（环境科学专业论文）济南市空气污染对人群健康的影响研究.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 空气污染是我国面临的主要环境问题之一，城市居民正生活在严重的空气污 染环境中。目前，国外众多的研究已经证实空气污染物浓度的增加与城市居民一 系列发病和死亡终点的增加有关，如呼吸系统症状增加、肺功能降低、医院门急 诊和入院人数增加、慢性支气管炎发病率增加、长期或短期死亡率上升等，但国 内此类研究较少，因此，探索适合中国具体情况的空气污染与人群健康的暴露 反应关系研究成为必需。 研究选择济南市内某区，调查了该区2 0 0 2 至2 0 0 5 年间的空气质量数据， 全面分析了空气污染物p m l o 、s 0 2 、n 0 2 的时空分布规律及污染特征。监测资 料显示，该地区p m i o 超标严重，为主要污染物，特别是在取暖季节污染加重。 而在夏秋季节，p m i o 中有毒有害成分比例有所增加。s 0 2 仅在冬季取暖季节超标， n 0 2 摹本能达标。对该区医院2 0 0 2 - 2 0 0 5 年问的门诊资料分析表明，呼吸系统疾 病门诊量为3 8 7 5 1 人次，其中男性2 1 0 1 8 人，女性1 7 7 3 3 人 运用时间序列方法中的广义相加模型( g e n e r a l i z e da d d i t i v em o d e l ，g a m ) 对 该地区主要空气污染物的日污染水平与医院呼吸系统疾病日门诊进行了回归分 析，评估了各污染物的急性人群健康影响，初步建立了该地区各污染物与呼吸系 统疾病门诊量的暴露反应函数。分析表明，空气污染物p m l o s 0 2 、n 0 2 日平 均浓度与居民日呼吸系统疾病之间存在显著关联。采用单污染物模型，剔除了时 间序列资料中的长期趋势、星期几效应、气象等混杂因素的影响后，得到污染物 p m l o 、s 0 2 、n 0 2 对人群呼吸系统健康产生影响的最佳滞后时间分别为0 天，0 以 天移动平均，3 天。最佳滞后时间条件下，p m l o 、s 0 2 、n 0 2 日均浓度增加1 0 t t g m 3 ， 医院每日呼吸系统疾病门诊量分别增加o 3 8 1 4 8 和0 7 7 。女性比男性对空 气污染改变更为敏感，暖季污染物p m i o 和s 0 2 增加1 0 p g m 3 的相对危险度高于 冷季( 即在高浓度下，暴露反应曲线趋向平缓) 根据得到的空气污染物与疾病及死亡等健康效应终点的暴露反应函数，确 定受空气污染影响的居民人数为1 4 9 万人。运用支付意愿、疾病损失法、修正 的人力资本方法等进行人群健康损失的经济核算研究，采用w t p 方法估算空气 污染损失为9 9 5 - 2 0 3 5 亿元，占当年g d p 的0 5 3 - ! 0 8 ；采用a h c 方法估算 山东大学硕士学位论文 iii i i i 空气污染损失为3 8 1 8 0 2 亿元，占当年g d p 的0 2 0 - 0 4 3 。研究同时对济南 城区居民采用开放式问卷进行调查，结果表明居民避免空气污染导致疾病的愿意 支付值为3 4 8 亿元，检验表明该调查结果为合理值，可以用来衡量该地区空气 污染导致的疾病损失情况。 研究发现了在低于空气质量标准的情况下p m i o 仍有较明显的健康效应， p m l o 对包括死亡、心脑血管疾病等的影响无阈值存在，表明仅集中控制高污染 的日子是不够的，制定严格的空气质量标准才能真正保护居民健康。 6 关键词：空气污染；呼吸系统疾病：暴露反应函数；健康损失；济南 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t a i rp o l l u t i o ni sap e r s i s t e n tc o n c 锄i nc i t i e so fc h i n a , w i t hm o r et h a nh a l f r e s i d e n t sl i v i n gi ns e r i o u sa i rp o l l u t i o na r e a s i ti sa p p r o v e dt h a tt h er a i s eo fa i r p o l l u t a n tc o n c e n t r a t i o nw a sr e l a t e dt ot h ei n c r e a s eo fa s e r i e so fd i s e a s e sa n dd e a t h so f c i t yi n h a b i t a n t s ，s u c h a sm o r es y m p t o m so fr e s p i r a t o r ys y s t e m ；r e d u c t i o no f p u l m o n a r yf u n c t i o n ，i n c r e a s eo fe m e r g e n c yp a t i e n t sa n di n p a t i e n t s ；i n c r e a s eo f c h r o n i cb r o n c h i