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中国の農村地域である玄威と福源における固体燃料燃焼による外気汚染の特性化
Characterization of outdoor air pollution from solid fuel combustion in Xuanwei and Fuyuan, a rural region of China.
PMID: 32647370 PMCID: PMC7347641. DOI: 10.1038/s41598-020-68229-2.
抄録
屋外大気汚染は、特に都市部では公衆衛生上の懸念が高まっている。しかし、農村部の屋外大気汚染に関する疫学的データは限られており、家庭での調理や暖房のための固形燃料の燃焼による大気汚染のレベルは相当なものである。玄威と福源は中国の農村部の郡で、地元で調達された瀝青炭（「煙のような」石炭）の家庭内燃焼は中国で最も高い肺がん率と関連している。我々は以前にこの地域の屋内および個人の大気汚染暴露を評価したが、屋内での石炭燃焼と家庭用換気が屋外大気汚染に及ぼす影響は評価されていない。そこで、我々は29の村落で屋外の微粒子物質（PM）、ナフタレン（NAP）および既知の発がん性物質であるベンゾ（a）ピレン（BaP）を含む多環芳香族炭化水素（PAH）、二酸化硫黄（SO）および二酸化窒素（NO）を2回連続した24時間サンプリング期間にわたって測定した。半数以上の村では、最初のサンプリング期間の2～9ヶ月後に再訪し、すべての測定を繰り返した。屋外PM、BaP、NAP、NOの全体的な幾何平均（GM）は、それぞれ45.3µg/m、9.7ng/m、707.7ng/m、91.5µg/mであった。線形混合効果モデルを用いて、無煙炭を燃やしている地域と比較して、有煙炭を燃やしている地域は屋外のBaP濃度が高く[GM比(GMMR)=2.79]、屋外のSO検出率(GMR=0.43)が低いことがわかった。ストーブの50％以上が換気されている地域では、換気されていない地域に比べて屋外BaP濃度が高く（GM比=1.49）、屋外SO検出率（GM比=0.43）も低かった。これらの結果から、中国の農村部における屋外大気汚染は、室内での調理・暖房に使用される石炭の種類やストーブの換気の有無と関連していることが示された。我々の知見は、室内空気汚染を減らすための家庭用ストーブの改良の努力が、屋外空気汚染レベルの上昇につながっていることを示唆している。家庭用石炭燃焼による農村部の健康への悪影響をさらに減らすためには、よりクリーンな燃料の使用が必要である。
Outdoor air pollution is a growing public health concern, particularly in urban settings. However, there are limited epidemiological data on outdoor air pollution in rural areas with substantial levels of air pollution attributed to solid fuel burning for household cooking and heating. Xuanwei and Fuyuan are rural counties in China where the domestic combustion of locally sourced bituminous ("smoky") coal has been associated with the highest lung cancer rates in China. We previously assessed indoor and personal air pollution exposures in this area; however, the influence of indoor coal combustion and household ventilation on outdoor air pollution has not been assessed. Therefore, we measured outdoor fine particulate matter (PM), species of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) including naphthalene (NAP) and the known carcinogen benzo(a)pyrene (BaP), sulfur dioxide (SO), and nitrogen dioxide (NO) over two consecutive 24-h sampling periods in 29 villages. Just over half of the villages were revisited two to nine months after the initial sampling period to repeat all measurements. The overall geometric mean (GM) of outdoor PM, BaP, NAP, and NO were 45.3 µg/m, 9.7 ng/m, 707.7 ng/m, and 91.5 µg/m, respectively. Using linear mixed effects models, we found that burning smoky coal was associated with higher outdoor BaP concentrations [GM ratio (GMR) = 2.79] and lower outdoor SO detection rates (GMR = 0.43), compared to areas burning smokeless coal. Areas with predominantly ventilated stoves (> 50% of stoves) had higher outdoor BaP (GMR = 1.49) compared to areas with fewer ventilated stoves. These results show that outdoor air pollution in a rural region of China was associated with the type of coal used for cooking and heating indoors and the presence of stove ventilation. Our findings suggest that efforts of household stove improvement to reduce indoor air pollution have resulted in higher outdoor air pollution levels. Further reducing adverse health effects in rural villages from household coal combustion will require the use of cleaner fuel types.