2008年至2012年马瑙斯市大气污染和心血管和呼吸系统疾病住院情况

摘要

介绍．空气污染已被确定为世界主要大都市的严重公共卫生问题。最近的研究表明，空中颗粒浓度与对人体健康的各种影响有关，包括增加呼吸系统疾病的医院入学，增强的哮喘发作，降低肺功能和增加的死亡率。客观的．将2008年至2012年巴西马瑙斯市的空气污染水平与因心血管和呼吸系统疾病住院人数联系起来。方法．这是一项针对儿童(5岁以下)和老年人(60岁以上)的生态时间序列研究。关于每日因心血管和呼吸系统疾病住院人数、污染物(PM)的数据_2.5)、温度和湿度。采用泊松广义可加模型估计变量之间的关联。每个变量的四分位区间(IQR)日平均水平估计了因心血管和呼吸系统疾病住院的增加，置信区间为95%。结果．呼吸系统疾病和儿童:PM的−0.40% (95% CI:−1.11,0.30)、0.59% (95% CI:−0.35,1.52)和0.47% (95% CI:−3.28,4.21)_2.5，温度和湿度分别。呼吸系统疾病和老年人：0.19％（95％CI：-0.93,1.31），-0.10％（95％CI：-1.85,1.65）和-6.17％（95％CI：-13.08，0.74）_2.5，温度和湿度分别。心血管疾病和老年人：-0.18％（95％CI：-0.86,0.50），-0.04％（95％CI：-1.10,1.03）和-3.37％（95％CI：-7.59,0.85）_2.5，温度和湿度分别。结论.时间序列研究发现PM和_2.5，温度、湿度和住院时间，与当前学术文献提供的证据不同。由于马瑙斯没有空气质量监测网络，而本研究中可用的选择是复制从遥感获得的一些信息，因此有必要在该区域建立用于健康和环境研究的地面监测站。

1.介绍

人与周围环境之间的相互作用促进了对几种侵略者的接触，这些侵略者可能是自然的，也可能是人为活动造成的。尽管污染的影响自古以来就有报道，但污染仅从工业革命开始就对人口产生了很大的影响[1]．从胎儿时期起，接触空气污染物就可能影响人体健康。研究表明，即使污染物的暴露水平低于可接受的标准限值，也会产生有害影响。受影响和易受影响的年龄组是儿童和老人[2-4.]．

在巴西亚马逊河流域，城市化进程十分迅速。巴西亚马逊河覆盖了阿克里、阿帕帕、亚马孙、帕拉巴、罗曼娜、罗瑞玛、托坎廷斯、Mato Grosso和马兰圣地的一部分，损坏了12.8%的人口。自然资源造成了多种类型的环境影响，包括生物多样性的丧失、土壤生产潜力的降低、侵蚀、河流污染、毁林和森林火灾。这些影响改变了城市和农村空间之间的关系，导致出现了具有积极和/或消极影响的新领土负组态[5.].城市空气污染主要由森林火灾和增加的车队以及该地区（特别是马瑙斯的工业极）的工业设施造成，构成了这些新领土可以承担的负面配置之一。

目前，空气质量监测是一些发达国家或发展中国家的研究对象。在亚马逊，若干地区的环境信息数据库由于缺乏空间和环境覆盖而受到影响。因此，缺乏持续监测和预测空气质量的数据可能会对公众健康产生影响[6.]．关于亚马逊地区空气污染影响的研究大多集中在分析生物质燃烧对门诊护理和呼吸系统疾病(主要是哮喘)住院人数的影响[7.]．

由于暴露在污染和天气条件下是同时发生的，重要的是不仅要了解它们的孤立影响，还要了解它们的相互作用，研究它们是否会改变彼此的影响。风险的组合可能遵循简单或复杂的模式，并可能因不同的地理区域而不同。通过描述更现实的风险估计和制定新的公共卫生准则，对这些因素组合的特征描述可能澄清许多问题。

