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华中科技大学同济医学院

毕业论文(设计)任务书

公共卫生学院

预防医学专业

题目

武汉市黑炭污染与每日死亡率的关联研究

(任务起止日期:2013 年 11 月 25 日 ~ 2014 年 4 月 27 日)

学生姓名 学 号

赵荣仙 U200913135 魏 晟 魏 晟 2013 年 12 月 27 日批准 班 级 预防 0903

指导教师 系 主 任

课题研究的目的和意义: 空气污染物的短期暴露会引起多种健康损害, 包括死亡率增加、 住院率和急诊就诊率增加、 慢性呼吸道疾病恶化和肺功能下降等。黑炭是一种来源于生物体或化石燃料不完全燃烧的 短暂温室污染物,对人群健康影响较大。本项研究通过分析武汉市近年的黑炭监测数据、 死亡数据和气象数据,评估黑炭对武汉市每日死亡率的影响,并分析各种气象因素对黑炭 健康损害效应的影响,为黑炭的危害防治提供线索和证据。 课题原有的基础: (包括知识基础、技术基础、资料基础) 1、知识基础 (1)黑炭及其来源:黑炭 (Black carbon, BC) 是含碳燃料在不完全燃烧过程中生成的 一种气溶胶组分,又称为元素碳(Element carbon, EC),是空气细颗粒物(PM2.5,空气动 力学直径小于 2.5μ m 的颗粒物)的主要组分之一。黑炭分为红色通道黑炭(ca_hw) 、红外 1 通道黑炭(ca_hw1) 、红外 2 通道黑炭(ca_hw2) 、黄色通道黑炭(ca_yellow) 、蓝色通 道黑炭(ca_blue) 、绿色通道黑炭(ca_green)和紫外通道黑炭(ca_purple) 。黑炭气溶 胶的来源主要包括:1) 有机燃料的燃烧,主要包括能源行业、工业部门、交通运输行业、 居民生活中煤、石油、天然气和各种生物质燃料的使用。通常而言,燃烧效率越高,产生 的黑炭气溶胶的量越低;2) 工业炼焦,主要包括炼焦过程中的炼制过程、焦炉加热系统 以及焦炉煤气的泄漏等等;3) 工业制砖,主要包括制砖过程中物料破碎输送、坯体人工 干燥和烧成工段等过程;4) 垃圾焚烧,包括生活垃圾和工业废料的燃烧过程;5) 天然火 灾和野外农业废弃物燃烧,包括森林、草原火灾和秸秆的燃烧。中国是全球最重要的黑炭 排放国,民用煤和生物燃料燃烧是最主要的黑炭排放源,贡献了中国排放总量的 50%,其 次是工业活动、交通运输,分别贡献了 33%和 10%。在空间分布上,东部的排放高于西部, 排放密度较高的地区包括华北平原、渭河平原、四川盆地、贵州高原和东北平原。 (2)黑炭的健康损害:Smith 等人报告了黑炭对心肺系统疾病死亡率的重大影响,且先前 的一些研究也支持黑炭暴露与心肺疾病发病率相关联的生物合理性。在德国的一项研究 中,通过每周检查 56 名有心脏病病史的男性的心电图,发现黑炭与心肌复极的变化有显 著性关联,而心肌复极的改变可能会增加心源性猝死的风险。Gold 等人发现黑炭 24 个年 老的波士顿居民的 ST 段压低有显著性关联。此外,黑炭暴露与呼出气中一氧化氮的增加 有关,而一氧化氮是气道炎症的一种标志物。因此,黑炭暴露与可能导致心肺系统疾病死 亡的很多因素具有相关性。 2、技术基础 熟悉 SAS、SPSS 软件的使用,能够利用 SAS 和 SPSS 根据资料特点进行相关分析;掌握多 种中文和外文数据库的使用技巧,如 pubmed、万方数据库等,能够根据研究目的检索所需 要的文献;熟悉 Endnote 的使用,能够对文献进行合理管理。 3、资料基础 武汉市 2012 年 11 月—2013 年 11 月空气污染物监测数据、死亡数据和气象数据;利用中 外文数据库检索的相关文献 课题主要内容,采用的方法和步骤: 1、主要内容 空气污染物的短期暴露会引起多种健康损害, 包括死亡率增加、 住院率和急诊就诊率增加、 慢性呼吸道疾病恶化和肺功能下降等。黑炭是含碳燃料在不完全燃烧过程中生成的一种气 溶胶组分,又称为元素碳,是空气细颗粒物的主要组分之一。黑炭分为红色通道黑炭 (ca_hw) 、 红外 1 通道黑炭 (ca_hw1) 、 红外 2 通道黑炭 (ca_hw2) 、 黄色通道黑炭 (ca_yellow) 、 蓝色通道黑炭(ca_blue) 、绿色通道黑炭(ca_green)和紫外通道黑炭(ca_purple) 。本项

研究通过分析武汉市 2012 年 11 月—2013 年 11 月的黑炭监测数据、 死亡数据和气象数据, 描述研究期间的污染物分布情况、每日死亡人数分布情况(非意外事故死亡、心血管系统 疾病死亡和呼吸系统疾病死亡) 和气象条件, 并对各类黑炭与每日死亡率进行相关性分析, 评估黑炭对武汉市每日死亡率的影响,评价各种气象因素对黑炭健康损害效应的影响,为 黑炭的危害防治提供线索和证据。 2、方法 数据分析基于半 poison 回归模型,并使用自然样条函数对周期性变化的变量(如温度,湿 度,日期等)进行调整。 3、步骤 (1)查阅相关中文和英文文献 (2)建立数据库 (3)数据清洗 (4)对数据进行描述性分析和相关性分析 (5)根据分析结果进行讨论并得出结论 主要参考文献: (由指导教师选定) [1] Geng F, Hua J, Mu Z, et al. Differentiating the associations of black carbon and fine particle with daily mortality in a Chinese city[J]. Environmental research, 2012, 120: 27–32. [2] Gan W Q, Davies H W, Koehoorn M, et al. Association of long-term exposure to community noise and traffic-related air pollution with coronary heart disease mortality[J]. American journal of epidemiology, 2012, 175(9): 898-906. [3] Krall J R, Anderson G B, Dominici F, et al. Short-term exposure to particulate matter constituents and mortality in a national study of US urban communities[J]. Environmental health perspectives, 2013, 121(10): 1148. [4] Wang X, Chen R, Meng X, et al. Associations between fine particle, coarse particle, black carbon and hospital visits in a Chinese city[J]. Science of The Total Environment, 2013, 458: 1-6. [5] Kaufman J D, Adar S D, Allen R W, et al. Prospective Study of Particulate Air Pollution Exposures, Subclinical Atherosclerosis, and Clinical Cardiovascular Disease The Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis and Air Pollution (MESA Air)[J]. American journal of epidemiology, 2012, 176(9): 825-837.

同组设计者: 罗业飞

课题的进度安排: 2013.11.25—2014.1.19:查阅资料、课题设计、综述、开题报告、英译汉 2014.2.17—2014.2.24:数据库建立 2014.2.25—2014.4.10:数据清洗、分析和解释 2014.4.10—2014.4.23:撰写论文、答辩

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