Dioksidi ya nitrojeni (NO₂) na ozoni (O₃) ni vichafuzi viwili vya gesi vinavyohusiana kwa nguvu katika kemia ya angahewa. Uhusiano huu huleta tatizo muhimu la kitakwimu kwa modeli za epidemiolojia zinazochunguza athari za kiafya za mfiduo wa muda mrefu kwa uchafuzi wa hewa. Ikiwa utafiti utaingiza NO₂ pekee kwenye modeli na kuacha O₃ nje, kwa sababu ya uhusiano kati ya vichafuzi hivyo viwili, kigezo cha NO₂ kinaweza pia kubeba sehemu ya athari ya O₃. Hii huitwa Upendeleo wa Kigezo Kilichoachwa — Omitted Variable Bias (OVB).

Kuingiza vichafuzi vyote viwili katika modeli moja kunaweza, kwa nadharia, kupunguza tatizo hili. Hata hivyo, uhusiano mkubwa kati ya NO₂ na O₃ unaweza sasa kusababisha multicollinearity na kuongezeka kwa variansi, hivyo kuongeza makosa ya kawaida. Aidha, katika fasihi idadi ya matokeo halisi ya kohorti yenye vichafuzi viwili ni ndogo zaidi kuliko matokeo ya kichafuzi kimoja.

Utafiti huu unatumia mbinu ya marekebisho ya OVB inayolenga kubadilisha matokeo ya tafiti za kichafuzi kimoja kuwa makadirio sawia ya vichafuzi viwili kwa kutumia uhusiano wa angahewa wa NO₂–O₃ na uwiano wa mikengeuko ya kawaida. Kisha watafiti waliunganisha makadirio haya yaliyorekebishwa na tafiti zilizopo za vichafuzi viwili katika uchanganuzi wa meta wa athari nasibu.

Katika uchanganuzi uliorekebishwa kwa OVB, kwa NO₂ ya muda mrefu, uwiano wa hatari wa vifo kutokana na sababu zote kwa kila ongezeko la 10 ppb uliripotiwa kuwa RR = 1,076 na kipindi cha kujiamini cha %95 kuwa 1,040–1,112. Kwa O₃, RR iliyorekebishwa = 1,015 na kipindi cha kujiamini cha %95 ni 0,984–1,048. Kwa hiyo, uhusiano chanya kati ya NO₂ na vifo unaendelea baada ya marekebisho ya O₃, ilhali matokeo huru kwa O₃ si muhimu kitakwimu.

Matokeo haya yanategemea uchanganuzi wa meta wa tafiti za kohorti za uchunguzi na modeli ya kihisabati ya kurekebisha upendeleo. Matokeo haya peke yake hayathibitishi kwamba NO₂ husababisha moja kwa moja, kwa njia ya kisababishi, idadi fulani ya vifo.

Kwa nini NO₂ na O₃ haziwezi kutenganishwa kwa urahisi?

Katika troposfera, NO, NO₂ na O₃ zimeunganishwa kupitia miitikio ya haraka ya fotokemia. Katika vituo vya miji yenye msongamano mkubwa wa trafiki, kwa sababu NO hutumia O₃, NO₂ na O₃ mara nyingi zinaweza kuonyesha uhusiano hasi. Katika maeneo ya nje ya miji au katika mifumo tofauti ya fotokemia, vichafuzi hivyo viwili vinaweza kuonyesha uhusiano chanya.

Kwa hiyo, uhusiano wa NO₂–O₃ unaweza kubadilika kulingana na jiografia, si tu kwa nguvu bali pia kwa ishara yake.

Kichafuzi mwenza kinapoachwa nje ya modeli ya regresha, mwelekeo wa uhusiano unaweza pia kubadilisha mwelekeo wa upendeleo unaotokea katika kigezo cha kichafuzi lengwa.

Upendeleo wa Kigezo Kilichoachwa Unawezaje Kubadilisha Makadirio ya NO₂?