估算人口中空气污染造成的健康风险是规划和实施旨在更健康环境的行动的第一步。这种知识的制作是制定促进社会经济发展的公共政策的基础，并考虑环境问题和人民的生活质量。因此，本研究的目的是将空气污染水平与2008年至2012年到2012年Manaus城市的心血管和呼吸系统疾病的水平。

本研究除绪论部分外，共分为五个部分。第二节综述了空气污染与健康风险的相关文献。第三节介绍材料和方法。第四节显示结果。第五节提出了讨论。最后，给出了结论。

2.文献综述

空气污染被认为是影响人口健康的主要危险因素[8.]．暴露于空气污染是环境对健康的最大风险，是9个主要可改变风险因素之一，领先于其他常见因素，如缺乏运动、高胆固醇和吸毒。它的存在仍然与预期寿命和生产力的显著降低有关[9.]．

微粒物质(PM)是最常见的污染物，与不利的健康影响有关[10]．PM由与反应性和有机金属相关的碳质颗粒组成，包括硝酸盐，硫酸盐，多环芳烃，内毒素和金属如铁，铜，锌，镍和钒[11]根据每个国家的地理位置、现有工业类型以及取暖和运输所消耗的化石燃料量，其组成有所不同[12]．

污染中存在的颗粒物浓度会影响疾病以及吸入后在人体内的积聚位置_2.5在肺部和最小的气道中停留。下午₁₀倾向于沉积在上呼吸道和上呼吸道。颗粒大小也影响其暴露的不利影响。较小的颗粒尺寸对健康的影响更大，因为它们能够到达较小的气道;流行病学研究集中在PM的影响上_2.5和点₁₀[13]．下午_2.5与PM有不同的健康影响₁₀因为它的尺寸和表面积[14]．

由于空气污染的存在和变化，老年人、儿童、孕妇、慢性病患者和免疫力较低的人是最易受影响的群体[10那15-17]．暴露于空气污染是心血管疾病的一个原因，与颗粒物高度相关[9.]．心血管疾病是一个主要的公共卫生话题，占全球近30％的死亡率[18]．

涉及新兴国家的研究仍处于初级阶段[19那20.]虽然环境污染在发展中国家是一个严重的环境问题，但很少有研究调查PM的影响_2.5‒10由PM引起的颗粒物_2.5监控约束[13].鉴于PM水平较高_2.5亚洲、非洲和中东的空气污染，拉丁美洲的空气污染很少受到关注。然而，从1990年到2013年，年平均PM_2.5南美洲的地区显示了高上升趋势[21]．

3.材料和方法

这是一个生态时间研究，对儿童（5岁及以上）和老年人（60岁及以上）在Manaus，巴西州亚马逊（Amazil）的老年人（60岁及以上）的生态时间序列研究从2008年起到2012年。面积为11,474公里²（占州面积的0.73%）马瑙斯的总人口为180万，人口密度为每平方公里158.06人。马瑙斯的气候被认为是湿润的热带气候，年平均温度为27℃，空气湿度相对较高。雨季相对明确：冬季多雨，夏季相对潮湿干燥。由于靠近赤道线，热量恒定，没有寒冷的冬季[22].之所以选择亚马孙州首府马瑙斯，是因为它代表了亚马孙的城市中心，其标志是自1970年代以来城市扩张和人口增长的激烈过程，以及截至2012年的累计森林砍伐总量为1256.6公顷 公里²，相当于城市面积的10.9%。

在分析期间，玛瑙斯居民因呼吸系统疾病住院的数据来自医院信息系统(HIS)，由统一卫生系统信息部(DATASUS)提供。本研究选取了该时期所有因呼吸道疾病(icd -10修订版:J00 - J99)住院的儿童(0 - 5岁)和老年人(60岁或以上)以及老年人(60岁或以上)心血管疾病(icd -10修订版:I00 - I99)住院的患者。颗粒物浓度(PM_2.5在μG /m³)、最低温度、空气相对湿度作为暴露变量。这些数值是通过与环境卫生结合的环境信息系统(SISAM)获得的。

