随着气候变化引发的极端气候事件的增多和频率的增强,热浪事件正在影响着全球人类的健康。热浪通常会引起死亡率和发病率的变化,从而威胁公共卫生安全。由热浪引起的不良健康影响在很大程度上是可以被预防的。明确热浪的易感人群,实施热浪预警,采取正确措施应对热浪造成的不良健康结果,有针对性地提供健康保护和开展健康教育是在热浪发生时降低疾病负担,保护健康的重要手段。
1 热浪的定义空气的温度、湿度和流动速度共同影响着人体对周围环境的舒适感觉。由于各国学者[1]对热浪研究的地域和方法都不完全相同,因此目前对热浪的判定还没有一个明确的标准。世界气象组织建议高温热浪的标准为:日最高气温高于32℃,且持续3 d以上。荷兰皇家气象研究所则定为:日最高气温高于25℃,且持续5 d以上,其中至少有3 d最高气温高于30℃[2]。美国气象部门发布高温预警的标准[3]是:当白天热指数连续两天有3 h超过40.5℃或者预计热指数在任一时间超过46.5℃,发布高温警报。德国科学家基于人体热量平衡模型,制定了人体体感温度指标。例如当人体生理等效温度(PET)[4]超过41℃,热死亡率显著上升。因此以人体生理等效温度(PET)大于41℃为高温热浪预警标准。我国一般把日最高气温达到或超过35℃时称为高温,连续数天(3 d以上)的高温天气过程称之为高温热浪[1]。
2 典型热浪事件高温热浪天气频繁袭击世界各地,对环境和健康都造成了极大影响。表 1列举了近年来国内外发生的典型热浪事件及其对健康的影响。
时间 | 地区 | 日最高温度(℃) | 影响 |
1995年 7月12日-20日 |
美国芝加哥 | 34~40 | 热浪造成了514人死亡和3 300例急诊超额病例,太平间放满了尸体,过多的尸体只能临时储存在冷藏车里[5]。 |
1998年 7月10日-20日 8月1日-15日 |
中国南京 | 35~37.2 | 整个热浪期间的死亡人数比正常夏季的平均水平增加了2~3倍[6]。 |
2003年 7月-8月 |
欧洲各国 | 35~40 | 欧洲酷暑导致1.9万超额死亡,其中法国14 802例,意大利4 175例,葡萄牙13 00例,荷兰1 000~1 400例,比利时150例,西班牙141例,德国40例[1]。 |
2006年 7月15日-8月1日 |
美国加州 | 35~46 | 超额急诊患者16 166名,超额入院1 182例,急诊患者多因急性肾衰竭,心脏病,糖尿病,电解质紊乱和肾炎等疾病就诊[7]。 |
2009年 1月27日-31日 |
澳大利亚维多利亚市 | 30.5~45.1 | 热浪期间急诊率上升25%,温度最高的3 d急诊率上升46%。374例超额死亡,全死因死亡率上升62%[8]。 |
2010年 7月-8月 |
俄国西部 | 37.2~42 | 持续的高温天气引发森林大火。与2009年同期相比,2010年7月和8月累计超额死亡达到54 000例。在一些地区,每月总死亡率增加了50%~60%[9]。 |
3 热浪对健康的影响
高温热浪使人体无法适应环境,超过人体的耐受极限,热浪对健康的直接影响可表现为热相关疾病。此外,热浪期间一些慢性病如心脑血管疾病、呼吸系统疾病、精神疾病等的发病率和死亡率也有所上升[10]。
3.1 热相关疾病人体主要通过辐射、对流、传导和蒸发四种形式与周围环境进行热交换。当室外温度高于皮肤温度时,机体唯一散热方式就是汗液的蒸发。因此,任何阻碍蒸发的因素,如环境的湿度高,空气流通低或服用具有抗胆碱能机制的药物都会导致体温上升,最终会引起可危及生命的热射病或加重脆弱人群慢性疾病状况[11]。热相关疾病包括热痉挛、热衰竭和热射病[12]。
热痉挛:在高温环境下进行剧烈运动,大量出汗后出现肌肉痉挛,常在活动停止后发生,主要累及骨骼肌,持续约3 min后缓解。无明显体温升高。症状的出现可能与严重体钠缺失(大量出汗和饮用低张液体,如:水、糖和电解质含量低的饮料)和过度通气有关。热痉挛可为热射病的早期表现。
热衰竭:常发生于老年人、儿童和慢性疾病患者。在严重热应激时,由于体液和体钠丢失过多、补充不足导致热衰竭,表现为疲乏、无力、眩晕、恶心、呕吐、头痛。热衰竭可有明显脱水征:心动过速、低血压、直立性晕厥;呼吸增快、肌痉挛、多汗;体温可轻度升高;无明显中枢神经系统损害表现。热衰竭可以是热痉挛和热射病的中介过程,如不及时治疗可发展为热射病。
热射病:是一种致命性急症,表现为高热(>40℃)和神志障碍。临床上分为两种类型:劳力性和非劳力性。劳力性主要是在高温环境下内源性产热过多;非劳力性主要是在高温环境下体温调节功能障碍引起散热减少。
3.2 热浪对死亡的影响 3.2.1 热浪导致超额死亡率增加热浪期间的超额死亡率主要指热浪期间的死亡率与往年同地区同时间的死亡率相比所增加的死亡率。热浪期间的超额死亡以老年人和已患病人群最高,这些超额死亡往往与心血管疾病、脑血管疾病和呼吸系统疾病有关[1]。Ji-Young等[13]在韩国7个主要城市热浪对人群死亡率影响的研究显示,热浪期间人群总死亡率升高4.1%。