Uhusiano msingi wa OVB uliotumiwa katika utafiti ni:

\[ \beta_1^* = \beta_1 + \rho \left( \frac{\sigma_2}{\sigma_1} \right) \beta_2 \]

kama ifuatavyo.

Hapa \(\beta_1^*\) huwakilisha kigezo lengwa kinachofanana na NO₂ kinachoonekana katika modeli ya kichafuzi kimoja, \(\beta_1\) athari huru ya kichafuzi lengwa, \(\beta_2\) athari ya kichafuzi mwenza ambacho hakijaingizwa kwenye modeli, \(\rho\) uhusiano kati ya vichafuzi viwili, na \(\sigma_1,\sigma_2\) mikengeuko ya kawaida ya mgawanyo wa vichafuzi.

Kwa mfano, ikiwa NO₂ na O₃ zina uhusiano hasi na athari ya O₃ kwa afya ni chanya, kuondoa O₃ kwenye modeli kunaweza kuelekeza kigezo cha NO₂ kwa upendeleo wa chini. Katika maeneo yenye uhusiano chanya, utaratibu huohuo unaweza kufanya kazi kwa mwelekeo wa kinyume.

Kwa hiyo, badala ya kutumia uhusiano mmoja wa kimataifa wa NO₂–O₃, watafiti walijaribu kulinganisha muundo wa uhusiano wa angahewa na maeneo ya tafiti.

Data za Uhusiano Zilitoka Wapi?

Kwa kuwa tafiti nyingi za kohorti hazikuripoti kigezo chao cha uhusiano wa NO₂–O₃ au uwiano wa mikengeuko ya kawaida, watafiti walitumia vyanzo vya nje vya data za angahewa.

Vyanzo vikuu:

• Copernicus Atmosphere Monitoring Service — CAMS reanalysis,
• Tropospheric Ozone Assessment Report — TOAR,
• China National Environmental Monitoring Centre — CNEMC.

Data za CAMS ziliwakilisha muundo wa angahewa wa kimataifa kwa azimio la takriban 0,75° × 0,75°, huku TOAR na CNEMC zikitoa ulinganisho na data za vituo vya uchunguzi wa uso wa ardhi.

Faida ya mbinu hii ni uwezo wa kujaza taarifa za uhusiano zinazokosekana katika kohorti zilizochapishwa kwa kutumia data za angahewa za kimataifa. Hata hivyo, haipaswi kudhaniwa kwamba data za gridi za nje zinawakilisha kikamilifu uhusiano halisi wa mfiduo wa mtu binafsi katika kila kohorti.

Ni Tafiti Gani Zilitumika Katika Utafutaji wa Fasihi?

Katika utafutaji wa PubMed, Embase na Web of Science, uchanganuzi wa meta wa benchmark wa awali ulisasishwa na tafiti zilizochapishwa kati ya Januari 2022–Desemba 2024 zilitafutwa pia kando.

Katika utafutaji wa awali, machapisho 2.711 kwa O₃ na 886 kwa NO₂ yalipatikana.

Vigezo vya kujumuisha:

• utafiti asilia wa kohorti unaotegemea idadi ya watu kwa ujumla,
• mfiduo wa muda mrefu wa nje kwa NO₂ au O₃,
• matokeo ya vifo kutokana na sababu zote,
• kuripotiwa kwa RR au HR na kipindi cha kujiamini cha %95,
• uchanganuzi wa mkusanyiko wa kichafuzi kama kigezo endelevu.

Mfululizo wa muda mfupi, mapitio, majaribio ya wanyama na tafiti zisizokuwa na matokeo ya hatari yanayoweza kubadilishwa zilitengwa.

Katika sehemu ya matokeo imeelezwa kuwa tafiti 80 za kohorti zilijumuishwa; 66 ziliripoti matokeo ya NO₂ na 46 ziliripoti matokeo ya O₃.

Uchanganuzi wa Meta wa Kawaida Ulionyesha Nini?