通过计算集中趋势值和离散值，对研究中所有变量进行描述性分析。为了估计污染物浓度的日变化对相关结果的影响，采用泊松广义线性模型(GLM)评估玛瑙斯市的大气污染和心血管和呼吸系统疾病住院治疗情况。

自变量为各污染物日平均水平、最低温度(°C)和平均相对湿度(%)。为了解决长期季节性的影响，在分析中使用了连续经过的天数(从1到1827)，在短期季节性的情况下，考虑一周的天数(从1到7，考虑周日为第一天)。采用三次样条自然矫直器平滑长期季节性。采用赤池准则选择拐点或矫直机自由度的数目以最小化残差自相关之和[23]．以工作日为分类变量，以周日为基线。温度和湿度作为连续变量进入模型。

对于具有正常分布的数据，抑制协变量，分布式滞后模型可以采取以下形式[24那25]： 在哪里X_T.-问：是兴趣的环境暴露，例如和空气污染物，问：是预计事件的前几天，例如，住院。环境暴露的总影响是其后估计的影响的总和问：天。因此，它可以写成 ．然而，连续日期之间的高相关使每个估计为每个估计不稳定 ．

为解决这一问题，分析了滞后期的天数，施加了一个制约因素，导致作为多项式函数平滑地变化。该多项式分布滞后模型具有问：天,D.自由度(多项式的次数)，并且可能根据所使用的多项式的次数而有限制。由于本研究的重点是估计空气污染物对心血管和呼吸系统疾病住院的影响，并探讨暴露于这些因素和分析结果之间的滞后结构，使用多项式分布滞后模型是因为在因心血管和呼吸系统疾病住院的情况下，环境暴露可能在暴露当天、一天后或暴露后数天内造成有害影响。因此，某一天发生的住院治疗可能是同一天或之前其他日子暴露的结果。为了解决这个问题，分析包括一个约束因素，使系数平滑地变化作为一个多项式函数的天数分析的滞后期。污染物暴露和气候变量对7天滞后结构的影响是用三度多项式估计的，这使得比没有约束因素的模型产生的估计更稳定。污染物暴露对7天滞后结构(暴露日和暴露后6天)的影响使用三度多项式估计，这种多项式允许比不受限制模型更灵活和更稳定的估计[25那26]．

结果显示，由于污染物浓度增加了四分之一，在分析滞后期间的每一天，住院人数和其各自的95%置信区间都有所增加。四分位数的变化可以定义为给定变量值的第三和第一个四分位数之间的差异。估计的增长百分比及其95%置信区间可用 式中，IQV是四分位之间的变化，以及 SE在哪里问：是每种方法的标准误差β_问：．

数据库使用社会科学统计软件包(SPSS)为Windows，版本21.0 (SPSS Inc.，芝加哥，美国)准备。采用S-PLUS 4.5软件进行回归分析。

4.结果和讨论

在分析期间，玛瑙斯市有501,493人住院。其中，呼吸道疾病患者50278人，心血管疾病患者34582人，分别占住院总人数的10.1%和6.9%。呼吸系统疾病住院患者中，儿童29582例(58.9%)，老年6274例(12.5%)。在心血管疾病住院治疗中，老年人17778例(51.4%)。

表格1给出了住院、PM水平的描述性参数_2.5、最低温度和平均湿度。可以观察到，对于PM来说_2.5在美国，25%百分位数和50%百分位数都有相同的值，这表明对这种污染物的测量不准确，最低温度的测量也不准确，最小值为1.5°C，这在像亚马逊这样的炎热地区是不可能的。

表格2给出了PM之间的Spearman相关矩阵_2.5，五岁以下儿童呼吸系统疾病和60岁以上患者心血管和呼吸系统疾病的温度、湿度和住院情况。

通过相关矩阵执行的相关性的双变量探索分析（表2)显示60岁以上患者的呼吸系统疾病和心血管疾病以及5岁以下儿童的呼吸系统疾病与PM之间没有显著的统计学相关性_2.5，温度和空气相对湿度。

