中 國 醫 藥 大 學
碩士論文
編號：IEH-1718
利用地理資訊系統評估住家與學校環境
的空氣污染對國中生肺功能與氣喘盛行
率之影響
Exposure Assessment of Air Pollution in
Household and School Environments
Using GIS Related to Adolescent Lung
Function and Asthma Prevalence
所別：環境醫學研究所
指導教授：何文照 博士
誌謝
因緣際會下，我踏入了何老師的辦公室，也開啟了我的研究旅程。 兩年的研究生時光，說長不長，說短不短，在指導教授-何文照老師 的指導下，我從老師身上慢慢的一點一滴的學習，一步一步地改善自己 的缺點，老師那種「不為自己，只為他人」的處事態度，一直深植我心， 讓我知道凡事只要自己盡了力，無愧於心，終究會有甜美的果實與令人 意外的豐收。 感謝在做研究的這段日子裏，李郁芬老師的資料分析上的建議、系 所上每位老師的關懷、系辦人員的叮嚀，以及辦公室紀璋學弟和加佩學 妹的幫忙，使我能順利完成此論文。另外，在論文口試期間，吳聰能老 師和唐進勝老師所給予建議與指正，使我獲益良多，讓我的論文更臻完 善。此外，要感謝一路陪我走過研究所兩年生活的同學們，因為有你們 的加油與砥礪，許多共有的淚水與歡笑，都是美好的回憶。 最後，要感謝我的家人，在背後默默的付出，讓我在學業上無後顧 之憂，可以專心在論文上的研究，給予我精神上的支持，是我勇往直前 的動力。 孟宏 2007.7.23摘要
氣喘是全世界常見的慢性病之一，也是公共衛生上重要的議題。據 估計，目前全世界約有 3 億人口罹患氣喘病，到目前為止，已經有不少 研究指出空氣污染對孩童肺功能發展與氣喘有所影響。 本研究延伸應用兩個在台灣收集之氣喘調查資料，包括：1) 1995 年 10 月到 1996 年 6 月的全國國中學童氣喘篩檢調查資料庫，內容為收集全 國國中生（n=1,144,196）之國際標準化氣喘研究問卷資料，以及肺功能 量測資料庫，內容為根據上述青少年氣喘篩檢資料庫，隨機取樣約 10% 樣本(n=85,615)進行肺功能量測。2) 為 1996 年 7 月到 1997 年 6 月於台北 市針對曾在1995 年參與學童呼吸健康調查並接受肺功能檢查的國三生， 進行追蹤調查，同樣也包括國際標準化氣喘研究問卷以及肺功能資料。 同時亦利用地理資訊系統(Geographic Information Systems, GIS)的空 間分析模式推估歷年空氣汙染濃度，得到住家與學校環境的汙染物濃 度，再綜合評估空氣污染對學童肺功能與氣喘盛行率的影響。研究結果發現在學童肺功能部分，粒徑小於等於 10 微米之微粒
態佔較大的貢獻能力。
雖然父母親的氣喘狀態以及室內污染源對於學童的肺功能以及氣喘 有明顯的作用，但空氣污染物仍有其一定的影響力存在，而空氣污染物 之間的交互作用對孩童的影響仍需進一步的探討與研究。
Abstract
Asthma is one of most concerned chronic diseases and important in public health. It is estimated that around 3 billion of population suffer from the disease worldwide. A number of studies have reported the air pollution may affect children’s lung function development and asthmatic condition.
This study used data established from two mass asthma screening surveys conducted in Taiwan. The first one was a nationwide for asthma among all junior high school students and 20% students received further lung function tests in October 1995 - June 1996. The other one was a mass screening survey from July 1996 - June 1997 in Taipei area among ninth-grade students who had participated in both asthma screening and pulmonary function measurement in the previous year.
In this study, Geographic Information Systems (GIS) was used to estimate the association between air pollution exposure and lung function and asthma. The spatial analysis procedure was used Inverse Distance Weighting (IDW) estimate method in 500m × 500m grid squares.
The results showed PM10, SO2, NO2 and O3 were related to adolescent lung
function in both FVC and FEV1, and the CO exposure increased significantly
the lowered FEV1 to FVC ratio, causing lung hazards. Children with high
NO2 concentrations exposure have the increased asthma prevalence with an
Key words: Adolescent; Lung function; Asthma; Air pollution; Geographic Information Systems
目次
誌謝 ... i 摘要 ...ii Abstract ... iv 目次 ... vi 表目錄 ...vii 圖目錄 ...viii 附錄目錄 ... ix 第一章 緒論 ... 1 第一節 研究背景與研究動機 ... 1 第二節 研究目的與重要性 ... 2 第三節 研究問題與假設 ... 3 第四節 名詞界定 ... 4 第二章 文獻探討 ... 6 第一節 環境汙染對肺功能之影響 ... 6 第二節 環境汙染對氣喘之影響 ... 7 第三節 地理資訊系統於醫藥衛生之應用 ... 8 第四節 研究架構 ... 10 第三章 研究方法 ... 12 第一節 研究設計 ... 12 第二節 研究對象 ... 12 第三節 研究工具的擬定 ... 13 3-1 肺功能量測與氣喘問卷資料... 13 3-2 學童住家及就讀學校定位資料... 14 3-3 空氣污染物濃度推估資料... 14 第四節 資料統計與分析 ... 16 第四章 研究結果 ... 18 第一部份：1995-1996 年台灣地區國中學童肺功能研究... 18 第二部份：1996-1997 年台北市國中學童氣喘研究... 30 第五章 討論 ... 44 第六章 結論與建議 ... 48表目錄
表1-1. 1995-1996 台灣地區學童肺功能研究基本人口學特徵及相關影響因子之比較
... 21
表1-2. 1995-1996 年台灣地區學童住家環境和學校空氣污染物濃度之相關性 ... 23
表1-3. 1995-1996 年台灣地區空氣污染物濃度時間加權平均(Time weighted average) ... 23 表1-4. 1995-1996 年台灣地區不同空氣污染物其時間加權平均濃度之相關性 ... 23 表1-5. 1995-1996 年台灣地區學童肺功能與相關影響因子之複迴歸分析(multiple regression)... 29 表2-1. 1996-1997 年台北市學童氣喘研究基本人口學特徵及室內污染源之比較 ... 32 表2-2. 1995 年台北市學童住家環境和學校空氣污染物濃度之相關性... 40
表2-3. 1995 年台北市空氣污染物濃度時間加權平均(Time weighted average)... 40
表2-4. 1995 年台北市不同空氣污染物其時間加權平均濃度之相關性... 40
表2-5. 1996-1997 年台北市學童氣喘狀態與相關影響因子之多變項邏輯斯迴歸分析 (multivariate logistic regression) ... 43
圖目錄