Katika uchanganuzi naïve uliounganisha matokeo ya kichafuzi kimoja na vichafuzi viwili bila kuyatenganisha, kwa NO₂ takriban:

\[ RR=1.086 \]

ilipatikana.

Kwa O₃:

\[ RR=1.019 \quad (95\%\,GA:0.986-1.052) \]

iliripotiwa.

Katika uchanganuzi wote wawili, utofauti ni mkubwa sana:

\[ I^2_{NO_2}=99.3\% \]

na:

\[ I^2_{O_3}=99.7\%. \]

Utofauti huu mkubwa unaonyesha kwamba maeneo tofauti, mbinu za kutathmini mfiduo na makundi ya watu si sawia kikamilifu chini ya ukubwa mmoja wa athari ya pamoja.

Marekebisho ya OVB Yalibadilishaje Matokeo ya NO₂?

Wakati matokeo ya moja kwa moja ya vichafuzi viwili pekee yalipotumiwa, kwa NO₂ kutoka tafiti nane:

\[ RR=1.120 \quad (95\%\,GA\approx1.057-1.187) \]

ilipatikana.

Matokeo ya kichafuzi kimoja yaliyorekebishwa kwa OVB yalipoongezwa pia katika uchanganuzi, chanzo kinaripoti:

\[ \boxed{ RR=1.076 \quad (95\%\,GA:1.040-1.112) } \]

thamani hiyo.

Matokeo haya yanaonyesha, chini ya dhana za utafiti, kwamba kila ongezeko la 10 ppb katika mfiduo wa muda mrefu wa NO₂ linahusishwa na takriban %7,6 ya hatari ya jamaa iliyo juu zaidi ya vifo kutokana na sababu zote.

Thamani hii ya %7,6 si ongezeko la pointi 7,6 za asilimia katika uwezekano kamili wa kifo na haipaswi kufasiriwa peke yake kama athari ya kisababishi.

Kwa Nini Matokeo ya O₃ ni Tofauti?

Makadirio ya O₃ yaliyorekebishwa kwa OVB:

\[ RR=1.015 \quad (95\%\,GA:0.984-1.048) \]

yalipatikana.

Kwa kuwa kipindi cha kujiamini kinajumuisha 1, chanzo hakichukulii matokeo haya kuwa muhimu kitakwimu.

Hali hii haionyeshi kwamba O₃ haina athari yoyote kwa afya. Utafiti haukuweza tu kugundua uhusiano huru ulio wazi kwa kipimo maalumu cha mfiduo wa muda mrefu wa O₃ na matokeo ya vifo kutokana na sababu zote baada ya marekebisho ya NO₂ confounding.

Kauli “Watu Bilioni 2,643 Waliathirika” Inamaanisha Nini?

Katika uchanganuzi wa anga wa utafiti, watafiti walihesabu idadi ya watu wanaoishi katika seli za gridi duniani ambako athari ya pamoja ya NO₂–O₃ ilichukuliwa na modeli kuwa muhimu kitakwimu.

Wakati modeli ya kawaida ya vichafuzi viwili iliweza kutambua kama muhimu seli zinazojumuisha takriban watu milioni 109, katika modeli iliyorekebishwa kwa OVB thamani hii iliongezeka hadi takriban watu bilioni 2,643.

Nambari hii si idadi ya vifo.

Nambari hii pia si ushahidi wa kliniki kwamba kila mmoja wa watu bilioni 2,643 amedhurika binafsi kutokana na uchafuzi wa hewa.

Ufafanuzi sahihi ni jumla ya idadi ya watu wanaoishi katika seli za gridi zinazotimiza kigezo cha umuhimu wa anga cha modeli.

Chanzo kinaripoti kufunikwa na modeli kwa takriban bilioni 2,193 katika Asia, milioni 169 katika Ulaya na milioni 105 katika Amerika Kaskazini.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Usanifishaji wa fasihi

Vitengo vya vichafuzi vilibadilishwa kuwa ppbv na uwiano wa hatari ukasanifishwa kwa kila ongezeko la 10 ppbv.

