ARTIGO ARTICLE

 

Poluição do ar e doenças respiratórias e cardiovasculares: estudo de séries temporais em Cubatão, São Paulo, Brasil

 

Air pollution and respiratory and cardiovascular diseases: a time series study in Cubatão, São Paulo State, Brazil

 

La contaminación del aire y las enfermedades respiratorias y cardiovasculares: estudio de series temporales en Cubatão, São Paulo, Brasil

 

 

Adelaide Cassia NardocciI; Clarice Umbelino de FreitasII; Antonio Carlos Monteiro Ponce de LeonIII; Washington Leite JungerIII; Nelson da Cruz GouveiaII

IFaculdade de Saúde Pública, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brasil
IIFaculdade de Medicina, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brasil
IIIInstituto de Medicina Social, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brasil

Correspondência

 

 


RESUMO

Foi avaliado o impacto da poluição do ar nas internações por doenças respiratórias e cardiovasculares em residentes do Município de Cuba-tão, São Paulo, Brasil. Utilizaram-se modelos de séries temporais, com modelos aditivos generalizados, em regressão de Poisson, testando como variáveis independentes as concentrações diárias de material particulado (PM10); dióxido de enxofre (SO2) e o ozônio (O3). Como variáveis de controle a temperatura, umidade, dias da semana e feriados. Para cada incremento de 10µg/m3 de PM10, encontrou-se um excesso de internações de 4,25% (IC95%: 2,82; 5,71); 5,74% (IC95%: 3,80; 7,71) e 2,29% (IC95%: 0,86; 3,73) para doenças respiratórias totais, doenças respiratórias em menores de 5 anos e doenças cardiovasculares em maiores de 39 anos, respectivamente. O SO2 apresentou relação com as doenças cardiovasculares em maiores de 39 anos de 3,51% (IC95%: 1,24; 5,83) e o O3 com as doenças cardiovasculares em maiores de 39 anos: 2,85% (IC95%: 0,77; 4,98) e doenças respiratórias em menores de 5 anos: 3,91% (IC95%: 1,37; 6,51). Os efeitos da poluição atmosférica na saúde em Cubatão são pronunciados, indicando a necessidade de melhoria das políticas de controle.

Poluição do Ar; Doenças Respiratórias; Doenças Cardiovasculares; Estudos de Séries Temporais


ABSTRACT

This study evaluated the association between air pollution and hospital admissions due to respiratory and cardiovascular diseases in Cubatão, São Paulo State, Brazil. Generalized additive Poisson regression models were used to model daily concentrations of particulate matter (PM10), sulfur dioxide (SO2), and ozone (O3) and daily hospital admissions counts. Explanatory variables were temperature, relative humidity, day of the week, and holidays. For each increment of 10µg/m3 in PM10, we found an excess of 4.25 % (95%CI: 2.82; 71), 5.74% (95%CI: 3.80; 7.71), and 2.29% (95%CI: 0.86; 3.73) in admissions due to respiratory diseases for all ages, respiratory diseases in children under 5 years old, and cardiovascular diseases in adults over 39 years of age, respectively. For SO2, the increase was 3.51% (IC95%: 1.24; 5.83) for cardiovascular diseases in adults more than 39 years. For O3, the increase was 2.85% (IC95%: 0.77; 4.98) for cardiovascular diseases in adults more than 39 years of age and 3.91% (IC95%: 1.37; 6.51) for respiratory diseases in children under 5 years old. Air pollution has serious impacts on health in Cubatão, thus emphasizing the need for air quality control policies.