2009年1月底,澳大利亚南部的维多利亚大部分地区遭受了最严重的极端天气,2009年1月27—31日最高温度超出该地区正常情况下12~15℃。随着热浪的爆发,全死因死亡率明显上升,当温度下降后全死因死亡率迅速下降。与近5a同时期相比,2009年1月26日—2月1日一周的总死亡数980例,期望死亡数是606例。超额死亡374例,RR值为1.62(95%可信区间1.46, 1.79)[8]。
3.2.2 热浪对死亡的滞后效应和收获效应多数研究认为,热浪期间人群死亡率存在“滞后效应”。即高温不仅影响当日死亡率同时还会对后几天的疾病死亡率产生影响,许多研究认为,热浪对人群死亡率影响的滞后期为1~3 d[14-15]。刘玲等[16]对北京居民热浪期间每日非意外死亡和呼吸系统疾病死亡人数的影响研究显示,热浪对居民非意外死亡影响的滞后期一般为2~3 d,呼吸系统疾病死亡的滞后期为2~5 d。热浪过程中气温越高,湿度越高,对呼吸系统疾病死亡的影响越大。
热浪期间观察到的部分死亡率可以归因于“收获效应”,一种短期死亡位移。热浪期间由于高温导致的人群死亡数增加可以被随后一段时间内的死亡人数减少而补偿,这提示了热浪主要影响那些健康已经受损,在短期内终究要死亡的个体,也就是说这些个体无论是否发生热浪都会在这段时间内死亡。目前对收获效应的研究结果不尽相同,Hajat [17]在捷克的研究显示,1999年热浪期间由“收获效应”引起的死亡人数占50%,而Ray等[18]在加拿大的研究显示,在热浪发生后60 d内未观察到死亡的“收获效应”。
3.3 热浪对精神疾病的影响热浪对精神病患者的健康已构成显著的风险。Adelaide等[19]对澳大利亚南部的研究显示,1993—2006年,超过阈值温度26.7℃时,环境温度与精神和行为障碍住院率之间呈正相关。与非热浪期比较,热浪期间精神疾病住院率上升7.3%。入院率增加的疾病有器质性疾病,包括有症状的精神障碍、痴呆、情感障碍、神经官能症、压力相关疾病、躯体行为障碍、心理发展障碍和衰老。由于热浪天气越来越多的出现,对精神病患者的管理和护理要引起重视,以避免精神疾病的发病率和死亡率增加。
4 热浪的易感人群 4.1 老人大量文献表明,在热浪造成的死亡中,老年人是风险最大的人群[20]。Fouillet等[21]在2003年法国热浪期间的研究显示,超额死亡率随年龄的增长而增加。8月1—20日热浪期间,观察到的14 729例超额死亡中,75岁以上人群组超额死亡11 731例,占超额死亡总数的79.6%。患有痴呆的老年人在热浪期间的健康风险更大[19]。衰老降低了人体对热的耐受:对口渴的感觉不敏感、出汗反应滞后、汗腺数量减少。这些都增加了老年人在热浪期间的健康风险。
4.2 儿童许多研究显示,儿童,特别是那些年龄很小的儿童,是热浪的易感人群[22]。高温暴露会导致儿童患热相关疾病,同时,机体由于适应高温环境而进行的一系列体温调节反应和体循环调整会导致儿童肾脏负担增加或引起肾脏疾病。Knowlton等[22]的研究显示,2006年美国加州热浪期间,0~4岁组儿童由于电解质紊乱和热相关疾病的急诊病例增加。另外有研究报道指出孕期热暴露可能会对出生结局有不良影响[23]。由于婴儿和儿童的新陈代谢方式不同于成人,因此他们对高温的反应更加敏感;同时需要依赖他人来调节环境温度,提供适当的水分摄入,因此婴儿和儿童的看护者应该具备热浪期间健康保护的相关知识。
4.3 慢性病患者所有慢性病都是热引起死亡或发病的危险因素[24],由于老人更易患有慢性病, 因此这是他们风险增加的另一个原因。在热浪期间,患有精神疾病、抑郁、糖尿病、肺病、心血管疾病和脑血管疾病的慢性病患者风险要高于常人[25]。有meta分析报告指出[26],患有肺部疾病的人群在热浪期间死亡的风险较高,OR值为1.61(95% CI:1.2-2.1)。2003年欧洲热浪期间,心血管疾病患者的死亡率比往年增加了30%[26]。
4.4 服用某些特殊药物的人群许多药物可直接影响体温调节中枢和外周神经系统。药物的影响会加重热相关疾病[27]。例如,血管扩张剂,如硝酸盐和钙通道阻滞剂会使低血压的人特别是老人在热暴露时产生脱水。脱水和血容量分布的改变会增加药物毒性和/或通过影响药物浓度、药物动力和排泄来降低药物功效。另外,在高温环境下储存药物也会影响药效,因为大多数药品说明储存温度是25℃。这对于临床急救药物,如抗生素、肾上腺素、止痛剂和镇静剂的使用十分重要。
4.5 社会经济地位对健康的影响美国相关研究表明社会经济地位,包括种族,职业和教育程度,与热相关健康影响有关[25]。收入较低的人会由于经济原因家中不购置空调设备,这增加了他们在热浪天气下患病的可能。文化程度低的人对或因对中暑等热相关疾病症状不清楚而耽误就医。社交活动少对于热浪对健康的影响显示出较高的脆弱性,增加社会交往是热浪期间的健康保护因素。
4.6 行动受限或患有精神损伤的人群此类人群主要包括婴幼儿和卧床的病人。热浪期间,如果由于行动能力受限无法到较凉爽的地方去避暑,那么患病的风险就会增加。这类人群还包括患有精神疾病、认知功能障碍的病人,以及在药物或酒精作用下无法做出理智判断而导致自己暴露在热环境中或无法正确判断在高温环境中出现的疾病症状的人[24]。
