2006年—2010年沈阳市大气污染与出生缺陷的生态学研究
李静1, 黄彦红1, 董爽1, 王鑫鑫1, 姜承志2, 刘枢3, 陈宗娇3     
1. 沈阳市妇幼保健院;
2. 沈阳理工大学;
3. 辽宁省环境监测实验中心
摘要: 目的 对沈阳市2006年—2010年大气质量数据与出生缺陷进行统计分析,探讨大气污染与出生缺陷之间的关联,为出生缺陷环境病因学研究提供理论依据。方法 应用描述性研究方法,分年度、地区、季节等分析大气质量状况及出生缺陷检出率;应用生态学研究方法,分析大气污染与出生缺陷的关联性。结果 沈阳市2006年—2010年出生缺陷检出率分年度、地区、性别、季节分析,差异有统计学意义(χ2=289.12、30.58、26.77、240.88,P < 0.05),大气污染指数(API)分年度、地区、季节分析,差异有统计学意义(F=27.34、189.70、391.94,P < 0.05);出生缺陷检出率总体呈先上升后下降趋势,这与大气质量的变化相一致。出生缺陷检出率重污染区高于轻污染区,差异有统计学意义(χ2=16.23,P < 0.05);出生缺陷检出率非采暖期高于采暖期,差异有统计学意义(χ2=92.75,P < 0.05)。结论 沈阳地区出生缺陷的发生在年际、地区和季节间与大气污染存在统计学相关。
关键词: 出生缺陷     检出率     大气污染     生态学研究    
Ecological Study on Air Pollution and Birth Defect in 2006—2010 in Shenyang City
LI Jing1, HUANG Yanhong1, DONG Shuang1, WANG Xinxin1, JIANG Chengzhi2, LIU Shu3, CHEN Zongjiao3     
Abstract: Objectives To analyze the data of birth defect and air quality in Shenyang in 2006―2010, explore the correlation between birth defects and air pollution, and provide a theoretical basis for environmental etiology of birth defect. Methods Descriptive study method was used to analyze the detection rate of birth defect and air quality status in different years, regions and seasons. The relationship between birth defect and air pollution was analyzed by ecological research method. Results The detection rate of birth defect in Shenyang in 2006―2010 was statistically different by year, region, sex and season(χ2=289.12, 30.58, 26.77 and 240.88, P < 0.05). The difference of air pollution index(API)based on year, region and season was statistically significant (F=27.34, 189.70 and 391.94; P < 0.05). The detection rate of birth defect increased first and then decreased, which was consistent with the change of air quality. The detection rate of birth defect was significantly higher in heavy polluted areas than that in light polluted areas (χ2=16.23, P < 0.05). The detection rate of birth defect during non-heating period was higher than that in heating period(χ2=91.15, P < 0.05). Conclusion The detection rate of birth defect in Shenyang was correlated statistically with air pollution in annual, regional and seasonal mode.
Key words: birth defects     detection rate     air pollution    

出生缺陷(birth defects),又称发育缺陷或先天性异常,是指胚胎发育紊乱而引起的结构、功能、代谢、精神、行为、遗传等方面的异常[1]。出生缺陷的病因非常复杂,是多种环境因素和遗传因素共同作用的结果。目前已知的人类环境致畸原因包括生物、物理、化学因素。2002年Ritz等[2]发现周围空气污染物与人类新生儿畸形的发生有关。沈阳市作为我国北方的老工业基地,大气污染问题由来已久,尤其是冬季采暖期,由燃煤产生的颗粒物、硫氧化物、氮氧化物污染较为严重。近年来,沈阳市围产期新生儿的出生缺陷发生率呈现逐年上升趋势,2002年发生率为115.38/万,2003年发生率为118.61/万,2004年发生率为135.99/万[3]。本研究通过对比沈阳市轻重两个大气污染地区出生缺陷的分布情况,探讨出生缺陷与大气污染之间的关联性,为出生缺陷环境病因学研究提供参考依据。

1 资料与方法 1.1 资料

1.1.1 大气质量资料

根据城区面积和人口数量要求,且(3~5) km没有明显污染源的原则,在沈阳市设8个大气质量监测点位(南十东路、太原街、小河沿、文化路、陵东街、东陵路、沧海路、新秀街),分布在市内5区(和平、沈河、大东、皇姑和铁西)和3个郊区(浑南、于洪和沈北),基本可以真实地反映出沈阳市大气质量状况。监测指标有二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)和可吸入颗粒物(PM10),并由此获得的大气污染指数(air pollution index,API)。

