（劳动卫生与环境卫生学专业论文）上海市大气细颗粒物污染特征及人群健康效应研究.pdf

复旦大学2 0 0 0 级硕士毕业论文 _ i 二海市大气细颗粒物p m 25 的污染特征及人群健康效应研究 中文摘要 大气颗粒物是- 种重要的空气污染物，其粒径大小、化学组成与健康影响 密切相关。大气细颗粒物p m 25 是指空气动力学直径2 5um 的颗粒物，主要 来自于燃煤燃油等高温燃烧过程及机动车尾气的排放。大气p m 25 表面吸附了 大量有毒有害物质，并可通过呼吸沉积在肺泡，甚至可以通过肺换气到达其它 器官，引起机体呼吸、心血管、免疫等系统较为广泛的损害，故对人体的健康 危害更大。国外大量的流行病学研究表明，大气细颗粒物污染浓度的上升与人 群超死亡数存在密切关联。鉴于p m 25 的重要性，美国e p a 已于1 9 9 7 年颁布了 细颗粒物的空气质量标准，年均值1 5ur d m 3 ，日均值6 5 ug m 3 ，而国内至今尚未 建立p m 25 的空气质量标准，上海作为全国的大城市，尚缺乏大气p m 25 污染特 征的全面描述及相应的人群健康影响的流行病学资料。 本研究对上海市两功能区a ( 交通区) 、b ( 工业区) 大气环境监测子站的 p m l o 、p m 25 一年四季的污染水平进行了监测，全面描述了颗粒物的时空分布规 律及污染特征。流行病学研究采用时问序列分析的p o i s s o n 广义相加模型对b 区大气p m l 0 、p m 2s 的日污染水平与该区居民日死亡数进行了回归分析，评估 大气粗细颗粒物的急性人群健康影响，初步建立了大气颗粒物的暴露反应关系。 现场监测数据表明，a 、b 两区大气p m l o 、p m 25 污染水平呈现出相似的季 节变化趋势，夏季最低，冬季最高。两功能区大气颗粒物污染水平基本相似， 工业区秋冬季的污染水平稍高。不同功能区，大气粗细颗粒物随时间变化趋势 基本一致，相邻两日大气颗粒物污染水平变化较大。以我国空气质量二级标准 ( g b 3 0 9 5 1 9 9 6 ) 日均值1 5 0 u m 3 来衡量p m l o ，以美国国家空气质量标准6 5 ug m 3 来衡量p 1 v b5 ，a 、1 3 两功能区大气p l w 25 冬季超标情况较严重，超标率分 别达到5 2 9 ，5 6 9 。空间变化规律分析表明，a 点( 交通区) 夏季大气p m 25 ，、 p m i o 污染浓度明显高于b 点( 工业区) ；p m 25 与p m i o 的比值分析表明，监测 阶段p m 25 p m i o 在0 4 7 6 0 8 8 4 之间，均值为o 6 3 2 ，p m 25 伊m l o 季节分布分析 表明，无论是交通区还是工业区，均为冬季最高，春季最低，反映采暖燃烧源 对细颗粒物的贡献较大，而沙尘天气对粗颗粒物的贡献较大。p m 25 、p m l o 两者 存在显著的线性回归关系，回归方程p m 2 5 = 5 1 1 4 + 0 5 7 7 p m l o 相关系数 一= 0 9 2 ( n = 2 5 6 ) 。表明上海市细颗粒物在p m i o 中的比重大于粗颗粒物，约占 6 3 2 。 流行病学分析表明，大气p m i o 和p m 25 同平均污染浓度与居民日死亡数之 间存在显著关联，所建立的大气p m l o 、p m 2s 人群健康影响的暴露反应关系呈 复旦大学2 0 0 0 级硕_ 上毕业论文 现线性无阈值模式。采用单污染物模型，调整了时间序列资料中长期趋势、季 节性、气象等因素混杂作用后，取最佳滞留日( l a 9 1 ) 的大气颗粒物污染浓度 进行危险度评估。得到：当p m i o 浓度e s i 。1 0 “g m 3h j ，总死亡上升o 5 3 0 2 2 ， o 8 5 1 ，6 5 岁以上老年人群的总死亡上升o 5 7 0 1 8 ，0 9 6 ，心血管系统死亡 人数上s 41 0 8 03 3 ，18 3 1 ，呼吸系统疾病死亡人数上升1 2 3 0 4 0 ， 2 0 6 ：当p m 25 浓度上升1 0hg i n 3 时，总死亡上升o 8 5 0 3 2 ，1 3 9 1 ，6 5 岁以上老年人群的总死亡上升1 11 o5 5 ，i ，6 7 】，心血管系统死亡人数上升 1 5 4 o 3 7 ，2 7 2 1 ，呼吸系统疾病死亡人数上升2 0 2 1 1 4 ，2 9 1 】。危险度 评价结果表明，大气粗细颗粒物( p m 【o 、p m 25 ) 对不同疾病死亡终点影响均具 有统计学显著性，且显示出相似的作用，呼吸系统疾病死亡的相对危险度( i 状) 最高，其次为心血管系统疾病、总死亡、其他疾病死亡；老年人群( 6 5 岁) 总死亡相对危险度较全年龄组和 6 5 岁组更高。季节分层分析表明，大气颗粒 物p m i o 、p m 25 在寒冷、温暖季节对人群日总死亡数的影响均具有统计学显著 性，颗粒物在寒冷季节对总死亡的影响高于温暖季节。在不同的季节，不同的 年龄组中，大气p m 25 对死亡影响均高于大气p m 】o ，反映p m 25 对人群的健康 危害更大。 本研究对冬季大气p m 25 硫酸盐和硝酸盐2 5 日2 4 h 日平均污染浓度与日总 死亡数进行相关分析发现p m 25 中硫酸盐、硝酸盐浓度的对数值与日总死亡数、 呼吸系统疾病日死亡数存在一定的线性趋势。采用s p l i n e 平滑函数绘制的硫酸 盐、硝酸盐浓度同日死亡数相关散点平滑图呈现较为明显的暴露反应关系，随 着p m 25 中阴离子含量的上升，日死亡数有增高的趋势。 关键词：空气污染颗粒物p m l op m 25 暴露反应关系日死亡数 堡里查堂! ! ! ! 