4.7 特殊职业人群许多职业需要在高温条件下工作。空气的温度、热辐射、风速、湿度、服装和活动量等都是影响人体对环境舒适度的因素。在不具备适当防护的条件下,从事那些必须在炎热天气下进行的工作,尤其是需要付出高强度体力的工作的人在炎热天气健康损害的风险增加。这种健康损害可能出现在很大年龄跨度和不同职业的人群中,包括:运动员、农民、建筑工人、消防员、仓库管理员、快递员和服务员[25]。
5 应对措施 5.1 建立热浪健康预警系统热浪对健康产生的不良影响往往是可以通过预防来减少或避免的。例如建立热浪健康预警系统,气象部门可以在热浪到来前3 d对热浪进行预警,通过电视、广播、网络等媒体发布高温预警,使公众,特别是热浪的脆弱人群能够及时获得气象信息并采取措施进行自我健康防护,如减少户外活动,呆在凉爽的环境中,多饮水补充盐分和矿物质等,从而降低不良健康影响的发生。芝加哥1999年热浪期间,政府实施极端气候应对方案,与1995年热浪相比,热相关死亡人数减少了383人[28]。2003年热浪袭击欧洲后,法国建立了热浪早期预警系统,在2006年热浪期间,法国的超额死亡率比2003年热浪期间有了明显的降低,相关研究表明超额死亡率的降低是应对计划实施的结果[29]。
5.2 针对不同人群开展热浪适应措施和健康宣传热浪期间保护的重点是脆弱人群,他们的健康在热浪期间更易受到危害,针对不同脆弱人群的特点,制定特殊的适应措施和健康宣传方式,可以获得更加有效的结果。例如,在热浪预警发布时,对患有慢性病的老人,特别是那些独自居住且患病的老人,社区居委会、社区医院等机构可主动利用电话访问或家访的方式给予老年人热浪期间的健康指导、用药咨询等,确保老人在热浪期间尽量留在有空调设备的环境中,如有健康问题及时就医。由于热浪通常发生在每年6—9月,针对学生的健康宣传可以选在6月初,利用学校健康课或由学校组织发放热浪健康知识宣传册的方式让学生们了解热浪期间的自我保护措施。在暑假期前,确保孩子们知道热浪期间应该如何应对才能保护自己和家人的健康。
5.3 建立热浪—健康监测系统建立实时热浪健康影响数据监测系统。监测数据包括全死因死亡率、住院率、急诊率、急救车呼叫次数等。同时收集统计分析需要的其他数据。监测结果可以通过网络和周报/日报等形式传达给卫生和其他相关部门专业人员,也可以通过媒体传播给公众。监测数据可用于评估热浪引起的疾病负担,同时也可以帮助评估现有热浪应对措施的有效性。
5.4 评估目前热浪应对措施的效果热浪应对措施要以热浪的脆弱人群为目标,确保他们在热浪期间不会遭受疾病的超额发病和死亡。因此要确保应对措施可以被目标人群接受,获得预期效果是十分重要的。建立针对目前现有热浪应对措施的定期评估方案。例如在夏末,高温天气结束后,气象、卫生、民政等相关部门的专家可以利用热浪—健康监测系统的数据对本年度热浪发生情况,以及热浪期间疾病发病率和死亡率的变化进行分析,评估当前应对措施和干预措施的效果,针对不足指出提出修改建议。
[1] | 谈建国, 黄家鑫. 热浪对人体健康的影响及其研究方法[J]. 气象与环境研究, 2004, 9(4): 680–686. |
[2] | Huynen M, Martens P, Schram D, et al. The impact of heat waves and cold spells on mortality rates in the dutch population[J]. Environmental Health Perspectives, 2001, 109(5): 463–470. doi: 10.1289/ehp.01109463 |
[3] | Kalkstein LS, Jamason PF, Libby J., et al. The Philadelphia hot weather-health watch-warning system:development and application, summer 1995[J]. Bull Amer Meteorol, 1996, 77(7): 1519–1528. doi: 10.1175/1520-0477(1996)077<1519:TPHWHW>2.0.CO;2 |
[4] | Matzarakis A, Mayer H. Heat stress in Greece[J]. Int J Biometeoroly, 1997, 41(1): 34–39. doi: 10.1007/s004840050051 |
[5] | Dematte JE, O'Mara K, Buescher J, et al. Near-fatal heat stroke during the 1995 heat wave in Chicago[J]. Annals of internal medicine, 1998, 129(3): 173–181. doi: 10.7326/0003-4819-129-3-199808010-00001 |
