Air pollutants and their short-term impact on health: a time series study

Abstract

Forsomedecadesnow,theassociationbetweenairpollutionandhealthhas been established. Currently, it is estimated that there are around 9 million premature deaths worldwide (16% of all deaths) due to pollution. Besides theimpactonmortality,thereisalsoevidencethatairpollutionisassociated withmorbidityoutcomes, suchashospitaladmissions. Effortstocontrolair pollution have been made worldwide by implementing legal limits. Nevertheless, in Europe, Portugal included, the limits for some air pollutants are higher than the recommended by the World Health Organisation. Despite the scientific community being study air pollution effects on health for over 30 years, new evidence of its harmful impact on human health and the environment continues to emerge. In Portugal, few studies on the impact of air pollution on health have been conducted. Hence, the goal of this work is to study the relationship between air pollution and health, particularly on respiratory hospital admissions in Aveiro hospital between 2013 and 2016. Furthermore, this study aims at producing hospital admissions forecasts,whichisofconsiderableimportancetomanagehospitalresources. Toaccomplishthesegoals,SARIMAandARFIMAmodels(SARFIMA)were combined to describe air pollutants data, whilst generalised linear models were used to model hospital admissions using air pollutants as covariables. Different hospital admissions forecasts strategies were explored, namely the useoftheobservedairpollutants’dataandthepredictedpollutants’values according to the SARFIMA models.

Há já algumas décadas que a associacção entre poluentes atmosféricos e a saúde foi estabelecida. Atualmente, é estimado que ocorram cerca de 9 mil milhões de mortes prematura em todo o mundo(16% todas as mortes) devido à poluição. Para além do impacto na mortalidade, há também evidência que a poluição atmosférica está associada com outcomes de morbilidade, como, por exemplo, as admissões hospitalares. No sentido de controlar a poluição atmosférica, têm sido impostos limites legais por todo o mundo. No entanto, na Europa, incluindo Portugal, os limites legais para alguns poluentes são superiores aos recomendados pela Organização Mundial de Saúde. Apesar da comunidade científica estudar a poluição atmosférica há mais de 30 anos, novas evidências continuam a surgir relativamente aos impactos negativos que esta tem na saúde humana e também no ambiente. Em Portugal poucos estudos têm sido realizados para avaliar o impacto da poluição atmosférica na saúde. Assim, o objetivo deste estudo é, precisamente, estudar a relação entre os poluentes atmosféricos e a saúde humana, em particular nas admissões hospitalares resultantes de causas respiratórias no hospital de Aveiro entre 2013 e 2016. Adicionalmente, pretende-se produzir previsões das admissões hospitares, o que é de especial importância para gerir os recursos hospitalares. Assim, para cumprir com estes objetivos, modelos SARIMA e ARFIMA foramcombinados(SARFIMA) de modo a descrever os poluentes atmosféricos, enquanto que modelos lineares generalizados foram utilizados para modelar as admissões hospitalares utilizando os poluentes como covariáveis. Diferentes estratégias para realizar as previsões das admissões hospitalares foram exploradas, em particular recorreu-se aos dados originais dos poluentes e também aos valores previstos para os poluentes segundo os modelos SARFIMA.