Air Pollution; Respiratory Tract Diseases; Cardiovascular Diseases; Time Series Studies


RESUMEN

Se utilizaron análisis de series temporales con modelos aditivos generalizados en regresión de Poisson, además, para la prueba de las variables independientes se consideraron las concentraciones diarias de material particulado (PM10), dióxido de azufre (SO2) y ozono (O3). Como variables de control se consideraron: la temperatura, humedad, los días de la semana y festivos. Por cada incremento de PM10 10µg/m3, se encontró un exceso de hospitalizaciones de un 4,25% (IC95%: 2,82; 5,71), 5,74% (IC95%: 3,80; 7,71) y 2,29% (IC95%: 0,86; 3,73) para las enfermedades respiratorias en todas las edades, las enfermedades respiratorias en niños menores de 5 años y la enfermedad cardiovascular en adultos mayores de 39 años, respectivamente. El SO2 se relacionó con las enfermedades cardiovasculares en adultos mayores de 39 años en el 3,51% (IC95%: 1,24; 5,83) y O3 con enfermedades cardiovasculares en adultos mayores de 39 años: 2,85% (IC95%: 0,77; 4,98) y enfermedades respiratorias en niños menores de 5 años: 3,91% (IC95%: 1,37; 6,51). Los efectos de la contaminación atmosférica sobre la salud en Cubatão son elevados, lo que indica la necesidad de revisión en las políticas públicas de control.

Contaminación del Aire; Enfermedades Respiratorias; Enfermedades Cardiovasculares; Estudios de Series Temporales


 

 

Introdução

Cubatão, Estado de São Paulo, Brasil, é um dos pólos industriais mais importantes e complexos do país, composto por indústrias do setor petroquímico, siderúrgico e de fertilizantes. Na década de 1970 e 1980, ficou conhecida como uma das cidades mais poluídas do mundo em função das grandes emissões industriais, da topografia acidentada e de condições meteorológicas desfavoráveis à dispersão dos poluentes.

Segundo dados da Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental de São Paulo (CETESB) 1, são 230 fontes industriais prioritárias de queima de combustíveis fósseis, as quais lançam anualmente para a atmosfera 3,7x103 toneladas de CO, 1,9x103 toneladas de HC, 6,3x103 toneladas de NOx, 16,4x103 toneladas de SOx e 5,2x103 toneladas de material particulado.

Apesar dos esforços empreendidos e da redução sistemática da emissão de poluentes nas últimas décadas, os padrões de qualidade do ar são frequentemente ultrapassados, em especial na Vila Parisi e no Vale do Mogi. No entanto, mesmo com uma situação crítica de poluição, são poucos os estudos que avaliam o impacto da poluição do ar na saúde da população 2,3,4,5.

Os estudos de séries temporais epidemiológicas têm sido tradicionalmente utilizados para o estabelecimento de associação entre efeitos de curto-prazo na saúde e a exposição aos poluentes atmosféricos 6,7,8,9. Apresentam como vantagens a possibilidade de uso de dados secundários os quais são de baixo custo e de fácil obtenção no Departamento de Informática do SUS (DATASUS. http://www.datasus.gov.br). As análises estatísticas, apesar de serem complexas, podem ser realizadas com o uso da biblioteca ARES do pacote estatístico R (The R Foundation for Statistical Computing, Viena, Áustria; http://www.r-project.org), onde os métodos são padronizados e o acesso é público 10.

A avaliação do impacto global da poluição do ar na saúde, por meio de estudos de séries temporais, é importante para fortalecer a implantação da vigilância em saúde ambiental pelo setor saúde. Seu resultado mostra a estimativa direta do risco de adoecimento da população em função da variação das concentrações dos poluentes atmosféricos. Os impactos identificados podem ser monitorados ao longo do tempo, permitindo a avaliação da eficácia de medidas de controle.

Este trabalho tem por objetivo a realização de estudo de séries temporais das internações hospitalares por doenças respiratórias e cardiovasculares e sua relação com a poluição do ar na cidade de Cubatão, como parte do Projeto de Avaliação de Impacto da Poluição do Ar nas Cidades Brasileiras, do Ministério da Saúde.

 

Método

O Município de Cubatão está localizado a 40km da capital do estado, São Paulo (Figura 1). A maior parte da área total do município (142km2) é recoberta por vegetação (77%) e a região urbana ocupa cerca de 10km2, o que corresponde a 6% da área desta Unidade Federativa. A atividade industrial, principal atividade econômica, ocupa 15km2 e a população, segundo o Censo Demográfico de 2010 (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. http://www.ibge.gov.br), é de 118.720 habitantes.

