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Type: Tese
Title: Estimate of public health benefits resulting from an air quality improvement
Other Titles: Estimativa dos benefícios na saúde decorrentes de uma melhoria da qualidade do ar
Authors: Willian Lemker Andreão
First Advisor: Taciana Toledo de Almeida Albuquerque
First Referee: Silvia Maria Alves Corrêa Oliveira
Second Referee: Ana Isabel Miranda
Third Referee: Nelson da Cruz Gouveia
metadata.dc.contributor.referee4: Graciela Arbilla de Klachquin
Abstract: Particulate matter (PM) is considered to be one of the primary pollutants that directly affect short- and long-term health. The objective of this study is to evaluate the public health benefits of improved air quality in Brazilian municipalities with fine particle monitoring (PM2.5; ≤ 2.5 μm aerodynamic diameter) and in the Brazilian Southeast metropolitan areas through modeling. For the latter case, it was used the Weather Research and Forecasting (WRF) model coupled with Chemistry (WRF-Chem) applied for 2015 and the PREP-CHEM-SRC tool for the generation of trace gas and aerosol emission fields. Estimates of health benefits were based on epidemiological studies applying a log-normal function. Long-term effects assessed preventable mortality by reducing PM2.5 concentration for all causes, non-accidental causes, ischemic heart disease, cardiovascular disease, and lung cancer. The short-term public health effect was assessed based on the estimate of the reduction in public hospital admissions by the municipality for respiratory and circulatory system diseases, resulting from the reduction in the concentration of PM10 and PM2.5, according to Brazilian time-series studies that evaluated these pollutants. The base scenarios were built considering the environmental concentrations of PM2.5 and those modeled by the WRF-Chem (PM10 and PM2.5), while the control scenarios considered the limits suggested by the World Health Organization (WHO). Almost 90% of annual PM2.5 concentrations in Brazilian cities with monitoring were above WHO guidelines (10 μg m-3). The city of São Paulo had the highest number of preventable deaths, with values ranging from 28,870 ± 9770 to 82,720 ± 24,550 for all causes, from 2000 to 2017. Regarding modeling, in the urban areas studied, vehicles can be considered as responsible for the most considerable contribution to the emission of PM, and the inventory elaborated based on the 2nd National Inventory of Atmospheric Emissions by Road Motor Vehicles proved to be adequate. The total avoidable deaths estimated for the 102 cities in the southeastern metropolitan regions, related to PM2.5, was 32,000 ± 5,300 due to all-cause mortality. Except for the metropolitan area of São Paulo, hospitalizations for avoidable respiratory diseases were higher for PM2.5 in children than for PM10 considering all age groups. For circulatory system diseases, 9,840 ± 3,940 avoidable hospitalizations in the elderly were estimated, related to decreased PM2.5 concentrations in all cities. Human exposure and health effects are endorsed as essential factors for urban air quality management. WHO points out that it is not possible to establish a minimum limit of PM concentration, below which no harmful effects to health could occur. Hence, a standard should consider local and regional constraints, public health capacities, and priorities. Therefore, a standard should consider the context of local and region constraints, capabilities, and public health priorities.
Abstract: O material particulado (MP) é tido como um dos principais poluentes que diretamente afetam a saúde a curto e longo prazo. O objetivo deste trabalho foi avaliar os benefícios na saúde pública decorrentes da melhoria da qualidade do ar nos municípios brasileiros com monitoramento de partículas finas (MP2,5; ≤ 2,5 μm de diâmetro aerodinâmico) nas regiões metropolitanas da Região Sudeste do Brasil por meio da modelagem. Para esse último caso, utilizou-se o modelo de transporte químico Weather Research and Forecasting (WRF) model coupled with Chemistry (WRF-Chem) aplicado para o ano de 2015 e a ferramenta PREP-CHEM-SRC para a geração dos campos de emissões de gases traço e aerossóis utilizando o 2° Inventário Nacional de Emissões Atmosféricas por Veículos Automotores Rodoviários junto com fontes de queimadas. As estimativas dos benefícios na saúde basearam-se em estudos epidemiológicos, aplicando uma função log-normal. Os efeitos a longo prazo avaliaram a mortalidade evitável, pela redução da concentração de MP2,5, para todas as causas, causas não-acidentais, doenças isquêmicas do coração, cardiovascular e câncer de pulmão. O efeito na saúde pública a curto prazo foi avaliado com base na estimativa da redução de internações hospitalares públicas por município para doenças respiratórias e do aparelho circulatório, decorrentes da redução da concentração de MP10 e MP2,5 conforme estudos brasileiros de séries temporais que avaliaram esses poluentes. Os cenários-base foram construídos considerando as concentrações ambientais de MP2,5 e aquelas modeladas pelo WRF-Chem (MP10 e MP2,5), enquanto os cenários-controle consideraram os limites sugeridos pela Organização Mundial da Saúde (OMS). Quase 90% das concentrações anuais de MP2,5 nas cidades brasileiras com monitoramento foram superiores à diretriz da OMS (10 μg m-3). A cidade de São Paulo apresentou o maior número de mortes evitáveis, com valores variando entre 28.870 ± 9.770 e 82.720 ± 24.550 para todas as causas, de 2000 a 2017. Em relação à modelagem, nas áreas urbanas estudadas, os veículos podem ser considerados como responsáveis pela maior contribuição para a emissão de MP, e o inventário elaborado se mostrou adequado. O total de mortes evitáveis estimadas para as 102 cidades das regiões metropolitanas da Região Sudeste, relacionadas ao MP2,5, foi de 32.000 ± 5.300 devido à mortalidade por todas as causas. Com exceção da região metropolitana de São Paulo, as hospitalizações por doenças respiratórias evitáveis foram maiores para o MP2,5 em crianças do que para o MP10 considerando todas as faixas etárias. Para doenças do aparelho circulatório, foram estimadas 9.840 ± 3.940 internações evitáveis em idosos relacionadas à diminuição das concentrações de MP2,5 em todas as cidades. A exposição humana e os efeitos à saúde são endossados como fatores essenciais para a gestão da qualidade do ar urbano. A OMS ressalta que não é possível estabelecer um limite mínimo de concentração de MP, abaixo do qual não ocorreriam efeitos nocivos à saúde. Portanto, um padrão deve considerar restrições locais e regionais, capacidades e prioridades de saúde pública.
Subject: Engenharia sanitária
Meio ambiente
Ar - Controle de qualidade
Monitoramento ambiental
Modelagem
Mortalidade
language: eng
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos
Rights: Acesso Restrito
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/47409
Issue Date: 7-Apr-2020
metadata.dc.description.embargo: 7-Apr-2022
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