空氣污染定稿

1、大氣細(xì)顆粒物（PM2.5）對小學(xué)生健康影響研究摘 要目的：了解空氣環(huán)境大氣細(xì)顆粒物（PM2.5）的污染狀況，不同環(huán)境下小學(xué)生健康狀況，探討PM2.5的濃度對正在生長發(fā)育的小學(xué)生肺功能的影響。對結(jié)果進(jìn)行討論分析，為相關(guān)部門治理霧霾提供科學(xué)依據(jù)，為揭示PM2.5對小學(xué)生健康影響提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，方法：以南昌市青云譜區(qū)為污染區(qū)，婺源縣為清潔區(qū)，采用整群抽樣的方法，分別抽取學(xué)校，對其小學(xué)生進(jìn)行生長發(fā)育情況的調(diào)查。南昌市青云譜區(qū)抽取京山小學(xué)作為調(diào)查學(xué)校，選取三、四、五年級小學(xué)生共534人；婺源縣抽取婺源縣紫陽第三小學(xué)作為調(diào)查學(xué)校，選取三、四、五年級小學(xué)生共613人。用Epidata建立數(shù)據(jù)庫，用SPSS17

2、.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，主要的分析方法有描述性研究、卡方檢驗(yàn)、t檢驗(yàn)、Logistic回歸。通過監(jiān)測生活環(huán)境PM2.5濃度、學(xué)生家庭生活情況、霾日與非霾日患病情況、癥狀和學(xué)生體檢獲得的學(xué)生肺功能指標(biāo)：用力肺活量(FVC)、1秒用力呼氣容積(FEV1)、呼吸峰值流速(PEF)、25%FVC時的用力呼吸流量（V25或FEF25）和75%FVC時的用力呼吸流量（V75或FEF75）等健康指標(biāo)分析小學(xué)生各健康指標(biāo)與生活環(huán)境PM2.5質(zhì)量濃度的關(guān)系。結(jié)果：兩地區(qū)之間PM2.5濃度的對比差異有顯著性（P0.05），有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；兩地區(qū)小學(xué)生一周患病率情況，青云譜京山小學(xué)一周患病率較高的是呼吸系統(tǒng)疾病，為13

3、.24%；婺源縣紫陽小學(xué)一周患病率較高的是呼吸系統(tǒng)疾病，為8.97%；對其做統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，兩地區(qū)之間過敏性疾病的患病率有差異，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。非霧霾日兩地區(qū)之間小學(xué)生的FEV1 、PEF、V75、V25值均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P0.05）。環(huán)境是否有污染和有無供暖方式對孩子患過敏性鼻炎的影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；環(huán)境是否有污染和有無供暖方式對孩子患過敏的影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論：南昌市青云譜區(qū)的PM2.5濃度顯著高于上饒市婺源縣的PM2.5濃度；南昌市青云譜區(qū)的一周患病率高于上饒市婺源縣；南昌市青云譜區(qū)的癥狀發(fā)生率高于上饒市婺源縣；青云譜區(qū)小學(xué)生肺功能FEV1 、PEF、V75、V25比婺源縣低。在環(huán)境有污染的情

4、況下患病率是無污染時的2.502倍，有供暖方式是降低患病率的因素；在環(huán)境有污染的情況下患病率是無污染時的1.637倍，有供暖方式是降低患病率的因素關(guān)鍵詞：PM2.5；小學(xué)生；健康狀況；影響2Nanchang atmospheric fine particulate matter (PM2.5) on children health impact study Major : Number : Name : Directed by: Abstract Objective: The impact of concentration of PM2.5 on pupils lung function wa

5、s discussed in this study, by analyzing the connection between pollution condition of PM2.5 and pupils health condition in different environment. The result was analyzed to provide the scientific evidence for related departments to controlling haze and basic data to reveal the influence resulted fro

6、m PM2.5 on pupils health.Methods: Set Qingyunpu district ,NanChang as the polluted region, and the Wuyuan county as the purity region, take the sample in school separately with Group Sampling to search the growth of pupils in these regions. On the one hand ,take the Jingshan primary school in Qingyu

7、npu districk ,NanChang as the respondent and we choose altogether 534 pupils from grade 3、4 and 5;On the other hand, take the Ziyang NO.3 primary school in Wuyuan county as the respondent and we choose altogether 613 pupils from grade3、4 and 5.Establish a database with Epidata, and use the software

8、named SPSS17.0 to carry on a statistics analysis, the primary methods contains descriptive research、chi-square test、t test. According to monitor of PM2.5, students family life and comparing the haze days disease situation and pulmonary function index with non-haze days, we analyses the relationship

9、between primary school students health indicators and PM2.5 concentration of living environment using T-test and the Chi-square test.The function index contained the FVC,FEC,PEF,FEF25 ,FEF75 and so on.Results: There was significant difference in PM2.5 concentration between the two regions (P0.05), w

10、hich was statistically significant. Here are one-week prevalence of primary school students in two areas, the prevalence of respiratory diseases was higher in Jingshan primary school, qingyunpu district,which was 13.24%; the prevalence of respiratory diseases was higher in ziyang primary school, wuy

11、uan county,which was 8.97%; Statistical analysis showed that there was a significant difference in the prevalence of allergic diseases between the two regions.The FEV1, PEF, V75, and V25 values of pupils between two areas in non haze days were statistically significant (P0.05）. With the increase of

