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1、 分类号分类号 学学 号号 M200975033 学校代码学校代码 10487 密密 级级 硕士学位论文硕士学位论文 焦炉焦炉逸散物致逸散物致心率变异性心率变异性降低及其降低及其与尿中与尿中多环芳烃代谢物的多环芳烃代谢物的关联研究关联研究 学位申请学位申请人人： 李晓海李晓海 学 科 专学 科 专 业业： 劳动卫生与环境卫生学劳动卫生与环境卫生学 指 导 教指 导 教 师师： 邬堂春邬堂春 教授教授 答 辩 日答 辩 日 期期： 2011 年年 12 月月 A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements f
2、or the Degree of Master The dose-response decrease in heart rate variability and its association with urinary metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbons in coke oven workersCandidate: Xiaohai Li Major: Occupational & Environmental Health Supervisor: Prof. Tangchun Wu Department of Occupational
3、and Environmental Health School of public health, Tongji Medical College Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei, 430030, P.R. China December 2011 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均以在文中以明确方式标明。本人完全意识到
4、，本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保 密，在_年解密后适用本授权书。 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日本论文属于 I 焦炉逸散物致心率变异性降低及其与尿中焦炉逸
5、散物致心率变异性降低及其与尿中 多环芳烃代谢物的关联研究多环芳烃代谢物的关联研究 学位申请人：李晓海 导 师：邬堂春 教授 摘摘 要要 空气污染可以导致心血管疾病的发病率和死亡率增加。心率变异性（heart rate variability，HRV）降低是心脏自主神经功能紊乱的一个标志，同时也是独立预测心血管疾病死亡率的指标，它和空气污染有关。空气污染是一种复合型污染，其来源很多，如汽车尾气、煤燃烧等。大量的研究报道汽车尾气可以导致 HRV 降低。 焦炉逸散物（coke oven emissions，COEs）是煤经高温热解生成焦碳的过程中产生的烟尘，其中含有大量的苯可溶物（benzene s
6、oluble matter，BSM） 、多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs） 、颗粒物（particulate matter，PM） 、二氧化硫（SO2）和一氧化碳（CO）等有毒物质。COEs 属于燃煤型污染，燃煤型污染是空气污染的重要来源，其污染物质的成分和含量不同于汽车尾气污染。工人长期暴露于 COEs 可以增加慢性阻塞性肺部疾病和动脉粥样硬化等心肺系统疾病发病风险。目前关于 COEs 暴露对 HRV 影响的报道较少。 PAHs 是 COEs 中主要的化学成分，是含碳氢化合物的燃料不完全燃烧产生的有毒物质。不仅在焦化厂、钢铁厂和火力发电厂等
7、许多工作场所空气中含有大量的 PAHs，生活环境中汽车尾气及香烟烟雾中等也含有 PAHs。PAHs 暴露不仅可以导致多种癌症发病率增加还可以导致心肌梗死发病风险增加。有研究测定了 40 名锅炉工人尿中1-羟基芘的浓度， 发现工人夜间HRV降低与尿中1-羟基芘水平有关。然而尿 1-羟基芘只是PAHs 中芘的暴露标志物， 并不能反映 PAHs 中其它物质如萘、芴和菲等暴露水平，这些物质在尿中的代谢物和 HRV 的关系还不是很清楚。 因此，我们推测 COEs 暴露可以导致工人 HRV 降低，并且 HRV 的降低和尿中多种 PAHs 代谢物浓度有关。我们选择武汉焦化厂 1333 名工人作为研究对象，I
8、I 测定办公室、附属、炉底炉侧、炉顶等作业区环境中的 COEs 浓度（BSM、16 种PAHs、PM10、PM2.5、SO2和 CO） ；用气相色谱-质谱联用仪测定尿中 10 种 PAHs代谢物； 用动态心电图监测仪测定工人 5 分钟 HRV 指数： NN 间期标准差 （standard deviation of NN intervals， SDNN） 、 相邻 NN 间期差值的均方根 （root mean square of successive differences in adjacent NN intervals， rMSSD） 、 低频 （low frequency， LF） 、高频
