Circulatory health risks from additive multi‑pollutant models: short‑term exposure to three common air pollutants in Canada

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dc.contributor.author

Shin, Hwashin Hyun

Owen, James

Maquiling, Aubrey

Parajuli, Rajendra Prasad

Smith‑Doiron, Marc

dc.date.accessioned

2023-06-10T21:53:59Z

dc.date.available

2023-06-10T21:53:59Z

dc.date.issued

2022-09-29

dc.description - en

Many scientific studies have investigated how air pollution relates to the incidence of heart- and brain blood vessel-related (circulatory) disease. Most such studies consider one pollutant at a time, but not the effect of mixtures of pollutants on public health. Whether or not simultaneous exposure to multiple air pollutants changes the effect on public health remains unclear, and is of interest as it is the most realistic exposure scenario. This study examined the short-term effects on circulatory disease of three common air pollutants: ground-level ozone (the harmful counterpart to beneficial atmospheric ozone), nitrogen dioxide, and fine particulate matter. Daily counts of hospitalization and mortality due to circulatory diseases were collected, along with hourly concentrations of the three air pollutants, for 24 cities across Canada from 2001-2012. We compared the risks of mortality and hospitalization associated with these pollutants, estimated by season (warm vs. cold) and time since exposure (up to six days), using 1- to 3-pollutant models to assess if considering mixtures produced different health risks. Overall, we found statistically insignificant differences in risk of circulatory health outcomes between single- and multi-pollutant models, indicating little additive effect from the three specified air pollutants. The study findings cannot be explained solely by correlations among the three specified air pollutants. Although further investigation is required, our study suggests little under- or over-estimates from 1-pollutant models, compared to 2- and 3-pollutant models in Canada.

dc.description.abstract - en

Numerous studies have reported adverse health effects of ambient air pollution on circulatory health outcomes mainly based on single-pollutant models. However, limited studies have focused on adjusted effect of multi-pollutant exposures on public health. This study aimed to examine short-term effects of three common air pollutants—ground-level ozone (ozone), nitrogen dioxide (NO2), and fine particulate matter (PM2.5)—through multi-pollutant models for mixed effect of adjustment. Daily data (circulatory hospitalization and mortality) and hourly data (air pollutants and temperature) were collected for 24 Canadian cities for 2001–2012. We applied generalized additive over-dispersion Poisson regression models with 1, 2, or 3 pollutants for city-specific risks, and Bayesian hierarchical models for national risks. This study found little mixed effect of adjustment through multi-pollutant models (ozone and/or NO2 and/or PM2.5) for circulatory hospitalization or mortality in Canada for 2001–2012, indicating that the 1-pollutant model did not result in considerable under- or over-estimates. It seemed weak-to-moderate correlations among air pollutants did not change the significant effect of one air pollutant after accounting for others. Inconsistent findings between other previous studies and this study indicate the need of comparable study design for multi-pollutant effect analysis.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

De nombreuses études ont fait état des effets néfastes de la pollution de l'air ambiant sur la santé circulatoire, principalement sur la base de modèles à un seul polluant. Cependant, peu d'études se sont concentrées sur les effets ajustés des expositions à plusieurs polluants sur la santé publique. Cette étude visait à examiner les effets à court terme de trois polluants atmosphériques courants - l'ozone troposphérique (ozone), le dioxyde d'azote (NO2) et les particules fines (PM2,5) - à l'aide de modèles multi-polluants pour l'effet mixte de l'ajustement. Des données quotidiennes (hospitalisation pour troubles circulatoires et mortalité) et des données horaires (polluants atmosphériques et température) ont été recueillies pour 24 villes canadiennes entre 2001 et 2012. Nous avons appliqué des modèles de régression de Poisson additifs généralisés avec 1, 2 ou 3 polluants pour les risques spécifiques à la ville, et des modèles hiérarchiques bayésiens pour les risques nationaux. Cette étude n'a révélé que peu d'effets mixtes de l'ajustement par des modèles multi-polluants (ozone et/ou NO2 et/ou PM2.5) pour l'hospitalisation ou la mortalité liées à la circulation au Canada pour la période 2001-2012, ce qui indique que le modèle à 1 polluant n'a pas donné lieu à des sous-estimations ou des surestimations considérables. Il semble que les corrélations faibles à modérées entre les polluants atmosphériques n'aient pas modifié l'effet significatif d'un polluant atmosphérique après prise en compte des autres. Les résultats incohérents entre d'autres études antérieures et la présente étude indiquent la nécessité d'une conception d'étude comparable pour l'analyse de l'effet de plusieurs polluants.

dc.description.fosrctranslation - fr

De nombreuses études scientifiques ont examiné le lien entre la pollution atmosphérique et l'incidence des maladies cardiaques et cérébrales liées aux vaisseaux sanguins (circulatoires). La plupart de ces études portent sur un seul polluant à la fois, mais pas sur l'effet des mélanges de polluants sur la santé publique. La question de savoir si l'exposition simultanée à plusieurs polluants atmosphériques modifie l'effet sur la santé publique n'est pas encore tranchée, mais elle est intéressante car il s'agit du scénario d'exposition le plus réaliste. Cette étude a examiné les effets à court terme sur les maladies circulatoires de trois polluants atmosphériques courants : l'ozone troposphérique (la contrepartie nocive de l'ozone atmosphérique bénéfique), le dioxyde d'azote et les particules fines. Les chiffres quotidiens des hospitalisations et de la mortalité dues aux maladies circulatoires ont été recueillis, ainsi que les concentrations horaires des trois polluants atmosphériques, dans 24 villes du Canada entre 2001 et 2012. Nous avons comparé les risques de mortalité et d'hospitalisation associés à ces polluants, estimés en fonction de la saison (chaude ou froide) et du temps écoulé depuis l'exposition (jusqu'à six jours), à l'aide de modèles à un ou trois polluants, afin de déterminer si l'examen des mélanges produisait des risques sanitaires différents. Dans l'ensemble, nous avons constaté des différences statistiquement insignifiantes dans le risque d'effets sur la santé circulatoire entre les modèles à un et à plusieurs polluants, ce qui indique que les trois polluants atmosphériques spécifiés ont peu d'effets additifs. Les résultats de l'étude ne peuvent s'expliquer uniquement par des corrélations entre les trois polluants atmosphériques spécifiés. Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires, notre étude suggère que les modèles à 1 polluant sont peu sous-estimés ou surestimés par rapport aux modèles à 2 et 3 polluants au Canada.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1007/s11356-022-22947-4

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/643

dc.language.iso

en

dc.publisher

Springer Link

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

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Circulatory health risks from additive multi‑pollutant models: short‑term exposure to three common air pollutants in Canada

dc.type - en

Article

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