Pollutant-sex specific differences in respiratory hospitalization and mortality risk attributable to short-term exposure to ambient air pollution

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dc.contributor.author

Shin, Hwashin H.

Parajuli, Rajendra P.

Gogna, Priyanka

Maquiling, Aubrey

Dehghani, Parvin

dc.date.accessioned

2024-03-08T18:05:53Z

dc.date.available

2024-03-08T18:05:53Z

dc.date.issued

2020-10-29

dc.description - en

Health Canada is responsible for assessing public health risks of air pollution, identifying specific vulnerable populations, and reducing the negative impacts of environmental exposures on the health of Canadians to support the Addressing Air Pollution Horizontal Initiative. In particular, three air pollutants are of interest, ground-level ozone (ozone), nitrogen dioxide (NO2), and fine particulate matter less than 2.5 micrometers in size (PM2.5). For respiratory-related hospitalization and mortality, many studies reported on a selected air pollutant based on different populations and different time periods, which makes it difficult to directly compare their effects on respiratory health outcomes. It is thus desirable to quantify their adverse health effects on the same population. This study reports overall significant health effects of short-term exposure to three ambient air pollutants on respiratory hospitalization (ozone≈NO2< PM2.5) and mortality (ozone≈NO2> PM2.5) per 10 units at national level in Canada. Pollutant-sex-specific differences were found but inconclusive. Compared with males, females were at higher respiratory mortality risk from ozone; at higher respiratory hospitalization risk but lower mortality risk from NO2; and at lower hospitalization risk from PM2.5. Due to limited biological or physiological explanations further studies are warranted to better understand the pollutant-sex specific differences.

dc.description.abstract - en

Background Many studies have reported associations of individual pollutants with respiratory hospitalization and mortality based on different populations, which makes it difficult to directly compare adverse health effects among multiple air pollutants. Objectives The study goal is to compare acute respiratory-related hospitalization and mortality associated with short-term exposure to three ambient air pollutants and analyze differences in health risks by season, age and sex. Methods Hourly measurements of air pollutants (ozone, NO2, PM2.5) and temperature were collected from ground-monitors for 24 cities along with daily hospitalization (1996–2012) and mortality (1984–2012) data. National associations between air pollutant and health outcome were estimated for season (warm, cold vs. year-round), age (base ≥ 1, seniors > 65), and sex (females ≥ 1 and males ≥ 1) using Bayesian hierarchical models. Results Overall, the three air pollutants were significantly associated with acute respiratory health outcomes at different lag-days. For respiratory hospitalization, the increased risks in percent changes with 95% posterior intervals for a 10-unit increase in each pollutant were: ozone (lag1, 0.7% (0.4, 0.9)), NO2 (lag0, 0.7% (0.1, 1.4)), and PM2.5 (lag1, 1.3% (0.7, 1.9)). For respiratory mortality: ozone (lag2, 1.2% (0.4, 1.9)), NO2 (lag1, 2.1% (0.6, 3.5)), and PM2.5 (lag1, 0.6% (−1.0, 2.2)). While some differences in risk were observed by season and age group, sex-specific differences were more pronounced. Compared with males, females had a higher respiratory mortality risk (1.8% (0.6, 2.9) vs 0.5% (−0.3, 1.3)) from ozone, a higher respiratory hospitalization risk (0.9% (0.0, 1.8) vs 0.6% (−0.3, 1.4)) but lower mortality risk (1.4% (−1.0, 3.7) vs 2.2% (0.4, 4.0)) from NO2, and a lower hospitalization risk (0.7% (−0.2, 1.7) vs 1.8% (1.0, 2.6)) from PM2.5. Conclusion This study reports significant health effects of short-term exposure to three ambient air pollutants on respiratory hospitalization (ozone≈NO2 < PM2.5 per-10 unit; ozone>NO2 ≈ PM2.5 per-IQR) and mortality (ozone≈NO2 > PM2.5) in Canada. Pollutant-sex-specific differences were found, but inconclusive due to limited biological and physiological explanations. Further studies are warranted to understand the pollutant-sex specific differences.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Arrière-plan De nombreuses études ont rapporté des associations de polluants individuels avec les hospitalisations respiratoires et la mortalité en fonction de différentes populations, ce qui rend difficile la comparaison directe des effets néfastes sur la santé de plusieurs polluants atmosphériques. Objectifs L'objectif de l'étude est de comparer les hospitalisations aiguës d'origine respiratoire et la mortalité associée à une exposition à court terme à trois polluants de l'air ambiant et d'analyser les différences de risques pour la santé selon la saison, l'âge et le sexe. Méthodes Des mesures horaires des polluants atmosphériques (ozone, NO2, PM2,5) et de la température ont été collectées à partir de moniteurs au sol pour 24 villes, ainsi que des données quotidiennes sur les hospitalisations (1996-2012) et la mortalité (1984-2012). Les associations nationales entre les polluants atmosphériques et les effets sur la santé ont été estimées pour la saison (chaud, froid ou toute l'année), l'âge (base ≥ 1, personnes âgées > 65 ans) et le sexe (femmes ≥ 1 et hommes ≥ 1) à l'aide de modèles hiérarchiques bayésiens. Résultats Dans l’ensemble, les trois polluants atmosphériques étaient associés de manière significative à des problèmes de santé respiratoire aiguë à différents jours de décalage. Pour l'hospitalisation respiratoire, les risques accrus en pourcentage de variation avec des intervalles postérieurs de 95 % pour une augmentation de 10 unités de chaque polluant étaient : ozone (lag1, 0,7 % (0,4, 0,9)), NO2 (lag0, 0,7 % (0,1, 1,4) ) et PM2,5 (lag1, 1,3 % (0,7, 1,9)). Pour la mortalité respiratoire : ozone (lag2, 1,2 % (0,4, 1,9)), NO2 (lag1, 2,1 % (0,6, 3,5)) et PM2,5 (lag1, 0,6 % (−1,0, 2,2)). Même si certaines différences de risque ont été observées selon la saison et le groupe d'âge, les différences spécifiques au sexe étaient plus prononcées. Par rapport aux hommes, les femmes présentaient un risque de mortalité respiratoire plus élevé (1,8 % (0,6, 2,9) contre 0,5 % (−0,3, 1,3)) dû à l'ozone, un risque d'hospitalisation respiratoire plus élevé (0,9 % (0,0, 1,8) contre 0,6 % (− 0,3, 1,4)) mais un risque de mortalité plus faible (1,4 % (−1,0, 3,7) contre 2,2 % (0,4, 4,0)) dû au NO2 et un risque d'hospitalisation plus faible (0,7 % (−0,2, 1,7) contre 1,8 % (1,0, 1,7) 2.6)) des PM2,5. Conclusion Cette étude rapporte des effets significatifs sur la santé d'une exposition à court terme à trois polluants de l'air ambiant sur l'hospitalisation respiratoire (ozone≈NO2 < PM2,5 par unité 10 ; ozone>NO2 ≈ PM2,5 par-IQR) et la mortalité (ozone≈NO2 > PM2,5) au Canada. Des différences spécifiques au sexe et aux polluants ont été constatées, mais elles ne sont pas concluantes en raison du nombre limité d'explications biologiques et physiologiques. Des études supplémentaires sont nécessaires pour comprendre les différences spécifiques aux polluants selon le sexe.

