上海地区建筑、甲醛、儿童哮喘及相关疾病之间的关联性探索

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3.0 侯斌 2025-01-09 6 4 3.38MB 109 页 15积分

侵权投诉

摘要

研究显示全世界每年有 10 万人因室内空气污染死于哮喘，其中 35%为儿童。

而室内化学污染主要是由室内装修和装饰物等大量使用造成的。在各类污染物中，

甲醛具有来源广、毒性大、污染时间长等特点，被列为重点关注的室内空气污染

物之一。本文利用问卷调查和入室检测数据，就住所特性和甲醛浓度与儿童哮喘

类疾病的相关性进行深入探究。

论文研究内容为中国室内环境与儿童健康课题组上海地区的问卷调查和入室

检测研究成果之一。课题组在问卷阶段共回收 15266 份1-8 岁儿童家长报告的关于

室内环境与健康的有效问卷数据；检测阶段共采集问卷中 454 户住宅 7项室内环

境检测参数，其中 410 户住宅有儿童卧室的甲醛浓度有效数据。论文基于常用统

计分析软件 SPSS17.0，使用频率分析、交叉表和比较均值等方法，采用不同组别，

分析了住所建筑特性、儿童卧室甲醛常态浓度和儿童哮喘类疾病的患病现状，并

使用 Logistic 回归对住所建筑特性与儿童哮喘类疾病的相关性、住所建筑特性与儿

童卧室甲醛浓度的相关性、儿童卧室甲醛浓度和儿童哮喘类疾病的相关性进行了

深入分析。

论文主要研究内容及研究成果如下：

（1）从问卷数据中得到上海市 1-8 岁儿童的基本信息与住所特性现状：男女比例

为50.9%、49.1%。经医生诊断的哮喘（曾经）、以及报告的哮鸣（曾经）、哮吼（曾

经）、干咳（过去 12 个月）的患病率依次为 10.2%、19.3%、7.6%、28.0%。40.3%

的儿童住所靠近交通干线或高速公路。问卷调查中占比最高（32.6%）的住所是

1991-2000 年建造；儿童住所房屋面积主要为 76-150m2

（25.3%）；大部分住所使用

单层玻璃窗户；有 66.0%住所的地板材料为实木，其次 15.8%为强化木；有 50%住

所的墙壁材料为乳胶漆。上海地区在其母亲妊娠和儿童 0-1 岁期间，家庭进行房屋

装修和家具置办的比例明显低于其他时期。儿童卧室内甲醛日平均浓度为

21.5μg/m3，儿童在其卧室内平均暴露量为 0.290mg·h/m3，潜在剂量为 0.116mg，

其中有 3个住宅的甲醛日均浓度超过标准 80μg/m3。

（2）对不同住所特性下儿童卧室甲醛日均浓度分析发现：与非工业郊区（16.7 ±

10.3μg/m3）相比，工业郊区的日平均浓度（23.9 ±11.8μg/m3）和市区的日平均浓

度（22.4±13.9μg/m3）明显更高。单户住宅与多层公寓住宅占总样本数的 99.2%，

其甲醛日均浓度分别为：22.4 ±10.0μg/m3，21.5 ±13.7μg/m3；住所地板材料使用

较多为实木和强化木，其甲醛浓度日均值分别为 20.7 ±12.3μg/m3、24.1 ±

15.8μg/m3；住所墙面材料用得最多为乳胶漆，其甲醛浓度日均值为 22.0 ±

13.8μg/m3。

（3）对住所特性与儿童哮喘类疾病的相关性研究得到结论如下：市区儿童经医生

诊断的哮喘患病率明显高于郊区儿童（11.6% vs. 8.3%）。经过相关因素调整，居住

在交通干线或工业区附近仍是儿童哮鸣的潜在危险因素。与住宅使用瓷砖、石头、

水泥材料的儿童相比，使用实木地板和强化木地板的儿童出现干咳症状和罹患哮

喘的风险更大。论文在调整家庭过敏病史、潮湿表征、房屋所有权三个混杂因素

后，大部分相关性减弱。

（4）对住所特性与儿童卧室甲醛的关联性分析得到：市区相对于非工业郊区，甲

醛浓度日均值大于 20μg/m3的危险性更高，OR 值为 2.22（95%CI：1.21-3.77，p

值为 0.003，同样，工业郊区相比于非工业郊区的 OR 值为 3.94（95%CI：2.09-7.41，

p值为 0.003）。与建筑建造年代较久远的住宅相比，建造年代较近的住宅室内甲醛

浓度高的可能性更大。

（5）对住所内甲醛浓度与儿童哮喘类症状的相关性进行分析：与儿童卧室内 24h

最高甲醛浓度时均值<60 μg/m3的住宅相比，居住在时均值≥60μg/m3住宅中的儿童

罹患哮喘（OR：2.10，95%CI：1.04-4.26，p值为 0.039）和出现哮鸣症状（OR：

2.13；95%CI：1.02-4.43，p值为 0.043）的风险明显更高，但出现干咳和哮吼症状

的风险无明显差异。将甲醛浓度按计算时间不同分为三个时段：24 小时、儿童活

动期间、儿童睡觉期间，居室内这三个典型时段最高甲醛浓度时均值低的住所中，

儿童哮喘的好转率更高。

论文研究分析获得上海地区典型住宅的住所特性、儿童卧室甲醛浓度水平、

儿童哮喘类疾病患病率三者现状及其之间相关性的结论，对提高人们重视室内建

材使用和关注甲醛浓度有一定作用，对改善住所特性提供了方向，为患病儿童的

家长在育儿过程中增长科学育儿知识，为后续研究者深入研究奠定基础。

关键词：住所特性甲醛浓度儿童哮喘现状关联性

ABSTRACT

Studies show that 100000 people around the world die of asthma aredue to indoor

air pollution every year, 35% of whom are children. Chemical pollutionin indoor airis

mainly caused by widely use of artificial decoration materials and ornament. Among all

kinds of indoor air pollutants, formaldehyde, which is listed as one of the most common

pollutants, is characterized by wide sources, high toxicity, and long duration of pollution.

In this thesis, I used data from a large-scale cross-sectional survey and from on-site

measurement of indoor formaldehyde in the typical residences, deeply investigated the

associations of residential characteristics andindoor concentration of formaldehyde with

childhood asthma and its related symptoms.

This thesis is a part of results from the China, Children, Homes, Health(CCHH)

