劉雅倩 張文樓 劉琪 賈旭 楊玄 郭新彪 鄧芙蓉

隨著我國城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展,地鐵成為越來越多的城市人群出行的首選交通方式,地鐵相關空氣污染及其健康影響也成為大家關注的焦點[1]。既往研究多探討地鐵車廂內顆粒物污染的健康影響[2],有關總揮發(fā)性有機物(total volatile organic compounds,TVOC)的污染現(xiàn)狀及其可能的人群健康影響尚未見報道。地鐵車廂內TVOC主要來源于車廂內材料、乘客呼吸、外界空氣等,有環(huán)境與健康研究報告指出地鐵車廂內TVOC暴露可能會帶來健康風險[3]。本研究于2017年3-5月,監(jiān)測地鐵車廂內TVOC的個體暴露水平及受試者心率變異性(heart rate variability,HRV)和心率(heart rate,HR),探究TVOC對健康人群心電指標的影響。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取健康大學生39名,納入標準如下：18～24歲;一月內無吸煙、飲酒、飲咖啡;身體健康,無心血管、呼吸、神經等系統(tǒng)疾病史;體重指數(shù)(body mass index,BMI)在18～24 kg/m2之間;三月內未服用影響心率的藥物。研究開始前獲得北京大學倫理委員會的批準(倫理批件編號：IRB 00001052-16066),研究對象均簽署知情同意書。

1.2 研究方法 2017年3-5月,以選定的地鐵線路作為研究地點,采用Model TG-503室內空氣質量檢測儀實時監(jiān)測氣態(tài)污染物濃度,采用 SIDEPAK型AM510(美國,TSI)實時監(jiān)測顆粒物濃度,采用WSZY-1B溫濕度儀監(jiān)測溫度、濕度,同時采用AVS 5910型噪聲計監(jiān)測噪聲水平,均每間隔5 min記錄一個數(shù)據(jù)。同時采用Holter對研究對象進行動態(tài)心電圖監(jiān)測,獲得HR和HRV指標,包括NN間期標準差(standard deviation of normal-to-normal intervals,SDNN)、低頻功率(low-frequency power,LF)、高頻功率(highfrequency power,HF)及 LF/HF,均以5 min時段形式予以計算及表示。

1.3 統(tǒng)計學方法 對HRV數(shù)據(jù)進行對數(shù)轉換,HR數(shù)據(jù)不做轉換,采用混合線性效應模型進行統(tǒng)計分析。模型控制了年齡、性別、BMI、溫度、相對濕度、噪聲、PM2.5和 CO2,探討 TVOC在不同暴露時長下對HRV和HR的影響。使用R 3.4.0軟件進行分析。

2 結果

2.1 一般情況 此次研究共招募40人,期間1人退出,共39人完成隨訪,男性21人,研究對象平均年齡為(21.2±1.7)歲,BMI平均值為(21.6±1.7)kg/m2。

2.2 空氣污染物水平 研究期間各類空氣污染物水平如表1所示,TVOC濃度中位數(shù)為408.0μg/m3(IQR=85.0μg/m3)。

表1 地鐵車廂內污染物、氣象參數(shù)及噪聲強度

2.3 心電指標 SDNN、LF、HF的平均值分別為(67.3±25.7)ms、(1 107.7±835.1)ms2、(484.7±466.9)ms2,LF/HF的平均值為3.6±3.1。HR的平均值為(77.7±11.4)次/分(表 2)。

表2 研究對象的5 min HR及HRV指標

2.4 TVOC對心電指標的影響 TVOC 2 h滑動平均濃度每升高1個IQR(85.0μg/m3),HR升高11.8(95%CI：5.2-18.4)次/分。HRV指標未表現(xiàn)出明顯的變化趨勢(圖1)。

圖1 不同TVOC滑動平均間期下HRV變化

2.5 TVOC對不同性別心電指標的影響 TVOC 2 h滑動平均濃度每升高1個IQR,男性LF降低45.9%(95%CI：-83.0%--8.6%),HR 升高 13.6(95%CI：5.5-21.6)次/分,女性 HR 升高 12.3(95%CI：0.4-24.2)次/分,且男性LF的變化平均值均較女性大(圖2)。

圖2 不同TVOC滑動平均間期下不同性別HRV變化

3 討論

3.1 研究結果發(fā)現(xiàn),在未超出我國現(xiàn)行室內空氣質量標準(GB/T18883-2002)TVOC標準限值(8 h均值0.60 mg/m3)的濃度下,依然可觀察到TVOC暴露與健康人群HR升高及男性LF降低之間的關聯(lián)。

3.2 HRV是評估人體心臟自主神經功能的主要指標,有研究表明其下降可能與人群心血管疾病發(fā)生風險增加有關[4]。Weichenthal等[5]發(fā)現(xiàn)城市交通相關的特定種類的VOC(比如乙烷、異戊二烯)短期暴露會導致健康成年人SDNN和HF降低;本研究觀察到TVOC與男性LF降低之間的顯著關聯(lián)。日本的一項研究中測量了7名健康成年人日常生活中24 h TVOC暴露濃度[(176±130)μg/m3],發(fā)現(xiàn)TVOC濃度的變化量與HF和LF/HF改變有關[6];臺灣一項研究也發(fā)現(xiàn)室內24 h TVOC暴露與SDNN降低顯著相關[7]。地鐵車廂內相對穩(wěn)定的污染物暴露以及暴露時長較短(＜4 h)也可能是本研究未觀察到對其他HRV指標改變的原因,但一般情況下,乘客在地鐵車廂內的暴露時長不會超過本研究的暴露時長。Jung等[8]的研究中發(fā)現(xiàn)室內高水平TVOC暴露與成年人HR升高有關,可能增加心血管疾病的風險,這與本研究的結果是一致的。

本研究也存在一定的局限性,研究未對TVOC成分進行測量,無法確定對人群健康有害的主要VOC種類,從而難以確定有害VOC的來源,今后可進一步展開深入研究,從而為我國修訂室內空氣質量標準和有效保障人群健康提供科學依據(jù)。