摘要
健康影响一直与居民的空气污染水平有关。然而,很难区分长期暴露于本地产生的和远程运输的污染物,以及道路交通排放的废气和磨损颗粒的影响。我们的目的是调查暴露于颗粒物组分对瑞典成年人呼吸健康的影响,使用不同地理尺度的源的综合评估。
这项研究基于2007年进行的一项全国环境健康调查,调查对象包括25 851名18-80岁的成年人。通过区域、城市和地方来源的扩散模型估计了住宅地址的个人颗粒物暴露。使用多元logistic回归分析不同大小分数或来源类别与呼吸结果之间的关联,并对个体和背景混淆进行调整。
暴露于局部产生的磨损颗粒与鼻塞或花粉热、胸闷或咳嗽以及限制活动天数有关,其比值比为1.5-2 / 10 μg·m−3增加。还可以看到局部产生的燃烧颗粒的关联,这在调节后消失以暴露于磨损颗粒。
总之,我们的数据表明,长期暴露于当地生成的道路磨损粒子会增加成人呼吸系统症状的风险。
摘要
长期接触当地产生的路面磨损颗粒会增加成人出现呼吸道症状的风险http://ow.ly/nutsB
介绍
有大量流行病学证据表明颗粒物空气污染对健康的影响,包括呼吸道症状增加、肺功能下降、因心肺原因住院和死亡率增加[1- - - - - -5].死亡率和心血管事件主要与细颗粒物质(≤2.5μm空气动力直径范围(PM)有关2.5),这可能是因为它能深入肺部,引起全身炎症。粗颗粒物质(通常定义为空气动力学直径在2.5-10 μm范围内的颗粒)大多与非致命的呼吸作用有关[5].但是,B由B审查runekreef和F.奥尔贝尔格[6]表明粗淋巴与心血管疾病相关,也是增加的死亡率。很难将长期暴露的健康效应分离到排气排放和从道路交通中磨损颗粒,并分离当地产生和远程运输污染物的效果。需要进一步的流行病学证据来解除这些关系。北欧国家的微粒空气污染的背景浓度低于欧洲其他地区[7],对来自交通的颗粒状空气污染的健康影响有重大担忧[8- - - - - -10.].在北欧的汽车和道路上的砂轮和灌坑中使用散布的冬季轮胎,道路佩戴构成了粗加的重要来源[11.].只有少数大型人口研究调查道路交通造成的空气污染对健康的影响,其中包括城市和非城市成年人口,并使用空间解析的空气污染数据。在“路边”项目中,我们掌握了瑞典全国范围内约2.6万名18-80岁人群的空气污染暴露和健康状况的数据。本研究的主要目的是调查暴露于总PM之间的关系10.、远程运输颗粒、受试者家庭住址本地产生的燃烧颗粒和本地产生的道路磨损颗粒,以及在瑞典一般人口样本中自我报告的呼吸健康结果。
方法
研究人群和设计
路旁是基于2007年瑞典在瑞典进行的国家环境健康调查(NEHS 2007)的大型横断面研究[12.].这项全国性邮政调查的目的是研究在瑞典居住5年以上的成年人口(18 - 80岁)中暴露于几种环境和生活方式因素的情况,以及相关的健康结果。根据瑞典人口登记册,这一目标人口包括6 761 887人。随机抽样分两步进行。首先,选取了平均分布在瑞典21个县的10500人作为样本。其次,由于补充资金,该样本得到了加强,来自10个县的33 405人。调查共送交43905人(占目标人口的0.6%),其中25851人(59.4%)作出回应。该调查由瑞典统计局(瑞典斯德哥尔摩)发出和处理,并已得到斯德哥尔摩地区道德委员会的批准。12.].瑞典的县边界地图,显示了响应率和加强抽样的县,请参阅图1一个.