望堡圭望、业堡苎 s t u d i e so nc h a r a c t e r i s t i c so fp m 25p o l l u t i o na n di t sa d v e r s ee f f e c t so ni t e a l t hi n s h a n g h a i a b s t r a c t a m b i e n tp a r t i c u l a t em a t t e r sa r et h et e r mu s e df o ram i x t u r eo fs o l i dp a r t i c l e s a n dl i q u i dd r o p l e t sf o u n di nt h ea i ra sa ni m p o r t a n tk i n do fa i rp o l l u t a n t s ，t h e i r a e r o d y n a m i cd i a m e t e ra n dc h e m i c a lc o m p o s i t i o ng r e a t l yd e t e r m i n et h e i rh e a l t h e f f e c t s p m 25 ，a r cp a r t i c l e s 、v i t ha e r o d y n a m i cd i a m e t e r sl e s st h a n2 5m i c r o ma n d k n o w na sf i n ep a r t i c l e sp m 25o r i g i n a t em a i n l yf r o mm a n m a d ep o l l u t i o n ，e s p e c i a l l y e m i s s i o nf r o mi n d u s t r i a la n dr e s i d e n t i a lc o a la n do i lc o m b u s t i o na sw e l la sv e h i c l e e x h a u s t p m 25a r es os m a l lt h e ya r ea b l et op e n e t r a t et ot h ed e e p e s tp a r t so ft h e r e s p i r a t o r yt r a c t sa n dt h e ya d s o r bal o to ft o x i cc o m p o u n d st h a tc a nd e p o s i ti n a l v e o l u st h r o u g hi n h a l a t i o n ，e v e nt r a n s p o r tt oo t h e ro r g a n sb ye x c h a n g eo fg a si n l u n g t h e r e f o r et h e yp o s eg r e a tp o t e n t i a lt or e s u l t i nw i d er a n g ed a m a g et o r e s p i r a t o r y , c a r d i o v a s c u l a ra n di m m u n i t ys y s t e m s b e c a u s eo ft h e i ri m p o r t a n c e ，u s e p ae n a c t e da i rq u a l i t ys t a n d a r d so ff i n ep a r t i c l e sw h i c ha r es e ta t15ug m aa n d6 5 1 tg m s ，r e s p e c t i v e l yf o rt h ea n n u a la n d2 4 一h o u rs t a n d a r d s b u tc h i n ah a m te n a c t e d a i rq u a l i t ys t a n d a r d so ff i n ep a r t i c l e su pt on o w s h a n g h a i ，a sa m e t r o p o l i t a ni nc h i n a ， s t i l ll a c ko fd a t aa b o u ta l la l l r o u n da c c o u n to fc h a r a c t e r i s t i co fp m 25p o l l u t i o nl e v e l a n dt h e i rc o r r e s p o n d i n ge p i d e m i o l o g i c a ls t u d i e so nh u m a nh e a l t he f f e c t s t h es t u d i e si n c l u d et w op a r t s ，f i e l dm o n i t o r i n ga n de p i d e m i o l o g i c a l i n v e s t i g a t i o n 2 5 6s a m p l e sw e r ec o l l e c t e da tt w ot y p i c a lf u n c t i o n a la r e a sf as i t e r e p r e s e n t st r a f f i cz o n e ，bs i t er e p r e s e n t si n d u s t r i a lz o n e ) d u r i n gf o u rs e a s o ni nu r b a n s h a n g h a i i nt h ey e a ro f2 0 0 2 a no v e r a l ld e s c r i p t i o no ft e m p o r a la n ds p a t i a l d i s t r i b u t i o nr u l e sa n dc h a r a c t e r i s t i c so fp a r t i c u l a t em a t t