Ili kufanya mfiduo wa O₃ ulinganishwe kati ya tafiti tofauti, ulibadilishwa kuwa kipimo cha mkusanyiko wa juu zaidi wa kila siku wa saa 8 katika msimu wa joto wa miezi 6 — 6mDMA8.

Tathmini ya hatari ya upendeleo

Zana ya WHO ya Risk of Bias ilitumika na hasa udhibiti wa co-pollutant confounding ulitathminiwa.

Kulingana na chanzo, sehemu kubwa ya tafiti ilikuwa na hatari ya kati au ya juu katika eneo hili.

Uchanganuzi wa meta

Kwa sababu ya utofauti mkubwa kati ya tafiti, modeli ya athari nasibu ilitumika.

Matokeo naïve ya NO₂

Takriban RR = 1,086 na utofauti mkubwa sana viliripotiwa.

Matokeo naïve ya O₃

RR = 1,019 (0,986–1,052) na I² = %99,7 viliripotiwa.

Matokeo ya moja kwa moja ya NO₂ katika modeli ya vichafuzi viwili

RR = 1,120; takriban %95 GA = 1,057–1,187.

Matokeo ya NO₂ yaliyorekebishwa kwa OVB

RR = 1,076; %95 GA = 1,040–1,112.

Matokeo ya O₃ yaliyorekebishwa kwa OVB

RR = 1,015; %95 GA = 0,984–1,048.

Usahihi wa kitakwimu

Iliripotiwa kuwa kipindi cha kujiamini kwa NO₂ kilipungua kwa takriban %44 ikilinganishwa na modeli ya vichafuzi viwili.

Uhusiano wa anga

Katika viini vya miji, uhusiano wa NO₂–O₃ ulikuwa hasi kwa sehemu kubwa, na ulikuwa chanya katika baadhi ya maeneo ya upande wa chini wa upepo na katika mifumo tofauti ya fotokemia.

Kufunikwa kwa idadi ya watu duniani

Modeli iliyorekebishwa kwa OVB ilihesabu kwamba takriban watu bilioni 2,643 wanaishi katika seli za gridi ambako athari muhimu ya pamoja iligunduliwa; thamani inayolingana katika modeli ya kawaida ni takriban milioni 109.

Matokeo yanayoungwa mkono na utafiti

• Kubadilika kwa mwelekeo wa uhusiano wa NO₂–O₃ kulingana na jiografia kunaweza kuunda OVB katika mielekeo tofauti katika modeli za kichafuzi kimoja.
• Marekebisho ya OVB yanatoa mbinu ya kujumuisha taarifa kutoka tafiti za kichafuzi kimoja katika uchanganuzi wa meta wa vichafuzi viwili.
• Uhusiano chanya kati ya NO₂ na vifo kutokana na sababu zote unaendelea hata baada ya marekebisho haya kwa O₃.
• Makadirio huru yaliyorekebishwa kwa O₃ si muhimu kitakwimu katika uchanganuzi huu.
• Kubadilisha na kujumuisha tafiti zaidi kumepunguza kipindi cha kujiamini cha makadirio ya NO₂.
• Utofauti wa anga katika kemia ya angahewa ya NO₂–O₃ ni jambo linalopaswa kuzingatiwa katika makadirio ya athari za kiafya.

Matokeo yasiyoungwa mkono na utafiti

• Haijathibitishwa kwa uhakika na uchanganuzi huu wa meta kwamba NO₂ husababisha vifo kwa njia ya kisababishi.
• Marekebisho ya OVB hayaondoi vyanzo vyote vya upendeleo na confounding katika epidemiolojia.
• Thamani ya bilioni 2,643 haiwezi kusemwa kuwa idadi ya vifo.
• Haiwezi kuhitimishwa kwamba O₃ haina athari yoyote kwa afya.
• Haiwezi kudhaniwa kuwa muundo wa uhusiano wa NO₂–O₃ ni sawa katika maeneo yote ya kijiografia.
• Licha ya utofauti mkubwa sana, haiwezi kusemwa kwamba pooled RR moja inawakilisha hatari ileile ya mtu binafsi kwa kila jamii.