暴露评估
个体对PM的暴露是通过分散模型估计的受试者家庭住址的室外平均水平来评估的。瑞典地图、地籍和土地登记管理局(Gävle,瑞典)对2007年国家地理健康调查的受访者的家庭地址进行了地理编码。SIMAIR模拟系统[13.,14.]被用来估计特定地址的室外PM水平10..Simair是一个国家建模系统,将空气污染捐款结合在三个尺度上:欧洲规模上的模拟中的区域贡献;在瑞典的1×1千克网格上计算的城市贡献;以及距离家庭住址的半径范围内的流量的贡献。确定当地交通影响是基于独特的国家道路和交通数据库,涵盖瑞典交通管理局(Borlänge,瑞典)管理的大多数瑞典道路[15.].PM排气部分的排放因子10.由运输排放模型和库存系统评估和可靠性工作组(ARTEMIS)计算[16.].半经验模型用于PM的非排气部分10.,考虑超微馏分在磨损颗粒的一代,悬浮和重悬浮[17.].Simair系统可以拆分PM10.城市的大小分数以及PM的当地交通贡献10..假设排气和燃烧相关的颗粒具有直径<1μm(表示为PM1),再悬浮路面和轮胎磨损颗粒的直径为1 ~ 10 μm(表示为PM)1 - 10).区域对PM的长期贡献10.估计均在超时(PM)之间同样分布1 - 10)和亚微米(PM1)部分,根据瑞典中部农村背景监测仪的观察[18.].区域贡献中这两个部分的起源和组成与当地的交通和城市贡献不同。区域下午1浓度中含有较多的老化无机和有机二次气溶胶,海盐含量较少,而区域PM中含有较多的老化无机和有机二次气溶胶1 - 10浓度主要含有海盐和在较大距离上运输的矿物粉尘。Simair系统使用与色散模型相关的气象输入数据,如风速和方向,温度,浑浊,全球辐射,明智的热通量,摩擦速度,湿度和沉淀。Simair建模系统的进一步细节以及模型验证的结果已被描述[13.,14.].
在本研究中,我们调查了以下协会:总PM10.水平,远程输送粒子(区域PM10.),本地生成的PM10.水平(当地交通和城市PM10.贡献),局部产生的燃烧粒子(当地交通和城市PM1局部产生的磨损颗粒(局部交通和城市PM)1 - 10分数)。
健康结果评估
Nehs 2007调查询问了特定来源的烦恼,呼吸道,心血管和过敏性症状和疾病的患病率,以及生活质量。此外,它包含有关吸烟和晒日光浴行为,家庭和生活环境特征,食品和耗水量以及手机使用的问题。受访者将调查问卷返回统计瑞典。统计瑞典数字化了答案,在原产地,民事状况,收入,教育和家庭地理坐标上添加了注册表数据,并估计了调查校准重量变量。该校准重量变量用于计算目标群体代表的结果。在地理采样层内,校准重量的差异代表了亚目性的响应率的差异,由性别,年龄,民事状况,收入,教育和原籍国定义。平均重量为260,范围为6至1874。
由于调查的横断面性质和自我报告,我们在本研究中重点关注当前和近期的呼吸健康。呼吸道健康结果分析如下:哮喘症状在过去12个月中,哮喘药物的使用在过去的12个月中,有鼻塞或花粉热症状一周> 4天在过去12个月里,被吵醒咳嗽胸闷或在过去的3个月,并限制活动天由于呼吸道症状在过去3个月。
统计分析
为总研究人口和区域分层制作了描述性统计数据。该地区定义如下:斯堪尼亚(Skåne县);东南部(Östergötland,jönköping,克朗诺夫,卡尔马和博尔斯凯恩县和哥特兰岛);Mälardalen(乌普萨拉,Södermanland,Örebro和Västmanland县);西(Värmland,västraGötaland和Halland县);斯德哥尔摩(斯德哥尔摩县);中央(Jämtland,västernorrland,戈阿尔堡,达拉纳县);和北(Norrbotten和Västerbotten县)(图1一个).
