Ambient air pollution, urban green space and childhood overweight and obesity: a health impact assessment for Barcelona, Spain

Abstract

Background: Recent studies have shown that high levels of air pollution and lack of urban green spaces (UGS) have an impact on childhood overweight/ obesity, but, to our knowledge, no study has evaluated the attributable burden of multiple air pollutants (PM2.5 (Particular matter 2.5 μm) and NO2 ) and urban green spaces (NDVI and % GA) on childhood overweight/obesity, and this is first study that includes both pollutants. The aim of this study is to estimate the attributable cases of childhood overweight/obesity due to ambient air pollution and UGS in the city of Barcelona, Spain. Methods: We applied a quantitative Health Impact Assessment (HIA) approach. We assessed exposure to air pollution particulate matter of 2.5 micrometres or less in diameter (PM2.5) and nitrogen dioxide (NO2) using a use regression model and two UGS proxies: the normalized difference vegetation index (NDVI), and the percentage of green area (%GA). Four ideal scenarios were evaluated: compliance 1) with the 2006 (10 μg/m3 annual mean PM2.5, 40 μg/m3 annual mean NO2) and 2) 2021 World Health Organization (WHO) guidelines (5 μg/m3 annual mean PM2.5, 10 μg/m3 annual mean NO2 (Nitrogen Dioxide); and 3) with 0.3111 NDVI; 3) with 25% GA, from which exposure-response functions were obtained. We estimated the relative risk and population attributable fraction (PAF) for each scenario and exposure, calculated the prevalence of childhood overweight and obesity and estimated the expected number of cases of childhood overweight/ obesity in Barcelona attributable to air pollution and UGS for each scenario. Results: If Barcelona's air quality policies were to meet the 2006 WHO AQGs (Air Quality Guidelines); for air pollution (scenario 1), we could prevent 736 (2.81%) annual cases of childhood obesity due to PM2.5 and 249 (0.34%) annual cases of childhood overweight/obesity due to NO2. However, complying 2021 WHO guidelines for PM2.5 and NO2 we could prevent 1,468 (5.60%) and 3,094 (4.32%) of annual cases of childhood obesity and childhood overweight/obesity, respectively. In addition, if Barcelona would increase the 25%GA and reach 0.31 units of NDVI, a total of 3,329 (4.65%) and 5,629 (7.86%) of annual cases of childhood overweight/obesity could be prevented, respectively. The attributable (and preventable) burden of childhood overweight/obesity by quintiles is higher in Q5 (most deprived) than in Q1 (least deprived). Discussion: The results indicate a large attributable burden of overweight/ obesity cases attributable to air pollution and a burden of almost twice as many cases attributed to lack of UGS (Urban Green Spaces)

Antecedentes: Estudios recientes han demostrado que los altos niveles de contaminación atmosférica y la falta de espacios verdes urbanos (UGS) tienen un impacto en el sobrepeso/obesidad infantil, pero hasta donde sabemos, ningún estudio ha evaluado realmente la carga atribuible de estas exposiciones en el sobrepeso/obesidad infantil El objetivo de este estudio es estimar los casos atribuibles de sobrepeso/obesidad infantil debido a la contaminación atmosférica y UGS en la ciudad de Barcelona, España. Métodos: Aplicamos un enfoque cuantitativo de evaluación del impacto en la salud (EIS). Evaluamos la exposición a la contaminación atmosférica (PM2.5 y NO2) utilizando un modelo de regresión de uso y dos proxis de espacios verdes: el índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI), y el porcentaje de área verde (%GA) estimado a un nivel de cuadrícula fina (250 m×250 m).Se evaluaron cuatro escenarios ideales: 1) el cumplimiento de las directrices de la Organización Mundial de la Salud (OMS) de 2006 y 2) de 2021 sobre los niveles de exposición al PM2.5 y NO2; y 3) el cumplimiento del NDVI de 0,3111; 3) el cumplimiento del 25% de GA, del que también obtuvimos funciones de exposición-respuesta. Estimamos el riesgo relativo y la fracción atribuible a la población (FAP) para cada escenario y exposición. Calculamos la prevalencia de sobrepeso y obesidad infantil, y estimamos el número esperado de casos de sobrepeso/obesidad infantil en Barcelona atribuibles a las PM2.5 y NO2 y a los UGS para cada escenario. Resultados: Si las políticas de calidad del aire de Barcelona cumplieran las AQGs de la OMS de 2006 para la contaminación atmosférica (escenario 1), podríamos evitar 736 (2,81%) casos anuales de obesidad infantil debido a las PM2.5 y 249 (0,34%) casos anuales de sobrepeso/obesidad infantil debido al NO2. Sin embargo, cumpliendo las directrices de la OMS de 2021 para las PM2.5 y el NO2 podríamos evitar 1.468 (5,60%) y 3.094 (4,32%) de casos anuales de obesidad infantil, respectivamente. Además, si Barcelona aumentara el 25%GA y alcanzara 0,31 unidades de NDVI, se podrían evitar un total de 3.329 (4,65%) y 5.629 (7,86%) de casos anuales de sobrepeso/ obesidad infantil, respectivamente. La carga atribuible (y prevenible) del sobrepeso/obesidad infantil por quintiles es mayor en el Q5 (el más desfavorecido) que en el Q1 (el menos desfavorecido). Discusión Los resultados indican una gran carga atribuible de casos de sobrepeso/ obesidad atribuibles a la contaminación atmosférica y una carga de casi el doble de casos atribuibles a la falta de espacios verdes.