1.1.2 目标儿童的选取

按照统计年选择2006年—2010年期间位于8个监测点位所辖区域(市内5区和3个郊区)的所有孕14周到出生后1年内的出生缺陷患儿。资料来源为在沈阳市各级产院及各区地段和防保站经临床、手术、超声、尸解确诊的出生缺陷患儿,详细分类包括先天性心脏病、脊柱裂、唇腭裂、血管瘤等24类,通过填写《辽宁省出生缺陷报告卡》上报到本单位,删除重复和信息缺失数据,最终纳入本研究数据为14 607例。出生缺陷与大气污染关联性研究选取的是按API指数大小确定相对重污染区和轻污染区的出生缺陷儿。

1.2 方法

采用SPSS 20.0统计软件进行数据分析。

1.2.1 大气污染评价方法

API是一种评价空气质量的方法,将常规的几种污染物(SO2、NO2、PM10)浓度转化为单一的概念性数值,通常用于表示城市空气质量状况。本文计算8个位点的年季度API均值和5年总均值,并对8个位点大气污染情况根据API从重到轻排序,找出相对重污染区和轻污染区。

1.2.2 出生缺陷情况统计方法

鉴于出生缺陷发病是小概率事件,为此该数据服从Poisson分布。针对出生缺陷患儿的计数资料用万分率(/万)表示,分年度、分地区、分性别计算出生缺陷检出率(‰)(监测点位地区出生缺陷儿/出生人口数×1 000),采用χ2检验比较年度、地区、性别间有无统计学差异。

1.2.3 出生缺陷与大气污染的生态学分析

比较选取轻、重污染区出生缺陷检出率,采用卡方检验分年度、季度、性别比较两地区出生缺陷检出率有无统计学差异。

1.3 质量控制

由于出生缺陷患儿是从产院和地段防保站2个渠道上报的,资料存在重复和不完整数据,为保证资料的完整性和准确性,每季度针对收集的数据进行查缺补漏,删除重复数据。

2 结果 2.1 大气质量情况

2.1.1 不同年份大气质量情况

沈阳市2006年—2010年间8个大气质量监测点位API分别为:2006年85.37±33.15;2007年86.67±42.46;2008年86.17±35.15;2009年81.61±33.26;2010年78.50±36.37。平均值为83.67,其中2007年API最高,5年间经方差分析,差异有统计学意义(F=27.34,P<0.05)。

2.1.2 不同地区大气质量情况

沈阳市5年间8个大气质量监测点位所在地区的API平均值,最高地区是沈河区为95.91,最低地区是东陵区为62.27,且8个大气质量监测点位经方差分析,差异有统计学意义(F=189.70,P<0.05;表 1)。

表 1 某市2014年社会经济的区域分布特征
地区 n SO2/(mg/m3) NO2/(mg/m3) PM10/(mg/m3) API
均值±标准差 均值±标准差 均值±标准差 均值±标准差
和平区 1 826 0.069±0.072 0.041±0.017 0.118±0.066 88.40±39.77
沈河区 1 826 0.081±0.081 0.045±0.021 0.135±0.066 95.91±36.93
大东区 1 826 0.062±0.047 0.036±0.017 0.122±0.063 88.50±36.35
皇姑区 1 826 0.074±0.090 0.041±0.025 0.117±0.079 87.11±47.75
铁西区 1 826 0.050±0.040 0.037±0.016 0.136±0.061 94.26±34.75
东陵区 1 825 0.034±0.025 0.036±0.020 0.075±0.041 62.27±23.70
浑南新区 1 826 0.042±0.032 0.032±0.015 0.102±0.050 76.13±26.05
于洪区 1 826 0.050±0.040 0.034±0.016 0.100±0.048 76.74±26.62
沈阳市 14 607 0.058±0.060 0.038±0.019 0.113±0.063 83.67±36.37
注:F=2 035.74,P<0.05;F=638.10,P<0.05;F=287.41,P<0.05;F=391.94,P<0.05

2.1.3 不同季度大气质量情况

沈阳市5年间8个大气质量监测点位不同季度API平均值,第1季度最高为98.79,最低为第3季度,且4个季度经方差分析,差异有统计学意义(F=391.94,P<0.05;表 2)。