study in Shanghai. We collected a total of 15266 valid questionnaireon indoor

environment and family lifestyles and the asthma and allergy among 1-8 year-olds

preschool children, and on-site inspected a total of 454 residences with seven

environmental parameters. Herein 410 residences had valid data of formaldehyde. In

this thesis, frequency distribution,Crosstab method, and Mean comparison were used to

analyze the situation of residential characteristics, indoor formaldehyde concentration in

the child’s room, and childhood asthma and its related symptoms.Logistic regression

analysis wasapplied to explore the associations among residential characteristics, indoor

formaldehyde concentration in the child’s room, and childhood asthma and its related

symptoms.

The main research contents and research results are as follows:

(1) According to the questionnaire data:the proportion of boys and girls in the surveyed

childrenis 50.9% and 49.1%.The prevalenceof doctor-diagnosed asthma (ever),

wheeze(ever), croup (ever), and dry cough (in the past 12 months) is 10.2%, 19.3%,

7.6%, and 28.0%, respectively. A total of 40.3% of the children's residence is near the

main traffic roador highway; The main (32.6%) construction year of the surveyed

residencesis from 1991 to 2000; the building area of the surveyed residences mainly

(25.3%) is 76-150 m2; Most (66.0%) of families used solid wood as flooring, followed

by densified wood (15.8%) ; most (50%) of families used emulsion paint as wall

covering; the proportions of families with house decoration and furniture purchase

during pregnancy orwhenthe childrenwere 0-1 year-old were substantially lower than

during other durations. According to the on-site measured data, the daily average

concentration of formaldehyde in all inspected residence was 21.5μg/m3; the averaged

exposure levels is 0.290 mg·h/m3 for children, and potential exposure dose of 0.116mg.

Herein the average concentration of formaldehyde in three residences was higher than

the standard 80μg/m3.

(2)For the average concentration of formaldehyde under different residential

characteristics: compared to the inspected residences in the non-industrial suburb (16.7

±10.3μg/m3), the inspected residences in the industrial suburb (23.9 ±11.8 μg/m3) and

in the urban areas (22.4±13.9 μg/m3) are significantly higher (p-value in the t test is

<0.001 and <0.001, respectively). The daily average concentration of formaldehyde in

onefamily dwelling is higher (22.4±10.0μg/m3) than Multi-family dwellings (21.5 ±

13.7μg/m3); the daily average concentration of the residence with densified wood and

solid wood (24.1±15.8μg/m3or 20.7 ±12.3μg/m3)or withemulsion paint (22.0±

13.8μg/m3) is higher than other residences.

(3)For associations of the residential characteristics and childhood asthma and related

symptoms: children in urban areahad significantly higher prevalence of

doctor-diagnosed asthma than children in suburban areas (prevalence: 11.6% vs 8.3%).

