的不利影响也日益严重，在此大环境下越来越多的公共卫生与预防医学等领域研究者展开了一系列大气污染对人群健康影响的研究，包括大气污染物浓度对人群心脑血管疾病、循环系统疾病和呼吸系统疾病等的研究。本文拟对大气污染物浓度对儿童呼吸系统疾病的影响进行分析。关键词：大气污染；儿童；呼吸系统疾病Abstract:Inrecentyears,theproblemofatmosphericpollutionhasbeenverysevere.Thefrequentairpollutionincidentsathomeandabroadhavecausedpeopletopaycloseattentiontothesituationofatmosphericpollution.Itsadverseimpactonpeople'slifetravelandhealthhasalsobecomeincreasinglyserious.Underthisenvironment,moreandmoreresearchersinpublichealthandpreventivemedicinehaveconductedaseriesofresearchesontheimpactofairpollutiononpeople'shealth,includingtheatmosphere.Concentrationofpollutantsinthepopulationofcardiovascularandcerebrovasculardiseases,circulatorydiseasesandrespiratorydiseasesandotherstudies.Thisarticleintendstoanalyzetheimpactofatmosphericpollutantconcentrationsonchildren'srespiratorydiseases.Keywords:Airpollution;Children;Respiratorydiseases大气污染是指因工业废气、生活燃煤和汽车尾气等在大气中产生了一定量的有毒有害物质已经对生态系统和人类的生活造成影响的现象。目前主要的大气污染物主要由一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）、二氧化硫（SO2）、可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）组成。汽车尾气、工业生产、燃煤和扬尘是我国城市主要的大气污染物来源，在我国发达地区北上广的首要污染物来源全部来至于汽车尾气，这也与近年来人民生活水平提高后，城市汽车保有量46 武汉科技大学硕士学位论文呈现了巨大的增幅有直接关系。全国整体的大气污染状况也不容乐观，由于全国各个地区城市化进程的迅速发展随之而来导致的空气污染问题日益严峻，大气污染问题已成为我国最为严重的公共卫生问题之一。严重影响到人们的正常出行和身体健康，引发了人们对大气污染物浓度上升带来健康危害的深刻思考。本文就国内外分析大气污染对儿童带来的呼吸系统疾病危害的相关研究做出综述，为预防和控制大气污染对儿童呼吸系统疾病的相关政策制定提供数据支持，也为今后相关领域的学术研究提供理论基础。1大气污染现状1.1大气污染物种类现阶段，公认对人群健康会产生较大影响的大气污染物有一百多种。根据大气污染物产生的原因大致可以被划分成一次污染物和二次污染物。一次污染物是直接或者间接从污染源排放到环境中的，比如粉尘、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物等。二次污染物又称为继发性污染物是指一次污染物到达环境里后在一系列因素影响下产生改变，或与其他别的物质发生反应所形成的新的污染物，比如臭氧、甲醛和酮类等。根据污染物的状态可分为气态污染物和颗粒污染物。气态污染物包括氮氧化合物、臭氧和二氧化硫等。颗粒污染物主要是在生产、建筑和燃料燃烧过程中形成的，如煤烟、雾和粉尘等。悬浮在空气中的颗粒物一般根据其直径分为总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、细颗粒物和超细颗粒物。总悬浮颗粒物是指粒径≤l00μm的颗粒物，可吸入颗粒物是指空气动力学直径≤l0μm的颗粒物，也就是人们常说的PM10。