圖1. 1995-1996 年台灣地區國中學童肺功能研究之資料結構圖... 18 圖2. 1995-1996 年台灣地區國中學童肺功能研究之學校與空氣品質監測站分布圖.. 19 圖3. 1995-1996 年台灣地區國中學童肺功能研究之住家區域(村里中心點)分布圖 ... 20 圖4. 1995-1996 年台灣地區利用地理資訊系統(GIS)所推估之 PM10濃度圖... 24 圖5. 1995-1996 年台灣地區利用地理資訊系統(GIS)所推估之 SO2濃度圖... 25 圖6. 1995-1996 年台灣地區利用地理資訊系統(GIS)所推估之 NO2濃度圖... 26 圖7. 1995-1996 年台灣地區利用地理資訊系統(GIS)所推估之 CO 濃度圖 ... 27 圖8. 1995-1996 年台灣地區利用地理資訊系統(GIS)所推估之 O3濃度圖... 28 圖9. 1996-1997 年台北市國中學童氣喘研究之資料結構圖... 30 圖10. 1996-1997 年台北市國中學童氣喘研究之學童住家、學校與空氣品質監測站分 布圖... 31 圖11. 1995 年台北市利用地理資訊系統(GIS)所推估之 PM10濃度圖... 34 圖12. 1995 年台北市利用地理資訊系統(GIS)所推估之 SO2濃度圖... 35 圖13. 1995 年台北市利用地理資訊系統(GIS)所推估之 NO2濃度圖... 36 圖14. 1995 年台北市利用地理資訊系統(GIS)所推估之 CO 濃度圖... 37 圖15. 1995 年台北市利用地理資訊系統(GIS)所推估之 O3濃度圖... 38 圖16. 1996-1997 年台北市國中學童氣喘研究之空氣品質監測站 2 公里內的學校以及 就讀該學校之學童住家分布圖(以士林站為例)... 39附錄目錄
表3-1. 1995-1996 台灣地區學童肺功能研究基本人口學特徵及相關影響因子之比較 ... 55 表3-2. 1995-1996 年台灣地區學童肺功能與相關影響因子之複迴歸分析(multiple regression)... 56 表4-1. 1995-1996 台灣地區學童肺功能研究基本人口學特徵及相關影響因子之比較---排除疑似氣喘個案... 57 表4-2. 1994 年台灣地區學童住家環境和學校空氣污染物濃度之相關性---排除疑似氣 喘個案... 58 表4-3. 1994 年台灣地區空氣污染物濃度時間加權平均(Time weighted average)---排除疑似氣喘個案... 58 表4-4. 1994 年台灣地區不同空氣污染物其時間加權平均濃度之相關性---排除疑似氣 喘個案... 58 表4-5. 1995-1996 年台灣地區學童肺功能與相關影響因子之複迴歸分析(multiple regression)---排除疑似氣喘個案... 59 表5-1. 1996-1997 年台北市學童類氣喘(Asthmatic)研究基本人口學特徵及室內污染源 之比較... 60 表5-2. 1996-1997 年台北市學童類氣喘(Asthmatic)狀態與相關影響因子之多變項邏輯
斯迴歸分析(multivariate logistic regression) ... 61 表6-1. 1996-1997 年台北市學童氣喘研究基本人口學特徵及室內污染源之比較---排除
疑似氣喘個案... 62 表6-2. 1995 年台北市學童住家環境和學校空氣污染物濃度之相關性---排除疑似氣喘
個案... 63 表6-3. 1995 年台北市空氣污染物濃度時間加權平均(Time weighted average)---排除疑
似氣喘個案... 63 表6-4. 1995 年台北市不同空氣污染物其時間加權平均濃度之相關性---排除疑似氣喘
個案... 63 表6-5. 1995 年台北市學童氣喘狀態與相關影響因子之多變項邏輯斯迴歸分析
(multivariate logistic regression)---排除疑似氣喘個案 ... 64 表7-1 氣喘與疑似氣喘之判定標準... 65
第一章 緒論
第一節 研究背景與研究動機
氣喘是全世界常見的慢性病之一，也是公共衛生的重要議題，據估 計，目前全世界約有3 億人口罹患氣喘病(Masoli et al., 2004)。根據謝貴 雄教授等人的研究，1974 年台北市學童氣喘發生率為 1.30%(Hsieh and Shen, 1988)，到 1994 年底高達 10.79%，20 年間增加超過 8 倍。 而根據美國的最新研究發現(Gauderman et al., 2007)，住在高速公路 周圍五百公尺內的孩子，肺功能嚴重受損，在交通尖峰時刻，道路上來 來往往的車輛，不斷從引擎裏排放骯髒的廢氣，不僅大人的健康受損， 也正在慢性傷害住在馬路邊的孩童。 在台灣，近年來由於工商業發展迅速，再加上交通的便利與都市化 的過程，除了造成都會區人口的集中以及汽機車數量大增，其所使用的 石化燃料亦造成嚴重的空氣污染問題，如此以工業、建設、交通所混合 而成的室外污染，對於人民的呼吸系統有極大的影響性，不論是氣喘的 發作、急診次數增加，甚至是損害孩童的肺功能發育。 由於目前許多研究顯示高劑量特定污染物濃度暴露，會減少人體的做進一步的探討與分析。
第二節 研究目的與重要性
本研究延伸應用兩個在台灣收集之氣喘調查資料，包括 1) 1995 年 10 月到1996 年 6 月的全國國中學童氣喘篩檢調查資料庫，內容為收集全國 國中生（n=1,144,196）之國際標準化氣喘研究問卷資料，以及肺功能量 測資料庫，內容為根據上述青少年氣喘篩檢資料庫，隨機取樣約 10%樣 本(n=85,615)進行肺功能量測。2) 為 1996 年 7 月到 1997 年 6 月於台北市 針對曾在1995 年參與學童呼吸健康調查並接受肺功能檢查的國三生，進 行追蹤調查，同樣也包括國際標準化氣喘研究問卷以及肺功能資料。 過去與此資料庫相關的研究，在室外空氣污染評估部份，尚未以地 理資訊系統(Geographic Information Systems, GIS)的方式去估計污染物的濃度，有鑒於資訊的進步，目前 GIS 應用於醫藥衛生與環境評估的技術
日漸成熟，相關的文獻報告也相繼出爐。因此，本研究首先希望利用GIS
空間分析模式推估歷年空氣汙染濃度，得到住家與學校環境的汙染物濃 度，再綜合評估空氣污染對學童肺功能與氣喘盛行率的影響。
第三節 研究問題與假設
針對上述的研究目的，提出下列研究問題與假設： 1. 學童住家環境和學校環境的空氣污染物濃度是否一致？ 由於學童住家與學校不一定會距離很近，尤其是在較非都市化的 縣市，因此假設學童住家環境與學校環境的汙染物濃度是有差異的， 並希望進一步利用加權的方式來求得學童在室外環境所暴露的汙染物 濃度，作為影響學童肺功能與氣喘盛行率的指標。 2. 空氣污染是否影響學童的肺功能與氣喘盛行率？ 由於已經有不少文獻指出空氣污染物對孩童肺功能以及氣喘盛行 率是有極大的影響，污染程度較高的地方其孩童的肺功能也亦較受影 響，日後造成氣喘和過敏相關性疾病也較多，因此假設本研究亦將有 相似的結果。第四節 名詞界定
1. ATS: 美國胸腔學會 (American Thoracic Society) 2. CO: 一氧化碳 (Carbon Monoxide)
3. FEV1% predicted: 一秒用力呼氣率
4. FEV1/FVC: 用力呼氣 1 秒量與用力肺活量的比值
5. FEV1: 用力呼氣 1 秒量 (Forced Expiratory Volume in 1 Second)
6. FVC: 用力肺活量 (Forced Vital Capacity)
7. GIS: 地理資訊系統 (Geographic Information Systems) 8. IDW: 距離反比權重法 (Inverse Distance Weighting)
9. ISAAC: 國際兒童氣喘及過敏研究 (International Study of Asthma and Allergies in Childhood)
10. MMEF: 最大中段呼氣流速 (Maximum Midexpiratory Flow Rate) 11. NAAQS: 國家空氣品質標準 (National Ambient Air Quality Standards) 12. NO2: 二氧化氮 (Nitrogen Dioxide)
13. O3: 臭氧 (Ozone)
14. OR: 勝算比 (Odds Ratio)
15. PEFR: 尖峰呼氣流速 (Peak Expiratory Flow Rate)
16. PM10: 粒徑小於等於 10 微米之微粒 (Particles with Aerodynamic
Diameter 10 μm or Less) 17. SO2: 二氧化硫 (Sulphur Dioxide)
第二章 文獻探討
二十世紀氣喘和過敏性疾病愈來愈多，尤其在世界各地是一流行 (epidemic)現象，雖然已開發國家其 SO2、CO 以及室內污染源已經降低 (Just et al., 2006)，但是交通密度提高，使得 NO2、PM10濃度提高，是現 代社會主要的汙染問題，對急性和慢性呼吸疾病皆有影響(Schwartz, 2004)。而空氣污染所造成的像是死亡率、急診就診率、小孩死亡率、急 性呼吸道疾病罹病率、氣喘惡化、小孩呼吸道疾病盛行率、肺功能下降、 學校缺席率等等危害，近幾年也漸漸受到重視，其影響尤其是在高室外 污染加上高室內污染的地區(Bates, 1995)。第一節 環境汙染對肺功能之影響
目前已經有不少研究指出學童暴露於空氣污染可能會影響其肺功能 之發展，並使其受損。如在澳洲Frischer 發現臭氧暴露與孩童 FEV1下降 有關，每增加1ppb 的臭氧濃度暴露，FEV1每日約下降 0.29ml(Frischer et al., 1999)；而美國南加州針對 12 個社區學童所作的研究，早期橫斷式研究發現學童的 FEV1、FVC、MMEF 與暴露 PM10、PM2.5、NO2、酸雨有
關，而O3則是和PEFR 與 MMEF 有關(Peters et al., 1999)，但是經過長期
性的追蹤，Gauderman 則是發現 PM10、NO2顯著與FVC、FEV1、MMEF
而在台灣針對三重、台西、林園國小學童的研究則是指出暴露於臭
氧與肺功能指標：FVC 及 FEV1有關，降低的斜率約為1ml/ppb 瞬間臭氧
每小時尖峰濃度(peak hourly for O3)(Chen et al., 1999)。