dc.description.fosrctranslation - fr

Santé Canada est chargé d'évaluer les risques pour la santé publique liés à la pollution atmosphérique, d'identifier des populations vulnérables spécifiques et de réduire les impacts négatifs des expositions environnementales sur la santé des Canadiens afin de soutenir l'Initiative horizontale de lutte contre la pollution atmosphérique. En particulier, trois polluants atmosphériques sont intéressants : l'ozone troposphérique (ozone), le dioxyde d'azote (NO2) et les particules fines de moins de 2,5 micromètres (PM2,5). En ce qui concerne les hospitalisations et la mortalité d'origine respiratoire, de nombreuses études ont porté sur un polluant atmosphérique sélectionné en fonction de différentes populations et de différentes périodes, ce qui rend difficile la comparaison directe de leurs effets sur les résultats en matière de santé respiratoire. Il est donc souhaitable de quantifier leurs effets néfastes sur la santé d’une même population. Cette étude rapporte les effets globaux significatifs sur la santé d'une exposition à court terme à trois polluants de l'air ambiant sur les hospitalisations respiratoires (ozone≈NO2< PM2,5) et la mortalité (ozone≈NO2> PM2,5) par 10 unités à l'échelle nationale au Canada. Des différences spécifiques au sexe et au polluant ont été constatées, mais elles ne sont pas concluantes. Par rapport aux hommes, les femmes présentaient un risque de mortalité respiratoire plus élevé en raison de l'ozone ; à un risque d'hospitalisation respiratoire plus élevé mais à un risque de mortalité plus faible dû au NO2 ; et à un risque d’hospitalisation plus faible dû aux PM2,5. En raison du nombre limité d’explications biologiques ou physiologiques, des études supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre les différences spécifiques entre les polluants et le sexe.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143135

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2029

dc.language.iso

en

dc.publisher

Elsevier

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

Pollutant-sex specific differences in respiratory hospitalization and mortality risk attributable to short-term exposure to ambient air pollution

dc.type - en

Article

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