在使用GLM模型进行统计建模时，在5岁以下儿童呼吸道疾病的情况下，估计的效果没有统计学意义。日平均水平的四分之一区间增加代表PM的住院率增加- 0.40% (95% CI: - 1.11, 0.30)、0.59% (95% CI: - 0.35, 1.52)和0.47% (95% CI: - 3.28, 4.21)_2.5，温度和湿度分别如图所示1．

对于60岁及以上的呼吸系统疾病患者，模型中的估计效应没有统计学意义。日平均水平的一个四分位区间增加表示住院率增加0.19%（95%可信区间：−0.93, 1.31), −0.10%（95%可信区间：−1.85,1.65）和-6.17%（95%可信区间：−13.08,0.74）下午_2.5，分别为温度和湿度，如图所示2．

对于心血管疾病和老年人来说，估计的影响并不统计学意义。每日平均水平的一个四分位数增加表示的住院治疗的增加-0.18％（95％CI：-0.86,0.50），-0.04％（95％CI：-1.10,1.03）和-3.37％（95％CI）：PM为-7.59,0.85）_2.5，温度和湿度分别如图所示3.．

时间序列未发现PM之间存在显著关联_2.55岁以下儿童呼吸系统疾病和60岁以上患者呼吸系统和心血管疾病的浓度、最低温度或相对湿度和住院情况。

对结果不一致的第一个可能的解释是PM的方式_2.5测量水平。Sisam提供的卫星测量显示相同的值（10 μg / m^3.)的时间。这也被观察到PM_2.5， 25%百分位数和50%百分位数的值相同，表明该污染物的测量不准确。温度也出现了同样的情况，最小值为1.5°C，这在像亚马逊这样的炎热地区是不可能的。这些可能的测量误差代表了时间序列中的缺陷，使统计模型无法找到本研究中分析的污染暴露与疾病之间的相关性。

本研究中的结果与其他研究表明PM之间的关系不同_2.5和60多年来人民心血管疾病住院风险增加。PM对心血管疾病住院治疗的不利影响与污染物增加的同一天相关（LAG 0），并降低了随后的日子的风险[27-30.]．

本研究还与学术文献不同，显示PM之间的关联_2.5以及心肺疾病住院人数的增加[31-33]．文献表明，对于儿童来说，PM增加了_2.5增加了因呼吸系统疾病住院的人数[34-37]．

学术文献也表明，PM的作用有一定的修正作用_2.5高温对人体健康的影响可能与人体对热应激的直接或间接反应有关[38]．身体的体温调节与个体的循环调节直接相关。炎热的天气会使身体的温度调节系统过载，改变对有毒物质的生理反应，增加个体的脆弱性[30.]．

我们找不到可以支持我们的调查结果的科学文章。事实上，缺乏空气质量监测似乎是一个主要的因素，防止了对环境和健康状况的更广泛的分析。然而，由于Manaus中没有空气质量监测网络，我们使用来自遥感（卫星）的Sisam提供的数据。那些研究空气污染对卫生影响的人知道，经过良好的研究和空气质量监测计划不仅需要足够的方法，而且还需要关于当地污染，天气状况和健康信息的质量数据[39]．

有证据表明，玛瑙斯儿童因呼吸系统疾病住院与气象条件和湿度的关系更大，而与暴露于火灾和PM烟雾的关系更大_2.5区域内的浓度。该地区雨季固有的环境特征可能在儿童因呼吸道疾病住院率上升方面发挥了重要作用。在雨季，由于森林中生物有机体的强烈活动，包括植物和昆虫的碎片、花粉粒、真菌、藻类和真菌孢子等生物有机体的活动，导致了天然生物微粒的大量排放[40]．地面监测系统的存在可以提供更可靠的数据来证实这一假设。