第二節 環境汙染對氣喘之影響
兒童氣喘的議題在最近幾年的呼吸系統研究中，引起眾多研究者的 注意與關切，主要的原因是這種疾病的盛行率增加很快，似乎也特別嚴 重(Strachan et al., 1994)。Wardlaw 把空氣污染物引起氣喘的方式歸納如
下：1) 研究顯示 O3、SO2及酸性氣膠等都是可能的氣管收縮劑，可以刺 激呼吸道直接反應。 2) 吸入低濃度污染物(例如：O3)後，引起呼吸道發 炎產生非特異性反應。 3) 高濃度的汙染物(例如：O3)對呼吸道上皮直接 造成毒性作用。 4) 改變免疫反應，因此更容易引起氣喘的過敏反應。理 論上，空氣污染物可以增加氣喘引發的危險，也可以增加氣喘發作的嚴 重度(Wardlaw, 1993)。 如在歐洲奧地利針對居住距離工業區 20km 外的 843 位國小學童所作 NO
控制後，則東、西德在氣喘盛行率上差異變的不顯著(Nicolai and von Mutius, 1997; von Mutius et al., 1994)。而在南美洲祕魯針對 5917 位學生 所 做 的 研 究 也 發 現 高 度 的 交 通 流 量 ， 與 學 童 氣 喘 有 顯 著 相 關
(Carbajal-Arroyo et al., 2007)。不過，也有其他研究指出苯、NO2、CO 和
晨間咳嗽及支氣管炎有關，而與氣喘無關(Hirsch et al., 1999)。
此外，與本研究相同資料庫的研究，在台灣高雄和屏東地區，結果
發現在單一污染物分析模式下，室外污染物包括：總懸浮微粒(total
suspended particulate, TSP)、NO2、CO、O3與環境落塵(airborne dust particles)
跟氣喘盛行率有關(Wang et al., 1999)；而 2001 年從台灣抽樣調查 32672
位 6-15 歲學童的研究則是發現 NOx、CO 和 O3 與氣喘的盛行率有關
(Hwang et al., 2005)。
第三節 地理資訊系統於醫藥衛生之應用
地理資訊系統(Geographic Information Systems, GIS)，是一種應用電 腦軟硬體設備，以輔助使用者蒐集、儲存、處理、更新、查詢、分析、 統計及展示的各種數位化（digitize）地理資料的資訊系統。Jenks 指出地 理資訊系統可以讓從事公共衛生事務者檢視空間和環境的關係，藉以獲 得解決公共衛生問題的洞察力(Jenks and Malecki, 2004)。由於 GIS 打破了 空間、距離和地點的限制，將空間形象化，其核心是連接流行病學、社
會學、臨床和經濟資料等等，在公共衛生領域上用以探討疾病、環境和 健康之間的關係，因此被稱為「空間流行病學」(Ricketts, 2003)。 近幾年來，也愈來愈多研究者使用 GIS 技術來評估空氣污染與肺部 相關疾病的關係，如 Maanaty 運用空間的概念以探討紐約布隆克斯區之 空氣污染與氣喘發生之關係，發現以當地空氣汙染濃度劃分為高與低污 染區後，相較污染較低之區域，居住於污染物濃度較高之區域，有高於 66%以上的機率會因氣喘而住院治療(Maantay, 2007)。而在美國南加州的 研究，同樣也是利用 GIS 技術測量距離道路的遠近以及評估環境的空氣 污染物濃度，發現住在高速公路附近的兒童，肺功能嚴重受損，罹患氣 喘以及急性支氣管炎的機率也大為增加(Gauderman et al., 2007)。此外， 在德國 Morgenstern 也用地理資訊系統評估環境暴露與呼吸道症狀之關 係，結果發現 NO2與夜間乾咳、支氣管炎有關，而住家距離主要道路愈 近 ， 其 呼 吸 道 疾 病 愈 明 顯 ， 包 括 哮 喘 、 氣 喘 性 與 阻 塞 性 支 氣 管 炎 (Morgenstern et al., 2007)。以及在香港 Lai 也利用地理資訊系統的空間分
析技術，分析 SARS 傳染期間病患的空間分布，分析可能的傳染源與傳
第四節 研究架構
第一部份：台灣地區國中學童肺功能研究 1995-1996 台灣地區國中生 肺功能檢測資料 1995-1996 台灣地區國中生 氣喘問卷資料 1978-1985 衛生署出生檔 資料 氣喘個案 疑似氣喘 正常個案 個案 串聯肺功能與問卷 資料 成功完成定位並得到 空氣污染物暴露濃度 串聯個人出生地址 資料 住家區域和學校位置 進行地理定位 利用GIS進行全台 空氣污染物濃度推估 1995-1996 環保署空氣品質資料 共 5 種污染物濃度 1. 學童住家和學校環境空氣品質是否一致？ 2.空氣污染物是否會影響學童的肺功能？ (控制變項包括：學童年齡、性別、身高平 方、體重、氣喘狀態、抽菸狀態、飲酒習 慣、運動狀態、父母教育程度和室內二手菸 暴露)第二部份：台北市國中學童氣喘研究 1996-1997 北一區國中生 氣喘問卷資料 串聯資料檔並得到住 家與學校的空氣污染 物暴露濃度 氣喘個案 疑似氣喘 正常個案 個案 住家及學校位置 進行地理定位 1995 環保署空氣品質資料 共 5 種污染物濃度 利用GIS進行台北市 空氣污染物濃度推估 1. 學童住家和學校環境空氣品質是否一致？ 2.父母親因子、室內污染源、室外污染源是 否會影響學童的氣喘狀態？ (控制變項包括學童年齡、性別、抽菸狀態、 飲酒習慣和運動狀態)
第三章 研究方法
第一節 研究設計
本研究主要分為兩大部分，第一部份為「台灣地區國中學童肺功能 研究」，利用1995 年 10 月到 1996 年 6 月環保署委託台灣地區數所大學 完成的一份「國中學童呼吸系統健康檢查」的全台大規模調查，利用其 中分層集束隨機抽樣約 80079 筆的肺功能檢測值，分析空氣污染物對國 中學童肺功能之影響。第二部分為「台北市國中學童氣喘研究」，利用 1996 年 7 月到 1997 年 6 月於大台北地區進行國中學童呼吸系統健康檢查 的追蹤檢查，利用其中分層集束隨機抽樣約2621 筆的氣喘問卷資料，分 析國中學童氣喘盛行率與空氣污染物之相關性。第二節 研究對象
首先，在學童肺功能研究部分，針對於 1995 年 10 月到 1996 年 6 月 期間，於「國中學童呼吸系統健康檢查」中完成肺功能量測的學童作為 研究對象，由於該計畫只對全國約 20%的國中學童進行肺功能量測，其 中包括 10%由分層集束隨機抽樣而來，另外 10%則主要來自同一時間由 該計畫的氣喘標準問卷診斷出為疑似氣喘的個案。因此，本研究則針對 10%的隨機樣本，在排除肺功能檢測品質為 C 級的個案後，共約 80079 筆資料進行分析研究。其次，在學童氣喘研究部分，則利用 1996 年 7 月到 1997 年 6 月之 間，於大台北地區進行的學童呼吸健康檢查的追蹤調查資料，同樣只隨 機選取其中的 10%樣本以及居住在台北市的學童個案納入分析，總共約 2621 筆資料。
第三節 研究工具的擬定
3-1肺功能量測與氣喘問卷資料
在肺功能量測部分，利用肺量計(spirometer)進行量側，合乎 1979 年 美國胸腔學會(American Thoracic Society, ATS)所制定的品管規範及 1987年ATS 會議修訂的硬體及軟體準則(ATS, 1979; ATS, 1987)，根據胸腔科
專科醫師建議將肺功能不可靠的資料(即為 C 級)排除後，再進行分析，本 研究分析的指標包括用力肺活量(forced vital capacity, FVC)、用力呼氣 1
秒量(forced expiratory volume in 1 second, FEV1)以及用力呼氣 1 秒量與用
力肺活量的比值(FEV1/FVC)。
氣 喘 問 卷 資 料 則 根 據 新 英 格 蘭 標 準 問 卷 (New England Core Questionnaires)以及國際兒童氣喘及過敏研究視聽問卷(International Study
的調查資料，以利更進一步的研究探討。 3-2
學童住家及就讀學校定位資料
在肺功能的研究部分，因為台灣目前尚無完整的門牌定位資料，因 此無法將每位接受肺功能檢測的學童居家地址數位化，故將本研究資料 檔與內政部出生登記檔串聯，取得學童的出生村里資料，並以村里的中 心點作為住家區域的替代指標；而在氣喘的研究部分，因為研究範圍為 台北市，故可取得較為詳盡的數位門牌住址資料，對每位學童的住家地 址做地理定位(geocoding)。這兩個研究的村里中心點和住家定位點皆以電 子數位化圖層儲存，以供後續的分析研究。 3-3空氣污染物濃度推估資料
在空氣污染物濃度推估部份，利用環保署的歷年空氣品質監測站資 料，在肺功能研究部分，取用1995 年到 1996 年全台 66 個監測站的年平 均污染物濃度進行推估，而在氣喘研究則是取用 1995 年大台北地區 17 個監測站的年平均污染物濃度進行推估。推估的汙染物包括粒徑小於等於10 微米之微粒(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)
和臭氧(O3)。在濃度的推估方面，則是運用地理資訊系統(Geographic
Information Systems, GIS)的空間分析(Spatial Analysis)技術，採用距離反 比權重法(Inverse Distance Weighting, IDW)來進行污染物濃度的模擬，用
來模擬的網格(grid)大小為 500m × 500m。IDW 法為內插法的一種，針對 每一個未知點的數值推估，利用它鄰近已知點的數值來進行加權運算， 權重值依照距離的遠近來計算，其觀念和物理學上的重力模式相似。有 關IDW 法的數理模式敘述如下： IDW，距離反比權重法：
∑
∑