细颗粒物是指空气动力学直径≤2.5μm的颗粒物，也是很多地区较为严重的污染物PM2.5。超细颗粒物是指空气动力学直径≤0.1μm的颗粒物。1.2大气污染对人群的影响大气是保障人类生存的重要因素，随着我国工业的大力发展，小汽车保有量的日益增加，目前我国面临的空气污染问题十分严峻，人们无时不刻都能感受到大气污染带来的不便和健康问题。我国的很多地区也都遭遇了不同程度的雾霾影47 武汉科技大学硕士学位论文响，对全国人民的生活出行都带来了极大的不便，各地新闻也不约而同地开始经常关注起了我国的雾霾恶劣天气和其导致的经济损失和对人群带来的健康危害，这在多年前都是不可想象的，由此引发了人们对生活环境的担忧和对未来的思考。雾霾天气导致空气质量和环境能见度下降，由此引发的人们出行的安全保障降低交通事故陡然增加，很多高速公路也被迫禁止通行，各行各业都或多或少收到了雾霾的影响。新华网就曾经报道过北京雾霾严重导致学校停课学生不能去学校上课的严重后果，特别是幼儿园和小学几乎全面停课，只能在家通过直播的方式来观看学校的课程。可见大气污染对人们的影响已经渗入到了各个地方。2015年全国338个地级及以上城市中73个城市空气质量达标，占比21.6%。从全国大气污染物指标平均浓度来看，PM2.5年均值超过了《环境空气质量标准（GB3095-2012）》中PM2.5的二级浓度限值42.9%，PM10年均值超过了《环境空气质量标准（GB3095-2012）》中PM10的二级浓度限值24.3%。全国2016年大气污染整体情况比2015年有所好转，有84个城市空气质量达标，占比24.9%。且不仅仅是我国面临着大气污染的危害，全球都面临着空气质量降低带来的人群健康危害。据2012年世界卫生组织的数据显示，大气污染成为了当年全球370万人死亡的直接原因，可见大气污染的影响之恶劣，形势之严重。据统计在西方的一些发达国家每年因汽车排放的大气污染物而导致死亡的人数达到了交通事故的两倍。2大气污染对健康影响2.1大气污染对呼吸系统疾病影响有大量研究证明大气污染物浓度的上升会对人群呼吸系统疾病、心血管疾病和循环系统疾病造成影响［1-6］。因每天都会有一万升大气进出呼吸道在人们不知不觉的呼吸中，然而大气中各类气体和颗粒物携带的有毒有害物质也趁机通过呼［7］吸道进入了人体导致了各类疾病，最常见的就是呼吸系统疾病。大气中的颗粒物会随着呼吸的过程沉积在人体内，且因颗粒物直径的不同所到达到的呼吸道部位不同，颗粒物直径在10µm时相对想较大的颗粒物一般会沉积在鼻腔处，当颗粒物直径在7µm时这时颗粒物已经可以沉积在咽喉部位，如果颗粒物在2.5µm48 武汉科技大学硕士学位论文以下时可以沉积在人体的肺部，颗粒物直径越小能越能达到呼吸系统的更深处。可见颗粒物对人群呼吸系统的危害。SO2也是大气污染物的重要组成部分，可引发一些肺部的慢性疾病。所以呼吸系统疾病与每日的大气污染物浓度有着高度的关联。大气中的污染物常来至于工业生产、汽车尾气和城市建设带来的大量大气颗粒物。这些都会在人们的日常出行和生活中进入人体造成健康危害，对大气污染反应最敏感的首先就是老人、儿童和孕妇等易感人群。2.2大气污染物对儿童呼吸疾病影响因为儿童呼吸系统尚未成熟，肺泡上皮发育未完全、渗透性大，对大气污染物的抵御能力还不足，在大气污染暴露下相对于成人更易患呼吸系统疾病所以更加需要加强预防和防护。国际上很多研究也都证明大气污染物对引发儿童呼吸系统疾病有明显影响。2.2.1大气污染物PM10对儿童呼吸系统疾病的影响PM10被吸入后会侵害呼吸系统，累积在呼吸系统中引发各类疾病。诱发哮［8］喘病、肺病、支气管炎等。GAO等在香港对2203名儿童在大气污染暴露下的研究中发现PM10与儿童咳痰症状有明显相关，当大气中PM10浓度升高时儿童［9］咳痰症状风险明显升高。Juha等在欧洲的一项研究中对多个城市的大气污染指标和医院儿童呼吸系统疾病人数分析后得知大气中PM310浓度上升10ug/m时儿童患哮喘的数量会上升1.2%。Katsouyanni［10］通过研究后也得出PM10是哮喘的危险因素。因为大气中的颗粒物能携带大量的尘螨、花粉和病菌等，对于一些过敏性疾病而言一旦被吸入人体接触到过敏原一般会导致病情加重，特别是一些有过敏性鼻炎和过敏性哮喘等的患者。