O município conta atualmente com três estações de monitoramento da qualidade do ar operadas pela CETESB, as quais estão localizadas na área industrial (Vila Parisi); no centro da cidade; e no Bairro Vale do Mogi, medindo as concentrações horárias de material particulado (PM10), ozônio (O3), dióxido de nitrogênio (NO2), dióxido de enxofre (SO2) e variáveis meteorológicas: temperatura e umidade. Neste estudo foi considerada para fins de análise apenas a estação localizada na área urbana de Cubatão. As demais estações de monitoramento da qualidade do ar existentes no município (Vila Parisi e Vale do Mogi) não foram utilizadas. A primeira por se encontrar muito próxima ao parque industrial e a segunda devido ao fao de ter seu início de operação muito recente. A partir dos dados meteorológicos e de poluentes horários, foram calculados valores diários segundo: médias diárias para material particulado, dióxido de enxofre, temperatura e umidade. Para o ozônio e o dióxido de nitrogênio foi utilizada a maior concentração horária do dia 1.

Dados de internações hospitalares foram obtidos do Sistema de Informações Hospitalares (SIH) do DATASUS para o município em estudo, de 2000 a 2008, período este considerado inicialmente para análise.

Na medida em que foram observadas grandes lacunas de informações de poluentes neste período e com a finalidade de facilitar a seleção daquele a ser considerado nas análises, foi construído portal de informações no âmbito do Projeto de Avaliação de Impacto da Poluição do Ar nas Cidades Brasileiras (http://www.observandosaopaulo.com.br/).

O portal construído refere-se às Autorizações de Internação Hospitalar (AIH) sistematizadas pelo DATASUS, onde os dados foram agrupados por dia, ou seja, contagens diárias de internações pelas causas investigadas: doenças respiratórias (CID10: J00-J99) totais; doenças respiratórias (CID10: J00-J99) em menores de 5 anos (DRC) e doenças cardiovasculares (CID10: I00-I99) em maiores de 39 anos (DCV), as quais se utilizou como variáveis dependentes nos modelos. Foram então agregadas as variáveis de poluentes, meteorológicas e variáveis indicadoras dos feriados nacionais, estaduais e da cidade de Cubatão. As bases foram avaliadas para obtenção do maior período em que se dispusesse de informações diárias de poluentes, temperatura e umidade, aceitando-se perda de no máximo 15% dos dias no período para cada variável ambiental. Após esta avaliação foi eleito o período de estudo de 2003 a 2008 por apresentar maior completude dos dados.

Como variável de exposição se utilizaram os valores das concentrações de PM10, O3 e SO2 e como controles, foram introduzidas nos modelos a temperatura e a umidade relativa do ar.

A análise de séries temporais foi realizada com a biblioteca ARES para o aplicativo R disponível em Junger 10, assumindo-se um nível de significância de 5% em todas as defasagens, simples ou cumulativas, utilizadas. Foram construídos modelos explicativos para contagens de internações pelas causas pesquisadas ao longo do tempo. Os modelos propostos pertencem à classe de modelos aditivos generalizados (GAM), com a opção de regressão de Poisson, segundo a equação:

Onde Yt e X1t são os números de eventos mórbidos e o nível de um dado poluente no dia t, respectivamente; Xit são as variáveis preditoras, que inclui o tempo, e Si são as funções de amaciamento, utilizando natural splines. Após a construção do modelo de trabalho (core model) contendo todas as variáveis de controle e da verificação de sua adequação, foram introduzidos, individualmente, os poluentes em defasagens de até cinco dias (lag simples) e verificado também o efeito cumulativo neste período, utilizando um modelo polinomial de defasagens distribuídas 11.

Na função de amaciamento para tempo utilizaram-se 1 e 3 graus de liberdade (gl) por ano para doenças cardiovasculares e respiratórias, respectivamente. Para a média diária de temperatura e umidade foram utilizados 3 e 2 graus de liberdade para todo o período. Foram acrescentadas também variáveis indicadoras (dicotômicas) para os dias da semana e os feriados, tendo-se testado a sua significância. Os feriados com significância de até 0,09 foram agrupados segundo a direção do seu efeito: positiva ou negativa. No processo de modelagem da série temporal buscou-se minimizar o AIC (critério de informação de Akaike) e otimizar a função de autocorrelação parcial (PACF).

O efeito dos poluentes foi estimado acrescentando cada poluente ao modelo de trabalho de forma linear, fornecendo o risco relativo percentual para cada incremento de 10µg/m3.

 

Resultados

A Tabela 1 apresenta os parâmetros descritivos básicos das séries temporais usadas na modelagem estatística. Verifica-se um número grande de dias sem informação da concentração de poluentes, mas apenas para o NO2 a perda foi superior a 15% e, portanto, este poluente não foi analisado.

Na avaliação da distribuição dos dados, as doenças respiratórias em crianças menores de 5 anos apresentou padrão de distribuição semelhante às internações por doenças respiratórias totais, com sazonalidade caracterítica, tendo maior frequência nos meses de inverno. A série temporal de doenças cardiovasculares em maiores de 39 anos apresenta pouca sazonalidade no período de estudo.

De 2003 a 2008, na estação Centro, embora tenha havido uma tendência de queda no percentual dos dias com boa qualidade do ar 1, as concentrações de PM10 não variaram significativamente ao longo do período estudado, mantendo uma média anual em torno de 33µg/m3, apresentando picos de concentração bastante elevados. As concentrações médias anuais de ozônio oscilaram de 22 a 43µg/m3. Para o SO2, observou-se aparente tendência de queda no nível médio anual, que em 2003 foi de 16µg/m3 e em 2008, alcançou apenas 13µg/m3.

Dentre os critérios de ajuste dos modelos, houve adequado controle da PACF. A distribuição dos resíduos padronizados dos modelos ajustados foi comparada com a distribuição normal padronizada em todas as análises, tendo-se obtido melhor adequação para as doenças respiratórias totais e menor adequação dos modelos para doenças respiratórias em menores de 5 anos e doenças cardiovasculares em maiores de 39 anos.

Para doenças respiratórias totais, os efeitos estimados para o modelo de defasagem simples foram estatisticamente significativos apenas para o PM10 no lag 3. No modelo de defasagem distribuida polinomialmente, o risco relativo percentual foi de 4,25% (IC95%: 2,82; 5,71) para o PM10 para um incremento de 10µg/m3 e apresentou valor negativo para o SO2: -3,2% (IC95%: -5,26; -1,21), como mostra a Figura 2.

Os resultados mostram associações estatisticamente significativas entre o aumento do número de internações de crianças menores de 5 anos por doenças respiratórias e o aumento do PM10 para os lag 2 e 3 e para O3 no lag 3 (Figura 3). Os resultados dos modelos para exposição a SO2 não foram significativos.

Os efeitos da poluição estimados utilizando o modelo polinomial de defasagem mostram que um aumento de 10µg/m3 de PM10 e O3 está associado a um aumento de 5,7% (IC95%: 3,80;7,51) e 3,9% (IC95%: 1,57;6,51) nas internações de crianças menores que 5 anos, respectivamente.

Para doenças cardiovasculares em adultos com 40 anos ou mais o modelo de defasagem simples não mostrou resultados significativos. No modelo polinomial, as associações foram estatisticamente significativas para PM10, O3 e SO2, sendo os valores de riscos relativos para um aumento de 10µg/m3 de 2,3% (IC95%: 0,86; 3,73); 2,8% (IC95%: 0,77; 4,98) e 3,5% (IC95%: 1,23; 5,83), respectivamente, como mostra a Figura 4.

