Samsun Bölgesindeki Hava Kirliliğinin Neden Olduğu Hastalıkların İstatistiksel Modellenmesi

Transkript

1 KFBD Karadenz Fen Blmler Dergs / The Black Sea Journal of Scences 3(8):27-36, 2013 ISSN: Samsun Bölgesndek Hava Krllğnn Neden Olduğu Hastalıkların İstatstksel Modellenmes Mehmet Al CENGİZ 1, Talat ŞENEL 1, Erol TERZİ 1, Nurettn SAVAŞ 2,Yüksel TERZİ 1 1 Ondokuz Mayıs Ünverstes, Fen-Ed.Fak., İstatstk Bölümü, Samsun, TÜRKİYE 2 Erzncan Ünverstes, İİBFak., İşletme Bölümü, Erzncan, TÜRKİYE Gelş Tarh: Sorumlu Yazar: tlsenel@omu.edu.tr Kabul Tarh: Özet Hava krllğ nsan sağlığı üzerne pek çok etks vardır. Bu çalışmada amaç Samsun da hava krllğnn özellkle astım ve bronşt hastaları üzerne etklernn neler olduğunu ncelemektr. Son yıllarda pek çok hastalığın görülme sıklıkları artmıştır. Astım artan bu hastalıklardan en önemlsdr. Ayrıca bronşt ve solunum yolu enfeksyonları da dğer artan hastalıklardır. Bu artışın neden hava krllğnn etks de olablr. Genelleştrlmş tahmn denklemler (GTD) kullanılarak hava krletcler le astım-bronşt semptomları arasındak lşkler ncelenmştr. Anahtar Kelmeler: Hava krllğ, Genelleştrlmş tahmn denklemler, Astım, Bronşt Statstcal Modellng of Dseases Caused by Ar Polluton n Samsun Abstract Ar polluton has many effects on the human health. The purpose of ths study wll be to examne what s known about how ar polluton affects health, especally patents wth Asthma and bronchts n Samsun. Over the past several years the ncdence of a number of dseases has ncreased greatly. Asthma s perhaps the most mportant dsease wth an ncreasng ncdence, but other dseases, such as bronchts and respratory nfectons also have been ncreasng. The cause of these ncreases may be due at least n part to the effects of ar polluton. Relatonshps between symptoms of asthma and bronchts were searched usng generalzed estmatng equatons. Keywords: Ar polluton, Generalzed estmatng equaton, Asthma, Bronchts