= = = s 1 i ik s 1 i ki i 0 d 1 d 1 Z Z Z0 = point 0 的估計值；Zi=已知點 point i 的值 di = point i 與 point 0 的距離 s = 已知點的個數 k = 權重 最後再將上述數位化後的村里中心點和住家定位點以及推估出來的 汙染物濃度值，利用地理資訊系統投影對照出每個村里中心點和住家定 位點的空氣污染值，得到每位學童住家環境和學校環境的空氣污染物濃 度。 由於學童在家和在學校的時間比例約為 2：1，因此本研究採用時間第四節 資料統計與分析
在肺功能的研究部分，除了一般的人口學特徵外，利用 ANOVA 以 及t-test 分析肺功能相關影響因子其在肺功能指標平均值的差異性比較， 並進一步利用多變項迴歸(multiple regression)分析在控制學童年齡、性 別、身高平方、體重、氣喘狀態、抽菸狀態、飲酒習慣、運動狀態、父 母教育程度和室內二手菸暴露等變項後，室外空氣污染物(PM10、SO2、 NO2、CO 和 O3)對學童肺功能的影響程度。 至於在氣喘的研究部分，同樣的除了一般的人口學特徵外，並計算 不同氣喘影響因子(包括室內污染源)其不同的氣喘盛行率，以及不同影響 因子分組的勝算比(odds ratio, OR)外，最後，更進一步利用多變項邏輯斯 迴歸(multivariate logistic regression)分析在控制學童年齡、性別、抽菸狀 態、飲酒習慣和運動狀態等變項後，分四種模式探討父母親因子、室內 污染源、室外污染源以及合併上述所有因子，來探討該因子與氣喘之間的關係。其中在室外污染源部分，參考美國環保署2000 年所公佈的空氣
品質標準(National Ambient Air Quality Standards, NAAQS-2000)，將汙染
物濃度區分成高、低暴露兩組，由於在台北市PM10的時間加權平均濃度
大多遠高於標準值，而SO2、CO、O3濃度大多遠小於標準值，因此在本
研究中利用第90 百分位的濃度值，作為 PM10、SO2、CO 和 O3汙染物濃
值差距較小，因此在本研究利用標準值(53ppb)減去 10ppb 的濃度(約 43ppb) 作為NO2汙染物濃度高、低暴露組的切點。 由於氣喘問卷將氣喘診斷分為三類：氣喘、疑似氣喘與正常，判定 標準請參閱附錄-表 7-1，因此在本研究中將學童氣喘狀態分為兩組，分 別為氣喘與非氣喘(包括疑似氣喘與正常)，作為本研究主要的氣喘診斷分 組，另外也嘗試不同的氣喘狀態組合，如 1) 氣喘(包括氣喘與疑似氣喘) 和正常；2) 氣喘和正常(將疑似氣喘個案從研究中刪除)，用相同的統計 方法進行分析，分析結果報表請參閱附錄-表 3-1~表 6-5。
第四章 研究結果
第一部份：1995-1996 年台灣地區國中學童肺功能研究
1995-1996 台灣地區肺功能檢測 共 171395 筆資料 1995-1996 台灣地區氣喘問卷 共 1018031 筆資料 1978-1985 內政部出生檔 共 2996411筆資料 氣喘 4828 個案 正常 43376 個案 疑似氣喘 11097 個案 可分析的肺功能檢測 共 170855 筆資料 排除身分證號不詳 及重複身分證號個案 共 540 筆資料 串聯肺功能與問卷 共 78650 筆資料 最後肺功能檢測 共 80079 筆資料 1. 選擇隨機取樣 2. 測量結果為A或B級 3. 排除key In錯誤資料 成功完成定位並得到 空氣污染物暴露濃度 共 59301 筆資料 可分析的氣喘問卷 共 993866 筆資料 排除身分證號不詳 及重複身分證號個案 共 24165 筆資料 最後納入研究 共 73071 筆資料 1. 排除離島個案 2. 排除key in 錯誤資料 擷取個人出生住址 (包含村里) 串聯個人出生地址 共 67929 筆資料 住家區域和學校位置 進行地理定位 利用GIS進行全台 空氣污染物濃度推估 1995-1996 環保署空氣品質資料 共 5 種污染物濃度 圖1. 1995-1996 年台灣地區國中學童肺功能研究之資料結構圖 圖 1 為研究資料結構圖，本研究共有 78650 位學童完成肺功能測試 以及氣喘問卷的填寫，排除資料不完全或是輸入錯誤的資料後，共有 73071 筆資料納入分析，由於沒有學童的實際居住地址，因此本研究以學 童出生的村里作為學童的居住區域指標，在與內政部出生檔串聯後，可 得到學童出生地相關資料的學童共67929 位(約 93%)，再配合地理資訊系 統(GIS)進行學童居住區域以及就讀學校的地理定位(geocoding)後，最後 總共有59301 筆資料納入分析，地理定位完成率約 87.3%，有關學童就讀表1-1. 1995-1996 台灣地區學童肺功能研究基本人口學特徵及相關影響因子之比較
FVC (ml) FEV1 (ml) FEV1/FVC (%)
特徵 學童人數
Mean±SD P Mean±SD P Mean±SD P
總計 59301 3105±681 2866±624 92.56±6.82 性別 <0.0001 <0.0001 <0.0001 男性 29914 3461±683 3170±636 91.77±6.69 女性 29387 2742±448 2556±428 93.37±6.85 學童氣喘狀態 <0.0001 0.61 <0.0001 有 4828 3159±703 2862±633 90.90±7.42 沒有 54473 3100±678 2866±623 92.71±6.74 學童抽菸狀態* <0.0001 <0.0001 <0.0001 有 1466 3526±704 3216±648 91.45±7.01 沒有 57211 3095±677 2858±621 92.60±6.81 學童飲酒習慣* <0.0001 <0.0001 <0.05 有 860 3449±740 3159±680 91.81±6.58 沒有 57769 3101±679 2862±622 92.58±6.82 學童運動狀態* <0.0001 <0.0001 <0.0001 常常 22576 3301±703 3038±647 92.28±6.67 偶而 28354 3007±642 2779±588 92.70±6.89 很少 7680 2896±609 2684±561 92.96±6.89 父母教育程度* <0.0001 <0.0001 0.29 大學、專科以上 8995 3174±684 2932±620 92.66±6.48 高中職 19632 3124±682 2884±625 92.60±6.75 國中以下 29281 3072±677 2835±622 92.54±6.94 室內二手菸* 0.07 <0.05 <0.001 有 35238 3101±678 2860±620 92.48±6.85 沒有 23021 3112±685 2876±629 92.71±6.74 居住區域 <0.0001 <0.0001 <0.0001 直轄市 8853 3200±686 2962±621 92.84±6.37 縣轄市 4938 3059±675 2802±627 91.84±7.51 其他 45510 3092±679 2854±622 92.59±6.82 * 因為部分選項有遺漏值(missing data)，故合計後不等於總計人數 ** 學童氣喘狀態：’’有’’，定義為氣喘個案；’’沒有’’，定義為非氣喘個案，包含疑似氣喘 比較本研究族群人口學特徵以及肺功能相關影響因子(表 1-1)，在未 控制其他變項之下，發現FVC 與 FEV1這兩種肺功能指標都顯示出男性、
於在另一種肺功能指標 FEV1/FVC 部分，則是呈現女性、沒抽菸或者沒 有飲酒習慣以及較少運動的學童，其 FEV1/FVC 較高，但所有變項分組 的組別中，其FEV1/FVC 平均值均在標準值(70%)以上。另外，值得注意 的是在這三種肺功能指標中，父母的教育程度愈高則肺功能指標都愈 好，而若家中有二手菸暴露則肺功能指標都愈差。 同時，本研究也利用地理資訊系統(GIS)，將 1995-1996 年台灣地區 共 66 個空氣品質監測站的資料，採用距離反比權重法(IDW)的方式，推
估五種主要污染物(包括 PM10、SO2、NO2、CO、O3)的空間分佈情形(圖
4 ~ 圖 8)，並進一步由推估的空氣污染物濃度，得知學童居住區域以及就 讀學校所在位置的空氣污染物濃度。由表1-2 相關性分析得知學童住家區 域環境與學校環境的空氣污染物濃度相關性，這五種主要污染物其相關 係數約在0.65 到 0.86 之間，住家與學校環境的空氣汙染物濃度並非完全 相同，仍有其差異性存在。因此，本研究利用時間加權平均濃度，採取 住家環境16 小時，學校 8 小時的比例，進行空氣污染物濃度的加權運算， 五種主要污染物的時間加權平均濃度分佈如表1-3。由表 1-4 相關性分析 得知五種主要汙染物在時間加權平均後的濃度，其相關性並不一致，在 汽機車所排放的汙染物中，CO 和 NO2有很強的相關性(r=0.74)，此外， 在PM10與SO2的相關係數也高達 0.55，但值得注意的是除了 PM10與CO
表1-2. 1995-1996 年台灣地區學童住家環境和學校空氣污染物濃度之相關性 空氣污染物 相關係數(r) p-value PM10 (μg/m3) 0.86 <0.0001 SO2 (ppb) 0.78 <0.0001 NO2 (ppb) 0.68 <0.0001 CO (ppm) 0.68 <0.0001 O3 (ppb) 0.65 <0.0001
* PM10, particles with aerodynamic diameter 10 μm or less; SO2, sulphur dioxide; NO2,
nitrogen dioxide; CO, carbon monoxide; O3, ozone.