流量相关PM之间的关联10.使用多元logistic回归分析暴露和呼吸健康结果,并根据受访者的性别、年龄、教育水平、家庭收入、吸烟、被动吸烟、家中湿气损害或霉菌暴露和出生国家进行调整(表1).此外,我们使用高学历成年人的比例和失业成年人的比例在市政当局,以额外调整背景混淆。构建两个背景变量的数据来源于瑞典统计局2007年各城市教育水平的互联网数据库[19.],以及市政府2007年失业率数据库(Kommundatabasen) [20.].总点10.,远程输送粒子,本地产生PM10.和局部产生的磨损颗粒,每个10μg·m计算关联−3增加,而对于局部产生的燃烧颗粒,每个1μg·m计算关联−3增加。比较局部产生的燃烧颗粒的健康影响与局部产生的磨损颗粒,我们还计算了暴露水平从第5百分位增加到第95百分位的关联。
为了探究社会经济底层的响应率的差异是否与空气污染水平有关,以及潜在的混杂因素,我们计算了相对校准权重和总PM之间的相关性10.曝光。
结果
女性和中年受访者在研究人群中的比例略高,区域差异很小(表1).斯德哥尔摩地区有更高职业或大学教育的最大比例。吸烟者占总学习人口的18%,北部地区比例较低(14%)。被动吸烟在南部地区最常见的斯堪尼亚。在约15%的房屋中存在水分损伤,虽然报告了可见的模具5%。超过90%的研究人口是北欧起源。非北欧起源的最高比例在斯堪尼亚和斯德哥尔摩。
瑞典住宅室外空气颗粒物污染水平的估计可以对25 851名研究参与者中的25 846名进行模拟(表2和图1B和2).总PM10.我们的学习人口的水平似乎具有高斯分布,其平均值为11.3μg·m−3,5-95%的范围从8.0到16.1μg·m−3,以及20到40μg·m之间的几个地址−3.总PM的最高平均浓度10.在斯堪尼亚,斯德哥尔摩和西部地区看到,斯德哥尔摩(Sceden)是瑞典三大城市:斯德哥尔摩,哥德堡(地区西部)和马尔默(斯堪尼亚地区)。在所有地区,总PM10.水平以长程输运颗粒为主,总体平均为10 μg·m−3(总PM总数的88%10.级别)。远距离输送粒子水平(区域PM10.贡献)范围从〜4μg·m−3(北区)至14 μg·m−3(地区斯堪尼亚)(图1 b).当地生成的PM10.水平的偏斜分布平均为1.3μg·m−3.总的来说,当地生成的PM10.以磨损颗粒为主(62%),平均为0.8 μg·m−3,其余为交通尾气和其他燃烧颗粒,平均含量为0.5 μg·m−3.在地区斯德哥尔摩,Mälardalen和东南部和哥特兰地区发现了最高水平的局部产生的燃烧颗粒。在斯德哥尔摩,Mälardalen和西部地区发现了最高水平的局部生成的道路磨损粒子。跨越人口的地理和社会经济副族数据的响应率的差异与估计的PM总数无关10.水平(数据未显示)。
呼吸系统疾病的流行率显示在表3.哮喘症状和哮喘药物在过去12个月内使用似乎非常类似地报道,占总研究人群的8%。有明显的区域差异,在Mälardalen地区和斯堪尼亚和西部最低的普遍存在。在过去12个月内每周封闭鼻子或花粉发烧,据报道18.0%,区域差异较小。由于过去3个月的呼吸道症状增加了19.4%和受限制的活动日,胸部紧绷或咳嗽遭到胸闷或咳嗽被唤醒。患有10.9%的人口,也具有较小的区域差异。
图3.显示了总PM之间的关联10.,以及不同的PM组分,以及总研究人群的呼吸健康结果。总PM10.在过去的3个月里,浓度与胸闷或咳嗽和限制活动天数呈正相关。PM的远程运输部分10.除了与哮喘症状(OR每10-μg·m−3差异0.69,95%CI 0.49-0.99)。当地生成的PM10.与在过去3个月内因胸闷或咳嗽而醒来,以及在过去3个月内活动受限天数显著相关,但也与在过去12个月内鼻塞或花粉热有关。当将局部产生的颗粒分为磨损颗粒和燃烧颗粒时,两种颗粒都显示出呼吸道症状的风险增加。局部产生的磨损颗粒与鼻塞或花粉热显著相关(或每10 μg·m−3差异1.40,95%CI 1.02-1.90),胸闷或咳嗽(或1.91,95%CI 1.40-2.60)和受限制的活动天(或1.50,95%CI 1.05-2.16),而当地产生的燃烧颗粒显着相关鼻子或花粉发烧(或每1μg·m−3差异1.09,1.02-1.16),以胸闷或咳嗽唤醒(or 1.08, 95% CI 1.01-1.15)。