12、concentration of PM2.5, the lung function index which contains forced vital capacity (FVC) and forced expiratory volume in 1 second (FEV1) health indicators have different degrees of decline, and the girls are more sensitive than boys. And peak expiratory flow (PEF), 25% of FVC forced vital capacity

13、 (V25 or FEF25) and 75% FVC forced vital capacity (V75 or FEF75) have no statistical significance (p 0.05).Conclusion: The PM2.5 concentration of qingyunpu district,Nanchang was significantly higher than that of Wuyuan county. The one-week prevalence and symptoms rate were the same situation with th

14、e PM2.5 concentration. The pupils lung function FEV1, PEF, V75, V25 value of qingyunpu district,Nanchang were lower than that of Wuyuan county.Key words: PM2.5; students; Health status; impact 目 錄第一章 序言61.1 PM2.5基本知識61.1.1 PM2.5的概念61.1.2 PM2.5的來源61.1.3 PM2.5的化學(xué)組成71.1.4 PM2.5的危害71.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀71.3 課題來源和

15、意義10第二章 材料與方法122.1 研究內(nèi)容122.1.2 小學(xué)生健康問卷調(diào)查122.1.3 小學(xué)生肺功能檢測122.2 研究方案122.2.1 研究對象122.2.2 現(xiàn)場采樣及樣品分析132.2.3 健康問卷的調(diào)查及肺功能的檢測132.2.4 注意事項(xiàng)和質(zhì)量控制142.2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析14第三章 結(jié)果153.1 PM2.5污染狀況分析153.1.1 PM2.5質(zhì)量濃度分析153.1.2 不同地區(qū)PM2.5濃度對比分析163.1.3 健康問卷的調(diào)查及肺功能的檢測163.2 不同環(huán)境下小學(xué)生健康的影響分析163.2.1 小學(xué)生問卷調(diào)查基本情況分析163.2.2 小學(xué)生居住環(huán)境基本情況分析1

16、83.2.3 小學(xué)生一年內(nèi)患病情況分析193.2.4 小學(xué)生一周患病率分析213.2.5 小學(xué)生一周癥狀發(fā)生率分析223.3 空氣污染對小學(xué)生肺功能影響分析223.3.1 PM2.5濃度和氣象條件分析223.3.2 不同地區(qū)、不同環(huán)境小學(xué)生肺功能指標(biāo)比較233.4 各因素對小學(xué)生健康影響分析233.4.1 變量賦值233.4.2 各因素對小學(xué)生一年內(nèi)是否患過敏性鼻炎的影響243.4.3 各因素對小學(xué)生一年內(nèi)是否過敏的影響253.4.4 各因素對小學(xué)生一周內(nèi)是否患過敏性疾病的影響25第四章 討論26第五章 展望和建議29參考文獻(xiàn)30致謝34附錄6-1 小學(xué)生健康調(diào)查表（A卷）35附錄6-2 小學(xué)

17、生疾病和癥狀調(diào)查表（B1卷）38附錄6-3 小學(xué)生疾病和癥狀調(diào)查表（B2卷）39綜述40 第一章 序 言1.1 PM2.5基本知識1.1.1 PM2.5的概念PM2.5(particular matter2.5)原名叫細(xì)顆粒物，又稱細(xì)粒、細(xì)顆粒。是現(xiàn)在人們說的大氣顆粒物的一種。大氣顆粒物主要包括總懸浮顆粒物和可吸入顆粒物（PM10和PM2. 5），主要根據(jù)顆粒物的粒徑進(jìn)行劃分?？倯腋☆w粒物是對空氣動力學(xué)直徑小于或等于100微米的固體和液體顆粒物的總稱，可作為監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)來確定環(huán)境中的粉塵是否超標(biāo)，主要針對施工場地的粉塵顆粒監(jiān)測。PM10是可吸入顆粒物的一種，主要指空氣動力學(xué)直徑小于或等于10微米的

18、顆粒物，它可隨著人的呼吸進(jìn)入呼吸道，并沉降于此。而PM2. 5 是可吸入顆粒物中空氣動力學(xué)直徑小于或等于2.5微米的顆粒物1。它伴隨人類呼吸不僅能夠進(jìn)入呼吸道，在呼吸過程中沉積進(jìn)入肺泡，成為顆粒物。PM2.5是對人體健康危害最大的一種顆粒物，他能在較長的時間內(nèi)懸浮于空氣中，不易清除，隨著生活上的不注意保護(hù)，導(dǎo)致懸浮在空氣中的顆粒越來越多，隨著它在空氣中含量的升高，空氣污染程度也就越來越劇烈。PM2.5是空氣懸浮顆粒中粒徑最小的一種粒子，不同于其他兩種顆粒，PM2.5活性極強(qiáng)并能攜帶有害致病菌和離子，由于它粒徑微小，肉眼無法看見，因此它的傳輸能力以及在空氣中的滯留能力均極強(qiáng) 2。雖然PM2.5只

19、是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。因而引起人們強(qiáng)烈的關(guān)注。1.1.2 PM2.5的來源顆粒物雖然體積很小，但是其組成成分卻并不單一，可以產(chǎn)生顆粒物的途徑有很多，因此其組成也十分復(fù)雜。各種組分根據(jù)其不同的來源可主要劃分為自然源和人為源兩種類型。自然源主要是指由自然界的某些現(xiàn)象所造成的，這在空氣顆粒污染中只占很小的一部分，比如在起風(fēng)的天氣卷起的塵土，這些塵土里可能含有一些化學(xué)因子；海鹽，潮水漲退潮時在灘涂留下的鹽漬化土壤再被風(fēng)干，使各類鹽離子進(jìn)入空氣中懸浮，這在自然源里占很大的一部分；植物花粉、花絲，在授粉季節(jié)，一些依靠風(fēng)媒的植物花朵會散播粉塵進(jìn)入空氣之中。人為