2 Karadenz Fen Blmler Dergs / The Black Sea Journal of Scences 28 GİRİŞ Hava Krllğ; soluduğumuz dış havadak kükürt dokst (SO 2 ), partküler madde (PM), ntrojen okstler (NOx) ve ozon (O 3 ) gb krletclern çevre ve sağlık üzernde olumsuz etkler yapacak düzeylerde olması şeklnde tanımlanablr. Bu krllk atmosferde doğal süreçler bozmakta ve toplum sağlığını olumsuz yönde etklemekte olup, dünyada son 30 yıldır hava krllğ düzeyler düzenl olarak zlenmesne ve mücadele edlmesne rağmen, özellkle büyük metropollerde krllk düzeyler halen güvenl kabul edlen sınırların üzernde seyretmektedr. Hava krletclernn sağlık üzerndek akut ve kronk etkler özellkle büyük kentlerdek morbdte ve mortalte çalışmalarıyla son 20 yılda yoğun olarak lteratürde yer almaktadır. Yapılan çalışmalarda, hava krllğnn çocuklarda akut solunum yolu enfeksyonu rskn artırdığı, genel olarak hava krllğ ataklarına bağlı olarak kardyorespratuar morbdte ve mortaltede artış olduğu gözlenmektedr (Wlson ve Spengler, 1996). Hava krllğ araştırmalarının çıkış noktası, 1934 te Belçka da Meuse Vadsnde, 1947 de ABD de Donora da ve 1952 de Londra da br aydan kısa sürede bnlerce kşnn ölümüyle sonuçlanan ve çok yüksek PM emsyonlarının atmosferk nversyon olayları ve topografk yapıdan kaynaklanan hava krllğ epsodları olmuştur (Lpfert, 1994). Bu felaketler sonucu lk defa Londra da emsyon kontrolü yaklaşımı ortaya çıkmış ve kömür kullanımına kısıtlamalar getrldğ kaydedlmştr. Hava krllğ kontrolünün kanun süreçlere grmesyle dünyanın br çok ülkesnde yerel ve Dünya Sağlık Örgütünün (DSÖ) belrledğ krletc lmt değerler ve emsyon krterler kullanılmaktadır. Türkye de geçerl olan hava kaltes krterler, DSÖ standartları kabul edlerek kükürt dokst, PM ve dğer seçlmş gaz krletclern konsantrasyonlarının yaz ve kış dönemlerndek kabul edleblr değerlernden oluşmakta olup 1986 yılında Resm Gazete de yayınlanmıştır. Ülkemzdek hava krllğ sorunu büyük kentlerde 1990 lı yılların ortalarında ısınma amaçlı olarak doğal gaz kullanımına geçlmesyle (Ankara ve İstanbul) yapı değştrmekle brlkte, trafk kaynaklı hava krllğ sorunu özellkle İstanbul da hala süregelmektedr. Dünyada son yıllarda yapılan çalışmalarda, hava krllğnn gttkçe Güneydoğu Asya ülkelerne kaydığı ve bu bölgelerde tehlkel boyutlara ulaştığı, buna bağlı olarak genel, respratuar ve kardyovasküler mortaltede

3 Karadenz Fen Blmler Dergs / The Black Sea Journal of Scences 29 artış olduğu, respratuar ve kardyovasküler olaylara bağlı hastane başvurularında yükselme eğlm olduğu bldrlmektedr (Sastry, 2002). Türkye de hava krllğ Çevre ve Orman Bakanlığı tarafından, su krllğnden sonra knc sırada ele alınmakta olup (TÜİK, 1998) sağlık üzerndek etkler çeştl boyutları le değşk merkezler tarafından araştırılmaya devam edlmekle beraber, gelşmş ülkelerde uygulanan ler metotlarla yapılan standart çalışmalar henüz ülkemzde yapılamamıştır. Bununla brlkte, İstanbul da yapılan br çalışmada günlük PM oranları le genel mortalte arasında anlamlı lşk gözlenmştr (Şahn, 2000). Yne, 0-2 yaş grubundak çocuklarda hava krllğ düzeylerndek artışla bronşt, snüzt ve pnömon gb solunum yolu hastalıklarındak artış yanında Aralık-Ocak aylarındak hastane yatışları arasında poztf br lşk olduğu saptanmıştır (Olgun, 1996). Aynı kentte erşknlerde PM düzey le akut solunum yolları hastalıkları nedenyle yapılan hastane başvuruları arasında anlamlı br lşk olduğu görülmüştür (Bebek, 1996). Hava krllğ le rnt prevalansının araştırıldığı başka br çalışmada da, krllk düzeyler le rnt prevalansı arasında lşk bulunmuştur (Keles ve ark, 1999). İzmr dek br çalışmada değşk klmatolojk verlerle PM ve SO 2 düzeyler le artmış nazal rezstans arasında anlamlı lşk olduğu bldrlmektedr (Özüer ve ark., 1999). Eskşehr de SO 2 düzeyler le üst ve alt solunum yolu enfeksyonları, KOAH ve kor pulmonale nedenyle acl hastane başvurularında artış arasında lşk bulunmuştur (Ünsal ve ark., 1999). İzmt te de PM konsantrasyonu ve havadak nem oranı le lşkl olarak astıma bağlı hastane başvurularında artış gözlenmştr (Çelkoğlu, 1999). Gazantep tek br çalışmada da hava krllğ astımlılarda yaşam kaltesnde düşme, gece semptomlarında artış ve bronkodlatör tedavy kullanmada artış le anlamlı br lşk göstermştr (Ergenoğlu ve ark., 2001). Ankara da son zamanlarda yapılan br çalışmada da SO 2 ve PM konsantrasyonu le astıma bağlı acl başvurular arasında lşk saptanmıştır (Berktaş ve ark., 2003). Denzl de Fşekç ve arkadaşlarının yaptıkları çalışmada br öncek haftanın SO 2 ve PM ortalaması le KOAH a bağlı acl hastane baş vuruları arasında korelasyon gözlenmştr (Fşekç ve ark., 1999). Yne günlük SO 2 ve PM mktarlarındak artışlar le KOAH a bağlı acl başvurulardak relatf rsk oranının arttığı fade edlmştr. Benzer şeklde, kış aylarındak son beş günün ortalama SO 2 konsantrasyonları le astım atakları nedenyle hastane başvuruları arasında br korelasyon bulunduğu belrtlmştr (Fşekç ve ark., 2000).