Maelezo ya kuripoti ndani ya chanzo

Chanzo kinaripoti kuwa tafiti 80 zilijumuishwa, ilhali idadi zilizotolewa kwa Amerika Kaskazini, Ulaya na Asia zina jumla ya 78.

Kipindi cha kujiamini naïve cha NO₂ kina tofauti ndogo kati ya maandishi makuu na Table 1.

Kikomo cha juu cha kujiamini cha uchanganuzi wa moja kwa moja wa NO₂ wa vichafuzi viwili kimetolewa kama 1,187 katika maandishi makuu na 1,186 katika jedwali.

Tofauti hizi zinapaswa kukaguliwa katika toleo la mwisho lililopitiwa na wataalamu wenza.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Utafiti asilia:Long-term Exposure to Photochemical Oxidants and All-Cause Mortality: A Meta-Analysis of Two-Pollutant Models with Omitted Variable Bias Correction

Waandishi: Xinshuai Song; Jianyu Deng; Ning Kang; Peng Zhou; Mingjin Tang; Tao Xue.

Taasisi husika: Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences; Peking University Health Science Centre; National Institute of Health Data Science at Peking University; Peking University College of Environmental Sciences and Engineering; University of Chinese Academy of Sciences; Tianjin University.

Aina ya chanzo: Preprint.

Hali ya mapitio ya wenza: PDF ya chanzo imeandikwa wazi “Preprint not peer reviewed”.

SSRN abstract ID: 6959529.

Muundo wa utafiti: Mapitio ya kimfumo ya tafiti za kohorti, uchanganuzi wa meta wa athari nasibu na marekebisho ya OVB kwa mfiduo wa muda mrefu wa NO₂/O₃ na vifo kutokana na sababu zote.

Data za nje za angahewa: CAMS reanalysis; TOAR; CNEMC.

Ufadhili: National Natural Science Foundation of China — 42321003, 42422507, 42375179; National Key R&D Program of China — 2022YFC3703000, 2023YFC3708304; Beijing Natural Science Foundation — JQ24052.

Mgongano wa maslahi: Waandishi hawakuripoti maslahi yoyote ya kifedha yanayojulikana au uhusiano wa kibinafsi unaoweza kuathiri utafiti.

Vikwazo vikuu vya kimetodolojia: Marekebisho ya OVB yanategemea kulinganisha kwa usahihi uhusiano kati ya vichafuzi na uwiano wa mikengeuko ya kawaida. Katika tafiti nyingi asilia, udhibiti wa co-pollutant confounding hautoshi. Katika uchanganuzi naïve wa meta, utofauti ni I² > %99. Gridi za nje za angahewa huenda zisiwakilishe kikamilifu mfiduo wa mtu binafsi. Kwa kuwa utafiti unaunganisha matokeo ya kohorti za uchunguzi, usababishaji hauwezi kuthibitishwa na utafiti huu pekee.

Maelezo ya hakimiliki / matumizi tena: Hakuna leseni ya Creative Commons inayoonekana kwenye preprint iliyopakiwa. Forest plot, ramani za kimataifa na graphical abstract kutoka chanzo hazipaswi kutumiwa tena moja kwa moja; kwa Verianla, mahusiano ya kisayansi yanapaswa kuchorwa upya kwa usanifu huru wa kuona.

Kanuni ya uwasilishaji ya Verianla: Maudhui haya si tafsiri kamili ya maandishi ya preprint ya chanzo. Mlinganyo wa OVB, matokeo ya uchanganuzi wa meta, utaratibu wa uhusiano, hesabu ya kufunikwa kwa idadi ya watu na vikwazo vya kimetodolojia vimehifadhiwa; utafiti umeelezwa upya kwa muundo huru, wa kufundisha na unaozingatia mipaka ya usababishaji.