20、源的來源就更為廣泛，日常很多不注意的舉動都會造成粉塵污染，根據(jù)其流通性可分為固定源和流通源。固定源主要針對在某些大型的化工產(chǎn)業(yè)所釋放的有毒有害排泄物，比如燃燒后的氣體，在很多產(chǎn)業(yè)里（如發(fā)電廠、餐飲業(yè)、制造業(yè)等）都有燒鍋爐這一舉動，這就將污染粉塵顆粒直接排放到了大氣中 3。流動源主要針對可移動的設(shè)施所排放的粉塵顆粒，如各種交通工具的尾氣。PM2.5可以由硫和氮的氧化物轉(zhuǎn)化而成。這些氣體污染物與人類的生活也脫不開關(guān)系，尤其在冬季，供暖體系往往需要燃燒大量的煤炭等化石燃料，這就會向大氣中排放很多硫、氮的化合物。目前南昌市的PM2.5來源主要是人為源。隨著南昌市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，不少企業(yè)紛紛進(jìn)駐，但南昌市的

21、環(huán)境管理模式還不夠完善，這就導(dǎo)致了企業(yè)使用比較落后的燃燒設(shè)備，沒有完善的污氣進(jìn)化裝置，導(dǎo)致了空氣中細(xì)顆粒物的增加，也給治理帶來了一定的難度。現(xiàn)在南昌市機(jī)動車數(shù)量呈持續(xù)上漲的趨勢，因此汽車尾氣的排放量也成增長趨勢。房地產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，掀起建房、購房的熱潮，在施工過程中會產(chǎn)生大量粉塵。導(dǎo)致了二次揚(yáng)塵的激增，也是PM2.5激增的一個主要因素4。1.1.3 PM2.5的化學(xué)組成 PM2.5的化學(xué)組成成分主要包括三大類：一是可溶性粒子，包括：F一、CI、S042+。、NH4+、Na+、K+等；二是無機(jī)元素，主要指自然源里的一些化學(xué)離子和自然塵土、植物花粉等；三是碳類化合物，多指有機(jī)物如一些烷類、烴類化合物

22、。不同來源的粒子組成也相差很大5；自然源中的塵土和海鹽蒸發(fā)所攜帶的一些化學(xué)元素，如Fe、Ni、Zn等。1.1.4 PM2.5的危害PM2.5的危害主要表現(xiàn)是在對人體健康造成的危害，對能見度水平的影響和對水循環(huán)、氣候條件有一定的影響。1980年后，世界學(xué)者們開始重視空氣中粉塵顆粒污染的危害，展開了大規(guī)模、全方位的探究，以期發(fā)現(xiàn)對人類健康的影響。 6。這些研究結(jié)果表明長期生活在含有粉塵顆粒物的環(huán)境中，會加大人們患病的風(fēng)險，健康指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，死亡率大大升高，壽命將會縮短。證明了PM2.5對這些疾病的發(fā)生都有一定的促進(jìn)作用。能見度(visual range)指視力正常的人在當(dāng)前天氣條件下，能識別出特定物

23、體大小的最大距離。許多研究表明，空氣中PM2.5顆粒的濃度越高，則能見度就越低，因?yàn)檫@些粒子可以吸收物體反射的光，從而使人眼無法發(fā)覺。霧霾天氣是人們切身體會到一種最為直觀的大氣污染現(xiàn)象，這種天氣會使大氣的能見度大大降低 7。對水循環(huán)、氣候的影響主要是因?yàn)榭諝庵蓄w粒物增強(qiáng)了大氣對太陽輻射的散射和吸收效果，從而使能夠照射到地球表面的太陽光能大幅度消減，從而使地表的光線強(qiáng)度降低；由于聚集在大氣層的照射光較多，導(dǎo)致大氣熱力層結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而對氣候造成影響，除了溫室效應(yīng)之外，還會影響降雨降雪和季風(fēng)，這就使降低污染 (如濕沉降)效果大大削弱8。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外學(xué)者對PM2.5進(jìn)行了廣泛的研究

24、和探索，目前的研究主要是針對PM2.5的化學(xué)組分、氣候的影響、來源解析和對人體健康及能見度等方面9。國外對于大氣顆粒物的研究比我國進(jìn)行地更早，其中則以美國對于PM2.5的研究開展得最早，最為深入，美國對可吸入顆粒物的研究開始于20世紀(jì)80年代初，美國國家環(huán)境保護(hù)局于1985年將原顆粒物質(zhì)指示物總懸浮顆粒物項(xiàng)目正式修改為PMl0。并在1997年規(guī)定了PM2.5的最高限值7。Sawant等10在加利福尼亞州南619部空氣污染最為嚴(yán)重的Mira Loma地區(qū)對PM2.5的化學(xué)組成進(jìn)行了分析研究。結(jié)果表明該地區(qū)的有機(jī)碳濃度高于其它美國城市，而元素碳的濃度和其它美國城市相當(dāng)。近年來隨著研究的深入和監(jiān)測網(wǎng)