4 Karadenz Fen Blmler Dergs / The Black Sea Journal of Scences 30 Bu çalışmada hava krllğ ölçümünün yapıldığı Samsun Doğum ve Çocuk Bakımev (Doğumev) Hastanes cvarında yaşayan 121 astım, bronşt ve KOAH hastasına ulaşılmıştır. Bu hastalara 12 ay boyunca aylık olarak Göğüs Hastalıkları uzmanları yardımıyla oluşturulan anket, hastaların zn alınarak uygulanmıştır. Bu anket formu, geçen ay boyunca öksürük olup olmadığı, varsa artış olup olmadığı, balgam olup olmadığı, varsa balgamın türü ve göğüs ağrısı olup olmadığı gb sorular çermektedr. Ayrıca aynı döneme at hava krletclern ölçümler Çevre ve Orman Bakanlığı Samsun Bölge müdürlüğünden elde edlmştr. Bu verler kullanarak hava krllğ ölçümlerndek değşmn astım, bronşt ve KOAH hastalarındak öksürük, nefes darlığı ve göğüs ağrısı şkayetler üzerne etks olup olmadığı Genelleştrlmş Tahmn Denklemler yaklaşımıyla ncelenmştr. MATERYAL ve METOT Longtudnal verlerle çalışıldığında, yanıt değşken normal dağılım gösteryorsa, bu durumda analzde çok büyük problem yaşanmaz. Ntekm, bu tür verlern analz çn dağılımsal varsayımların ve tasarımların dkkate alındığı çok sayıda süreç vardır. Yanıt değşkennn, lkert ölçeğ le ölçümlendğ durumlarda olduğu gb, normal dağılım göstermedğ çalışmalarda Ağırlıklı En Küçük Kareler ya da Genelleştrlmş Tahmn Denklemler yöntemlernden brne başvurulur. Ancak bu yöntemler arasında daha etkn olanı, gözlemler arasındak lşky de dkkate aldığından, Genelleştrlmş Tahmn Denklemler (GTD) tahmn yöntemdr. GTD metodolojs lk kez 1986 yılında Lang ve Zeger tarafından bnom dağılımında olduğu gb k şıklı yanıt değşkennn bulunduğu durumlarda, özellkle denklemde br de eş değşken varken kullanılmak üzere gelştrlmş, daha sonra Prentce tarafından 1988 yılında sıralı yanıt değşken çn brkml logt, brkml probt modellerne genellenmştr (Presser ve Koch, 1997; Agrest, 1999; Lpstz ve ark., 1974). GTD yaklaşımında her br denek br küme olarak adlandırılır. Farklı kümeler çn elde edlen gözlemlern bağımsız, aynı küme çn elde edlen gözlemlern se brbryle lşkl olduğu düşünülür. GTD yöntem, etknlğ arttırmak amacıyla bu lşky de dkkate alan tahmn teknğdr. Söz konusu lşk R(α) le gösterlen (n xn ) boyutlu smetrk matrsle fade edlr. Bu matrse aynı zamanda