 

Discussão

Os estudos de séries temporais encontraram associação significativa entre as concentrações no ar de PM10 e internações por doenças respiratórias totais, internações por doenças respiratórias em menores de 5 anos e internações por doenças cardiovasculares em adultos maiores de 39 anos.

Para o O3 foram encontrados resultados significativos apenas nos modelos cumulativos de distribuição polinomial para doenças respiratórias em menores de 5 anos e doenças cardiovasculares em maiores de 39 anos. Para o SO2 resultado significativo foi encontrado apenas para doenças cardiovasculares em maiores de 39 anos. Destaca-se que os resultados obtidos para doenças cardiovasculares em maiores de 39 anos devem ser utilizados com cautela devido ao precário ajuste do modelo.

Os estudos de séries temporais, quando avaliam efeitos da poluição na saúde, levam em conta apenas os impactos de curto prazo. Considerando que a cidade de Cubatão é cronicamente poluída, os resultados obtidos podem estar subestimados quanto aos danos de longo prazo.

Este estudo analisou apenas os dados obtidos na estação de monitoramento da poluição do ar localizada no centro da cidade por julgá-los mais representativos da exposição da população, propiciando uma estimativa de danos mais realista. Como pode ser observado na Figura 1, as estações Vila Parisi e Vale do Mogi se encontram fora da área urbana do município.

Os dados de internações utilizados referem-se apenas à AIH registrados no DATASUS e compreendem as informações obtidas nos hospitais conveniados ao Sistema Único de Saúde (SUS). No Município de Cubatão, as internações dos hospitais particulares representam uma pequena parcela de eventos (7%). Tendo em conta o baixo percentual de participação de Comunicação de Internação Hospitalar, julgamos que a sua influência nos resultados obtidos não seja expressiva.

Apesar da escolha de um período para análise com menor proporção de dados faltantes, falhas ainda ocorreram, mas apenas para o SO2, a proporção de dados faltantes foi maior que 10% e, portanto, os riscos calculados devem ser interpretados com cautela.

Os parâmetros utilizados para diagnóstico dos modelos "core model" dão conta de um bom ajuste da sazonalidade de curto e médio prazos. Julgamos que este fenômeno, próprio das doenças respiratórias e cardiovasculares, não tenha influenciado nos coeficientes de relação dose-resposta encontrados.

Diversas publicações científicas no mundo relacionam a poluição do ar aos desfechos pesquisados no presente estudo, no entanto a comparação dos achados nem sempre é possível devido à dissimilaridade do método, do desfecho em análise e grupo etário avaliado. Em extensa revisão da literatura, Arbex et al. 12 levantaram trabalhos relacionados aos impactos agudos e crônicos da poluição atmosférica no aparelho respiratório, colocando esta como um problema rival ao uso do tabaco. Avaliando a relação entre internações hospitalares por doenças respiratórias e cardiovasculares em seis cidades francesas, Host et al. 13 encontraram excesso de risco relativo para cada incremento de 10µg/m3 de 4,4% (IC95%: 0,9; 8,0) e o primeiro desfecho. Utilizando a mesma medida de incremento de PM10, estudo multicêntrico na Califórnia (Estados Unidos) 14 encontra excesso de risco de 1,3% (IC95%: 0,1; 2,5) para mortes decorrentes de doenças cardiovasculares.

Nossos achados chegam a resultados similares para as internações por doenças respiratórias totais e resultados mais robustos para doenças cardiovasculares em maiores de 39 anos. Os níveis médios anuais de PM10 da área urbana de Cubatão foram menores que os encontrados no Município de São Paulo no período considerado neste estudo 1, e estiveram abaixo do padrão de qualidade do ar estabelecido pelo Conselho Nacional de Meio Ambiente de 50µg/m3. No entanto, os efeitos na saúde ainda são pronunciados.

Apesar do histórico de altas concentrações de poluentes, na cidade de Cubatão foram encontrados poucos estudos sobre os impactos na saúde da população desta localidade. Considerando publicações realizadas até década de 1990, são relatados impactos nas taxas de morbidade hospitalar por doenças respiratórias 3 e alterações na função respiratória em crianças 2,4.

