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研究背景近年来,随着我国经济的快速发展,城市化进程的不断加快以及机动车数量的迅速增长,城市空气污染问题也日益严重,暴露于城市空气污染物的人群不断增多,空气污染已成为影响公众身体健康的重要因素之一。作为人体与外界环境接触最频繁、接触面积最大的系统,呼吸系统与室外空气进行气体交换时,除了吸入一定量的氧气,室外环境中的颗粒物或者有害气体也会有可能随着呼吸的过程进入人体呼吸道和肺部组织的不同部位,进而诱发咳嗽、咳痰、呼吸困难、鼻塞流鼻涕等呼吸系统症状或肺炎、哮喘等疾病。儿童由于呼吸系统尚未发育完善,对各类空气污染物的抵御能力更弱,更易引发肺炎、哮喘等呼吸疾病的发生或发作。以往的许多研究表明,呼吸疾病已经成为影响儿童健康的主要因素之一,是儿童到医院就诊的最常的病因。目前,我国有关空气污染对儿童呼吸疾病门诊就诊情况的研究仅有广州、石家庄、潍坊、武汉、重庆、呼和浩特等少数城市,由于地理环境、空气污染状况和污染物构成等因素的不同,使得各地空气污染对儿童呼吸疾病的效应值存在差异。兰州市作为西北半干旱地区代表性城市,有关该方面的研究较少。因此,本研究以兰州市为例,探讨空气污染对常见儿童呼吸疾病的影响及其滞后效应,为当地政府部门控制空气污染、预防儿童呼吸疾病的发生提供了一定的决策参考。研究方法收集2013年1月1日-2019年12月31日兰州市PM2.5、PM10、SO2、NO2、O38h和CO,气象资料(气温、相对湿度)以及兰州市三所大型医院儿童呼吸疾病门诊就诊数据。首先对研究期间兰州市6种空气污染物PM2.5、PM10、SO2、NO2、O38h和CO,气温和相对湿度,儿童呼吸疾病每日门诊数据进行分析描述。其次对上述空气污染物和2个气象因素进行Spearman相关性分析。最后采用基于泊松(Poisson)分布的分布滞后非线性模型(Distributed Lag Nonlinear Model,DLNM),分析空气污染物和儿童呼吸疾病门诊量之间的暴露-滞后-效应关系。同时对儿童呼吸疾病总门诊量、儿童上呼吸道感染(简称儿童上感)、肺炎和哮喘按照性别、年龄和季节进行了分层分析。研究结果(1)描述性分析:2013~2019年兰州市三所医院共有908 435例儿童因呼吸疾病就诊,日均门诊就诊人次为356。男女比例约为1.42:1,男性患呼吸疾病人数高于女性。从年龄分层来看,门诊就诊患者以0-3岁组儿童居多。从疾病分组来看,上呼吸道感染患者占多数。2013~2019年,兰州市PM2.5、PM10、SO2、NO2、O38h、CO日均浓度分别为50.33μg/m3,113.82μg/m3,22.54μg/m3,45.51μg/m3,86.91μg/m3,1.19 mg/m3,均符合国家空气质量浓度限值要求。研究期间日均气温为11.39℃、日均相对湿度为50.63%。(2)空气污染物与不同儿童呼吸疾病门诊量的关联情况:兰州市空气污染物对儿童呼吸疾病总门诊量、儿童上感、肺炎和哮喘门诊量存在滞后效应,对于儿童呼吸疾病而言,PM2.5(lag07)、PM10(lag07)、SO2(lag05)、NO2(lag06)、CO(lag07)每增加10μg/m3(CO浓度为1mg/m3)时,儿童呼吸疾病总门诊量的相对危险度(Relative Risk,RR)分别为1.035(95%CI:1.028,1.043)、1.009(95%CI:1.006,1.011)、1.056(95%CI:1.038,1.074)、1.049(95%CI:1.036,1.062)、1.156(95%CI:1.121,1.193)。O38h对儿童呼吸疾病的影响不显著。对于儿童上感而言,PM2.5(lag07)、PM10(lag07)、SO2(lag05)、NO2(lag06)、CO(lag07)每增加10μg/m3(CO浓度为1mg/m3)时,儿童上感的RR值分别为1.038(95%CI:1.030,1.046)、1.009(95%CI:1.006,1.012)、1.050(95%CI:1.030,1.071)、1.053(95%CI:1.039,1.067)、1.148(95%CI:1.108,1.188)。O38h对儿童上呼吸道感染的影响在滞后各天都无统计学意义。对于儿童肺炎而言,PM2.5(lag07)、PM10(lag07)、SO2(lag07)、NO2(lag07)、CO(lag07)每增加10μg/m3(CO浓度为1mg/m3)时,儿童肺炎的RR值分别为1.081(95%CI:1.069,1.093)、1.019(95%CI:1.015,1.023)、1.188(95%CI:1.157,1.220)、1.069(95%CI:1.046,1.092)、1.440(95%CI:1.374,1.509)。O38h对儿童肺炎不存在危害作用。对于儿童哮喘而言,PM2.5、PM10、SO2、NO2、O38h、CO对儿童哮喘均无危害效应。(3)空气污染物对不同儿童呼吸疾病不同分组的影响:空气污染物对儿童呼吸疾病总门诊量、儿童上感、肺炎、哮喘不同分组的效应值存在差异。