5 Karadenz Fen Blmler Dergs / The Black Sea Journal of Scences 31 üzernde çalışılan lşk matrs de denlr (Zeger ve Lang, 1986). Matrse bu smn verlmesnn br neden, bu lşknn yanlış tanımlanmış olma htmalnden kaynaklanmaktadır. Quas-lkelhood fonksyonunu GTD ne uygulayablmek amacıyla, yanıt vektörünün ortalama ve kovaryansı düşünülmeldr. Buna göre quas-lkelhood yaklaşımında üzernde çalışılan kovaryans matrs eştlk (1) de olduğu gb hesaplanır: Burada; V A R (1) 1/ 2 1/ 2 ( ) A A n xn boyutlu köşegen matrsn A dag h( )) ( j R () üzernde çalışılan lşk matrsn göstermektedr. (1) eştlğnde denekler t zamanlarında t j kez gözlenmşlerdr. Buna göre j=1,...,n j olmaktadır. Farklar vektörü aşağıdak gb tanımlanmış olsun: S (2) y Quas-lkelhood fonksyonu longtudnal ver set dkkate alındığında, (2) eştlğndek aşağıdak gb olacaktır: S vektörü de kullanılmak üzere, regresyon parametrelernn tahmn K T 1 DV S 0 (3) 1 Burada; D olarak tanımlanan vektörünü ( 1,..., n), V, (1) eştlğnde tanımlanan kovaryans matrsn, =1,...,K olmak üzere denekler göstermektedr. GTD yöntemnde regresyon katsayıları tahmnler olasılıklar oranı yardımıyla hesaplanmakta ve yorumlar bu tahmnlere göre yapılmaktadır. Eştlk (1) dkkate alınarak R(α) aşağıdak gb yazılablr: A R( ) V A 1/2 1/ t A V A 1/2 1/ t A V A 1/2 1/2 t1 t 2 t t t (4)

6 Karadenz Fen Blmler Dergs / The Black Sea Journal of Scences 32 GTD yaklaşımda çalışma korelasyon matrs denlen farklı korelasyon yapıları söz konusudur. Bunlar yapılandırılmamış korelasyon, bağımsız korelasyon yapısı, değştrleblr korelasyon yapısı, otoregresf korelasyon yapısı, M-bağımlı korelasyon yapısı ve sabt korelasyon yapısıdır. Bu çalışmada yukarıda bahsedlen 6 tp korelasyon yapısı üzernde detaylı durulmamıştır. Farklı korelasyon yapıları denenerek en uygun olan le statstksel analz yapılmıştır. SONUÇLAR Hava krllğ ölçümünün yapıldığı Samsun Doğum ve Çocuk Bakımev (Doğumev) Hastanes cvarında yaşayan 121 astım, bronşt ve KOAH hastasına ulaşılmıştır. Bu hastalara 12 ay boyunca aylık olarak Göğüs Hastalıkları uzmanları yardımıyla oluşturulan anket uygulanmıştır. Bu anket formu, geçen ay boyunca öksürük olup olmadığı, varsa artış olup olmadığı, balgam olup olmadığı, varsa balgamın türü ve göğüs ağrısı olup olmadığı gb sorular çermektedr. Ayrıca aynı döneme at hava krletclern ölçümler Çevre ve Orman Bakanlığı Samsun Bölge müdürlüğünden elde edlmştr. Bu verler kullanarak hava krllğ ölçümlerndek değşmn astım, bronşt ve KOAH hastalarındak öksürük, nefes darlığı ve göğüs ağrısı şkayetler üzerne etks olup olmadığı Genelleştrlmş Tahmn Denklemler yaklaşımıyla ncelenmştr. Uygulanan anket formundan elde edlen blglerden hareketle aşağıdak analzler yapılmıştır. Bütün Analzler SAS 9.1 programında Makro yazılıyla gerçekleşmştr. Aylık hava krllğ verlernn öksürük, nefes darlığı ve balgam durumunu etkleyp etklemedğn araştırmak amacıyla öksürük, nefes darlığı ve balgam durumunun bnary bağımlı değşken, SO 2, PM 10 ve mevsm değşkenn açıklayıcı değşken olduğu logt model uygulanmış ve Genelleştrlmş Tahmn Denklemler yaklaşımı kullanılmıştır. Modeln uyum ylğ sonuçları Tablo 1 de verlmştr.