25、絡(luò)的發(fā)展，目前國外對于顆粒物濃度預(yù)測和來源解析的研究越來越多。Larsen等11于2003年利用三種源解析模型對巴爾的摩市顆粒物中的多環(huán)芳烴進(jìn)行了來源解析，并對三種模型結(jié)果進(jìn)行了對比和評價。2012年Minguill等12對瑞士地區(qū)大氣顆粒物的化學(xué)成分進(jìn)行了研究，并采用正定矩陣模型對顆粒物來源進(jìn)行了解析。加拿大、西班牙、意大利等歐美其他國家也進(jìn)行了大量有關(guān)PM2.5的研究工作。Lonati等13于2002年8月2003年11月對意大利米蘭市機(jī)動車的PM2.5化學(xué)組分進(jìn)行了研究。結(jié)果表明設(shè)在隧道口和市中心兩個采樣點(diǎn)的PM2.5年均濃度分別為204.5g/m3和32.8g/m3，而且冬季PM2.5

26、濃度明顯高于夏季。美國作為經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)的國家，在環(huán)境治理方面一直都很重視，近些年對PM2.5研究尤為重視，美國紐約環(huán)保局制定了一個系統(tǒng)的PM2.5的研究計(jì)劃，并取得了很大的進(jìn)展，揭示了氣態(tài)污染物在一系列物理化學(xué)作用下生成有機(jī)物、硫酸鹽、硝酸鹽顆粒物，說明了氣溶膠例子的形成過程14；Ferhat等15對伊斯坦布爾2002年2003年7月間選取的86天數(shù)據(jù)分析得出，其大氣可可吸入顆粒物溶度年均值符合土耳其空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，比歐盟的標(biāo)準(zhǔn)高；2002年9月2004年2月之間Young等16在韓國對首爾、春川和蔚山城PM2.5進(jìn)行采樣分析，結(jié)果顯示都偏高；Querol等17對歐洲的幾大城市、郊區(qū)和路邊的PM

27、10和PM2.5濃度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，不同類型研究區(qū)PM2.5和PM10比值差異大 美國癌癥研究所1994年美國癌癥研究所進(jìn)行了一項(xiàng)關(guān)于不同粒徑的空氣顆粒物在肺部沉積部位的研究，研究表明顆粒物大小決定了它們最終在呼吸道中的位置，大于10微米的顆粒物幾乎不能進(jìn)入呼吸道，然而510微米的顆粒物即可吸入顆粒可通過鼻子和咽喉到達(dá)支氣管和肺泡，小于2.5微米的顆粒物幾乎全部進(jìn)入肺泡18干擾肺部氣體交換和血液循環(huán)，使機(jī)體處于缺氧狀態(tài)。PM2.5還通過氧化應(yīng)激和巨噬細(xì)胞介導(dǎo)免疫反應(yīng)從而引起肺部炎癥19，還可以細(xì)胞凋亡等多種途徑影響呼吸系統(tǒng)。PM2.5在呼吸道停留的時間過長也可以使人致病，經(jīng)過長期累積在

28、肺間質(zhì)內(nèi)的PM2.5可引起慢性炎癥反應(yīng)和氧化損傷，可降低肺功能、破壞呼吸系統(tǒng)，增加哮喘的發(fā)病率及慢阻肺的發(fā)病率。中國對于PM2.5顆粒物的研究起步相對較晚，近年來由于空氣污染的益加嚴(yán)8重，國內(nèi)PM2.5的研究工作越來越受到重視。前期研究工作主要是分析PM2.5濃度與氣象條件的關(guān)系。劉輝等20于2008年6月在北京城區(qū)的清華大學(xué)和郊區(qū)的密云水庫采集了180個PM2.5樣品。分析結(jié)果表明氣象條件是影響PM2.5及其水溶性離子濃度的重要因素。王貝貝21根據(jù)2008年北京市空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)，研究了PM2.5與氣象因素的關(guān)系。氣團(tuán)來源分析顯示，南方氣流的區(qū)域性緩慢傳輸是導(dǎo)致2008年北京奧運(yùn)會前兩個PM2.

29、5重污染過程的關(guān)鍵成因，而北方潔凈氣流快速、頻繁的輸入則是導(dǎo)致北京奧運(yùn)會期問PM2.5濃度顯著降低的重要原因之一前些年來隨著監(jiān)測手段的進(jìn)步，對于PM2.5的濃度特征以及成分和來源分析研究越來越多。2008年7月 1日至7月31日陶俊等22對廣州城區(qū)每天采集的PM2.5樣品進(jìn)行8種碳組分、左旋葡聚糖、水溶性有機(jī)碳及水溶性離子分析。初步探討了廣州市含碳?xì)馊苣z的來源。王娟等23利用氣相色譜一質(zhì)譜技術(shù)分析了鄂爾多斯市秋季清潔區(qū)、居民區(qū)和工業(yè)區(qū)5個采樣點(diǎn)大氣顆粒物PM2.5、PM10正構(gòu)烷烴組分。分析結(jié)果表明，人為污染排放是中國大部分城市市區(qū)大氣PM2.5、PMl0顆粒物中正構(gòu)烷烴的主要來源。李偉芳24

