中华预防医学杂志    2018年06期 准确评估空气污染暴露水平提升环境健康风险管理能力    PDF     文章点击量:247    
中华预防医学杂志2018年06期
中华医学会主办。
0

文章信息

徐东群
XuDongqun
准确评估空气污染暴露水平提升环境健康风险管理能力
Assessing air pollution exposure accurately to improve the management of environmental health risk
中华预防医学杂志, 2018,52(6)
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2018.06.002

文章历史

投稿日期: 2018-02-09
上一篇:重视我国癌症年龄变化 开展有效应对措施
下一篇:2000—2014年中国肿瘤登记地区女性乳腺癌发病趋势及年龄变化情况分析
准确评估空气污染暴露水平提升环境健康风险管理能力
徐东群     
徐东群 100021 北京,中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所
摘要:
关键词 :空气污染物;环境暴露;微环境模型;时间-活动模式;风险评估
Assessing air pollution exposure accurately to improve the management of environmental health risk
XuDongqun     
National Institute of Environmental Health, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100021, China
Corresponding author: Xu Dongqun, Email: dongqunxu@126.com
Abstract:
Key words :Air pollutants;Environment exposure;The micro-environment model;Time-activity pattern;Health risk assessment
全文

WHO指出,空气污染是影响健康的主要环境风险之一,2014年,92%的世界人口所在地的空气质量未达到WHO空气质量标准[1],疾病负担系统分析结果显示:2016年空气污染造成的归因死亡人数为611.64万[2]。空气污染已经成为并且未来仍然是世界各国面临的重要环境卫生问题。为了采取最合适的方法进行环境风险管理,保护人群免受环境危害因素的影响,1983年美国国家科学院就出版了《联邦政府的风险评估:管理程序》[3],对环境污染引起的人体健康危害的种类及程度,进行定性和定量描述。随后国内外开展了大量相关研究。我国在"十二五"期间已将风险管理作为环境与健康工作的核心任务,新修订的《中华人民共和国环境保护法》第三十九条规定,国家建立、健全环境与健康监测、调查和风险评估制度;鼓励和组织开展环境质量对公众健康影响的研究,采取措施预防和控制与环境污染有关的疾病。《"健康中国2030"规划纲要》提出,坚持以人民为中心的发展思想,建立覆盖污染源监测、环境质量监测、人群暴露监测和健康效应监测的环境与健康综合监测网络及风险评估体系,实施环境与健康风险管理。全方位、全周期维护和保障人民健康。环境健康风险评估在我国的环境健康管理中必将发挥越来越重要的作用,而暴露评估是健康影响评价和健康风险评估中的关键环节。
        国内外已经开展了大量空气污染人群健康影响的流行病学研究,但由于精确评估暴露和混杂因素控制方面的困难,其研究效力有限。通过对文献的分析发现,缺乏好的暴露评估数据是流行病学研究共同的缺陷,而有缺陷的暴露评估是造成缺乏因果关系可信性证据的最主要因素。
        空气污染暴露评估分为直接和间接暴露评估方法。直接方法包括个体外暴露监测和个体内暴露即暴露生物标志物监测。个体外暴露监测需要调查对象携带监测仪器,监测仪器除了需要满足检出限、精密度和准确度要求外,还需要具有①小巧轻便、佩带时不会影响调查对象正常行为活动;②不需要电池供电或电池有足够长的使用时间;③低噪声,不会干扰调查对象及其周围人群正常工作、生活及休息;④具有宽泛的温湿度适用性,在调查对象出入极端的室内外环境时均能正常使用;⑤耐用性好,可以抵抗频繁的握持、震动和翻转;⑥费用低廉等特点。但实际应用中,第一,个体外暴露监测通常实施过程复杂,时间、人力及经费花费巨大,也只能在小样本量人群流行病学研究中应用;第二,对于部分空气污染物目前尚缺乏灵敏、便于佩带和操作、能够提供足够时间解析度、抗干扰以及效价比高的监测设备;第三,调查对象可能由于佩带个体监测仪器带来的不便改变其正常的行为活动,造成调查结果不能反映正常情况,这些都限制了个体外暴露监测的应用。而目前对于大多数空气污染物尚缺乏特异性的暴露标志物,因此内暴露监测的应用更是非常有限。
        间接方法主要包括:环境空气质量监测站点法;基于地面和航空遥感监测数据的空间分布预测模型法;以及根据人群在室内、室外、交通工具等各种不同环境(微环境)的活动时间及微环境的浓度,通过时间加权评估空气污染物暴露水平的微环境模型法等。总体而言,上述三类方法各具优缺点。本期有一篇文章采用固定站点监测法评估了人群对大气PM2.5中重金属的暴露水平及健康风险[4],一篇文章分析了日志法与GPS法在调查人群空气污染物暴露相关出行行为上的一致性[5],另一篇综述了时间-活动模式的调查方法及如何将其应用于空气污染物暴露评价[6]。利用常规监测获得的空气污染物浓度数据,评估人群对空气污染物的暴露水平,不需要额外的花费,其基本假设是监测站点周围的空气污染物浓度比较均匀,同时人群的暴露方式相同,这种方法只能反映室外空气污染物浓度对调查对象暴露的贡献,通常用于较大范围地区人群暴露水平的粗略估计,不适用于个体暴露评估。环境空气质量监测站点通常非常有限,不能满足小范围内空气污染物浓度的空间分布及其随时间的变化,地理信息科学(geographic information science, GIS)和遥感技术的发展,为快速获取空气污染物浓度空间分布提供了关键技术和数据基础[7]。但基于地面监测,无论是利用邻近度模型,还是应用较多的克里格(Kriging)、反距离加权或样条函数(Splines)等空间插值模型,土地利用回归模型,扩散模型;以及采用差分光学吸收光谱法(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)的遥感反演法;亦或是利用混合模型,尽管在空气污染物的空间分布及其随时间变化方面更加精细,但本质上仍然反映的是室外环境空气污染物浓度对调查对象暴露的贡献。
        众所周知,空气污染物的暴露水平是室内、室外、交通工具等各种微环境空气污染物浓度和暴露时间的函数。人们每天大约80%左右的时间在室内活动,另外还有6%~8%的时间交通出行,而交通出行过程中对黑炭和PM2.5的暴露量可能达到日总暴露量的30%和12%[8,9]。因此,无论是环境空气质量监测站点法;还是基于地面和航空遥感监测并利用不同模型的间接暴露评估方法,本质上获得的都只是人群活动的外环境空气污染物的浓度。既没有考虑人群在室内外的时间分配,也没有考虑室内和交通工具空气污染物的浓度。而微环境模型法是以调查对象在各种微环境的驻留时间为权重,计算各种微环境浓度的时间加权值,以此作为调查对象的实际暴露水平,这种方法综合考虑了各种微环境中污染物的浓度及调查对象在不同的微环境中的驻留时间,更能全面反映人体暴露的真实情况。与直接外暴露监测相比,这种方法的费用低,可操作性强,可以同时应用于个体和群体,既可适用于小范围固定人群,也可适用大范围人群的暴露评估。
        利用微环境模型法进行暴露评估,除了需要获得不同微环境中空气污染物的浓度外;还需要获得调查对象在不同微环境中的行为和持续时间信息[10]。时间-活动模式可以通过调查对象填写时间-活动日志,或由调查对象佩戴GPS、加速度计等设备实时连续记录其时间、位置、状态等信息,结合GIS等工具进行时间-活动状态的解析。以往的时间-活动模式调查关注的只是调查对象在不同微环境的驻留时间,而对于活动状态识别的研究相对较少,但活动状态会直接影响不同人群的空气污染暴露水平,进而影响暴露-反应关系及健康风险评估的结果。采用随机森林方法构建时间-位置-活动状态分类模型已有报道,相信随着整合定位技术的广泛应用,为实现在获得具体位置坐标以及相应时间信息的同时,识别不同人群的获得状态提供了必要手段,未来可以更准确地评估空气污染物暴露水平,不断提升环境健康风险管理能力。

参考文献
[1]World Health Organization. Ambient air pollution: A global assessment of exposure and burden of disease [EB/OL]. [2018-01-04]. http://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/250141/9789241511353-eng.pdf.
[2]Global, regional, and national comparative risk assessment of 84 behavioural, environmental and occupational, and metabolic risks or clusters of risks, 1990-2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016[J]. Lancet, 2017,390(10100):1345-1422. DOI: 10.1016/S0140-6736(17)32366-8.
[3]National Research Council(US). Risk assessment in the federal government: managing the process[M]. Washington D.C.: National Academies Press, 1983: 17-48.
[4]魏巧珍,李盛,贾清,等.兰州市大气PM2.5中重金属的污染特征及健康风险评价[J].中华预防医学杂志,2018,52(6):601-607.DOI:10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2018.06.008.
[5]李娜,刘喆,李韵谱,等.空气污染物暴露相关出行行为调查方法一致性研究[J].中华预防医学杂志,2018,52(6):608-614.DOI:10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2018.06.009.
[6]莫杨,李娜,徐东群,等.时间-活动模式调查方法及其在空气污染物暴露评价中的应用[J].中华预防医学杂志,2018, 52(6):675-680. DOI:10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2018.06.020.
[7]RichardsonDB, VolkowND, KwanMP, et al. Medicine. Spatial turn in health research[J]. Science, 2013,339(6126):1390-1392. DOI: 10.1126/science.1232257.
[8]KaranasiouA, VianaM, QuerolX, et al. Assessment of personal exposure to particulate air pollution during commuting in European cities--recommendations and policy implications[J]. Sci Total Environ, 2014,490:785-797. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2014.05.036.
[9]DonsE, PanisLI, Van PoppelM, et al. Personal exposure to black carbon in transport microenvironments [J]. Atmospheric Environment, 2012, 55(3): 392-398.
[10]KlepeisNE, NelsonWC, OttWR, et al. The National Human Activity Pattern Survey (NHAPS): a resource for assessing exposure to environmental pollutants[J]. J Expo Anal Environ Epidemiol, 2001,11(3):231-252. DOI: 10.1038/sj.jea.7500165.