对于儿童呼吸疾病而言,各空气污染物对女童的效应值大于男童,PM2.5与PM10对4-6岁组儿童的影响最大,NO2对7-14岁组儿童影响最大,而SO2和CO更易侵害0-3岁组儿童。对于儿童上感而言,PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO对女童影响大于男童。PM2.5对儿童上呼吸道感染门诊量的影响在4-6岁组最大,PM10、SO2、CO对0-3岁组危害更大,而NO2更易影响7-14岁组儿童。对于儿童肺炎而言,PM2.5、PM10、CO对男童肺炎门诊量的影响大于女童,而NO2、SO2对女童肺炎门诊量的影响大于男童。6种污染物除了O38h外,PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO均对0-3岁组儿童影响最大。对于儿童哮喘而言,PM2.5、PM10对女童的影响更为显著。NO2和SO2对儿童哮喘门诊量的影响女童大于男童,CO对男童的影响大于女童。O38h仅在lag2天对女童哮喘门诊量有影响。PM2.5和PM10对4-6岁组儿童仅在个别天数的影响有统计学意义。NO2和SO2对0-3岁组儿童哮喘门诊量的影响更大。O38h浓度对儿童哮喘门诊的影响在4-6岁组更大。CO对0-3岁组儿童在lag4、lag5、lag6天的影响有统计学意义。(4)不同季节时各空气污染物对常见儿童呼吸疾病的影响:冷暖季时空气污染物对儿童呼吸疾病总门诊量及儿童上感、肺炎、哮喘影响的程度是不同的。对于儿童呼吸疾病而言,冷季时,PM2.5仅在lag04~lag06天时RR值有统计学意义,暖季时,PM2.5效应值在各滞后天数均无统计学意义。PM10在冷暖季的效应值均不显著。冷季时,SO2在lag2、lag3以及lag01~lag07均有意义,暖季时,SO2对儿童呼吸疾病的影响无统计学意义。冷季时,NO2除lag6、lag7天无统计学意义外,其余滞后天数均有统计学意义;暖季时,NO2除lag6天有意义外,其余天数均无意义。CO在冷季,除了lag1、lag6和lag7天外,其它滞后天数均有统计学意义,暖季无意义。O38h除了暖季lag6天有意义外,冷暖季其它滞后天数均无意义。对于儿童上感而言,冷季时,PM2.5、PM10和O38h在各滞后天数的RR值均未观察到危害效应。SO2在lag02~lag06天、NO2在lag01~lag07天,CO在lag3、lag4和lag01~lag07天存在影响。6种空气污染物效应值在暖季时均无危害作用。对于儿童肺炎而言,冷季时,PM2.5在lag02~lag04天对儿童肺炎门诊量有影响。暖季时,PM2.5在lag6、lag7、lag01、lag02、lag07天时对儿童肺炎门诊量有影响。冷季时,PM10在lag02~04天效应值有统计学意义;暖季时PM10在lag6天时有危害效应。NO2、SO2、O38h、CO在冷暖季个别天数对儿童肺炎门诊量的影响存在影响。冷季时,SO2在lag3、lag4、lag5、lag02~lag07天,NO2在lag1、lag01~lag07天;暖季时,SO2在lag6、lag7、lag07天,NO2在lag1、lag01~lag07天,CO在lag1、lag01、lag02、lag07天对儿童肺炎门诊量存在影响。冷暖季时,O38h在各滞后天数的RR值未观察到危害效应。对于儿童哮喘而言,冷季时,PM2.5、PM10、NO2、SO2、O38h和CO对儿童哮喘门诊量均不产生危害效应;而在暖季,仅PM10在lag1天,NO2在lag6、lag7天对儿童哮喘门诊就诊量有影响。(5)各空气污染物与常见儿童呼吸疾病的暴露反应曲线:兰州市部分空气污染物PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO与儿童呼吸疾病总门诊量、儿童上感及儿童肺炎门诊量的暴露-反应曲线为近似线性关系,无阈值效应,随着各污染物浓度的增加,相应的RR值呈上升趋势。研究结论(1)兰州市2013~2019年空气污染物浓度呈逐年下降趋势,PM2.5、PM10、SO2、O38h、CO表现出较强的季节性变化趋势,表现为冬春季浓度水平高,夏秋低,O38h变化趋势则与之相反。NO2浓度无明显季节性波动。(2)兰州市PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO浓度的升高可能会导致儿童呼吸疾病总门诊量、儿童上感及儿童肺炎门诊就诊风险增加并存在滞后效应,O38h对常见儿童呼吸疾病的效应不显著。(3)不同空气污染物对儿童呼吸疾病总门诊量、儿童上感、儿童肺炎及儿童哮喘门诊量性别、年龄分层的效应存在差异。(4)空气污染物对儿童呼吸疾病总门诊量、儿童上感、儿童肺炎及儿童哮喘门诊量的影响存在季节性差异。(5)兰州市部分空气污染物PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO与多种儿童呼吸疾病门诊量的暴露-反应曲线为近似线性关系,无阈值效应。