30、研究了天津市PM2.5的化學(xué)成分和污染水平，并分析了PM2.5中16種優(yōu)控多環(huán)芳烴的污染特性和來源。楊凌霄25對濟(jì)南市的PM2.5進(jìn)行了為期一年的采樣和監(jiān)測。深入研究了PM2.5的污染水平和影響因素，并利用PMF模型對顆粒物來源進(jìn)行了解析。近年來由于人們非常在意空氣污染對人體健康的影響，對于空氣中PM2.5濃度影響人們健康的分析研究也逐漸增加。林剛26研究了撫順城區(qū)大氣懸浮顆粒物污染及其對小學(xué)生肺功能和城市人口部分疾病死亡率影響。并初步的說明了空氣中懸浮顆粒物污染對心腦血管和呼吸系統(tǒng)疾病死亡率的正相關(guān)關(guān)系。王燕俠27研究了蘭州市大氣細(xì)顆粒物的毒理學(xué)及對人群健康影響。得出了蘭州市空氣污染對青春期

31、前后小學(xué)生局部非特異性免疫功能與肺功能產(chǎn)生了危害，證實(shí)了PM2.5、SO2、NO2綜合污染是影響青少年呼吸健康的危險因素，而且主動及被動吸煙、室內(nèi)空氣污染也對中小學(xué)生呼吸系統(tǒng)癥狀和疾病發(fā)生起到了促進(jìn)作用。通過以上詳細(xì)的文獻(xiàn)調(diào)研我們可以發(fā)現(xiàn)，國外特別是美國，對PM2.5已經(jīng)展開了深入的研究，并在此基礎(chǔ)上建立了比較完善的PM2.5監(jiān)測體系，實(shí)時監(jiān)控PM2.5的變化趨勢，在這方面更是早與我國。近幾年隨著空氣污染問題的日益嚴(yán)重，國內(nèi)對于PM2.5的研究越來越重視，也取得了一定的成果，但是大部分研究都是集中在北京、上海、珠三角和天津地區(qū)，南昌市對于PM2.5的研究還比較少，以及PM2.5對正在發(fā)育的小學(xué)

32、生健康的研究以及應(yīng)該采取哪些必要的措施都還沒有具體實(shí)施，對于具體問題和具體區(qū)域?qū)ο蟮难芯窟€不夠深入。1.3 課題來源和意義PM2.5產(chǎn)生的主要來源，是日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物，大多含有重金屬等有毒物質(zhì)，對呼吸系統(tǒng)有很大的損害作用28。PM2.5具有粒徑小、毒性強(qiáng)、停留時間長、運(yùn)輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，而人體的生理結(jié)構(gòu)又決定了對PM25幾乎沒有任何過濾、阻攔能力，因此導(dǎo)致PM25可以隨著人的呼吸進(jìn)入人體，可深達(dá)肺泡并沉積，干擾肺部的氣體交換和血液循環(huán)，直接影響肺的通氣功能，使機(jī)體容易處于缺氧狀態(tài)；同時這些細(xì)顆粒物中所含的有害氣體、重金屬等溶解在血液中，引發(fā)心血管炎癥

33、，對人體健康的傷害更大29。大氣污染是影響公眾健康的首要危險因素之一，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)發(fā)生多次重大公共衛(wèi)生事件30。如1952 年，煤煙型污染引發(fā)倫敦?zé)熿F事件，4天之內(nèi)死亡4 000余人，釀成倫敦?zé)熿F事件的主要元兇是冬季取暖燃煤和工業(yè)排放的煙霧， 1962年后，倫敦又發(fā)生了一次類似的煙霧事件，造成1 200人的非正常死亡，1936 年，汽車尾氣污染引發(fā)的洛杉磯光化學(xué)煙霧事件，致使當(dāng)?shù)鼐用窈粑兰靶难芗膊〉陌l(fā)病率和病死率急劇上升;這些煤炭燃燒后的有毒物質(zhì)排放到大氣中，會附著在飄塵、凝聚在顆粒物上，進(jìn)入人體的呼吸系統(tǒng)，誘發(fā)肺炎、支氣管炎、心臟疾病。歷史上發(fā)生的多次重大公共衛(wèi)生事件警示人們，應(yīng)該加

34、強(qiáng)大氣顆粒物毒理學(xué)及其評價方法的研究，闡明顆粒物對人體健康的影響機(jī)制，為進(jìn)一步預(yù)防此類重大公共衛(wèi)生事件的發(fā)生奠定基礎(chǔ)。PM2.5是大氣污染中重要污染物之一31，可以通過對太陽輻射的吸收和散射作用破壞地表的能量平衡狀態(tài)；影響地球的氣候系統(tǒng)；降低大氣能見度并且危及人體健康；影響人們出行，對人體健康的危害也已經(jīng)被國內(nèi)外大量的流行病學(xué)和毒理學(xué)研究所證實(shí)32-33：90年代后期有PM 2. 5對呼吸系統(tǒng)患病率影響的調(diào)查顯示，吸入體內(nèi)的細(xì)顆粒物可導(dǎo)致肺炎、氣喘、肺功能下降等呼吸系統(tǒng)疾病，魏盛復(fù)等34在一項(xiàng)關(guān)于空氣污染對兒童呼吸系統(tǒng)癥狀發(fā)生率的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)它們呈線性正相關(guān)，更有越來越多的流行病學(xué)研究表明總死亡

35、率和呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生率與PM2.5的影響密不可分。就目前我國對PM2.5所作做的研究來看，我國大部分地區(qū)PM2.5的污染十分嚴(yán)重，主要集中在北京、天津、上海、南京、貴陽、濟(jì)南等地，而香港、深圳、杭州等地的污染程度較輕，這可能與地理位置和氣象條件有關(guān)35，許多發(fā)達(dá)國家制定了PM2.5大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并對其進(jìn)行控制，本文以南昌PM2.5為例，研究對小學(xué)生呼吸系統(tǒng)癥狀影響，以期引起研究領(lǐng)域的關(guān)注。近年來，隨著城市化的加速推進(jìn)，南昌市地區(qū)的細(xì)顆粒物(PM2.5)污染也越來越嚴(yán)重，南昌市空氣中PM2.5已成為大氣污染的重要污染物,對南昌人的健康也造成了一定的影響。由于PM2.5主要通過呼吸道進(jìn)入肺部，造成