表 2 沈阳市2006年—2010年分季度环境空气质量监测结果
季度 n SO2/(mg/m3) NO2/(mg/m3) PM10/(mg/m3) API
均值±标准差 均值±标准差 均值±标准差 均值±标准差
第一季度 3 608 0.107±0.080 0.047±0.022 0.136±0.077 98.79±45.41
第二季度 3 639 0.029±0.015 0.034±0.016 0.107±0.051 78.16±28.94
第三季度 3 680 0.027±0.014 0.030±0.013 0.095±0.044 72.16±24.25
第四季度 3 680 0.068±0.057 0.040±0.019 0.115±0.067 85.79±37.71
合计 14 607 0.058±0.060 0.038±0.019 0.113±0.063 83.67±36.37
注:F=2 035.74,P<0.05;F=638.10,P<0.05;F=287.41,P<0.05;F=391.94,P<0.05

2.2 大气质量监测点位出生缺陷检出率情况

2.2.1 不同年份出生缺陷情况

沈阳市2006年—2010年8个大气质量监测点位平均出生缺陷检出率为281.31/万,最低为2006年197.82/万,最高为2007年406.58/万,5年间经χ2检验,差异有统计学意义(χ2=289.12,P<0.05)。

2.2.2 不同地区出生缺陷情况

沈阳市5年间8个大气质量监测点位所在地区的出生缺陷检出率均不相同,其中沈河区最高为338.10/万,浑南区最低为252.64/万,8个地区间出生缺陷检出率经卡方检验,差异有统计学意义(χ2=30.58,P<0.05;表 3)。

表 3 沈阳市2006年—2010年8个大气质量监测点位不同地区出生缺陷检出率比较
地区 出生人口数/例 出生缺陷数/例 检出率/万 χ2 P
和平区 17 913 464 259.03
沈河区 17 539 593 338.10
大东区 23 764 627 263.84
皇姑区 23 944 659 275.23
铁西区 29 916 874 292.15 30.58 0.000
东陵区 20 669 553 267.55
浑南新区 3 127 79 252.64
于洪区 24 551 692 281.86
沈阳市 161 423 4541 281.31

2.2.3 不同性别出生缺陷情况

沈阳市5年间8个大气质量监测点位不同性别间的出生缺陷检出率男性293.36/万,女性251.07/万。男性高于女性,经卡方检验,差异有统计学意义(χ2=26.77,P<0.05)。

2.2.4 不同季度出生缺陷情况

沈阳市5年间8个大气质量监测点位不同季度的出生缺陷检出率,第三季度最高为389.38/万,第1季度最低为235.56/万,经卡方检验,差异有统计学意义(χ2=240.88,P<0.05;表 4)。

表 4 沈阳市2006年—2010年8个大气质量监测点位不同季度出生缺陷检出率比较
季度 出生人口数/例 出生缺陷数/例 检出率/万 χ2 P
第1季度 39 947 941 235.56
第2季度 41 505 1 038 250.09
第3季度 41 579 1 619 389.38 240.88 0.000
第4季度 38 392 943 245.62
合计 161 423 4 541 281.31

2.3 出生缺陷与大气污染关联性研究

2.3.1 出生缺陷检出率与大气污染API变化趋势比较研究

将5年间API指数与出生缺陷检出率作Spearman等级相关分析,相关系数为0.7,P=0.188。按α=0.05水准,认为API指数与出生缺陷检出率不存在正相关。但二者的折线图发现2个指标的发展趋势较为一致,均为先升高后逐渐下降(图 1)。

图 1 沈阳市2006—2010年API指数与出生缺陷检出率比较图

2.3.2 大气轻重污染区出生缺陷检出率

按地区中API从大到小排序,将API值最大的沈河区定为重污染区,API值最小的东陵区定为轻污染区,比较两地区出生缺陷检出率,重污染区高于轻污染区,经卡方检验,差异有统计学意义(χ2=16.27,P<0.05)。

2.3.3 不同季度间出生缺陷与大气污染关联研究

按照沈阳地区季度别API值,将有采暖的第一、四季度和非采暖的第二、三季度分成2组,比较2组出生缺陷检出率,经卡方检验,差异有统计学意义(χ2=92.75,P<0.05)。

3 讨论

出生缺陷的病因复杂,研究结果表明,导致出生缺陷的原因,遗传因素占25%,环境因素占10%,两种因素交互作用加上其他不明原因造成的占65%。[1]随着工业的高速发展,环境污染日益严重,他们对出生缺陷的影响不容忽视。目前关于大气污染与出生缺陷的研究日渐增多。本文通过对出生缺陷和大气质量资料进行描述性分析,初步探讨出生缺陷与大气污染相关关系,为深入研究沈阳市幼儿出生缺陷的环境危害因素提供线索。

