Daily Mortality/Morbidity and Air Quality: Using Multivariate Time Series with Seasonally Varying Covariances

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dc.contributor.author

Huang, Guowen

Brown, Patrick E.

Fu, Sze Hang

Shin, Hwashin Hyun

dc.date.accessioned

2024-03-06T14:58:24Z

dc.date.available

2024-03-06T14:58:24Z

dc.date.issued

2022-01-21

dc.description - en

Health Canada is responsible for assessing the health risks of ambient air pollution. For example, ground-level ozone, nitrogen dioxide and fine particulate matter have been the main air pollutants of interest investigated in order to provide guidance to the public on protecting their health from the adverse health effect of these three specified air pollutants. For health risks such as mortality and hospitalization, we prefer one model that sums the risks associated with the three air pollutants to three separate models for three pollutants. The latter approach [three separate models for three pollutants] does not fully represent the effect of the combined exposures on Canadians’ health due to interactions among the three air pollutants. In this study, we accounted for seasonally varying correlations among the three pollutants and predicted combined risks for the three pollutants. This study was conducted in collaboration with scientists from the University of Toronto.

dc.description.abstract - en

We study the associations between daily mortality and short-term variations in the ambient concentrations of fine particulate matter (⁠PM2.5⁠), nitrogen dioxide (⁠NO2⁠) and ozone (⁠O3⁠) in four cities in Canada. First, a novel multivariate time series model within Bayesian framework is proposed for exposure assessment, where the response is a mixture of Gamma and Half-Cauchy distributions and the correlations between pollutants vary seasonally. A case-crossover design and conditional logistic regression model is used to relate exposure to disease data for each city, which then are combined to obtain a global estimate of exposure health effects allowing exposure uncertainty. The results suggest that every 10 ppb increase in O3 is associated with a 3.88% (95% credible interval [CI], 2.5%, 5.18%) increase in all-cause mortality, a 5.04% (2.84%, 7.43%) increase in circulatory mortality, a 7.87% (2.4%, 12.9%) increase in respiratory mortality, a 0.76% (0.19%, 1.35%) increase in all-cause morbidity and a 6.6% (0.58%, 12.7%) increase in respiratory morbidity. Similarly, every 10 ppb increase in NO2 is associated with a 2.13% (0.42%, 3.87%) increase in circulatory morbidity. The health impacts of PM2.5 are not found to be present once other pollutants are accounted for.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Nous étudions les associations entre la mortalité quotidienne et les variations à court terme des concentrations ambiantes de particules fines (⁠PM2,5⁠), de dioxyde d'azote (⁠NO2⁠) et d'ozone (⁠O3⁠) dans quatre villes du Canada. Premièrement, un nouveau modèle de séries chronologiques multivariées dans le cadre bayésien est proposé pour l'évaluation de l'exposition, où la réponse est un mélange de distributions Gamma et Half-Cauchy et les corrélations entre les polluants varient de façon saisonnière. Une conception croisée de cas et un modèle de régression logistique conditionnelle sont utilisés pour relier l'exposition aux données sur la maladie pour chaque ville, qui sont ensuite combinées pour obtenir une estimation globale des effets de l'exposition sur la santé permettant une incertitude d'exposition. Les résultats suggèrent que chaque augmentation de 10 ppb de l'O3 est associée à une augmentation de 3,88 % (intervalle de crédibilité [IC] à 95 %, 2,5 %, 5,18 %) de la mortalité toutes causes confondues, une augmentation de 5,04 % (2,84 %, 7,43 %) de la mortalité. mortalité circulatoire, une augmentation de 7,87 % (2,4 %, 12,9 %) de la mortalité respiratoire, une augmentation de 0,76 % (0,19 %, 1,35 %) de la morbidité toutes causes confondues et une augmentation de 6,6 % (0,58 %, 12,7 %) de la morbidité respiratoire. De même, chaque augmentation de 10 ppb du NO2 est associée à une augmentation de 2,13 % (0,42 %, 3,87 %) de la morbidité circulatoire. Les impacts sur la santé des PM2,5 ne sont pas présents une fois que d’autres polluants sont pris en compte.

dc.description.fosrctranslation - fr

Santé Canada est responsable de l'évaluation des risques pour la santé liés à la pollution de l'air ambiant. Par exemple, l'ozone troposphérique, le dioxyde d'azote et les particules fines ont été les principaux polluants atmosphériques d'intérêt étudiés afin de fournir des orientations au public sur la protection de sa santé contre les effets néfastes sur la santé de ces trois polluants atmosphériques spécifiés. Pour les risques sanitaires tels que la mortalité et l'hospitalisation, nous préférons un modèle qui additionne les risques associés aux trois polluants atmosphériques à trois modèles distincts pour trois polluants. Cette dernière approche [trois modèles distincts pour trois polluants] ne représente pas entièrement l’effet des expositions combinées sur la santé des Canadiens en raison des interactions entre les trois polluants atmosphériques. Dans cette étude, nous avons pris en compte les corrélations variant selon les saisons entre les trois polluants et prédit les risques combinés pour les trois polluants. Cette étude a été menée en collaboration avec des scientifiques de l'Université de Toronto.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1111/rssc.12525

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/1994

dc.language.iso

en

dc.publisher

Oxford University Press

dc.subject - en

Health

Health and safety

dc.subject - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.subject.en - en

Health

Health and safety

dc.subject.fr - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.title - en

Daily Mortality/Morbidity and Air Quality: Using Multivariate Time Series with Seasonally Varying Covariances

dc.type - en

Article

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Article

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