Living near the main traffic road or highways is a risk factor for childhoodwheeze.

Compared to use of other materials, use of solid wood or densified woods

floor-coveringcould significantly increase the risk of doctor-diagnosed asthma and dry

cough. After adjusted the family history of asthma and allergies, home dampness-related

indicators, and the ownership of the residence,most of the significant associations were

weakened.

(4)For associationsof residence characteristicswith indoorformaldehyde: compared to

inthe non-industrial suburb, residence in the urban areahad higher risk in having the

more than 20μg/m3 indoor formaldehyde (OR:2.22, 95%CI:1.21-3.77; p = 0.003); and

residence in the industrial suburb also had higher risk in having the more than 20μg/m3

indoor formaldehyde (OR: 3.94, 95%CI:2.09-7.41;p = 0.003).Compared to those

residences with shorter history, residences with longer historyhada greater risk of high

formaldehyde concentration.

(5)For associations of the averaged concentration of formaldehyde and childhood

asthma and related symptoms:Compared to children living in the residences where

thechild’s bedroomhadthe highest hour-averaged concentration<60 μg/m3during 24

hours, children living in the residenceswhere the child’s bedroom had the highest

hour-averaged concentration 60 μg/m3 had significantly higher risk in getting

doctor-diagnosed asthma (OR: 2.10, 95%CI:1.04-4.26; p= 0.039) and wheeze (OR: 2.13,

95%CI:1.02-4.43; p= 0.043), but had no significant difference in the risk of getting

croup and dry cough.

This thesis analyzed situations of residential characteristics, indoor concentration

of formaldehyde in the child’s bedroom, and childhood asthma and related symptoms,

and further investigated their associations.The results could raise people's concern and

attention inindoor formaldehyde, provided reference for parents to improvement the

indoor air quality on basis of the residential characteristics, therefore reducedthe risk of

childhood asthma and related symptoms as associated with indoor exposure of

formaldehyde, and also provided foundation for future studies.

Key Word: Residential characteristics, Formaldehyde, Childhood

asthma, Current situation, Association

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论 ........................................................ 1