3.1 大气质量趋势分析

将API作年际分析,发现5年间API先小幅上升,后平稳下降。API地区间分析发现,沈河区API为最高,由于API指数值的大小能综合反映城市空气质量状况,因此本文将API作为评价该地区空气质量的重要指标,以API的大小对8个地区进行空气质量排序,找出重轻污染区。API按季节分组计算,发现第一、四季度各项指标均高于第二、三季度。究其原因发现沈阳地区冬春两季进入采暖期,每年仅燃煤就达1 000多万吨[4],排放的气体增加了大气中污染物的浓度,且平均风速呈现逐年下降的趋势,冬春季的下降趋势更明显,而风速是直接影响大气污染物的扩散速度,为此冬春季风速的明显下降不利于沈阳市空气质量的改善。

3.2 出生缺陷趋势分析

2006年—2010年出生缺陷检出率年度分析呈先低后高,随后逐年下降的趋势,5年间出生缺陷检出率均远远高于辽宁省平均水平、安徽黄山市、乌鲁木齐市、湖北省孝感市出生缺陷监测所得的各年间出生缺陷发生率[5-8]。分析原因发现,本文出生缺陷数据是通过全市各级产院和各区社区防保站两个渠道上报获得的,而非监测点数据,且小于28周的缺陷儿也在此分析数据库中,数据全面,选择偏倚小,检出率高,具有代表性。2007年检出率为最高,分析原因,一是超声技术发展,使诊断水平得以提升;二是规范出生缺陷报告程序,漏报率降低;三是当年大气污染较重,妊娠妇女受孕环境较差。从地域间分析,城区检出率高于郊区,其中沈河区最高,东陵区最低,这一规律也与大气污染程度相吻合,这与王新香等[5]分析的结果较为一致。出生缺陷性别检出率分析,男性高于女性,这一结果与刘光河等、黄志等[9-10]国内较多的研究结果一致。大部分研究认为,男性与女性相比,在遗传学及生物学因素上存在差异,女性性染色体具有同位基因互补的优势,男性先天就没有,女性胎儿的稳定性要大于男性[10]。将出生缺陷检出率按季节分组,第3季度检出率最高,分析原因发现,第3季度分娩的婴儿,其母亲受孕时间一般在前一年的第4季度和当年的第1季度,正值沈阳地区冬季采暖期,大气污染较重,孕妇孕早期在冬春季,发生缺陷儿相对危险高于其他季节,差异明显,因此可认为出生缺陷与大气污染有一定统计学相关性。

3.3 出生缺陷与大气污染的相关研究

比较年际间出生缺陷检出率与API指数的发展趋势发现较为一致,大气污染重的年份,出生缺陷检出率也多,可以认为出生缺陷的发生与大气污染具有一定的关联。若将沈阳市按照API指数大小分成轻重污染区,比较2地区的出生缺陷发生情况,发现重污染区发生出生缺陷的危险性高于轻污染区,这与侯海燕等[11]的研究结果一致。本研究将第一、四季度和第二、三季度分成采暖期和非采暖期2组分析出生缺陷发生情况,发现非采暖期出生缺陷检出率远高于采暖期的检出率,可非采暖期的空气质量却较采暖期好,研究发现,虽然新生儿出生在大气质量较好的非采暖期,但母亲孕早期却在采暖期内,这也进一步验证是母亲孕早期暴露大气污染较重的环境中,其发生出生缺陷的风险增加。

3.4 本研究不足之处

本研究仅限于基于人群的生态学研究,属描述性研究类型,旨在探索出生缺陷的危险因素,为后续病因学研究提供线索,但不能验证其因果关系,因此本研究结论还需进一步研究加以验证。

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中国疾病预防控制中心主办。
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李静, 黄彦红, 董爽, 王鑫鑫, 姜承志, 刘枢, 陈宗娇
LI Jing, HUANG Yanhong, DONG Shuang, WANG Xinxin, JIANG Chengzhi, LIU Shu, CHEN Zongjiao
2006年—2010年沈阳市大气污染与出生缺陷的生态学研究
Ecological Study on Air Pollution and Birth Defect in 2006—2010 in Shenyang City
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Journal of Environmental Hygiene, 2017, 7(3): 192-196
DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2017.03.003

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