[6] | 程义斌, 金银龙, 李永红, 等. 不同城市夏季高温对居民健康状况影响[J]. 医学研究杂志, 2009, 38(6): 17–20. |
[7] | Knowlton K, Rotkin-Ellman M, Margolis HG, et al. The 2006 california heat wave:impacts on hospitalizations and emergency department visits[J]. Environ Health Perspect, 2009, January; 117(1): 61–67. |
[8] | Victorian Government Department of Human Services, January 2009 heatwave in Victoria:an assessment of health impacts[EB/OL]. (2009)[2013-04-02]http://www.health.vic.gov.au/chiefhealthofficer/publications/heatwave.htm. |
[9] | WHO, Climate change extreme weather events and public health-meeting report.[EB/OL]. (2010-11-30)[2013-04-02]www.euro.who.int/_data/assets/pdf_file/0011/144389/e95103.pdf. |
[10] | Linares C, Díaz J. Impact of high temperatures on hospital admissions:comparative analysis with previous studies about mortality (Madrid)[J]. Eur J Public Health, 2008, Jun, 18(3): 317–22. |
[11] | Bouchama A, Knochel JP. Heat stroke[J]. New England Journal of Medicine, 2002, 346(25): 1978–1988. doi: 10.1056/NEJMra011089 |
[12] | 安俊岐, 陈彩肖, 路新华主编. 神经内科速查手册[M]. 南京: 江苏科学技术出版社. 2009, 299-303. |
[13] | Son JY, Lee JT, Anderson G, et al. The impact of heat waves on mortality in 7 major cities in Korea[J]. Environ Health Perspect, 2012, April, 120(4): 566–571. |
[14] | Dessai S. Heat stress and mortality in Lisbon Part Ⅰ. model construction and validation[J]. International Journal of Biometeorology, 2002, 47(1): 6–12. doi: 10.1007/s00484-002-0143-1 |
[15] | Kalkstein LS, Greene JS. An evaluation of climate/mortality relationships in large US cities and the possible impacts of a climate change[J]. Environ Health Perspects, 1997, 105(1): 84–93. doi: 10.1289/ehp.9710584 |
[16] | 刘玲, 张金良. 热浪与非意外死亡和呼吸系统疾病死亡的病例交叉研究[J]. 环境与健康杂志, 2010, 27(2): 95–99. |
[17] | Hajat S, Armstrong BG, GouviaN, et al. Mortality displacement of heat related deaths:a comparison of Delhi, Sao Paulo and London[J]. Epidemiology, 2005, 16(5): 613–620. doi: 10.1097/01.ede.0000164559.41092.2a |
[18] | Bustinza R, Lebel G, Gosselin P, et al. Health impacts of the July 2010 heat wave in Québec, Canada[J]. BMC Public health, 2013, 13(1): 56. doi: 10.1186/1471-2458-13-56 |