1.1 课题来源及意义 ............................................... 1

1.1.1 CCHH 课题介绍 .......................................... 1

1.1.2 室内环境污染危害概况 .................................. 1

1.1.3 国内外关于室内环境对人体健康的影响研究现状 ............ 2

1.1.4 课题研究意义 .......................................... 3

1.2 国内外甲醛对健康影响的研究现状 ............................... 3

1.2.1 甲醛及其危害特性 ...................................... 3

1.2.2 住所内甲醛的来源 ...................................... 4

1.2.3 国内外甲醛对健康影响的研究现状 ........................ 5

1.3 本课主要研究内容 ............................................. 7

1.3.1 课题总体研究思路 ...................................... 7

1.3.2 课题主要研究内容 ...................................... 7

第二章问卷调查与入室检测的研究方法 ................................. 9

2.1 问卷调查 ..................................................... 9

2.1.1 问卷内容 .............................................. 9

2.1.2 问卷发放回收情况 ...................................... 9

2.1.3 数据录入及审核 ....................................... 13

2.2 入室检测 .................................................... 13

2.2.1 检测样本选择 ......................................... 13

2.2.2 入室检测项目及方法 ................................... 14

2.2.3 甲醛实测方法 ......................................... 18

2.2.4 入室检测阶段问卷介绍 ................................. 21

2.3 论文研究方法 ................................................ 22

2.3.1 SPSS 软件介绍 ........................................ 22

2.3.2 论文中涉及相关性分析方法 ............................. 22

2.4 综合问卷与检测的儿童病例-对照分组方法 ....................... 25

第三章上海地区住所特性、甲醛浓度、儿童哮喘类疾病现状分析 .......... 27

3.1 问卷期和检测期基础数据描述 .................................. 27

3.1.1 问卷期室内环境与儿童健康调查数据构成 ................. 27

3.1.2 检测期被检样本数据构成 ............................... 29

3.2 问卷期上海地区儿童哮喘类疾病现状分析 ........................ 30

3.3 问卷期住所特性及装饰现状分析 ................................ 33

3.3.1 基于问卷调查结果的住所特性分析 ....................... 34

3.3.2 基于问卷调查结果的室内装饰现状分析 ................... 39

3.4 检测期儿童卧室甲醛浓度现状分析 .............................. 43

3.4.1 甲醛浓度日均值及其典型时段最高值分析 ................. 44

3.4.2 甲醛的暴露量与潜在剂量分析 ........................... 48

3.4.3 不同住所特性甲醛浓度日均值分析 ....................... 51

3.4.4 住所处于不同甲醛浓度段的分布分析 ..................... 60

3.4.5 患有哮喘儿童的住所内甲醛浓度分析 ..................... 64

第四章上海地区住所特性、甲醛浓度、儿童哮喘类疾病的关联性分析 ...... 69

4.1 住所特性与儿童哮喘类疾病的相关性分析 ........................ 69

4.1.1 基于问卷调查住所特性与儿童哮喘类疾病的 OR 值分析 ...... 69

4.1.2 住所特性与儿童哮喘症状好转率的关联分析 ............... 74

4.2 住所特性与甲醛浓度的相关性分析 .............................. 77

4.3 住所甲醛浓度与儿童哮喘类疾病的相关性分析 .................... 78

4.3.1 典型时段甲醛浓度与儿童哮喘类疾病的 OR 值分析 ......... 78

4.3.2 典型时段最高甲醛浓度时均值与儿童哮喘好转率的关联分析 . 80

4.4 降低住所内甲醛浓度方法 ...................................... 82

第五章结论 ....................................................... 85

5.1 结论 ........................................................ 85

5.2 不足与展望 .................................................. 86

参考文献 ............................................................ 88

在读期间公开发表的论文和承担的科研项目 .............................. 92

致谢 .............................................................. 95

第一章绪论

1.1 课题来源及意义

1.1.1 CCHH 课题介绍

论文为“中国室内环境与儿童健康（CCHH：China, Children, Homes, Health，

以下简称 CCHH）”课题有关上海地区的研究内容之一。CCHH 是一个研究室内环

境和儿童健康的全国性课题，由清华大学、重庆大学发起，瑞典学者 Jan Sundell

（曾指导瑞典、保加利亚、美国、新加坡等地）指导，中南大学、东南大学、上

海理工大学等十几所大学，在十几个城市进行科学研究的课题。课题研究区域覆

盖全国的典型地区（详见图 1-1）[1]。课题内容涉及统计学、公共卫生学、环境化

学分析、室内空气品质等多领域。这项研究的目的是探索室内环境与儿童过敏性

疾病之间的关联性，探明导致儿童哮喘类疾病患病率日益增长的环境因素，从在

此类因素上采取有效的防御措施，为降低患病率方法研究提供可行方向。

图1-1CCHH 课题涉及的地区分布图

1.1.2 室内环境污染危害概况

随着社会经济的飞速发展，城市化进程脚步加快，现代人在室内度过的时间

日益增加，调查显示绝大多数人 70%以上的时间在室内度过[2]，其中城市居民在室

内的时间占 80%[3]，可见室内空气品质（IAQ：indoor air quality）的优劣对人体的

舒适和健康，甚至对室内人员的工作效率均有显著的影响。各类新材料的开发应

上海理工大学硕士学位论文

用，建筑材料和家具的人工化与现代化，室内装饰物大量使用等，导致室内有机

污染物散发源不断增加，污染物种类不断增多，致使室内空气污染物种类在过去

60 年内发生了巨大变化[4]。此外，能源危机后，为减少建筑空调能耗，提高了建

筑密闭性，相应减少了新风量[5]，导致建筑与外界空气交换频率与交换量降低，使

得室内污染不易被稀释降低，污染物无法及时排出，室内污染物浓度增加。

室内空气品质的恶化会引发病态建筑综合症（SBS：sick building syndrome）、

多种化学污染物过敏症（MCS：multiple chemical sensitivity）等疾病，导致室内工

作或居住人员出现头晕、恶心、胸闷、乏力、皮肤干燥、嗜睡、烦躁等症状，同

时也可能导致过敏性疾病患病率增加；甚至会对人体的呼吸系统、心血管系统等

造成伤害，并可对遗传产生不良影响[6-9]。室内污染物中的挥发性有机化合物（VOCs：

volatile organic compounds）易通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体，可引起多种