为了比较局部产生的磨损和燃烧颗粒的影响,我们还计算了研究参与者分布的第五和第95百分位之间的曝光差的关联。这些暴露差异为3.22和1.74μg·m−3,分别。相应的比值比相当相似:鼻塞或花粉热1.11 (95% CI 1.00-1.23)和1.15(1.03-1.29),胸闷或咳嗽1.23(1.11 - 1.36)和1.14(1.02-1.28),活动受限天数分别为1.14(1.01-1.28)和1.10(0.97-1.27)。
暴露于局部产生的磨损和燃烧颗粒是高度相关的(r = 0.75)和在包括两个曝光参数的回归模型中,燃烧颗粒的效果在加强磨损颗粒的效果时消失(数据未示出)。
当我们进行分析时,将人口限制在当前地址≥5年时,结果基本相同。
讨论
我们已经调查了瑞典成年人的颗粒状空气污染和当前或最近呼吸系统症状的不同部分之间的关联。我们的结果表明暴露于总PM的显着影响10.和本地生成的PM10.,包括磨损和燃烧颗粒,因呼吸道症状而限制活动的天数,被胸闷或咳嗽吵醒,鼻子堵塞或花粉热(仅对局部产生的PM有统计学意义)10.).然而,在本研究中,我们没有发现PM暴露对哮喘预后的任何一致影响。
我们的结果与其他表明粗颗粒对呼吸系统影响的研究大致一致。一项关于空气中粗颗粒物对健康影响的系统综述观察到,在慢性阻塞性肺病(COPD)、哮喘和呼吸入院的研究中,粗颗粒物与细颗粒物相比具有更强或同等强的短期影响,提示粗颗粒物可能导致肺部不良反应,引发住院[6].最近的研究中,C母鸡等等。[21.]显示环境粗颗粒物与加拿大温哥华老年人群呼吸系统住院呈正相关。l在等等。[22.]发现粗颗粒物对因呼吸道感染住院的儿童有不利影响。在法国进行的一项研究也表明,接触PM之间存在正相关关系-10 - 2.5及儿童呼吸道感染住院治疗[23.].另一项使用分散模型的法国研究发现,PM之间存在正相关关系10.儿童的暴露与哮喘和过敏[24.].
可以探索不同粒径组分的影响,这在较小的区域会更成问题,因为各组分之间的局部相关性非常高。在我们的研究中,在质量基础上,局部产生的磨损颗粒似乎比燃烧颗粒的危害更小,但当计算这两部分分布的第5和95个百分位数之间的差异时,结果相当相似。当这两种局部生成的颗粒进入同一模型时,燃烧颗粒的作用消失,而磨损颗粒的作用增强。然而,值得注意的是,在我们的研究中,这两个分数在很大程度上来自同一来源,因此有很大的相关性(r=0.75),这意味着对于每个分数具体作用的结果必须谨慎解释。
我们的研究基于分布在大型地理区域的大型样本(近26000人)(449 964公里2),包括人口稠密的地区,三大城市斯德哥尔摩,哥德堡和马尔默,以及瑞典的农村地区。这导致瑞典人口的常见暴露对比度,并且在分析中的高统计力量。
初始环境卫生调查的响应率合理(59.4%)。从一个问题的非反应分析“与年龄的其他人相比,您如何评估您的一般健康状况如何评估您的普通健康状况?”,该学习人口良好地代表了18-80岁的长期瑞典居民的目标人口年 [12.].不同社会经济和地理阶层的回复率的差异与空气污染暴露无关,这意味着缺乏总体参与调查没有引入偏见。
本研究的局限性是横截面研究设计,这使得难以研究长期暴露的影响。发育呼吸问题的受试者可能已经远离具有高空气污染暴露的地区,这可能导致空气污染的明显保护作用。因此,我们侧重于空气污染暴露对当前和最近呼吸系统症状的影响(过去3个月或过去一年)。将分析限制在居住在其地址> 5岁处的科目并未大幅改变结果。