7 Karadenz Fen Blmler Dergs / The Black Sea Journal of Scences 33 Tablo 1. Öksürük, nefes darlığı ve balgam modellemes çn uyum ylğ sonuçları Şkayet Krter SD Değer Değer/SD Devance ,6358 Öksürük Nefes Darlığı Balgam Scaled Devance ,6358 Pearson Ch-Square ,5286 Scaled Pearson Ch-square ,5286 Log Lkelhood Devance ,6208 Scaled Devance ,6208 Pearson Ch-Square ,5136 Scaled Pearson Ch-square ,5136 Log Lkelhood Devance ,5641 Scaled Devance ,2547 0,5641 Pearson Ch-Square ,4346 Scaled Pearson Ch-square ,4346 Log Lkelhood Öksürük, nefes darlığı ve balgam çn değştrleblr korelasyon yapısı kullanıldığında çalışma korelasyon matrs Tablo 2 de verlmştr. Tablo 2. Öksürük, nefes darlığı ve balgam çn çalışma korelasyon matrs sonuçları Şkayet Col1 Col2 Col3 Col4 Row Row Öksürük Row Row Nefes Darlığı Balgam Row Row Row Row Row Row Row Row Öksürük, nefes darlığı ve balgam çn parametre tahmn sonuçları Tablo 3 de verlmştr.

8 Karadenz Fen Blmler Dergs / The Black Sea Journal of Scences 34 Tablo 3. Öksürük, nefes darlığı ve balgam çn GTD parametre tahmnler sonuçları Şkayet Parametre Tahmn Standart Hata p Öksürük Sabt Mevsm-yaz Mevsm-kış SO PM Nefes Darlığı Balgam Sabt Mevsm-yaz Mevsm-kış SO PM Sabt Mevsm-yaz Mevsm-kış SO PM Tüm çalışma korelasyon matrsler çn benzer sonuçlar elde edlmştr. TARTIŞMA Hava krllğ ölçümlernn yapıldığı Samsun Doğum ve Çocuk Bakımev (Doğumev) Hastanes cvarında yaşayan 121 astım, bronşt ve KOAH hastasına uygulana anket formundan elde edlen blgler ışığı altında hastaların öksürük durumu, nefes darlığı ve balgam durumu bnary bağımlı değşken hava krletcler SO 2 ve PM 10 ölçümler açıklayıcı değşken alınarak genel olarak üç tane lojstk regresyon model kullanılmıştır. Bu modellerde bağımlı değşkenn aylara göre ölçümler arasındak bağımlılığı modellemek çn Genelleştrlmş Tahmn Denklemler kullanılmıştır. Her br model çn farklı 5 çalışma korelasyon matrs kullanıldığından toplam onbeş model kullanılmıştır. Bu çalışma korelasyon matrsler çnde sapmaları en düşük olan değştrleblr korelasyon yapısı olduğu görülmüştür.