表1-3. 1995-1996 年台灣地區空氣污染物濃度時間加權平均(Time weighted average) 污染物 時間加權平均 標準差 最小值 中位數 最大值 PM10 (μg/m3) 68.09 14.35 33.03 67.69 106.40 SO2 (ppb) 7.73 3.22 1.06 7.02 32.26 NO2 (ppb) 24.68 4.18 5.43 24.18 46.70 CO (ppm) 0.84 0.29 0.11 0.74 3.82 O3 (ppb) 20.18 2.70 2.73 20.46 31.35
* PM10, particles with aerodynamic diameter 10 μm or less; SO2, sulphur dioxide; NO2, nitrogen dioxide; CO,
carbon monoxide; O3, ozone
表1-4. 1995-1996 年台灣地區不同空氣污染物其時間加權平均濃度之相關性 PM10 SO2 NO2 CO O3 r value PM10 1.00 0.55 ‡ 0.14‡ -0.37 ‡ 0.23 ‡ SO2 1.00 0.54‡ 0.01 † -0.19 ‡ NO2 1.00 0.74 ‡ -0.57 ‡ CO 1.00 -0.51 ‡ O 1.00
表1-5. 1995-1996 年台灣地區學童肺功能與相關影響因子之複迴歸分析(multiple regression) FVC (ml) FEV1 (ml) FEV1/FVC (ml) 影響因子 β SE β SE β SE PM10 -7.00 (0.41) ‡ -5.87 (0.39) ‡ 0.02 (0.01) † SO2 -49.23 (3.09) ‡ -39.51 (2.95) ‡ 0.19 (0.05) † NO2 -21.69 (3.21) ‡ -13.04 (3.06) ‡ 0.21 (0.05) ‡ CO 232.86 (18.57) ‡ 185.53 (17.75) ‡ -0.78 (0.31) † O3 -16.47 (3.23) ‡ -7.31 (3.09) † 0.24 (0.05) ‡ 居住區域 直轄市 56.24 (16.41) † 54.53 (15.68) † 0.14 (0.27) 省轄市 32.57 (41.35) 22.41 (39.51) -0.25 (0.68) 其他縣市 - - - PM10 * SO2 0.79 (0.04) ‡ 0.67 (0.04) ‡ -0.001 (0.001) † NO2 * O3 0.90 (0.13) ‡ 0.61 (0.12) ‡ -0.007 (0.002) † CO*居住區域 CO*直轄市 -47.90 (14.93)† -46.10 (14.27) † -0.12 (0.25) CO*縣轄市 -64.18 (49.52) -80.63 (47.32) -0.73 (0.81) CO*其他縣 - - - * 所有分析模式皆校正學童年齡、性別、身高2、體重、氣喘狀態、抽菸狀態、飲酒習慣、運動狀態、父母教育程度和室內 二手菸暴露 † p < 0.05 ‡ p < 0.001 表 1-5 利用複迴歸分析空氣污染物與肺功能之間的關係，在控制學童 年齡、性別、身高平方、體重、氣喘狀態、抽菸狀態、飲酒習慣、運動 狀態、父母親教育程度和室內二手菸暴露後，結果在 FVC 與 FEV1這兩 種肺功能指標顯示出的可能危害，像是 PM10、SO2、NO2和 O3與肺功能 呈現負相關，表示汙染愈嚴重其對肺功能影響力越高，但是 CO 卻與肺 功能呈現正相關，雖然已有加入 PM 與 SO 、NO 與 O 、CO 與居住區
第二部份：1996-1997 年台北市國中學童氣喘研究
1996-1997 北一區 氣喘問卷 共 9759 筆資料 可分析的問卷資料 共 9460 筆資料 排除身分證號不詳 及重複身分證號個案 共 299 筆資料 串聯資料檔並得到 空氣污染物暴露濃度 共 2061 筆資料 最後納入研究 共 2621筆資料 1. 選擇台北市 2. 隨機取樣個案 成功完成定位 共 5928 筆資料 氣喘 270 個案 正常 1534 個案 疑似氣喘 257 個案 住家及學校位置 進行地理定位 1995 環保署空氣品質資料 共 5 種污染物濃度 利用GIS進行台北市 空氣污染物濃度推估 圖9. 1996-1997 年台北市國中學童氣喘研究之資料結構圖 圖 9 為研究資料結構圖，本研究共有 2621 份氣喘問卷，再配合地理 資訊系統(GIS)進行學童住家以及就讀學校的地理定位(geocoding)後，最 後總共有2061 筆資料納入分析，地理定位的完成率約 78.6%，有關學童 住家、學校與空氣品質監測站的分布情況如圖10表2-1. 1996-1997 年台北市學童氣喘研究基本人口學特徵及室內污染源之比較 特徵 學童人數 氣喘人數 盛行率 (%) OR (95% CI) 總計 2061 270 13.10 性別 男性 991 132 13.32 1.05 (0.82 - 1.36) 女性 1070 138 12.90 1 學童抽菸狀態 有 64 13 20.31 1.73 (0.93 - 3.23) 沒有 1997 257 12.87 1 學童飲酒習慣* 有 54 12 22.22 1.90 (0.99 - 3.66) 沒有 2006 258 12.86 1 學童運動狀態* 常常 730 89 12.19 0.75 (0.52 - 1.08) 偶而 965 124 12.85 0.80 (0.57 - 1.12) 很少 364 57 15.66 1 父母教育程度* 大學、專科以上 817 125 15.30 1.66 (1.18 - 2.35) † 高中職 701 92 13.12 1.42 (0.99 - 2.04) 國中以下 539 53 9.83 1 父母氣喘狀態* 兩者皆有 7 2 28.57 2.81 (0.54 - 14.58) 只有母親有 49 17 34.69 3.86 (2.10 - 7.08)‡ 只有父親有 38 10 26.32 2.51 (1.21 - 5.24) † 兩者皆沒有 1960 241 12.30 1 室內二手菸* 有 1015 131 13.33 0.96 (0.74 - 1.24) 沒有 1043 139 12.91 1 家中鋪設地毯* 有 253 28 11.07 0.81 (0.54 - 1.24) 沒有 1799 241 13.40 1 室內空調* 有 1938 258 13.31 1.38 (0.75 - 2.54) 沒有 121 12 9.92 1 飼養寵物* 有 507 67 13.21 1.01 (0.75 - 1.36) 沒有 1548 203 13.11 1 拜香* 有 1255 161 12.83 0.92 (0.71 - 1.19) 沒有 794 109 13.73 1 家中炊食頻率* 每天 1688 208 12.32 0.68 (0.50 - 0.93) † 偶爾 365 62 16.99 1 家中可見到黴菌* 有 303 51 16.83 1.41 (1.01 - 1.97) † 沒有 1752 219 12.50 1 * 因為部分選項有遺漏值(missing data)，故合計後不等於總計人數 † P < 0.05 ‡ P < 0.0001
比較本研究族群人口學特徵以及室內污染源等氣喘相關影響因子(表 2-1)，發現父母親教育程度較高者，其患有氣喘的比率較高，父母教育程 度在大學、專科以上的族群，其氣喘盛行率為 15.3%，勝算比(OR)為 1.66(參考族群為教育程度在國中以下)，達統計上的顯著意義。此外，父 母親的氣喘狀態也與學童是否氣喘息息相關，研究顯示，只有母親有氣 喘的學童其氣喘盛行率為34.69%；只有父親有氣喘的盛行率為 26.32%， 其與父母親皆無氣喘族群相比之下(氣喘盛行率為 12.30%)，勝算比(OR) 分別為 3.86 和 2.51，均達統計上顯著意義。不過，若是父母親皆有氣喘 的情況下，學童罹患氣喘的盛行率為28.57%，勝算比為 2.81，但未達統 計上顯著意義。 在室內污染源部份，僅家中炊煮的頻率和家中可否見到黴菌和氣喘 有顯著相關，若家中炊煮的頻率較高，則與炊煮頻率較低族群相較之下 的勝算比(OR)為 0.68；而若家中可以見到黴菌，相較沒有見到黴菌族群 其勝算比(OR)為 1.40。其於室內污染源如室內二手菸、家中鋪設地毯、 室內空調、飼養寵物和拜香等影響因子，則與氣喘盛行率無顯著差異。 此外，本研究利用地理資訊系統(GIS)，將 1995 年大台北地區共 17
在位置的空氣污染物濃度。
表2-2. 1995 年台北市學童住家環境和學校空氣污染物濃度之相關性 空氣污染物 相關係數(r) p-value PM10 (μg/m3) 0.86 <0.0001 SO2 (ppb) 0.83 <0.0001 NO2 (ppb) 0.86 <0.0001 CO (ppm) 0.83 <0.0001 O3 (ppb) 0.86 <0.0001
* PM10, particles with aerodynamic diameter 10 μm or less; SO2, sulphur dioxide; NO2,
nitrogen dioxide; CO, carbon monoxide; O3, ozone.