SIMAIR模型系统模拟的不同空气质量梯度在质量上存在差异。瑞典区域贡献的梯度是由模式结果和测量数据的组合估计的,预计对模式年(2004)有较高的有效性。PM的城市贡献有效性高度依赖于1×1-km网格中的交通信息,且质量较好[13.,14.].住宅木材燃烧对PM暴露以及其时空分布的总贡献较少。至于交通排放在半径范围内的局部影响,排放的空间分布应为所有国有道路和主要城市道路进行详细描述。然而,小城市道路上的交通在很大程度上模拟,因此描述了较差的质量。对2004年模型年龄的气象学进行了建模。调查问卷数据来自2007年,但预计在模型年前和之后的任何梯度都会发生在任何梯度上。
SIMAIR Model输出已广泛评估来自12个城市背景和15个街道站点位置的监视数据[25.].这些评估的结果表明,Simair模型比欧盟指令的PM质量标准显得大幅度10.,要求90%的个别监测点模拟的年平均浓度水平与监测的年平均浓度水平的最大偏差小于50% [26.].此外,将SIMAIR模型与瑞典不同地区的6个城市背景和4个街道站点的监测数据进行比较,结果表明模拟和监测的PM年平均值之间存在差异10.城市背景的水平低于〜20%,街道级别浓度为~10%,具有日平均水平的时间系列的相关系数10.在0.56和0.76之间变化。
可以在基于归属地址的室外级别的曝光确定时找到一个重要的不确定性。人们在室内花费大部分时间,但瑞典的室内PM水平与户外水平相似[27.,家庭住址是一种常见的方法,被发现构成一个相当好的代理,特别是对PM2.5接触 [28.].但是,其他可能产生重大贡献的环境是学校,工作场所和交通。未来的研究可以从包括对个人曝光的估算中受益。
在这项研究中使用的健康结果变量是自我报告的,来自一个包含生活环境和个人健康问题的问卷。自我报告健康状况显然会出错[29.].然而,由于我们分析中使用的空气污染水平数据是独立于问卷得出的,因此不太可能对估计的空气污染结果进行有偏见的报告。我们的研究是在一个非常多样化的研究区域进行的,从人口非常稀少的农村地区到斯德哥尔摩、哥德堡和Malmö的城市地区。此外,空气污染的暴露程度和所调查的呼吸道症状的流行程度在全国各地也各不相同。瑞典的早期研究发现,居住地区的社会经济背景与空气污染程度有关[30.]和疾病风险[31.].通过进行多级分析,通过进行多级分析来考虑到居住地区的社会经济地位的潜在情境混淆,调整了农村高等教育人员和失业人士的百分比。这两个上下文变量均与空气污染水平和调查的呼吸道症状相关,并在模型中略微减弱风险估计数。
远程运输颗粒对哮喘结果的表观保护作用可能是由于哮喘在北方患者普遍存在的事实,而远程传输颗粒浓度显示相反的梯度。瑞典的早期研究还表明,与瑞典南部的南部北部的成人和儿童患有哮喘和COPD的患病率增加了[32.- - - - - -35.].温度和湿度等气候因素以及营养或室内空气质量等生活方式因素可以解释这些普遍性的这些差异。然而,确切的原因仍然是未知的,强调在对环境污染物和健康效应的大规模差异的解释中进行大规模谨慎的谨慎。总之,我们的数据表明,暴露于当地生成的道路磨损粒子会增加成人呼吸系统症状的风险。
致谢
We would like to thank E. Nordling (Environment and Health Administration, Stockholm, Sweden) and M. Wickman (Institute of Environmental Medicine, Karolinska Institutet, Stockholm, and Dept of Pediatrics, Sachs’ Children's Hospital, Stockholm), who were involved in the conception of the study design.
脚注
支持声明:本研究由此提供资金瑞典研究理事会福利.国家环境健康调查是由瑞典国家福利委员会与增强采样的区域一起。
利益冲突:可以在本文的在线版本旁找到披露www.www.qdcxjkg.com
- 已收到2012年6月4日。
- 接受2012年12月11日。
- ©2013人队