t i s ；r a i s eo fl o n g - t e r mo rs h o r t - t e r md e a t hr a t e ，e t c h o w e v e r , t h e s e k i n do fs t u d i e sa r es t i l lr a mi nc h i n a , t h u sm o r es u c hr e s e a r c ha r en e e d e d ，e s p e c i a l l y o nd o s e - r e s p o n s ef u n c t i o nw h i c hc a r lr e f l e c t t h er e s e a r c hp e r i o di sf r o m2 0 0 2t o2 0 0 5 ，a m o u n t st o14 61d a y si nad i s t r i c to f j i n a n d a t aa b o u tt h r e er e g u l a rp o l l u t a n t s ，p m m , $ 0 2a n dn 0 2 ，m e a s u r e db yr e g i o n e n v i r o n m e n t a lm o n i t o r i n gn e t , w e r eo b t a i n e d d u r i n gt h ef o u ry e a r s , t h e r ew e 糟3 8 7 51 p a t i e n t si nr e s p i r a t o r ya d m i s s i o n ，o fw h i c h 21018w c r em a l ea n d17 7 3 3f e m a l e r e s u l t ss h o w e dt h a t , a i rp o l l u t a n t sc o n c e n t r a t i o ni nj i n a nh a dw e a kr e l a t i o n s h i p w i t hr e s p i r a t o r yh o s p i t a lv i s i t s t h eb e s tl a gd a y sf o rp m t o , s 0 2a n dn 0 2w e r ec u r r e n t d a y ( 1 a 9 0 ) ，a v e r a g em o v i n gw i t h i n0 - 3d a y s ( a v 9 0 3 ) a n d3d a yl a t e r ( 1 a 9 3 ) t h r e e d a y s c o n c e n t r a t i o nh a dt h em o s tr e m a r k a b l ee f f e c to nh u m a nh e a l t h w i t h i nt h eb e s t l a gd a y s , p m t o , s 0 2a n dn 0 2 、 船a l la s s o c i a t e dw i t hi n c r e a s e dr i s ko fr e s p i r a t o r y h o s p i t a lv i s i t s ，0 3 8 ( 9 5 c o n f i d e n c ei n t e r v a l ( c i ) ：0 2 4 - 0 5 3 ) i n c r e a s e df o ra10 ) w j m 3i n c r e a s ei np m m , 1 4 8 ( 9 5 c i ：1 2 4 - 1 7 2 ) i n c r e a s eo fr e s p i r a t o r y h o s p i t a lv i s i t sf o ra10 鹏m 3i n c r e a s ei ns 0 2 a n d0 7 7 ( 9 5 c i ：0 3 6 - 1 18 呦f o ra 10 蜘3i n c r e a s ei nn 0 2w e r eo b s e r v e d p m t oc o n c e n t r a t i o nw a sh i g hi nt h ea i ro f j i n a nc i t y ，w h i c hm a i n l yc a m ef r o mc i t yd u s t sa n ds o i lw i n ds a n dd u s t sw i t hw e a k t o x i c i t y t h o s ee f f e c t so nr e s p i r a t o r yh e a l t hw e r el e s st h a nt h o s eo f t h em a j o r i t yo ft h e d e v e l o p e d 锄懈a n dc o u n t r i e s c o m p a r e dt ot h es a m er e s e a r c ho ft h ed e v e l