Modelos de efeitos mistos para previsão da poluição do ar: Avaliação global da mortalidade atribuível à poluição do ar nas regiões metropolitanas do Brasil / Mixed effects models for predicting air pollution: Global assessment of mortality attributable to air pollution in metropolitan regions of Brazil

RESUMO

As maiores fontes de poluentes atmosféricos estão na queima de combustíveis oriundas de fontes estacionárias (usinas e energia elétrica) e móveis (frota de veículos automotores). Grande parte dessas fontes está concentrada nas grandes cidades, onde são esperados impactos significativos na saúde, sobretudo no que se refere às doenças respiratórias e cardiovasculares. A exposição aos poluentes atmosféricos, especificamente ao material particulado, está associada a uma série de efeitos sobre a saúde, mas os efeitos sobre a mortalidade são indiscutivelmente os mais importantes e são mais favoráveis à avaliação global. Quantificar a magnitude do impacto da poluição do ar na saúde nas grandes cidades apresenta desafios consideráveis devido à disponibilidade limitada de informações. Esta tese apresenta dois estudos. O primeiro aborda aspectos metodológicos sobre previsão de concentração de material particulado em áreas urbanas onde não há redes de monitoramento da qualidade do ar. O método utilizado foi o modelo linear de efeitos mistos para previsão das médias anuais de material particulado inaliável com diâmetro ≤ 10µm (PM10) no período de 2001 a 2014 nas áreas metropolitanas do Brasil. A metodologia baseou-se no modelo proposto por Cohen et al. (2004), desenvolvido pelo Banco Mundial, para estimar as concentrações de PM10 em função de características econômicas, meteorológicas, demográficas e outras das regiões metropolitanas. O resultado mostrou que apenas umidade relativa do ar, produto interno bruto per capita do setor serviços, altitude média e focos de queimadas foram associados aos níveis de concentração de PM10. O objetivo do segundo estudo foi estimar a carga de mortalidade no conjunto das regiões metropolitanas, a partir do modelo de efeitos mistos aplicado a dois grupos de doenças e faixas etárias específicas doenças cardiovasculares em adultos 30 anos ou mais e doenças respiratórias em crianças menores de um ano e de um a cinco anos. Foram estimados o número de mortes atribuíveis e os anos de vida perdidos (Years of Life Lost - YLL) para adultos usando estimativas de risco de um estudo de coorte da Associação Americana de Câncer. E com relação às faixas etárias de um ano e de um a cinco anos, as estimativas de risco consideradas foram extraídas do estudo meta-analítico do projeto - Estudo de Saúde e Poluição Atmosférica na América Latina

ABSTRACT

The largest sources of the air pollutants are the burning of fuels from stationary sources (power plants and electric power) and mobile sources (fleet of motor vehicles). Most of these sources is concentrated in the large cities, where significant health impacts are expected, principally in relation to respiratory and cardiovascular diseases. Exposure to air pollutants, especially particulate matter, is associated with several health effects, but the effects on the mortality are undoubtedly the most important and are more favorable overall assessment. Quantifying the magnitude of the impact air pollution on healthy in large cities presents considerable challenges due to limited availability of information. This thesis presents two studies. The first deals with methodological aspects on the prediction of concentration of particulate matter in urban areas where there aren't air quality monitoring networks. The method used was the Linear Mixed-Effects Models for prediction of annual averages of inhalable particulate matter with diameter ≤ 10µm (PM10) in the period from 2001 to 2014 in the metropolitan areas of Brazil. The methodology was based on the model proposed by Cohen et al. (2004), developed by the World Bank, to estimate PM10 concentrations in terms of economic, meteorological, demographic and other characteristics of metropolitan regions. The results showed that only the relative air humidity, GDP per capita of the services sector, average altitude and fires were associated with PM10 concentration levels. The objective of the second study was to estimate the mortality burden in the metropolitan regions as whole, using mixed-effects models applied to two specific disease groups and age groups Cardiovascular diseases in adults with 30 years or older and respiratory diseases in children under one year and from one to five years. We estimated the number of attributable deaths and Years of Life Lost (YLL) for adults using risk estimates from an American Cancer Society cohort study. And regarding the one-year and one-to-five-year age groups, the risk estimates considered were taken from meta-analytical study of the project - Multicity Study of Air Pollution and Mortality in Latin America (the ESCALA Study)