Em 2006, comparando o impacto da exposição aguda à poluição na performance cardiovascular de bombeiros das cidades de Bertioga, São Paulo (controle) e Cubatão, Oliveira et al. 15 encontraram redução significativa na performance dos bombeiros de Cubatão nos níveis submáximos de exercício físico. Jasinski et al. 5, em estudo de séries temporais com modelos lineares generalizados, encontraram impactos significativos para a saúde em crianças para o PM10 e O3. Neste estudo, dependendo da existência de dados de poluentes, as estimativas de efeito foram calculadas para a média dos valores das estações Centro e Vila Parisi ou para cada uma das estações em separado. Os autores relatam que, para aumentos de uma amplitude interquartílica nas médias móveis de sete dias do PM10 (56,5µgm3, ambas as estações) e de cinco dias do O3 (46,7µgm3, estação Centro), os aumentos nas internações hospitalares foram de 9,6% (IC95%: 3,0; 16,1) e 2,4% (IC95%: 0,1; 4,7) respectivamente. A significância dos efeitos variou de acordo com a estação considerada, exceto para o O3, cujos dados são monitorados apenas na estação Centro.

Mesmo tendo-se utilizado abordagem diversa, os resultados encontrados no presente estudo reforçam as conclusões de Jasinski et al. 5. Na presente análise foram utilizados dados de um período posterior e a mesma metodologia empregada para avaliação do impacto da poluição do ar na saúde em diversas cidades brasileiras, o que permitirá comparações e o cálculo de risco para o conjunto das cidades.

Estudos do impacto da poluição do ar na saúde utilizando séries temporais podem ser utilizados para o estabelecimento de vigilância dos efeitos de curto prazo da poluição do ar na morbidade respiratória e cardiovascular dando subsídios para as ações de controle e alerta aos serviços de saúde quando da ocorrência de picos de poluição. A realização destes estudos prescinde da coleta e da disponibilidade de dados de boa qualidade de forma contínua. Neste sentido, esforços devem ser feitos para não haver interrupção na coleta e ainda, para a expansão da rede de monitoramento da qualidade do ar. Ressalta-se que o monitoramento das variáveis climáticas também é imprescindível em todas as estações para viabilizar o ajuste adequado dos modelos e a melhoria dos resultados. Por outro lado, esforços também devem ser empreendidos pelo setor saúde, para a aquisição e sistematização de todas as informações de morbidade hospitalar dos serviços públicos e privados. Na cidade de Cubatão, considerando a gravidade da situação de poluição do ar recomenda-se a implantação do registro informatizado dos atendimentos ambulatoriais, em especial, para crianças.

 

Colaboradores

A. C. Nardocci participou da análise e interpretação dos dados e elaboração e revisão crítica do artigo. C. U. Frei-tas contribuiu na aplicação do método e interpretação dos resultados, na elaboração e revisão crítica do artigo. A. C. M. Ponce de Leon colaborou no desenvolvimento e aplicação do método, elaboração e revisão crítica do artigo. W. L. Junger contribuiu no desenvolvimento do método, elaboração e revisão crítica do artigo. N. C. Gouveia participu da elaboração e revisão crítica do artigo.

 

Agradecimentos

A Adriano Ferrari pela construção de portal de informações de internações e poluentes. A. C. M. Ponce de Leon agradece o suporte do CNPq (processo nº 306620/2010-3). Ao Ministério da Saúde pelo financiamento.

 

Referências

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Correspondência:
A. C. Nardocci
Departamento de Saúde Ambiental, Faculdade de Saúde Pública,
Universidade de São Paulo.
Av. Dr. Arnaldo 715, 1ºandar, São Paulo, SP
01246-904, Brasil.
nardocci@usp.br

Recebido em 11/Out/2012
Versão final reapresentada em 15/Fev/2013
Aprovado em 18/Abr/2013

Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca, Fundação Oswaldo Cruz Rio de Janeiro - RJ - Brazil
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