9、 （high frequency， HF） 、总功率（total power， TP） 。用多元线性模型分析 COEs暴露水平及 10 种尿中羟基多环芳烃浓度与 HRV 指数的趋势关系。 研究结果显示 COEs 浓度均在对照组最低， 随着附属， 炉侧炉底和炉顶依次增高；工人 HRV 指数 SDNN、rMSSD、HF、TP 随着 COEs 暴露水平升高而显著性降低（P趋势分别为：0.011、0.002、0.001、0.038） 。HRV（SDNN、rMSSD、LF、HF 和 TP） 在 2-羟基萘四分位组间均匀显著性差异 （P 值分别为 0.005、 0.043、 0.006、0.001和0.0
10、22） ， 且随着尿中2-羟基萘浓度增加显著性降低 （P趋势分别为： 小于0.001、0.004、小于 0.001、小于 0.001、0.002） 。HF 在 1-羟基萘和 9-羟基芴四分位分组间均有显著性差异（P 分别为 0.047 和 0.044） ，且随着 1-羟基萘和 9-羟基芴浓度升高而降低 （P趋势分别为0.005和0.023） 。 LF在1-羟基菲四分位组间差异显著 （P0.05） 。 HRV、尿中 PAH 代谢物与 COEs 暴露水平的联系，在校正潜在的影响因素后，趋势分析表明 HRV（包括 SDNN、rMSSD、HF 和 TP）随着 COEs 暴露水平增加而显著性降低（P趋势
11、分别为 0.011、0.002、0.001 和 0.038） 。简单线性回归模型分析表明尿中羟基 PAH（除了 4-羟基菲，P=0.864）均随着 COEs 暴露水平增加而显著性升高（P85%,低于检测限的用其检测限的一半代替。表 3 还说明了各 PAHs 代谢物的四分位数、最小值和最大值。 表 3. 工人尿中 PAHs 代谢物的分布情况（n=1333） PAHs 代谢物 几何均数 最小值 百分位数 最大值 (g/mmolcreatinine） 25th 50th 75th 萘代谢芴 1-羟基萘 1.66 0.04 0.94 1.57 2.89 65.29 2-羟基萘 1.49 0.05 0.
12、84 1.56 2.65 49.72 芴代谢芴 2-羟基芴 0.90 0.00 0.56 0.87 1.46 23.55 9-羟基芴 0.38 0.00 0.22 0.56 1.26 107.71 菲代谢物 1-羟基菲 0.76 0.00 0.39 0.85 1.61 24.05 2-羟基菲 0.29 0.00 0.19 0.30 0.54 4.06 3-羟基菲 0.33 0.00 0.20 0.36 0.62 6.53 4-羟基菲 0.22 0.00 0.13 0.33 0.71 64.24 9-羟基菲 0.73 0.00 0.40 0.74 1.40 25.32 芘代谢物 1-羟基芘 3.
13、38 0.03 1.85 3.37 6.10 39.86 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 17 2.2.2 尿中 PAHs 代谢物与 HRV 指数的联系 表 4 所示为每种 PAHs 代谢物四分位后 HRV 指数的变化趋势。校正年龄、性别、工龄、吸烟状态、饮酒、体重指数、锻炼和高血压，协方差分析表明，按尿中 2-羟基萘四分位分组，HRV（SDNN、rMSSD、LF、HF 和 TP）组间均匀显著性差异（P 值分别为 0.005、0.043、0.006、0.001 和 0.022） ，多元线性回归分析表明，随着尿中 2-羟基萘浓度增加 HRV 指数显著性降低
14、（P趋势分别为：小于 0.001、0.004、小于 0.001、小于 0.001、0.002） 。按尿中 1-羟基萘和 9-羟基芴分组，HF 组间差异显著（P 分别为0.047 和 0.044） ，且随着其浓度升高而降低（P趋势分别为 0.005 和 0.023） 。按尿中 1-羟基菲分组，HRV 指数 LF 组间差异显著（P2.89 SDNN（msec） 3.720.32 3.670.32 3.660.34 3.650.37 0.503 0.131 rMSSD（msec） 3.230.34 3.190.35 3.160.33 3.170.36 0.490 0.230 LF（msec2） 5.
15、940.87 5.870.89 5.800.80 5.761.02 0.047 0.005 HF（msec2） 5.150.91 4.960.95 4.890.92 4.890.99 0.051 0.011 TP（msec2） 7.080.69 7.000.73 6.930.70 6.910.84 0.128 0.020 2-羟基萘 2.65 SDNN（msec） 3.740.31 3.700.33 3.650.34 3.610.35 0.005 1.46 SDNN（msec） 3.630.34 3.700.33 3.670.34 3.670.34 0.624 0.468 rMSSD（msec） 3.130.30 3.210.35 3.180.35 3.180.34 0.502 0.491 LF（msec2） 5.850.84 5.890.92 5.820.86 5.840.95 0.716 0.271 HF（msec2） 4.960.98 5.050.97 4.950.94 4.950.94 0.585 0.219 TP（msec2） 6.940.76 7.020.77 6.970.71