36、肺功能的損害，所以就著手于PM2.5對小學(xué)生肺功能的影響。小學(xué)生肺功能是研究大氣污染對小學(xué)生健康效應(yīng)影響的主要健康效應(yīng)指標(biāo)，在我國有關(guān)研究中應(yīng)用較為廣36。PM2.5有粒徑小，且成分復(fù)雜，含有重金屬、有機(jī)溶劑、溶解性鹽和有害微生物等特點(diǎn)，可以直接進(jìn)入人體呼吸道深部和肺泡，對人體的呼吸系統(tǒng)健康危害較大。主要的健康效應(yīng)表現(xiàn)為肺功能的下降37。小學(xué)生正處于生長發(fā)育的關(guān)鍵時期，其肺功能處于動態(tài)變化中，且免疫力低，對環(huán)境污染物的損害較為敏感，長期暴露于其中對兒童的肺功能產(chǎn)生不良影響38。本文通過對南昌市青云譜區(qū)不同時間教學(xué)環(huán)境的PM2.5濃度監(jiān)測和同期對應(yīng)學(xué)校小學(xué)生肺功能健康情況的關(guān)系。研究中肺功能評價

37、指標(biāo)39，其中包括用力肺活量(FVC,Forced Vital Capacity)、1秒用力呼氣容積(FEV1,Forced Expiratory Volume 1)、呼吸峰值流速(PEF,Peak Expiratory Flow)、25%FVC時的用力呼吸流量（V25或FEF25,Forced Expiratory Flow 25）和75%FVC時的用力呼吸流量（V75或FEF75,Forced Expiratory Flow 75）等，結(jié)合南昌市近期氣象、環(huán)保監(jiān)測等資料，描述小學(xué)生肺功能與PM2.5的關(guān)系，為揭示PM2.5與小學(xué)生肺功能關(guān)系提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為修訂相關(guān)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供一定的參考

38、依據(jù)。11材料與方法 第二章 材料與方法 2.1 研究內(nèi)容2.1.1 監(jiān)測大氣PM2.5和空氣污染現(xiàn)狀監(jiān)測南昌市青云譜區(qū)和上饒市婺源縣PM2.5的質(zhì)量濃度：從2015年1月-12月每月的10-16日和遭遇霧霾天氣連續(xù)在監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行空氣PM2.5采樣，每天不少于22h。2.1.2 小學(xué)生健康問卷調(diào)查小學(xué)生健康問卷調(diào)查是由國家衛(wèi)生計(jì)生委疾病預(yù)防控制局提供，其調(diào)查問卷有小學(xué)生健康問卷調(diào)查表（A卷）內(nèi)容主要包括學(xué)生基本情況如：學(xué)生姓名、所在班級、性別、身高、體重、家庭生活環(huán)境以及出行模式;小學(xué)生疾病和癥狀調(diào)查表（B1卷） 、小學(xué)生疾病和癥狀調(diào)查表（B2卷主要包括一般情況、家庭居環(huán)境、生活習(xí)慣及健康狀況等

39、。各表格具體內(nèi)容見附件。調(diào)查問卷主要是收集小學(xué)生一周常見疾病和癥狀，疾病主要包括：呼吸系統(tǒng)疾病、傳染性疾病、過敏性疾病；癥狀主要包括：咽喉、眼睛、鼻腔、皮膚等。通過兩地區(qū)的疾病肯癥狀發(fā)生率的比較，研究不同環(huán)境下小學(xué)生健康差異。2.1.3 小學(xué)生肺功能檢測在參加健康問卷調(diào)查的小學(xué)生中采用簡單隨機(jī)抽樣（編號隨機(jī)抽樣）三、四、五年級每個年級隨機(jī)抽取一個班開展肺功能測試。檢測項(xiàng)目包括用力肺活量(FVC)、1秒用力呼氣容積(FEV1)、呼吸峰值流速(PEF)、25%FVC時的用力呼吸流量（V25或FEF25）和75%FVC時的用力呼吸流量（V75或FEF75）等。2.2 研究方案2.2.1 研究對象以南

40、昌市青云譜區(qū)為污染區(qū)，婺源縣為清潔區(qū)，采用整群抽樣的方法，分別抽取學(xué)校，對其小學(xué)生進(jìn)行生長發(fā)育情況的調(diào)查。南昌市青云譜區(qū)抽取京山小學(xué)作為調(diào)查學(xué)校，選取三、四、五年級小學(xué)生共534人；婺源縣抽取婺源縣紫陽第三小學(xué)作為調(diào)查學(xué)校，選取三、四、五年級小學(xué)生共617人，進(jìn)行健康影響問卷調(diào)查。在參加問卷調(diào)查的小學(xué)生中每個年級隨機(jī)抽取一個班開展肺功能測試。健康檢查期間，獲得小學(xué)生的性別、年齡和家庭環(huán)境等的基本資料，并統(tǒng)一測量小學(xué)生的身高和體重。并于研究開始前與監(jiān)護(hù)人簽署知情同意書。2.2.2 現(xiàn)場采樣及樣品分析采樣點(diǎn)設(shè)置在青云譜區(qū)京山小學(xué)教學(xué)樓樓頂和婺源縣紫陽小學(xué)教學(xué)樓樓頂，周圍避開污染源及障礙物、交通道路

41、等；監(jiān)測高度為（10-15）m,切割器應(yīng)垂直放置；多臺采樣器平行采樣時，采樣器的進(jìn)氣口間距離d=12m。將已編號、稱量的濾膜用無鋸齒狀鑷子放入潔凈的采樣器濾膜夾內(nèi)，濾膜毛面應(yīng)朝向進(jìn)氣方向，將采樣器放置于采樣亭中，以恒速抽取定量體積空氣，使環(huán)境空氣中的PM2.5被截留在濾膜上，采樣結(jié)束后，用鑷子取出濾膜，將塵面向內(nèi)對折放入濾膜保存盒中，記錄采樣體積等信息。不發(fā)生霧霾時（每月10-16日）及霧霾日（霧霾日以當(dāng)?shù)靥鞖忸A(yù)報(bào)為主），每天采樣時間為22h(考慮到更換膜等，采樣時間不得少于22小時，必須涵蓋交通高峰期)。根據(jù)采樣前后濾膜的重量差和采樣體積，計(jì)算采集樣本的PM2.5濃度。2.2.3 健康問卷的

42、調(diào)查及肺功能的檢測2.2.3.1 健康問卷的調(diào)查健康問卷的調(diào)查采用自愿參加的原則，在簽署知情同意書后由學(xué)生在家長的幫助下填寫，采用家長會的形式以班級為單位，由調(diào)查員統(tǒng)一講解問卷，由家長和學(xué)生如實(shí)填寫問卷。同時，對同意調(diào)查的小學(xué)生進(jìn)行身高和體重的測量。在填寫問卷的時候，調(diào)查員也要巡視指導(dǎo)，給不了解的家長和學(xué)生解答相關(guān)的問題。也可讓學(xué)生將問卷帶回家由家長填寫，問卷填寫完畢由調(diào)查員核實(shí)回收，對于出現(xiàn)缺項(xiàng)、漏項(xiàng)、錯項(xiàng)等問題的問卷，應(yīng)將問卷返回糾錯和重填。調(diào)查時間為2015年12月27日至12月31日（25日為霾日）2.2.3.2 肺功能的檢測在參加健康問卷的小學(xué)生中隨機(jī)抽取150名學(xué)生開展肺功能的檢測

43、，青云譜區(qū)于2015年10月13日和12月28日各進(jìn)行一次肺功能檢測；婺源縣于2015年10月15日開展一次肺功能檢測。具體要求如下： 環(huán)境要求：小學(xué)生肺功能測試采用便攜式肺功能儀在學(xué)校進(jìn)行現(xiàn)場測試，測試場應(yīng)選擇相對獨(dú)立、安靜、明亮、干凈、舒適的房間，冬季測試應(yīng)保證房間的適宜的溫度，房間應(yīng)有保證肺功能儀正常工作的220V電源、桌椅等。 儀器和人員要求：肺功能測試應(yīng)由醫(yī)院或體檢中心專門負(fù)責(zé)肺功能測定的醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行。測試開始前應(yīng)按要求檢查校準(zhǔn)儀器，核實(shí)學(xué)生名單及相關(guān)信息，檢查相關(guān)耗材是否充足（專用打印紙、鼻夾、一次性紙口罩、過濾器、備用傳感器及衛(wèi)生紙等）。 組織實(shí)施：肺功能測試以班為單位進(jìn)行，每1

44、0個人為一個測試小組，最大限度減少對學(xué)生學(xué)習(xí)的影響。進(jìn)行肺功能測試前，應(yīng)先完成學(xué)生身高、體重的測定，檢測的項(xiàng)目包括用力肺活量(FVC)、1秒用力呼氣容積(FEV1)、呼吸峰值流速(PEF)、25%FVC時的用力呼吸流量（V25或FEF25）和75%FVC時的用力呼吸流量（V75或FEF75）等必需參數(shù)。2.2.4 注意事項(xiàng)以及質(zhì)量的控制2.2.4.1 問卷調(diào)查質(zhì)量控制2.2.4.2 肺功能檢測質(zhì)量控制測試當(dāng)天不穿過緊的衣服，以免限制肺的運(yùn)動，到達(dá)肺功能室后，稍適休息，以保證測量時測定者有足夠的體力。測試前，先于檢查者簡單的溝通，讓其知道測試的全過程，并將測試的步驟簡單的演示一遍，強(qiáng)調(diào)每一步的動

45、作要領(lǐng)和要求，也可先讓受檢者先自行練習(xí)幾遍。檢測過程嚴(yán)格按照儀器操作說明進(jìn)行。如檢測過程出現(xiàn)漏氣，或者檢測對象呼氣方式不正確等問題，應(yīng)重復(fù)進(jìn)行檢測，以結(jié)果最好的一次為準(zhǔn)，必要時，可以休息十分鐘，再重復(fù)測定。2.2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件包對資料進(jìn)行分析。研究期間的PM2.5濃度進(jìn)行t檢驗(yàn)分析；對研究對象的疾病不同污染程度下患病情況、癥狀情況、因病缺課情況等進(jìn)行t檢驗(yàn)，對研究對象所測得的用力肺活量(FVC)、1秒用力呼氣容積(FEV1)、呼吸峰值流速(PEF)、25%FVC時的用力呼吸流量（V25或FEF25）和75%FVC時的用力呼吸流量（V75或FEF75）等數(shù)據(jù)采用t檢

