Application of principal component analysis to time series of daily air pollution and mortality

Abstract

De vraagstelling van het onderzoek was of er een de relatie te leggen is tussen dagelijkse sterfte in de Nederlandse bevolking en specifieke bronnen van grootschalige luchtverontreiniging. Op basis van bestaande datareeksen over de periode 1993-1998 van dagelijkse sterftestatistieken en dagelijkse luchtverontreingingsniveaus, konden vijf factoren van luchtverontreiniging worden geidentificeerd. De geidentificeerde factoren waren gerelateerd aan de volgende bronnen: verkeer, secundair anorganisch aerosol, bio-industrie, industrie en fotochemische luchtverontreiniging. Deze vijf bronnen zijn vervolgens geanalyseerd in relatie tot de dagelijkse sterfte. Alle onderzochte bronfactoren bleken gerelateerd te zijn aan de dagelijkse sterftegegevens, waarbij er geen voorkeur werd gevonden voor een specifieke bronfactor. De sterkste associaties werden gevonden voor de industriele factor en voor de fotochemische factor. Voor de andere factoren werden eveneens significante associaties gevonden, maar met een lager relatief risico. Alhoewel met principale componenten analyse dus meer inzicht is verkregen in de rol van de afzonderlijke bronnen in het gehele mengsel van luchtverontreiniging konden op basis van de resultaten van het onderzoek, geen specifieke bronnen van grootschalige luchtverontreiniging worden aangegeven die van relatief groter belang zijn voor de gezondheidsschade dan andere bronnen. De resultaten suggereren juist dat alle geidentificeerde bronnen een bijdrage leveren aan de aan grootschalige luchtverontreiniging gerelateerde dagelijkse sterfte.

We investigated whether cause-specific daily mortality can be attributed to specific sources of air pollution. To construct indicators of source-specific air pollution, we applied a principal component analysis (PCA) on routinely collected air pollution data in the Netherlands during the period 1993-1998. This resulted in five major components which could succesfully be interpreted as characterising air pollution due to traffic, secondary inorganic transformations, bio-industry, industry and photo chemical transformations. We found statistically significant results between the source-specific variables and daily mortality both in one- and multi-component models; we did not find indications for a sole causal factor for the observed mortality associations. The strongest associations were found with the industrial and with the photochemical factor. Although PCA leads to a clear insight in the most important sources of the air pollution mixture in the Netherlands, the results suggest that all identified sources are related with air pollution related daily mortality.