o p e d c o u n t r i e s ，t h ee f f e c to fs ( hw a sal i t t l eh i g h e rt h a nn 0 2a n dp m l 0 f e m a l ew e 佗m o r e s u s c e p t i b l et h a nt h em a l et oc e r t a i nc h a n g e so fp o l l u t a n tl e v e l u n d e rh i g hp o l l u t a n t c o n c e n t r a t i o n ，t h ee f f e c to fe a c hp o l l u t a n to nr e s p i r a t o r yh e a l t hb e c a m ew e a k i ft h e a i rp o l l u t a n t so fj i n a nc i t yr e a c ht h es t a n d a r do fc h i n ac i t yr e s i d e n t i a la r e aa m b i e n t a i rq u a l i t y ，ad e c r e a s e1 5 5 ( 9 5 c i ：0 9 8 2 1 7 呦o ft h er e s p i r a t o r yd i s e a s e a d m i s s i o n sw i l lt a k ep l a c e w h e ni tr e a c h e sm u c hs t r i c t e rw h os t a n d a r d ，a10 d e c r e a s ei nh o s p i t a la d m i s s i o nw i l lb eo b s e r v e d 7 山东大学硕士学位论文 1 11 曼皇邑皇曼舅量| 量量量舅皇皇寞鼍昌皇鼍詈皇曼皇量| 曼曼皇葛皇寰曼篁薯鼍曼曼皇鼍暑鼍| 篁曼曹量蔓罾鲁暑曩 h u m a nh e a l t hl o s s e sc a u s e db yu r b a na i rp o l l u t i o nw e r ea n a l y z e dw i t he c o n o m i c t h e o r yb yr e f e r r i n gt or e l a t e da c h i e v e m e n t sw h i c hw e r em a d eb ys c h o l a r s b a s e do n d o s e - r e s p o n s ef u n c t i o n ，e c o n o m i cl o s s e sw e l ea c h i e v e dw i t hc o s to fi l l n e s sa n d w i l l i n g n e s st op a ym e t h o d s r e s u l t ss h o w e dt h a t0 14 9m i l l i o np e o p l ew e l ea f f e c t e d b ya i rp o l l u t i o n a i rp o l l u t i o nr e l a t e de c o n o m i cl o s s e so fh e a l t he f f e c t si nu r b a na r e 鹅 o fj i n a nw o r e0 9 9 5t o2 0 3 5b i l l i o ny u a nu s i n gw r t p 。m e t h o d ( a c c o u n t0 5 3 t o 1 0 8 o fg d p ) ，a n d0 3 81t o0 8 0 2b i l l i o ny u a nu s i n ga h cm e t h o d ( a c c o u n t0 2 0 0 4 t o0 4 3 o fg d p ) r e s e a r c hi n d i c a t e dt h a tt h e r ew a sn ot h r e s h o l dc o n c e n t r a t i o nf o rp m l ou n d e r w h i c hn oh e a l t he f f e c t sw o u l db eo b s e r v e d t h e s em e a n st h a ta t t e n t i o no n l yp a y so n t h o s es e r i o u s l yp o l l u t e dd a y sc o n t r o lw a sn o te n o u g h ，a n dam o r es t r i n g e n ta i rq u a l i t y g u i d e l i n ew i l lp r o t e c tr e s i d e n t s h e a l t h 8 k e y w o r d s ：a i rp o l l u t i o n ；r e s p i r a t o r yd i s e a s e s ；d o s e - r e s p o n s ef u n c t i o n ； h e a l t hl o s s e s ；j i n 锄 山东大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第1 章前言 全球环境监测系统对世界主要城市空气污染水平进行的监测表明，全世界有 1 6 亿人生活在高二氧化硫和悬浮颗粒物造成的污染空气中。