46、驗(yàn)進(jìn)行分析。14結(jié)果 第三章 結(jié)果3.1 PM2.5污染狀況分析3.1.1 PM2.5質(zhì)量濃度分析全年自測數(shù)據(jù)青云譜區(qū)共采樣87次，其中正常采樣83次，霧霾（AQI200）發(fā)生采樣4次，1月、12月霧霾天各出現(xiàn)兩天，PM2.5質(zhì)量濃度全年平均為0.085 mg/m3，最低值為0.024 mg/m3，最高值出現(xiàn)在12月份，為0.392mg/m3；婺源縣全年無霧霾日，采樣84次，PM2.5質(zhì)量濃度全年平均值為0.037 mg/m3，最低值為0.009 mg/m3，最高值出現(xiàn)在12月份，為0.097mg/m3。（見表1、表2） 表1 南昌市青云譜區(qū)PM2.5質(zhì)量濃度(mg/m3)自監(jiān)測結(jié)果匯總表時間

47、N非霧霾N霧霾MeanMinP25P50P75Max1月720.1360.0730.0910.1270.2020.2072月700.1050.0580.0650.1080.1350.1443月700.0530.0290.0310.0440.0840.0954月700.0780.0380.0410.0770.1020.1195月700.0800.0320.0560.0680.1220.1376月700.0500.0250.0360.0470.0650.0757月700.0920.0320.0590.0960.1100.1508月700.0510.0340.0420.050.0550.0779月7

48、00.0550.0420.0440.0490.0690.07210月700.0980.0720.0720.0810.1260.15211月700.0700.0310.0440.0810.9500.10012月620.1350.0240.0590.1230.1330.392全年8340.0850.0240.0480.0750.1030.392表2 上饒市婺源縣PM2.5質(zhì)量濃度(mg/m3)自監(jiān)測結(jié)果匯總表時間N非霧霾 MeanMinP25P50P75Max1月70.0540.0150.0170.0710.0740.0952月70.0580.0400.0470.0590.0640.0833月00

49、000004月140.0370.0090.0230.0370.0530.0615月70.0270.0130.0140.0210.0420.0496月70.0210.010.0120.0150.0360.0397月70.0380.0090.0180.0340.0500.0508月70.0180.0090.0150.0160.0250.0289月70.0280.0140.0170.030.0360.05210月70.0500.0360.0430.0460.0590.06711月70.0270.0160.0170.0280.0320.04412月70.0490.0170.0300.0430.0670

50、.097全年840.0370.0090.0170.0330.0490.0973.1.2不同地區(qū)PM2.5濃度的對比分析兩地區(qū)之間PM2.5濃度的對比差異有顯著性，P0.05，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。南昌市青云譜區(qū)的PM2.5濃度高于上饒市婺源縣的PM2.5濃度（見表3）。表3 不同地區(qū)PM2.5濃度的對比分析地區(qū)n均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差t值上饒市婺源縣840.0330.0182.521*南昌市青云譜區(qū)870.0870.0603.2 不同環(huán)境下小學(xué)生健康的影響分析3.2.1 小學(xué)生問卷調(diào)查基本情況分析（注：*表示P0.05；*表示P0.01）表4 小學(xué)生問卷調(diào)查基本情況表基本情況南昌市青云譜區(qū)上饒市婺源縣c2值n=5

51、34n=613性別男287(53.7%)301(49.1%)2.462女247(46.3%)312(50.9%)年級三年級185(34.6%)160（26.1%）29.547*四年級178(33.3%)160（26.1%）五年級171(32.1%)293(47.8%)年齡84(0.7%)09150(28.1%)25(4.1%)150.702*10176(33.0%)296(48.3%)11168(31.5%)261(42.6%)1236(6.7%)31(5.0%)家庭成員數(shù)27(1.3%)9(1.5%)7.2833100(18.7%)145(23.7%)4224(41.9%)249(40.6%

52、)5121(22.7%)112(18.3%)658(10.9%)76(12.4%)724(4.5%)22(3.6%)父親文化程度小學(xué)及以下27(5.1%) 80(13.1%)67.361*初中205(38.5%) 257(41.9%)高中129(24.0%) 185(30.1%)大專89(16.6%) 61(9.9%)本科及以上84(15.8%)30(4.9%)母親文化程度小學(xué)及以下80(15.0%) 123(20.0%)40.109*初中223(41.7%)275(44.9%)高中101(18.9%)150(24.4%)大專75(14.0%)43(7.1%)本科及以上55(10.4%)22(3.6%)基本情況分析中，南昌市青云譜區(qū)選擇3-5年級學(xué)生共計(jì)534名；上饒市婺源縣選擇3-5年級學(xué)生共計(jì)613名學(xué)生參加問卷調(diào)查。兩組間：除了男女生性別沒有差異外，其他基本情況都有差異。按照隨機(jī)抽樣的原則，兩組間的基本情況應(yīng)該都沒有差異，得出的結(jié)果才可以說明是因?yàn)榉治龅哪硞€因素造成的?，F(xiàn)在兩組間的基本情況就不均衡，在樣本選擇的時候由于樣本量較少的原因，將兩所學(xué)校全部3-5年級的學(xué)生作為研究對象，不是隨機(jī)的。由于這些基本信息不是影響（環(huán)境污染與學(xué)生健康）的關(guān)鍵因素，因此僅作基本信息表（見表4）。3.