15 / 2025-02-27 16:37:41

自动实时监测气传花粉的方法学验证和对比研究

Hirst型花粉捕集器; 自动实时监测; 花粉; 验证

自动实时监测气传花粉的方法学验证和对比研究



刘奕玮^1#，邵文^2#，雷晓兰¹，杨思絮³, 顾松强^4*, 彭丽^3*, 赵卓慧^1*



1.复旦大学公共卫生学院，复旦大学，上海

2.上海辰山植物园，上海

3.上海气象与健康重点实验室, 上海

4.上海浦东新区气象局，上海

通讯作者：* 赵卓慧，复旦大学公共卫生学院，复旦大学，上海

# 对本文有同等贡献



背景  在当前气候变化的背景下，气传花粉的实时自动监测对于评估生物气溶胶以及过敏性呼吸道健康，具有至关重要的意义。迄今为止，国内尚未有明确的实时自动花粉监测的研究报道。本研究的主要目的是验证，实时自动监测每日气传花粉与国际标准方法之间的对比和方法学验证。

方法  在2023年4月3日至12月31日，及2024年4月1日至11月30日期间，我们在中国上海完成了花粉的自动实时监测共437天。期间使用Yamato公司生产的KH-3000仪器开展每分钟一次的实时监测。同时用容量法(Hirst-type trap)，按照欧洲标准(EN16868:2019)每日进行标准花粉样带的收集)，染色后在镜下计数。对以上两个方法长达近2年的数据开展对比分析。此外，我们还收集了每日大气颗粒物和气象因子数据。

结果  在过去两年的采样期间，通过自动实时监测和标准Hirst方法测得的花粉日平均浓度分别为7±9粒/m³（均值±标准差）和8±10粒/m³。两种方法均显示春季的日平均花粉量较高，分别为11±14粒/m³和12±15粒/m³，且日最大值分别达到106粒/m³和100粒/m³。Pearson相关系数（0.87，P<0.001）和Spearman等级相关系数（0.70，P<0.001）的结果均表明，这两种方法之间存在显著的相关性。基于标准方法，构建了简单（R²=0.76）和多元线性回归模型（R²=0.78），这些模型展现了较高的拟合优度和可比性。然而，多元回归模型需要纳入五个变量：日平均温度、相对湿度、风速、降水量和PM₁₀。通过五折交叉验证方法，简单线性模型和多元线性模型均保持强的稳定性。在样本的子集中，当日花粉浓度达到或超过10粒/m³（n=98）以及在春季季节（n=145）时，模型的稳健性依然保持，甚至表现更佳（R²=0.71和0.83）。

 

结论  这是国内首次针对国际标准人工方法进行的自动实时花粉监测的方法学验证对比研究。本研究确定了一个既可靠又更实用的简单线性回归模型，本模型在每日花粉量较高的天数（≥10 grains/m³）或春季的花粉监测效果较好。本研究将有助于推动花粉实时监测技术在中国更加便捷和高效地应用和推广。



关键词:  Hirst花粉捕集器; 自动监测;花粉; 验证