表2-3. 1995 年台北市空氣污染物濃度時間加權平均(Time weighted average)
污染物 時間加權平均 標準差 最小值 中位數 最大值 第90 百分位數 PM10 (μg/m3) 58.25 3.36 49.79 58.14 77.29 60.92 SO2 (ppb) 8.41 1.07 6.30 8.30 14.76 9.39 NO2 (ppb) 32.61 3.45 24.59 32.72 51.29 35.45 CO (ppm) 1.51 0.39 1.07 1.41 4.29 1.78 O3 (ppb) 15.86 2.64 0.59 15.79 22.16 19.13
* PM10, particles with aerodynamic diameter 10 μm or less; SO2, sulphur dioxide; NO2, nitrogen dioxide; CO, carbon monoxide; O3,
ozone. 表2-4. 1995 年台北市不同空氣污染物其時間加權平均濃度之相關性 PM10 SO2 NO2 CO O3 r value PM10 1.00 0.94 ‡ 0.99 ‡ 0.90 ‡ -0.99 ‡ SO2 1.00 0.95 ‡ 0.95 ‡ -0.94 ‡ NO2 1.00 0.88 ‡ -0.99 ‡ CO 1.00 -0.91 ‡ O3 1.00
* PM10, particles with aerodynamic diameter 10 μm or less; SO2, sulphur dioxide; NO2,
nitrogen dioxide; CO, carbon monoxide; O3, ozone.
由表 2-2 相關性分析得知學童住家環境與學校環境的空氣污染物濃 度相關性，這五種主要污染物其相關係數約在0.83-0.86 之間，住家與學 校環境的空氣汙染物濃度大致上相同，仍有其差異性存在。圖16 呈現空 氣品質監測站2 公里內的學校，以及就讀該學校的學童住家分布(以士林 站為例)，從圖中即可發現學童的住家位置並不完全都在學校附近，仍有 不少的比率其住家位置是距離學校位置比較遠的，因此，本研究利用時 間加權平均濃度，採取住家環境16 小時，學校 8 小時的比例，進行空氣 污染物濃度的加權運算，五種主要污染物的時間加權平均濃度分佈如表 2-3。由表 2-4 相關性分析得知五種主要汙染物在時間加權平均後的濃 度，其相關性皆很高(r=0.88 ~ 0.99)，但值得注意的是 O3與其它四種污染 物皆呈現負相關。 表 2-5 利用複邏輯斯迴歸分析空氣污染物與氣喘之間的關係，所有分 析模式均控制學童年齡、性別、抽菸狀態、飲酒習慣和運動狀態。模式1 主要探討與父母親有關的因子與氣喘的關係，結果顯示父母親的教育程 度在大學/專科以上、只有母親有氣喘以及只有父親有氣喘的學童，其罹 患氣喘的勝算比分別是1.62、3.66 和 2.25，均達統計上顯著意義。模式 2
低的0.68 倍，此外，若家中可見到黴菌其學童罹患罹患氣喘的勝算比(OR) 是家中沒有見到黴菌的1.41 倍(95% CI: 1.00 - 1.96)。模式 3 主要探討空氣 污染物與氣喘的關係，從表中可看出僅NO2與氣喘有顯著相關(OR=3.18, 95% CI: 1.13 - 8.95)，其餘四種污染物與氣喘皆無顯著關係。最後，模式 4 則是混合模式 1 到模式 3 的所有因子，整體來看所有與氣喘有關的因子 跟氣喘之間關係，結果發現家中可否見到黴菌的室內污染源因子變的不 顯著，而只有父母親教育程度、母親有氣喘以及家中炊煮頻率等因子則 變得與氣喘相關性更強，勝算比(OR)分別為 1.66、3.82、0.70，其餘在各 模式中顯著的影響因子則是與氣喘的關係變弱，但仍皆呈現顯著意義。
表2-5. 1996-1997 年台北市學童氣喘狀態與相關影響因子之多變項邏輯斯迴歸分析(multivariate logistic regression) 影響因子 模式1 OR (95% CI) 模式2 OR (95% CI) 模式3 OR (95% CI) 模式4 OR (95% CI) 父母教育程度 大學、專科以上 1.62 (1.14 - 2.30)† 1.66 (1.13 - 2.43) † 高中職 1.36 (0.95 - 1.96) 1.39 (0.96 - 2.03) 國中以下 1 1 父母氣喘狀態 兩者皆有 2.80 (0.53 - 14.70) 2.83 (0.53 - 15.23) 只有母親有 3.66 (1.99 - 6.73)‡ 3.82 (2.05 - 7.12) ‡ 只有父親有 2.25 (1.07 - 4.73) † 2.15 (1.01 - 4.55) † 兩者皆沒有 1 1 室內二手菸 有 / 沒有 0.96 (0.74 - 1.25) 1.05 (0.80 - 1.39) 家中鋪設地毯 有 / 沒有 0.77 (0.51 - 1.18) 0.76 (0.50 - 1.16) 室內空調 有 / 沒有 1.34 (0.73 - 2.49) 1.26 (0.67 - 2.38) 飼養寵物 有 / 沒有 1.00 (0.74 - 1.36) 0.98 (0.72 - 1.33) 拜香 有 / 沒有 0.96 (0.73 - 1.26) 1.06 (0.80 - 1.41) 家中炊食頻率 每天 / 偶爾 0.68 (0.50 - 0.94) † 0.70 (0.50 - 0.96) † 家中可見到黴菌 有 / 沒有 1.40 (1.00 - 1.96) † 1.35 (0.96 - 1.90) PM10 高 / 低 1.14 (0.76 - 1.70) 1.12 (0.74 - 1.69) SO2 高 / 低 2.13 (0.25 - 18.03) 1.89 (0.22 - 16.17) NO2 高 / 低 3.18 (1.13 - 8.95) † 3.07 (1.06 - 8.87) † CO 高 / 低 0.36 (0.05 - 2.88) 0.44 (0.06 - 3.55) O3 高 / 低 1.06 (0.58 - 1.94) 1.20 (0.65 - 2.23) * 所有分析模式皆校正學童年齡、性別、抽菸狀態、飲酒習慣和運動狀態 † P < 0.05 ‡ P < 0.0001
第五章 討論
本研究主要利用地理資訊系統(GIS)的空間分析技術來作為環境暴露 評估的工具，得到一較為完整且全面性的濃度推估，並利用出生地的村 里中心點以及台北市的電子門牌，獲得每位學童的住家環境和學校環境 的空氣污染物濃度。同時亦考量到學童住家和學校環境的空氣污染物濃 度差異，發現 1996-1997 年台北市學童住家區域環境和學校環境在五種(PM10、SO2、NO2、CO、O3)主要汙染物的濃度上，其相關係數約在 0.83
到 0.86 之間，由於台北市的人口密集以及學校較多，學生多半會在住家 鄰近的國中就讀，因此住家區域環境和學校環境的汙染物濃度一致性較 高，若是採用測站附近挑選個案的方式，應是另一種可行的取樣方法。 但是 1995-1996 年台灣地區學童住家區域環境和學校環境在五種(PM10、 SO2、NO2、CO、O3)主要汙染物的濃度上，其相關係數約在 0.65 到 0.86 之間，很明顯的發現實際上學童住家區域和學校環境的空氣污染物濃度 是不一致的，由於在整個台灣地區教育資源並非均勻分配，仍有部分學 生須到外地求學，因此其住家區域和學校環境的空氣污染物濃度是有比 大的差異。因此，本研究利用時間加權平均濃度的方式來計算學童所暴 露到的環境汙染物濃度，作為學童的環境暴露指標，改善以往因資料或 技術上的問題，僅能以測站週遭學校作為選樣的樣本，並直接利用測站 的濃度值作為學童的環境暴露量，其所可能造成的偏差。
在肺功能研究部分，發現空氣污染對於學童的肺功能指標有可能性
危害，像是PM10、SO2、NO2與 O3，研究結果與 Clark 於 1999 年所發表
的文獻評論相似，該評論指出PM、SO2、NO2、抽菸與肺功能有關(Clark
et al., 1999)。
由於空氣污染物本身的交互作用複雜，混合汙染物有較單一汙染物 在分析上來的棘手，更明確的空氣污染物(尤其是交互作用)對肺功能的影
響力，值得進一步探討。如 Devalia 的研究指出 SO2、NO2或 SO2+NO2
對FVC、FEV1沒影響，可是 SO2+NO2與FEV1/FEV1 predicted 減少 20%
有關(Devalia et al., 1994)，因此，有關污染物之間的交互作用仍需作進一 步的研究。
此外，CO 在 FVC 和 FEV1的影響呈現正相關，在FEV1/FVC 則是呈
現負相關。雖然已經用居住區域當作一社會經濟指標放入模組中作為控
