Air pollution from industries and asthma onset in childhood: A population-based birth cohort study using dispersion modeling

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dc.contributor.author

Buteau, Stéphane

Shekarrizfard, Maryam

Hatzopolou, Marianne

Gamache, Philippe

Liu, Ling

Smargiassi, Audrey

dc.date.accessioned

2024-03-13T20:59:38Z

dc.date.available

2024-03-13T20:59:38Z

dc.date.issued

2020-01-25

dc.description - en

Health Canada is responsible for conducting scientific research and risk assessment on the health risks of air pollutants emitted from industrial point sources. However little is known about the potential contribution of industrial emissions due to technical challenges such as the remote location of the industrial facilities, small population size, and poor exposure estimates. Health Canada collaborated with Canadian universities and used advanced exposure modelling techniques to investigate the associations between asthma onset in children and residential exposure to industrial emissions, using a population-based birth cohort in the Province of Quebec. The study population comprised all children born in Quebec, Canada, 2002-2011. Asthma onset was ascertained from health administrative databases with validated algorithms. Atmospheric dispersion modelling was used to develop time-varying annual mean concentration of ambient fine particulate matter (PM2.5), nitrogen dioxide (NO2), and sulphur dioxide (SO2) at participants’ residence from industrial point source emissions, incorporating the meteorological, geographical and land-use information. The associations between exposure to industrial emissions and childhood asthma onset were analyzed using statistical regression models (Cox proportional hazard model), adjusted for sex, socioeconomic status and calendar year. Long-term regional and traffic-related ambient concentrations of PM2.5 and NO2 and potential confounding by unmeasured environmental tobacco smoke. The results show that exposure to industrial emissions at home location was significantly associated with asthma onset in children. The effects of industrial emissions were independent of those of other sources, thus adding up to the burden of regional and traffic-related air pollution. The results from this study will contribute to the weight of evidence for estimating burden of disease attributed to industrial pollution.

dc.description.abstract - en

Background Despite evidence that ambient air pollution may play a role in the development of asthma, little is known about the potential contribution of industrial emissions. Objective We used a population-based birth cohort to investigate the association between asthma onset in childhood and residential exposure to industrial emissions, estimated from atmospheric dispersion modeling. Methods The study population comprised all children born in the province of Quebec, Canada, 2002-2011. Asthma onset were ascertained from health administrative databases with validated algorithms. We used atmospheric dispersion modeling to develop time-varying annual mean concentration of ambient PM2.5, NO2 and SO2 at participants' residence from industries. For each pollutant, we assessed the association between industrial emissions exposure and childhood asthma onset using Cox proportional hazard model, adjusted for sex, material and social deprivation and calendar year. Sensitivity analysis included adjusting for long-term regional and traffic-related ambient PM2.5 and NO2, and assessing potential confounding by unmeasured secondhand smoke. Results The cohort included 722,667 children and 66,559 incident cases of asthma. For all pollutants, we found a non-linear association between childhood asthma onset and residential ambient air pollutant concentration from industries, with stronger effects at lower concentrations. A change from 25th to the 75th percentile in the mean annual ambient concentration of PM2.5 (0.13 μg/m3), NO2 (1.0 μg/m3) and SO2 (1.6 μg/m3) from industrial emissions was associated with a 19% (95% CI: 17-20%), 21% (95% CI: 19-23%) and 23% (95% CI: 21-24%) increase in the risk of asthma onset in children, respectively. For PM2.5 and NO2, associations were persisting after adjustments for long-term regional PM2.5 and traffic-related NO2 ambient concentration. Conclusion: Residential exposure to industrial emissions estimated from dispersion modeling was associated with asthma onset in childhood. Importantly, associations were stronger at lower concentrations and independent from those of other sources, thus adding up to the burden of regional and traffic-related air pollution.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Arrière-plan Malgré les preuves selon lesquelles la pollution de l’air ambiant pourrait jouer un rôle dans le développement de l’asthme, on sait peu de choses sur la contribution potentielle des émissions industrielles. Objectif Nous avons utilisé une cohorte de naissance basée sur la population pour étudier l'association entre l'apparition de l'asthme dans l'enfance et l'exposition résidentielle aux émissions industrielles, estimée à partir d'une modélisation de la dispersion atmosphérique. Méthodes La population étudiée comprenait tous les enfants nés dans la province de Québec, Canada, 2002-2011. L’apparition de l’asthme a été déterminée à partir de bases de données administratives sur la santé avec des algorithmes validés. Nous avons utilisé la modélisation de la dispersion atmosphérique pour développer la concentration moyenne annuelle variable dans le temps des PM2,5, NO2 et SO2 ambiants au domicile des participants issus des industries. Pour chaque polluant, nous avons évalué l'association entre l'exposition aux émissions industrielles et l'apparition de l'asthme infantile à l'aide du modèle de risque proportionnel de Cox, ajusté en fonction du sexe, de la privation matérielle et sociale et de l'année civile. L'analyse de sensibilité comprenait l'ajustement des PM2,5 et du NO2 ambiants régionaux et liés à la circulation à long terme, ainsi que l'évaluation du potentiel de confusion dû à la fumée secondaire non mesurée. Résultats La cohorte comprenait 722 667 enfants et 66 559 cas incidents d’asthme. Pour tous les polluants, nous avons constaté une association non linéaire entre l’apparition de l’asthme chez l’enfant et la concentration de polluants dans l’air ambiant résidentiel provenant des industries, avec des effets plus marqués à des concentrations plus faibles. Un changement du 25e au 75e centile de la concentration ambiante annuelle moyenne de PM2,5 (0,13 μg/m3), de NO2 (1,0 μg/m3) et de SO2 (1,6 μg/m3) provenant des émissions industrielles était associé à un 19 % ( IC à 95 % : 17-20 %), 21 % (IC à 95 % : 19-23 %) et 23 % (IC à 95 % : 21-24 %) augmentent respectivement le risque d'apparition de l'asthme chez les enfants. Pour les PM2,5 et le NO2, les associations persistaient après ajustements en fonction des concentrations régionales à long terme de PM2,5 et de la concentration ambiante de NO2 liée au trafic. Conclusion : L'exposition résidentielle aux émissions industrielles estimée à partir d'un modèle de dispersion était associée à l'apparition de l'asthme pendant l'enfance. Il est important de noter que les associations étaient plus fortes à des concentrations plus faibles et indépendantes de celles d’autres sources, ajoutant ainsi au fardeau de la pollution atmosphérique régionale et liée au trafic.