[19] | Alana Hansen, Peng Bi, Monika Nitschke, et al. The effect of heat waves on mental health in a temperate australian city[J]. Environmental Health Perspectives, 2008, 116(10): 1369–1375. doi: 10.1289/ehp.11339 |
[20] | Conti S., Meli P., Minelli G., et al. Epidemiologic study of mortality during the summer 2003 heat wave in Italy[J]. Environ Res, 2005, 98(3): 390–399. doi: 10.1016/j.envres.2004.10.009 |
[21] | Fouillet A, Rey G, Laurent F., et al. Excess mortality related to the august 2003 heat wave in France[J]. Int Arch Occup Environ Health, 2006, October; 80(1): 16–24. |
[22] | Knowlton K., Rotkin-Ellman M., King G., et al. The 2006 California heat wave:impacts on hospitalizations and emergency department visits[J]. Environ. Health Perspect, 2008, 117(1): 61–67. |
[23] | Strand L.B., Barnett A.G., Tong S. Maternal exposure to ambient temperature and the risks of preterm birth and stillbirth in Brisbane, Australia[J]. Am. J. Epidemiol, 2012, 175(2): 99–107. doi: 10.1093/aje/kwr404 |
[24] | Franziska M, Graham B, Neus CM et al. Heat health action plans 2008[EB/OL]. (2008).[2013-04-02].http://www.euro.who.int. |
[25] | Kovats RS, Hajat S. Heat stress and public health:a critical review[J]. Annual Review of Public Health, 2008, 29(9): 1–9. |
[26] | Kenny GP, Yardley J, Brown C, et al. Heat stress in older individuals and patients with common chronic diseases[J]. CMAJ, 2010, 182(10): 1053–1060. doi: 10.1503/cmaj.081050 |
[27] | Bouchama A, Dehbi M, Mohamed G., et al. Prognostic factors in heat-wave related deaths-a meta-analysis 2007[J]. Archives of Internal Medicine, 2007, 167(20): 2170–2176. doi: 10.1001/archinte.167.20.ira70009 |
[28] | Palecki MA, Changnon SA, Kunkel KE. The nature and impacts of the july 1999 heatwave in the midwestern United States:learning from the lessons of 1995[J]. Bull Am Meteorol Soc, 2001, 82(7): 1353–67. doi: 10.1175/1520-0477(2001)082<1353:TNAIOT>2.3.CO;2 |
[29] | Lowe D, Ebi KL, Forsberg B. Heatwave early warning systems and adaptation advice to reduce human health consequences of heatwaves[J]. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2011, 8(12): 4623–4648. doi: 10.3390/ijerph8124623 |