感官刺激和不适症状，长期暴露于含有高浓度 VOCs 的环境中，对人体有致畸和

致癌作用[10-13]。此外，部分室内装修材料还易散发放射性物质，这些放射性物质

也会对人体造成伤害[14]。根据世界卫生组织（WHO:World Health Organization）的

资料，目前世界上近 30%的建筑物被判定为病态建筑，大约有 20%-30%的办公室

人员常被 SBS 症状困扰。美国环境保护署统计，每年美国因室内空气品质低劣而

造成的直接经济损失达到 400 多亿[3]。全球每年因甲醛、苯、甲苯和氡等室内空气

污染导致死亡的人数达 280 万[15]，每年有 10 万人因为室内空气污染死于哮喘病，

其中 35%为儿童[16]；在发展中国家，每年有 160 万人死于室内空气污染。我国每

年的新建建筑超过 10 亿m2，而散发有害物质的劣质建材充斥着建筑市场，情况令

人堪忧。在各类污染物中，由于甲醛来源广、毒性大、污染时间长，被列为重要

的污染物之一；WHO 将其列为第Ⅰ类致癌物质，我国将甲醛列为有毒化学品有限

控制名单的第 2位，甲醛对人体危害的研究尤为重要。而儿童正处在迅速生长发

育期，免疫系统尚未健全，比成人更易患有各种由于环境影响的过敏性疾病[17]。

因此，对建筑特性、室内甲醛及其对儿童健康的影响的研究显得迫切且重要。

1.1.3 国内外关于室内环境对人体健康的影响研究现状

室内环境对人体健康影响的研究早已受到国内外学者的广泛关注。

2010 年吴金贵等[18]在上海城区开展的研究发现室内使用燃气炉产生的相关空

气污染物可增加儿童、青少年呼吸道症状和支气管炎的患病风险；王振全等[19]对

兰州市不同行政区的 120 户住宅居民进行调查，发现因室外空气品质不佳时，开

窗通风会导致室内空气污染，从而引发儿童呼吸道病症；陈冠英等[20]从总体上总

结了室内环境与儿童健康的关联性。为降低污染物浓度，改善室内空气品质，国

第一章绪论

内多位学者进行相关研究，邱世聪等[21]通过对 417 户住所进行调查，发现住宅通

风效率低会致使室内污染物积累，可通过改变通风方式有效改善空气品质，从而

减少污染物对室内人体健康的危害；魏景姝等[22]研究认为使用双向通风窗通风可

明显改善室内空气品质；2005 年耿世彬等[23]研究发现不同的住宅门窗开关情况对

室内甲醛浓度的影响十分明显。

在国外，2004 年A.Seppänen[24]研究得到合适的通风量可降低空气源传染病和

病态建筑综合症的患病率，但如果室外空气质量差，空气调节系统也可能会增加

病态建筑综合症的发生。2005 年瑞典 C.-G.Bornehag 等[25]研究认为住宅通风率大

小与儿童哮喘和过敏性疾病存在关联性；另有研究[26]发现儿童住在年代较久、墙

壁材料发生霉变的住宅内，在通风量低的情况下哮喘患病率会显著增加；2008 年

Duncan G.Fullerton[27]发现在发展中国家，来自生物质燃料燃烧产生的室内空气污

染物与呼吸道感染的患病率的增加存在显著的关联性；2011 年Kirk R Smith 等[28]

研究发现，降低室内积存的化石燃料烟雾的浓度可显著降低儿童肺炎患病率。

J.Sundell 等[29]综述了 2005 年至 2011 年间有关通风和儿童健康的文献，总结对于

不同气候区域，住宅通风量与儿童哮喘和过敏性症状的关联性存在差异。

1.1.4 课题研究意义

论文旨在研究住所特性、甲醛浓度、儿童哮喘类疾病三者的现状及其相关性，

课题研究的意义细分如下：1）研究不同住所特性和儿童哮喘等相关疾病的患病情

况及两者的相关性，从降低儿童此类疾病患病率的角度对住所特性的改善提出建

议；2）分析上海市甲醛浓度现状，获得不同住所特性情况下住所内甲醛浓度的差

异，对居民在购买住宅、选择装修材料等方面给予科学研究支持；3）分析不同甲

醛浓度下，儿童哮喘类疾病的患病率，寻找甲醛主要作用于儿童哮喘类疾病的哪

些症状，以提高警觉。

1.2 国内外甲醛对健康影响的研究现状

1.2.1 甲醛及其危害特性

1867 年霍夫曼[30]发现了甲醛这种物质。甲醛（formaldehyde）分子式为 HCHO，

分子量 30.03，分子结构如图 1-2。甲醛又称蚁醛，无色气体，有特殊的刺激性气

味，密度相对于空气为 1.067（空气为 1），熔点-92℃，沸点-19.5℃，易溶于水和

乙醇，对人的眼、鼻等有刺激作用。甲醛的水溶液可使蛋白质变性，40%的甲醛水

溶液俗称福尔马林，是有刺激性气味的无色液体，具有强还原作用，常用作浸泡

标本等。甲醛是最重要的室内污染物质之一，主要通过呼吸道进入人体，可被人

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