dc.description.fosrctranslation - fr

Santé Canada est responsable de mener des recherches scientifiques et des évaluations des risques pour la santé liés aux polluants atmosphériques émis par des sources ponctuelles industrielles. Cependant, on sait peu de choses sur la contribution potentielle des émissions industrielles en raison de défis techniques tels que l'éloignement des installations industrielles, la petite taille de la population et les mauvaises estimations de l'exposition. Santé Canada a collaboré avec des universités canadiennes et utilisé des techniques avancées de modélisation de l'exposition pour étudier les associations entre l'apparition de l'asthme chez les enfants et l'exposition résidentielle aux émissions industrielles, en utilisant une cohorte de naissance basée sur la population de la province de Québec. La population étudiée comprenait tous les enfants nés au Québec, Canada, 2002-2011. L’apparition de l’asthme a été déterminée à partir de bases de données administratives sur la santé avec des algorithmes validés. La modélisation de la dispersion atmosphérique a été utilisée pour déterminer la concentration moyenne annuelle variable dans le temps de particules fines ambiantes (PM2,5), de dioxyde d'azote (NO2) et de dioxyde de soufre (SO2) au domicile des participants à partir des émissions de sources industrielles ponctuelles, en intégrant les données météorologiques, informations géographiques et d’utilisation des terres. Les associations entre l'exposition aux émissions industrielles et l'apparition de l'asthme chez l'enfant ont été analysées à l'aide de modèles de régression statistique (modèle à risque proportionnel de Cox), ajustés en fonction du sexe, du statut socio-économique et de l'année civile. Concentrations ambiantes à long terme de PM2,5 et de NO2 au niveau régional et liées à la circulation et confusion potentielle due à la fumée de tabac ambiante non mesurée. Les résultats montrent que l'exposition aux émissions industrielles à la maison était associée de manière significative à l'apparition de l'asthme chez les enfants. Les effets des émissions industrielles étaient indépendants de ceux d’autres sources, aggravant ainsi le fardeau de la pollution atmosphérique régionale et liée au trafic. Les résultats de cette étude contribueront au poids des preuves permettant d'estimer le fardeau de la maladie attribué à la pollution industrielle.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.109180

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2147

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

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Air pollution from industries and asthma onset in childhood: A population-based birth cohort study using dispersion modeling

dc.type - en

Article

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