制變項，但仍無法完全解釋 CO 對肺功能所造成的效應，因此，除了現
有考慮的因子外，仍須考慮其他與CO 相關的影響因子，一同納入分析，
再重新檢視 CO 及其他污染物對學童肺功能之影響。例如在莫斯科的研
氣喘研究方面，父母親的氣喘狀態、父母親的教育程度、家中是否 可看到黴菌外，室外污染物(僅 NO2)與氣喘盛行率有關，這結果與 Lee 於 2001 年在台灣抽樣調查 35036 位國中小學同的研究結果一致，同樣發現 父母親的氣喘或是過敏狀態對學童氣喘的影響力遠高於其他因子(Lee et al., 2003)；而國外針對挪威和俄羅斯所做的研究也同樣發現：父母親有氣 喘、家中溼氣等因子較易引發氣喘，而寵物飼養、二手菸、地毯跟氣喘 盛 行 率 較 沒 關 係 ， 室 內 污 染 源 似 乎 不 是 影 響 氣 喘 盛 行 率 主 要 因 子 (Dotterud et al., 2001)。由於本研究在室內污染源部份僅以問卷作為評判 依據，所取得的室內污染源種類較少，因此，可能還有其他室內污染源 與氣喘之間的相關性，值得進一步探討。另外，由於氣喘並無標準的診 斷依據，在氣喘的分類依據上，雖然本研究將「疑似氣喘」歸類在「沒 有」氣喘的分類上，但是與將「疑似氣喘」歸類在「有」氣喘的分類上 或是將「疑似氣喘」從「沒有」氣喘的分類上排除，其結果並無太大的 差異，詳細結果請參閱附錄-表 3-1~表 6-5 雖然在室外污染物方面僅 NO2( 43 ppb)≧ 對學童氣喘造成影響，但其 它空氣污染物仍有其影響力存在，就像Moseler 於德國一個都市環境針對 氣喘兒童所做的研究也發現，當 NO2濃度大於 40μg/m3對於氣喘兒童肺
功能指標FEV1/FVC 以及 FEV1% predicted 會造成降低的危害(Moseler et
由於台北市是一高度都市化的城市，雖然 SO2、CO 濃度已較以前減
量很多，但高度密集的交通、建築，仍為空氣污染的重要來源之一。其 台北市氣喘率盛行的原因，除了空氣污染物、基因等影響外，西方生活 和建築型態(如通風不好)以及尋求醫療的頻率、社會環境可能都是造成此 一差異的原因(Dotterud et al., 2000; Loyo-Berrios et al., 2006)。
其他的空氣污染物雖然在本研究中對於氣喘盛行率的影響並不顯 著，但由於本研究在氣喘部分僅研究台北市，台北市相較台灣地區來說， 它是一個空氣污染較為均質的地區，因此不容易將高低污染區域界線作 劃分，也不容易看出空氣污染物與氣喘的關聯性(Hirsch et al., 1999)，使 得除了 NO2之外，其他的汙染物對於氣喘的影響力不易從分析中得知， 若是將研究區域擴大至台灣本島，應可看出空氣污染物對氣喘盛行率之 影響。
第六章 結論與建議
第一節 結論
研究發現學童的住家和學校環境的空氣污染物濃度並非一致，應將 不同環境的汙染物濃度進行合併處理後，再納入後續的研究分析。此外，
在學童肺功能部分，PM10、SO2、NO2和 O3對 FVC 與 FEV1有所影響，
而CO 的暴露增加則會明顯降低 FEV1/FVC，造成肺部的危害。至於在學 童氣喘部份，雖然高濃度 NO2( 43 ppb)≧ 的暴露其罹患氣喘的勝算比為 3.07(95% CI: 1.06 - 8.87)，但父母親是否有氣喘仍對學童氣喘狀態佔較大 的貢獻能力。 父母親的氣喘狀態、教育程度以及室內污染源對於學童的肺功能以 及氣喘有明顯的作用，但空氣污染物仍有其一定的影響力存在(尤其是 NO2)，而空氣污染物之間的交互作用對孩童的影響仍需進一步的探討與 研究。
第二節 研究限制
由於台灣在近 20 年才將地理資訊系統引進與利用，基本地理圖資仍 尚缺乏，相關的數位化圖層仍無法取得，如本研究所需的電子門牌地址 資料就不是每個縣市都已建置完畢，目前仍侷限於大都會區(如台北市、 台中市等等)，因此，在肺功能研究部分以學童的出生地作為住家指標，在本研究中仍有因遷移所造成的誤差，在這部份仍值得作進一步的控制 與探討。 而在空氣污染物推估的部份，由於台灣的地理型態分佈特殊，中央 山脈將台灣分隔成東西兩部份，在東部由於監測站較少且目前在利用地 理資訊系統作空間分析的推估時，無法將中央山脈所造成的屏障效應納 入考量，因此，東部推估出來的汙染物濃度可能較易受到西部監測站的 影響，部分地區有高估的現象，未來可考慮將台灣做地域性劃分，依不 同的地區來探討空氣污染與學童肺功能與氣喘之關係。 由於室外污染物會隨季節、氣候條件而有所不同，也有相關研究指 出氣候會干擾空氣污染與氣喘之關係(Barnett et al., 2005; Gergen et al., 2002; Ho et al., 2007)。此外，本研究在空氣品質資料的選取上僅將研究收 案期間的前一年空氣品質資料納入分析，但由於空氣品質資料取得不 易，希望將來可以再從空氣品質監測站資料中，蒐集更多學童早期的空 氣暴露資料，增加研究的準確度。因此，本研究僅以年平均的汙染物濃 度作為評估的指標，主要想探討空氣污染對肺功能與氣喘之整體影響， 日後可再加入季節、氣候等條件一同分析，增加分析的完整性。
關係，提供一種處理地理相關性的分析模式，作為環境暴露評估的考量。 但由於台灣的地形以及空氣污染物的分布有其地域性差異，因此，使用 地理資訊系統作為暴露評估工具時，仍有其限制及需要克服的議題。建 議在未來的相關研究，可以進一步整合空氣污染物之間的相關性後，再 探討空氣污染物與學童肺功能與氣喘的關係。
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附錄
表3-1. 1995-1996 台灣地區學童肺功能研究基本人口學特徵及相關影響因子之比較
FVC (ml) FEV1 (ml) FEV1/FVC (%)
特徵 學童人數
Mean±SD P Mean±SD P Mean±SD P
總計 59301 3105±681 2866±624 92.56±6.82 性別 <0.0001 <0.0001 <0.0001 男性 29914 3461±683 3170±636 91.77±6.69 女性 29387 2742±448 2556±428 93.37±6.85 學童氣喘狀態 <0.0001 0.30 <0.0001 有 15925 3128±689 2861±629 91.77±7.07 沒有 43376 3097±677 2867±662 92.86±6.70 學童抽菸狀態* <0.0001 <0.0001 <0.0001 有 1466 3526±704 3216±648 91.45±7.01 沒有 57211 3095±677 2858±621 92.60±6.81 學童飲酒習慣* <0.0001 <0.0001 <0.05 有 860 3449±740 3159±680 91.81±6.58 沒有 57769 3101±679 2862±622 92.58±6.82 學童運動狀態* <0.0001 <0.0001 <0.0001 常常 22576 3301±703 3038±647 92.28±6.67 偶而 28354 3007±642 2779±588 92.70±6.89 很少 7680 2896±609 2684±561 92.96±6.89 父母教育程度* <0.0001 <0.0001 0.29 大學、專科以上 8995 3174±684 2932±620 92.66±6.48 高中職 19632 3124±682 2884±625 92.60±6.75 國中以下 29281 3072±677 2835±622 92.54±6.94 室內二手菸* 0.07 <0.05 <0.001 有 35238 3101±678 2860±620 92.48±6.85 沒有 23021 3112±685 2876±629 92.71±6.74 居住區域 <0.0001 <0.0001 <0.0001 直轄市 8853 3200±686 2962±621 92.84±6.37 縣轄市 4938 3059±675 2802±627 91.84±7.51 其他 45510 3092±679 2854±622 92.59±6.82 * 因為部分選項有遺漏值(missing data)，故合計後不等於總計人數 ** 學童氣喘狀態：’’有’’，定義為氣喘個案，包含疑似氣喘；’’沒有’’，定義為非氣喘個案