所以吸入PM10后会增加哮喘等疾病的患病风险。国内也有大量研究证明了大气污染浓度对儿童呼吸系统疾病的影响。比如常桂秋等［11-12］在北京的一项研究收集了2年的大气污染物浓度指标和人群因呼吸系统疾病病例数据进行分析得出，PM10与儿童气管炎、上呼吸系统疾病和肺炎有着密切关系。PM310浓度每上升100ug/m时，儿童肺炎就诊人数上升7.67%，儿童气管炎就诊人数上升7.04%，儿童上呼吸道疾病就诊人数上升1.04%。2.2.2大气污染物PM2.5对儿童呼吸系统疾病的影响PM2.5由于粒径更小，相比PM10能达到儿童呼吸系统的更深处造成更大的49 武汉科技大学硕士学位论文健康危害。其表面携带的金属成分能诱导细胞发生氧化损伤作用，通过反复性的损伤当人体不能及时修复黏膜上表皮细胞时就会导致呼吸系统抵抗力减弱，最后迁延至临床上常见的反复性儿童呼吸道感染。［13］也有研究［14-15］在分析大气污染物对我国多个地区的儿童肺功能的影响中得知，大气中的颗粒物PM2.5对儿童的肺功能减弱有明显的影响。2.2.3大气污染物NO2对儿童呼吸系统疾病的影响大气污染物NO2多来至于汽车排放的尾气，被儿童吸入后可以到达肺部的巨噬细胞内，通过释放出蛋白分解酶从而来影响肺泡。Gauderman［16］的研究得出NO［17］2也对儿童呼吸系统疾病有明显影响。也马依拉·尔肯等在乌鲁木齐进行了长达9年的医院儿童哮喘住院人数和大气污染物浓度数据的收集，最终的结论得出NO2对儿童哮喘的住院率均有影响且均呈现出正相关。2.2.4大气污染物SO2对儿童呼吸系统疾病的影响SO2极易容易水，所以在儿童呼吸的过程中十分容易吸附在鼻腔和咽喉黏膜的黏液上，进而损害上呼吸道系统。长期在SO2污染暴露下容易导致儿童慢性鼻炎等疾病的产生。陶燕等［18］分析了大气中污染物SO2浓度对人群的影响得知大气污染物对年龄低于15岁的儿童影响最为明显，且存在一定的滞后性。朱悦等［19］的研究证明大气污染物SO32浓度每上升10ug/m时，儿童上呼吸道疾病就诊人数上升0.839%，儿童气管炎就诊人数上升0.268%，儿童肺炎的就诊人数上升0.310%。2.2.5大气污染物O3对儿童呼吸系统疾病的影响O［20］3一般与上呼吸道疾病关系比较密切。在KesicMJ等的研究中发现O3还会导致气道中的蛋白酶和抗蛋白酶失衡从而增加儿童患流感概率。FrischerT等［21］选取了1150名儿童进行了长达3年的肺功能情况研究得知当大气中O3浓度升高时，会导致儿童肺活量的降低，一般在夏季尤为明显。Mooer［22］的研究则发现大气中O3的浓度上升会增加儿童哮喘医院的门诊量。2.2.6大气污染物CO对儿童呼吸系统疾病的影响CO是城市大气污染物中占比最高的污染物，约在大气污染物总量的三分之一。且无色无味，对呼吸道没有刺激性，所以在CO污染下很难被察觉到，被儿50 武汉科技大学硕士学位论文童吸入体内后会与血红蛋白相结合从而导致人体内氧的传递受到影响，从而使机体供氧不足会导致呼吸系统中毒伴随着头晕恶心等症状。综上所述可知在大气污染环境暴露下儿童患呼吸系统相关疾病的危害之大。2.3预防大气污染对儿童呼吸系统危害的建议预防大气污染对易感人群的健康危害是非常有必要的，特别是大气污染对儿童患呼吸系统疾病的危害，因为儿童呼吸系统尚未发育完全相对成人更易受大气污染物的影响。首先需要保障生活环境的卫生，室内需要经常通风换气；第二需要加强锻炼增强自身在大气污染环境下的抵御能力；第三要避免选择在大气污染物浓度较高的时候外出。必须出行可以选择戴口罩等方式，外出归来应清洗鼻腔内的细菌污垢等保障呼吸系统的清洁；第四需要加强营养，营养的合理补充有助于儿童的身体健康，可以避免在一定程度上大气污染对儿童的健康危害。3小结综上所述，大气污染情况在全球依然是最为严重的公共卫生问题之一，并严重影响着人群的身体健康。因地区不同、生活方式不同和污染情况的差别对人群带来的健康危害有一定差别，但大量研究均有证明各项大气污染物会对人群的健康带来一定的危害，特别是易感人群的呼吸系统疾病，表现除了较强的一致性。各地应积极开展对大气污染的监控和防治工作，制定相应的法律法规来保障大气污染物浓度在合理范围内。个人应提高防护意识和措施，尽量避免暴露在大气污染的环境之中。51 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