e rp o l l u t i o ni sg i v e n at i m e s e r i e sp o i s s o nr e g r e s s i o ni na g e n e r a l i z e da d d i t i v em o d e l ( g a m ) i su s e dt oa n a l y z e t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e np a r t i c u l a t em a t t e rp o l l u t i o na n dd a i l ym o r t a l i t yi nu r b a n r e s i d e n t si nbd i s t r i c ti no r d e rt oe x p l o r et h es h o r t - t e r ma d v e r s ee f f e c t so fp a r t i c u l a t e m a t t e r a ne x p o s u r e - r e s p o n s er e l a t i o n s h i pw a se s t a b l i s h e d t h er e s u l t so ff i e l dm o n i t o r i n gs h o wt h a tt h es e a s o n a lv a r i a t i o ni nt h e c o n c e n t r a t i o no f p m t 0 、p m 25a r es i m i l a rb e t w e e nt h et w os a m p l i n gs i t e sw i t hh i g h e s t p o l l u t i o nl e v e li nw i n t e ra n dl o w e s ti ns u m m e r , t h em o n t h l ya v e r a g e so fp a r t i c u l a t e m a t t e r so ft w od i s t r i c t sp r e s e n ts i m i l a rl e v e l ，w h i l et h ei n d u s t r i a lz o n es h o ws l i g h t l y h i g h e rp o l l u t i o nl e v e li na u t u m na n dw i n t e r t h ep o l l u t i o no fp m 25i nw i n t e ri sq u i t e s e r i o u si nt w os a m p l i n gs i t e sa c c o r d i n gt ou se p as t a n d a r d s t h er a t e so fe x c e e d i n g 塞星叁兰! ! ! ! 望堡主望些堡兰一 t l es t a n d a r sa r e5 2 9 ，5 6 9 r e s p e c t i v e l yf o rt w oz o n e s t h er e s u l t so fs p a t i a l v a r i a t i o na n a l y s e ss h o wt h a tt h el e v e l so fp a r t i c u l a t em a t t e ri ns u m m e ri nt r a f f i cz o n e a r eh i g h e rt h a ni n d u s t r i a lz o n e ( p 秋季 夏季，工业区 p m l o 日平均浓度的月均值为冬季 秋季 春季 夏季：两监测点p m 2s 日平均 浓度的月均值均为：冬季 秋季 春季 夏季，对两功能区大气颗粒物p m 25 、 p m i o 监测数据按不同季节进彳非参数k r u s k a l w a l l i sh 检验表明，交通区冬季 复旦大学2 0 0 0 级硕士毕业论文 污染水平明显高于夏季( p 秋季 春季：工业区 p m 2j p m l o 月均值大小为：冬季 秋季 夏季 春季，无论是交通区还是工业 区，均为冬季最高，春季最低，分析原因，春季p m l o 中所含的粗粒子的水平较 高可能是由于受北方沙尘暴等自然尘的影响：而冬季细粒子在p m l o 中所占的比 例最高可能是由于冬季大量增加的采暖燃烧源的贡献作用。对交通区和工业区 2 5 6 组监测数据的p m 25 p m l o 进行t 检验，无论是按全年还是分季节进行分析， 工业区和交通区的大气颗粒物p m 25 p m l o 均无统计学显著差异；而交通区夏、 秋、冬季的p m 25 p m i o 月均值均稍大于工业区，提示交通来源的颗粒物中，细 粒子( p m 25 ) 占的比例更大。 表l - 3 b 两功能区p m 25 p m l o 比值分布情况 表1 3 b 和图1 - 3 列出了两功能区p m 25 p m l o 比值分布情况，可以看出，在 复旦大学2 0 0 0 级硕士毕业论文 两功能区采集的所有样本中，p m 2 y p m l o 主要介于05 , - - 0 7 之间；a 点( 交 通区) p m 25 ，p m i o 比值在05 0 6 所占份额最大，占3 5 9 4 ，其次是0 6 07 ，占 2 8 1 2 ；而b 点( 工业区) p m 25 p m m 比值在0 6 - 0 7 所占的份额最大，占4 53 1 其次是位于0 5 06 ，占3 7 ，5 。 对p m t o 、p m 25 两者进行相关分析表明：两者存在显著相关，两者的相关系 数为0 9 6 ，线性回归方程为：p m 25 = 5 1 1 4 + 0 5 7 7 p m l o r 2 = o9 2 ( n