表3-2. 1995-1996 年台灣地區學童肺功能與相關影響因子之複迴歸分析(multiple regression) FVC (ml) FEV1 (ml) FEV1/FVC (ml) 影響因子 β SE β SE β SE PM10 -7.02 (0.41) ‡ -5.92 (0.39) ‡ 0.02 (0.01) † SO2 -49.35 (3.09) ‡ -39.83 (2.95) ‡ 0.18 (0.05) † NO2 -21.63 (3.21) ‡ -12.91 (3.06) ‡ 0.21 (0.05) ‡ CO 232.21 (18.57) ‡ 182.97 (17.75) ‡ -0.84 (0.31) † O3 -16.45 (3.23) ‡ -7.35 (3.09) † 0.25 (0.05) ‡ 居住區域 直轄市 56.29 (16.41) † 53.96 (15.68) † 0.12 (0.27) 省轄市 32.31 (41.35) 20.73 (39.51) -0.30 (0.68) 其他縣市 - - - PM10 * SO2 0.79 (0.04) ‡ 0.67 (0.04) ‡ -0.002 (0.001) † NO2 * O3 0.90 (0.13) ‡ 0.61 (0.12) ‡ -0.007 (0.002) † CO*居住區域 CO*直轄市 -47.80 (14.93)† -45.59 (14.27) † -0.11 (0.25) CO*縣轄市 -63.63 (49.52) -78.54 (47.32) -0.68 (0.81) CO*其他縣 - - - * 所有分析模式皆校正學童年齡、性別、身高2、體重、氣喘狀態、抽菸狀態、飲酒習慣、運動狀態、父母教育程度和室內 二手菸暴露。氣喘狀態：’’有’’，定義為氣喘個案，包含疑似氣喘；’’沒有’’，定義為非氣喘個案。 † p < 0.05 ‡ p < 0.001
表4-1. 1995-1996 台灣地區學童肺功能研究基本人口學特徵及相關影響因子之比較---排除疑似氣喘個案 FVC (ml) FEV1 (ml) FEV1/FVC (%)
特徵 學童人數
Mean±SD P Mean±SD P Mean±SD P
總計 48204 3103±680 2867±623 92.66±6.80 性別 <0.0001 <0.0001 <0.0001 男性 24011 3469±679 3181±632 91.86±6.69 女性 24193 2740±447 2555±426 93.46±6.81 學童氣喘狀態 <0.0001 0.53 <0.0001 有 4828 3159±703 2862±633 90.90±7.42 沒有 43376 3097±677 2867±622 92.86±6.70 學童抽菸狀態* <0.0001 <0.0001 <0.0001 有 1097 3536±691 3233±635 91.67±6.90 沒有 46602 3093±677 2858±620 92.69±6.79 學童飲酒習慣* <0.0001 <0.0001 <0.05 有 607 3466±752 3179±674 92.02±6.32 沒有 47058 3099±678 2864±621 92.68±6.80 學童運動狀態* <0.0001 <0.0001 <0.0001 常常 18420 3302±704 3043±646 92.38±6.64 偶而 23087 3001±639 2779±586 92.80±6.85 很少 6128 2889±601 2680±554 93.02±6.96 父母教育程度* <0.0001 <0.0001 0.19 大學、專科以上 7456 3166±681 2927±617 92.73±6.47 高中職 15982 3122±682 2887±625 92.74±6.69 國中以下 23627 3071±677 2836±622 92.62±6.96 室內二手菸* 0.10 <0.05 <0.05 有 28272 3099±676 2861±619 92.59±6.81 沒有 19094 3109±685 2876±629 92.78±6.74 居住區域 <0.0001 <0.0001 <0.0001 直轄市 7064 3204±689 2970±624 92.97±6.35 縣轄市 3986 3056±673 2801±626 91.92±7.47 其他 37154 3089±678 2854±620 92.68±6.80 * 因為部分選項有遺漏值(missing data)，故合計後不等於總計人數 ** 學童氣喘狀態：’’有’’，定義為氣喘個案；’’沒有’’，定義為非氣喘個案
表4-2. 1994 年台灣地區學童住家環境和學校空氣污染物濃度之相關性---排除疑似氣喘個案 空氣污染物 相關係數(r) p-value PM10 (μg/m3) 0.86 <0.0001 SO2 (ppb) 0.78 <0.0001 NO2 (ppb) 0.69 <0.0001 CO (ppm) 0.69 <0.0001 O3 (ppb) 0.66 <0.0001
* PM10, particles with aerodynamic diameter 10 μm or less; SO2, sulphur dioxide; NO2,
nitrogen dioxide; CO, carbon monoxide; O3, ozone.
表4-3. 1994 年台灣地區空氣污染物濃度時間加權平均(Time weighted average)---排除疑似氣喘個案 污染物 時間加權平均 標準差 最小值 中位數 最大值 PM10 (μg/m3) 68.02 14.30 33.03 67.67 106.40 SO2 (ppb) 7.70 3.21 1.06 6.99 32.26 NO2 (ppb) 24.64 4.20 5.43 24.13 46.70 CO (ppm) 0.84 0.29 0.11 0.74 3.82 O3 (ppb) 20.18 2.71 2.73 20.48 31.35
* PM10, particles with aerodynamic diameter 10 μm or less; SO2, sulphur dioxide; NO2, nitrogen dioxide; CO,
carbon monoxide; O3, ozone.
表4-4. 1994 年台灣地區不同空氣污染物其時間加權平均濃度之相關性---排除疑似氣喘個案 PM10 SO2 NO2 CO O3 r value PM10 1.00 0.54 ‡ 0.14‡ -0.37 ‡ 0.23 ‡ SO2 1.00 0.54‡ 0.02 † -0.19 ‡ NO2 1.00 0.74 ‡ -0.57 ‡ CO 1.00 -0.51 ‡ O3 1.00
* PM10, particles with aerodynamic diameter 10 μm or less; SO2, sulphur dioxide; NO2, nitrogen
dioxide; CO, carbon monoxide; O3, ozone.
† p < 0.05 ‡ p < 0.001
表4-5. 1995-1996 年台灣地區學童肺功能與相關影響因子之複迴歸分析(multiple regression)---排除疑似 氣喘個案 FVC (ml) FEV1 (ml) FEV1/FVC (ml) 影響因子 β SE β SE β SE PM10 -7.22 (0.41) ‡ -5.97 (0.43) ‡ 0.02 (0.01) † SO2 -50.50 (3.09) ‡ -39.91 (3.24) ‡ 0.21 (0.06) † NO2 -21.46 (3.21) ‡ -14.11 (3.39) ‡ 0.16 (0.06) † CO 236.05 (18.57) ‡ 189.62 (19.72) ‡ -0.73 (0.34) † O3 -15.99 (3.23) ‡ -8.71 (3.41) † 0.18 (0.06) † 居住區域 直轄市 51.55 (18.24) † 57.24 (17.40) † 0.30 (0.30) 省轄市 32.82 (46.02) 45.07 (43.90) 0.44 (0.75) 其他縣市 - - - PM10 * SO2 0.81 (0.04) ‡ 0.67 (0.04) ‡ -0.002 (0.001) † NO2 * O3 0.89 (0.14) ‡ 0.67 (0.13) ‡ -0.005 (0.002) † CO*居住區域 CO*直轄市 -44.14 (16.60) † -46.79 (15.83) † -0.20 (0.27) CO*縣轄市 -65.38 (55.18) -109.41 (52.63) † -1.59 (0.90) CO*其他縣市 - - - * 所有分析模式皆校正學童年齡、性別、身高2、體重、氣喘狀態、抽菸狀態、飲酒習慣、運動狀態、父母教育程度和室內 二手菸暴露。氣喘狀態：’’有’’，定義為氣喘個案；’’沒有’’，定義為非氣喘個案 † p < 0.05 ‡ p < 0.001
