江西省南昌市和婺源县大气PM2.5污染特征及对医院门诊量的影响研究

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目的:通过开展大气PM2.5质量浓度监测和成分分析,监测医院内科门诊以及呼吸系统、循环系统分病种门诊量情况,了解南昌市、婺源县城区大气PM2.5的污染特征及来源,评估大气PM2.5对一般人群健康的影响差异,探索城市规模对空气污染的健康危害效应的可能影响,为大气污染健康防护提供科学依据。方法:在南昌市青山湖区和婺源县城区各设置一个采样点,于2018年每月10-16日采集PM2.5样品,采用差重法测定样品PM2.5质量浓度,采用高速液相色谱法、电感耦合等离子体质谱法、离子色谱法分别测定样品中PAHs、金属元素、阴阳离子的浓度,了解监测点大气PM2.5时空分布特征,并利用因子模型解析PM2.5来源。同时收集两监测地区连续两年的大气污染物、气象、综合医院内科门诊数据,利用基于Poisson回归的分布滞后线性模型,控制时间波动、气象因素、“星期几”和“节假日”的影响,评估大气PM2.5对门诊量的影响。结果:(1)南昌市、婺源县城区全年大气PM2.5质量浓度呈现“U”型波动,中位数分别为0.068 mg/m3、0.028 mg/m3,全年超标率分别为42.9%、1.2%,南昌市大气PM2.5质量浓度明显高于婺源县。南昌市一、四季度污染水平明显高于二、三季度,婺源县一季度污染水平明显高于其它各季度。(2)南昌市城区PM2.5中水溶性离子含量明显高于婺源县,全年质量浓度中位数分别为23.848μg/m3、8.290μg/m3。南昌市城区PM2.5水溶性离子含量呈“U”型变化,一、四季度污染水平明显高于二、三季度,质量分数:NO3->SO42->NH4+>Cl-;婺源县城区PM2.5中离子含量在第三季度较低,质量分数:SO42->NH4+>NO3->Cl-。(3)南昌市城区PM2.5中金属元素含量明显高于婺源县,全年质量浓度中位数分别为224.981 ng/m3、128.613 ng/m3。南昌市城区PM2.5中金属元素含量呈“L”型变化,一季度污染水平明显高于其它季度,质量分数:Al>Pb>Mn>As>Se>Sb>Cd>Ni>Cr>Tl;婺源县城区PM2.5中金属元素含量在2、4月份较高,上半年污染水平比下半年高,质量分数:Al>Pb>Mn>As>Se>Sb>Cd>Cr>Ni>Tl。(4)南昌市城区PM2.5中PAHs含量明显高于婺源县,全年质量浓度中位数分别为3.935 ng/m3、1.595 ng/m3。南昌市城区PAHs浓度呈明显“U”型波动,一、四季度污染水平较高,质量分数:BPE>BbF>IPY>FLT>PYR>BaP>CHR>PHE>BkF>BaA>FLU;婺源县城区PAHs浓度变化则呈“L”型,一季度浓度水平较高,质量分数:BPE>IPY>BaP>BbF>FLT>CHR>BkF>BaA>PYR>PHE>FLU。(5)因子分析结果显示:南昌市城区大气PM2.5中水溶性离子和金属元素主要来自机动车尾气源(43.0%)、二次源(11.7%)、扬尘源(10.8%)、煤炭燃烧源(7.7%),总贡献率73.2%;婺源县城区大气PM2.5中水溶性离子和金属元素主要来自机动车尾气源(43.0%)、生物质燃烧源(11.2%)、煤炭燃烧源(9.2%),总贡献率63.4%。两监测点大气PM2.5中PAHs主要来源相似,以机动车尾气源和燃煤源为主,总贡献率分别为90.2%、91.6%,其中机动车尾气源对南昌市、婺源县城区的贡献率分别为77.1%、80.0%,燃煤源贡献率分别为13.1%、11.6%。(6)时间序列分析显示:南昌市城区大气PM2.5每上升10μg/m3,当日内科门诊增加0.40%(95%CI:0.28%0.51%)、呼吸系统门诊增加0.40%(95%CI:0.03%0.78%)、循环系统门诊增加0.37%(95%CI:0.17%0.58%),第七日内科门诊增加0.59%(95%CI:0.46%0.73%)、呼吸系统门诊增加0.66%(95%CI:0.23%1.09%);婺源县大气PM2.5每上升10μg/m3,当日内科门诊量增加0.60%(95%CI:0.01%1.19%)。结论:南昌市城区大气PM2.5污染以轻度污染为主,主要来源为机动车尾气、二次源、扬尘、燃煤燃烧;婺源县城区空气质量优良,大气PM2.5主要来源为机动车尾气、生物质燃烧、煤炭燃烧。大气PM2.5浓度升高可引起医院门诊量的增加,且城市规模越大,人群健康风险可能越高,应采取有效措施降低大气PM2.5污染水平,保护人群健康。
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