无论如何，空气污染在城市环境中的系统重要性被指出，因为当它与其他暴露因素结合时，会产生协同效应，增加呼吸道或心血管疾病的风险。关于城市化的现代化进程，我们必须考虑到车辆数量的增长作为大气污染物的排放者的相关性，这些污染物增加了正在运行的热电厂的排放和玛瑙斯周边地区的火灾。因此，我们强调玛瑙斯人口接触空气污染物的可能性已经增加。从2007年到2011年，城市的汽车数量增加了65%。这是10个人口最多的首都中最高的。然而，由于该市没有与巴西其他地区不同的大气质量监测网，不可能量化情况的严重性。

关于住院数据，我们只使用了在数据列表中注册的医院录取授权（HAA），并包括与巴西统一卫生系统（SUS）相关的医院获得的信息。值得注意的是，他使用HAA，而不是生病的个体，作为分析单位。由于由于医院结构的限制，由于医院结构的限制，因此可以不止一次地住院或甚至不会住院，因此将住院治疗作为疾病病例数量的代理被视为脆弱性。然而，Haa已被指出作为健康研究的最佳信息系统之一[41]．考虑到住院治疗是对急诊室几次访问的最终阶段以及几次吸入，我们使用了关于急诊室的最终阶段的数据，因为人们只寻求紧急服务，并且在改变他们的肺功能时住院。另一方面，在亚马逊中的补充卫生系统的参与在该地区无关。有三个城市责任100％的门诊和医院护理，这表明本研究中使用的数据具有良好的人口覆盖范围。

关于为研究选择的年龄群体，一些作者维持最敏感的空气污染物是五岁以下的儿童和老年人，以及呼吸或心脏病的人们[42那43]．然而，与社会卫生条件有关的其他危险因素也与儿童呼吸道疾病的发生有关，特别是在出生后的第一年[44那45]．在本研究中纳入的两组敏感人群中，大部分的组患病率最高的住院由于呼吸道疾病发生在市属于“森林砍伐拱”,由市州的扩展英亩以南的马拉尼昂,特点是大量的被砍伐的区域和大森林火灾的浓度(46]．

当时间序列研究用于评估污染对健康的影响时，它们只考虑短期影响。更长的时间序列和更一致的信息将有助于检测暴露于空气污染对公众健康造成的短期影响[47].考虑到马瑙斯市可能长期受到污染，目前的结果可能低估了实际损失。

众所周知，流行病学研究只提供了污染物与人类健康之间关系的指示。基于本研究的前提，我们希望促使研究人员检查这项课题计划研究，以提供更具结论性的结果。

5.结论

目前的研究没有发现PM之间的显著关联_2.550多年儿童呼吸系统疾病的浓度，最低温度，相对湿度和住院治疗和住院，60多年的呼吸系统和心血管疾病。

利用时间序列研究空气污染对健康的影响，有助于获得空气污染对呼吸系统和心血管疾病的短期影响，支持在污染高峰发生时对卫生服务部门采取控制和警告行动。这些研究的实现依赖于持续收集和获得高质量数据。从这个意义上说，必须努力确保数据的持续收集和扩大全国北部地区的空气质量监测网。

应该强调的是，为了适当地拟合模型和改进结果，对所有季节的气候变量的测量也是必不可少的。另一方面，卫生部门也必须作出努力，取得所有关于医院发病率的资料并使之系统化。考虑到玛瑙斯市空气污染情况的严重性，建议实施门诊，特别是儿童和老年人的电脑化登记，并提高空气污染数据的质量，为其他研究路线创造可能性。

遥感技术被用作地面测量的补充工具，因为它们是间接测量，这解释了长期地面监测站对该区域综合研究的重要性。

我们强调，从玛瑙斯人民所处的环境情况和面临的风险方面描述条件和趋势是一项巨大的挑战。本研究结果可用于评价住院质量的改善和空气污染数据的改善。一方面,我们必须处理穷人生产环境指标,另一方面,我们必须研究最不同的来源和文件的描述这些方面在一个城市的市政水平遵循的逻辑直辖市的生产信息的特点,特别是对于相对较新的主题。

数据可用性

本手稿中报告的所有数据都已存入Mendeley数据。可以免费获得此数据的副本https://data.mendeley.com/．

的利益冲突

提交人声明有关本文的出版物没有利益冲突。

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