9 Karadenz Fen Blmler Dergs / The Black Sea Journal of Scences 35 Tablo 1 de sapmalara göre bakıldığında en düşük sapmalara sahp model balgam durumu çn oluşturulan modeldr. Dolayısıyla aylık SO 2 ve PM 10 ortalamaların en fazla o ayda balgam olup olmaması üzernde etkl olduğu söyleneblr. Tablo 2 de korelasyon yapılarına bakıldığında çalışma korelasyon değer en büyük olarak balgam durumunu ncelendğ model bulundu. Tablo 3 de her br model çn SO 2 ve PM 10 aylık ölçüm ortalamalarının hastaların o ay çn öksürük olup olmadığı, nefes darlığı olup olmadığı ve balgam olup olmadığı üzernde 0.05 anlamlı bulundu. Sonuç olarak aylık hava krllğndek değşmlern akcğer ve lşkl hastaların öksürük, nefes darlığı ve balgam gb hastalık belrtlernde değşlme neden olduğu ve hava krllğ arttıkça bu rahatsızlıkların artığı statstksel modellemeyle ortaya konulmuştur. Bu da hava krllğne neden olan etmenlern ortadan kaldırılmasının ne kadar hayat br sorun olduğunu açık br şeklde ortaya koymaktadır. KAYNAKLAR Agrest, A Modellng ordered categorcal data: recent advances and future challenges. Statstcs n Medcne 18: Bebek, Ö Hava Krllğnn Solunum Semptomları Nedenyle Hastane Yatışlarına Etks. Sağlık Bakanlığı Haydarpaşa Nümune Hastanes, Uzmanlık Tez, İstanbul. Berktaş, B. ve Brcan, A Effects of atmospherc sulphur doxde and partculate matter concentratons on emergency room admssons due to asthma n Ankara. Tüberküloz ve Toraks Dergs 51: Çelkoğlu, M Kocael İl nde Hava Krllğ ve Meteorolojk Faktörlern Astma Bronşale Üzerndek Etkler. Kocael Ünverstes, Sağlık Blmler Ensttüsü, Uzmanlık Tez, Kocael. Ergenoğlu, T., Hazar, M., Beydağı, H., Bozkurt, A.İ. ve Mendeş, B Hava krllğnn aerobk kapaste ve solunum fonksyonlarına etks. Türkye Klnkler Tıp Blmler Dergs Fşekç, F., Özkurt, S., Başer, S., Daloğlu, G. ve Hacıoğlu, M Effect of ar polluton on COPD exacerbatons. Eur Respr J 14(30): 393. Fşekç, F., Özkurt, S., Başer, S., Daloğlu, G. ve Hacıoğlu, M Ar polluton and asthma attacks. Eur Respr J 16(31): 290. Keles, N., Ilıcalı, O.C. ve Değer, K Impact of ar polluton on prevalence of allergc rhnts n İstanbul. Arch Envron Health 54: Lpstz, S.R., Ftzmaurce, G.M., Orav, E.J. ve Lard, N.M Perfomance of generalzed estmatng equatons n practcal stuatons. Bometrcs Lpstz, S.R., Km, K. ve Zhao, L Analyss of repeated categorcal data usng generalzed estmatng equatons. Statstcs n Medcne 13: Olgun, Ç Hava Krllğnn 0-2 Yaş Grubunda Solunum Sstem Enfeksyonlarına Mortalte ve Morbdte Yönünden Etks, Şşl Etfal Hastanes, Uzmanlık Tez, İstanbul. Özüer, M.Z., Günhan, Ö. ve Cura, O Değşk klmatolojk ve hava krllğ değerlernn nazal rezstansa etks. KBB ve Baş Boyun Cerrahs Dergs 7: Presser, J.S. ve Koch, G.G Categorcal Data Analyss n Publc Health. Annual Revew Publc Health 18: p Sastry, N Forest fres, ar polluton, and mortalty n southeast Asa. Demography 39:1-23.

10 Karadenz Fen Blmler Dergs / The Black Sea Journal of Scences 36 Şahn, Ü İstanbul da Hava Krllğ Düzeyler le Mortalte Arasındak İlşk, İstanbul Ünverstes Sağlık Blmler Ensttüsü, Doktora Tez, İstanbul. TÜİK, T.C. Başbakanlık Devlet İstatstk Ensttüsü Çevre İstatstkler, Ünsal, A., Metntaş, M., Öner, S. ve İnan, O.Ç Eskşehr de hava krllğ ve bazı hastalıklar nedenyle acl başvuruların ncelenmes. Tüberküloz ve Toraks Dergs 47: Wlson, R. ve Spengler, J Partcles n Our Ar, Concentratons and Health Effects. Harvard Unversty Press, p , USA. Zeger, S.L. ve Lang, K.Y Longtudnal data analyss for dscrete and contnuous outcomes. Bometrcs 42: