周静

（山西省气象科学研究所，山西 太原 030002）

1 项目背景及概况

循环系统是指人体内运送血液的器官和组织，循环系统疾病主要包括心脏和血管方面的疾病，常见的有缺血性心脏病（冠心病）、脑梗死、脑出血、高血压。国际环境流行病学领域大量的研究已经证实，长期或短期暴露于大气中得可吸入颗粒物和污染气体，可导致呼吸系统和心肺系统的患病率、死亡率及人群总死亡率升高[1]。与污染物相比，气象因素也是疾病和死亡的危险因素[2]。GONCALVES等[3]对圣保罗地区心脑血管疾病的研究表明，温度对心脑血管疾病死亡率的影响呈现“U”形，温度升高或降低到一定限度都会引起患有心脑血管疾病人群的死亡；张志薇等[4]指出体感温度骤变是导致循环系统疾病患者死亡的重要原因之一；马盼等[5]认为高温会增加消化系统疾病急诊的就诊人数，气温越高增加效应越明显；SPANN研究了德国慕尼黑呼吸系统疾病的死亡情况，认为冬季呼吸系统疾病的死亡率远高于夏季[6]；王敏珍等[7]研究了气温与湿度对呼吸系统疾病的影响，认为低温、地湿会增加呼吸系统疾病发病的风险；有研究表明，气象因素与大气污染物在对人群不良健康效应上存在协同作用，对健康的影响是2方面共同作用的结果[8]；FENG等[9]在北京的研究显示，PM10污染对心力衰竭急诊入院的影响明显取决于季节性温度；WANG等[10]在南京的研究表明，大气颗粒物污染和温度对触发呼吸系统和心脑血管系统疾病具有潜在协同效应，温暖季节的发病率高于寒冷季节。本文以太原市大气污染物对循环系统疾病的影响为入口，通过研究气象因素和大气污染物共同对循环系统疾病发病率的影响，为太原市大气污染对人体健康影响的防治工作提供依据。

2 研究内容、数据来源和技术方法

2.1 研究内容

利用太原市气象数据、大气污染物数据及医院相关数据，结合相关研究方法，通过分析气象因素、大气污染物与人群循环系统疾病的相关关系和影响，得出大气污染物对循环系统疾病的影响。

2.2 数据来源及处理方法

循环系统疾病资料来源于山西白求恩医院2017年全年逐日就诊资料。根据国际疾病分类标准第10版（ICD-10）[11]，循环系统疾病编码为I00-I99，对循环系统疾病进行分类整理。大气污染物资料来自山西省气象科学研究所，为太原市小店区监测点的SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5共6种污染物日均质量浓度值，单位为μg/m3（CO单位为mg/m3）。气象相关数据来自于山西省气象信息中心2017—2018年全年资料，包括了逐日平均气压、相对湿度、平均温度、平均降水量、平均风速、最高气温、最低气温、日较差、均露点温度9个气象要素。

2.3 研究方法

录入数据，通过Excel建立数据库，采取SPSS（Statistical Product and Service Solutions）描述主要气象数据、空气污染物质量浓度及循环系统疾病日门诊人数与住院病人数的分布，通过多元线性回归方法分析气象因素、空气污染物质量浓度与循环系统疾病日门诊人数、住院病人数之间的相关性。通过单因子模型对循环系统疾病人数和气象要素及大气污染物质量浓度进行单相关分析，对循环系统疾病与气象要素及大气污染物的单相关程度则通过研究相关系数的大小来进行分析。相关系数的取值范围在﹣1～+1之间。如果变量与疾病存在正相关，则相关系数为正，说明疾病随着变量的变化呈相同的变化趋势；如果变量与疾病存在负相关，那么相关系数为负，这时疾病随着变量的变化呈相反的变化趋势，一般通过t来检验评价相关程度。然而多因子模型因为大气污染物质量浓度与气象因素及各种污染物质量浓度之间存在相关性，所以对影响循环系统疾病日门诊和住院人数的因素需要进行多元线性回归分析，通过逐步回归法筛选变量来分析复相关系数和检验F显著性。

3 研究成果

3.1 基本情况

据统计，2017—2018年，山西白求恩医院心血管疾病死亡例数高于脑血管疾病，PM2.5、SO2、NO2、PM10、CO、O3共6种大气污染物质量浓度日均值分别为65.98µg/m3、52.69µg/m3、51.61µg/m3、130.04µg/m3、1.43 mg/m3、54.45µg/m3。2017—2018年，日均气压均值为927.80 hPa，日均气温为11.47℃，日最高气温和日最低气温日均值分别为18.79℃和5.12℃，日气温日较差为13.67℃，日均风速为1.77 m/s，日均相对湿度为57.18%，日均降水量为1.44 mm，日均露点温度为1.52℃。2017—2018年太原市心脑血管疾病住院例数与气象要素、大气污染物质量浓度日均值分布如表1所示。

表1 2017—2018年太原市心脑血管疾病住院病例数与大气污染物质量浓度、气象要素日均值分布

3.2 单相关分析

3.2.1 气象要素与大气污染物的单相关性分析

表2为2017—2018年气象要素与大气污染物的单相关分布。从表2中可以看出，日均气压与O3质量浓度呈负相关，与其余污染物质量浓度呈正相关；日均气温、日最高气温和日最低气温与O3质量浓度呈正相关，与其余污染物质量浓度呈负相关；日气温日较差与CO、PM2.5无相关关系，与其余污染物质量浓度呈正相关；日均风速与所有大气污染物呈负相关；日均相对湿度与SO2、O3无相关关系，与其余污染物质量浓度呈正相关；日均降水量与O3无相关关系，与其余污染物质量浓度呈负相关；日均露点温度与O3质量浓度呈正相关，与其余污染物质量浓度呈负相关。

表2 2017—2018年气象要素与大气污染物的单相关分布

3.2.2 心脑血管疾病住院病例数与气象要素的单相关性分析

心脑血管疾病是多种因素共同作用的结果，气象和大气污染也是影响因素之一。2017—2018年太原市心脑血管疾病住院病例数与气象要素的单相关分布如表3所示。从表3中可以看出，日均气压与心血管疾病住院病例数负相关，相关系数为0.111，其余因素无相关关系；日均气压与脑血管疾病住院病例数正相关，相关系数为0.109；日最高气温、日最低气温、日均气温、日均露点温度与脑血管疾病住院病例数负相关，相关系数分别为0.146、0.139、0.152、0.150，其余因素无相关关系。

表3 2017—2018太原市年心脑血管疾病住院病例数与气象要素的单相关分布

3.2.3 心脑血管疾病住院病例数与大气污染物的单相关性分析

2017—2018年太原市心脑血管疾病住院病例数与大气污染物的单相关分布如表4所示，从表中可以看出，SO2与心血管疾病住院病例数负相关，相关系数为0.150，其余因素无相关关系；PM10与脑血管疾病住院病例数正相关，相关系数为0.122；O3与脑血管疾病住院病例数负相关，相关系数为0.168，其余因素无相关关系。

表4 2017—2018年心脑血管疾病住院病例数与大气污染物的单相关分布

3.3 多因子回归模型分析

应用逐步回归分析对9项气象要素和6种大气污染物与心脑血管疾病住院病例数进行研究，得到大气污染物和气象要素对心脑血管疾病回归方程，如表5所示。心血管疾病住院病例数只有SO2和CO进入回归方程（回归方程检验：F=5.927，P=0.003）；脑血管疾病住院病例数只有O3和日均降水量进入回归方程（回归方程检验：F=7.129，P=0.001），心脑血管疾病没有变量进去回归方程。

表5 气象要素和大气污染物对心脑血管疾病影响回归分析

本研究通过建立回归预测模型，积极探讨气象和大气污染物及其对循环系统疾病人数的影响，可以较好地预测气象要素和大气污染综合因子的变化对循环系统疾病的影响趋势，为政府和公众的疾病预防控制及措施制定提供参考。

4 研究结论

本研究结果显示气象要素和大气污染物与循环系统疾病与存在明显相关性。其中日均气压与循环系统心血管疾病住院病例数负相关，相关系数为0.111，其余因素无相关关系；日均气压与脑血管疾病住院病例数正相关，相关系数为0.109；日平气温、日最高气温、日最低气温、日均露点温度与脑血管疾病住院病例数负相关，相关系数分别为0.146、0.139、0.152、0.150，其余因素无相关关系。大气污染物中SO2与心血管疾病住院病例数负相关，相关系数为0.150，其余因素无相关关系；PM10与脑血管疾病住院病例数正相关，相关系数为0.122；O3与脑血管疾病病例数负相关，相关系数为0.168，其余因素无相关关系。心血管疾病住院病例数只有SO2和CO进入回归方程（回归方程检验：F=5.927，P=0.003）；脑血管疾病住院病例数只有O3和日均降水量进入回归方程（回归方程检验：F=7.129，P=0.001），心脑血管疾病没有变量进去回归方程。而气象因素中只有日均降水量这1个气象因子进入方程。污染物除了SO2、O3、CO共3种污染物进入方程。在循环系统疾病中，心血管和脑血管疾病的回归方程因子也有一定的差别，其中心血管的影响因子为SO2和CO，而脑血管疾病的影响因子为O3、日均降水量。