而目前国内外众多 的研究已经证实，空气污染物浓度的增加与城市居民一系列发病和死亡终点的增 加有关，如呼吸系统症状增加、肺功能降低、医院门急诊和入院人数增加、慢性 支气管炎发病率增加、长期或短期死亡率上升等【l 棚。城市空气污染对人体健康 的影响和造成的损失严重制约了社会经济的发展，已成为当今世界最为关注的问 题之一。2 0 0 2 年，世界卫生组织估计，每年由于空气污染导致的死亡人数高达 8 0 万人，而亚洲地区空气污染引起的疾病负担最为严重 s i 。 中国的城市污染尤为严重，亚洲开发银行1 9 9 8 年估计，如果中国城市大气 质量能达到国家二级标准，每年可避免近1 7 8 0 0 例的早亡，并大幅减少其他如呼 吸系统疾病等的门诊率 6 1 。近年来，随着国家对空气污染的治理，空气质量有所 好转，但根据2 0 0 7 年世界银行的报告，目前该地区仍有近6 0 的城市人口暴露 、 于空气质量三级及以上的空气污染中用 自9 0 年代以来，我国许多大城市如北京、上海、广州等，由于机动车的快速 增长，空气污染类型已由单纯的煤烟型污染向煤烟污染和机动车尾气混合型发 展。但从污染类型来看，燃煤产生的颗粒物( 我国主要监测指标为可吸入颗粒物 p m l o ) 和二氧化硫( s 0 2 ) 仍是北方地区主要的空气污染物。我国的经济发展取得的 举世瞩目的成就，但是在环境问题上不能走西方国家的“先污染，后治理”的道 路，否贝懈为此付出高昂的代价。适合我国实际有效的空气污染控制和治理的方 法，以最小的投入获得最大的效益，走可持续发展之路，是解决问题的关键。要 实现这一目标，就需要对各种空气污染控制和治理方案进行经济学评价，而本课 题是经济评价的前提和基础。 空气污染对健康影响的机制复杂，定量研究暴露反应关系，并计算由此造 成的健康损失，是当前研究的热点问题，也是国际上十分关注的问题。尽管发达 国家已有相关成熟的研究案例和成果，得出了系列暴露反应关系，但由于我国 不同城市人口的状况，如年龄分布和健康状况，空气污染状况不同，若将其直接 9 山东大学硕士学位论文 - - i i i l 引用，必将导致严董的误差。因此，从流行病学等角度进行研究，获取适合中国 典型地区的暴露反应函数就成为当务之急。 1 2 研究意义 ( 1 ) 目前，除北京0 j 、本溪】和太原f 1 2 j 等城市外，其他中国北方城市未 开展空气污染与人体健康方面的研究。本研究构建的理论方法体系在济南市的实 证研究中得到实际应用，具有实际指导意义。应用此研究结果，能够考察空气污 染物浓度与日呼吸系统疾病门诊人数的关系，判断污染物增加一定浓度时，人群 健康指标的变化。特别是评估空气污染物( 包括颗粒物及其它气态污染物) 长短 期暴露的健康影响将成为不断加强对某些空气污染物进行监控管理的重要科学 依据。 ( 2 ) 通过对空气污染物与人群健康的关系研究，环境保护部门能够在空气 污染严重时，提供相应的预警；为山东省空气自动监测系统的合理调整提供参考， 由于目前这两个系统仍相对独立，导致在空气污染与疾病防治之间建立联系存在 困难。该研究的成果将使通过环境指标来更好的预防、控制疾病的发生提供了现 实依据。 ( 3 ) 相关暴露一反应函数的建立能够使民众更深入的了解空气污染的损害， 减少在极端污染天气下的外出活动等，从而减少空气污染造成的疾病和死亡损 失，使环境因素能更好的融入到居民的日常生活中，促进居民对空气环境保护事 业的理解和重视，有利于相关环境保护措施的执行。 ( 4 ) 在城市空气污染严重、工业发达的经济大省山东开展此项研究，有助 于核算出空气污染导致的疾病损失情况，并将其纳入到当前的绿色g d p 污染损失 核算中。 ( 5 ) 本研究作为一项开创性和探索性研究，其实际意义还在于它是对相关 领域研究成果的一个重要的补充。相关的研究成果与空气污染物毒理学实验等学 科的结合能更好地推动在该项目上的深入研究。同时，也为专家和学者对该类问 题进行学术的争论和探讨提供具体参考。 1 3 研究内容 1 3 1 研究框架 1 0 山东大学硕士学位论文 曼鼍量鼍量曼舅量皇皇量薯皇罾旨皇皇皇曼鼍i i i i 皇 利用收集到的疾病数据、空气污染物浓度数据、气象因素等资料，构建数学 模型，剔除混杂因素的影响后得到各污染物的健康效应，得到济南市的暴露反 应函数，修正后最终用于山东省各地的城市人群空气污染健康效应的估计。 由于山东省内未开展过此类研究，因此得出相关污染物与人体健康效应的暴 露反应函数，利用该函数获得该地区空气污染导致的人群健康效应，并最终进 行经济损失的定价具有重要意义。研究得到的结果将能于为政府空气污染控制决 策提供参考。 空气污染与人群健康效应的关系框架见下图1 1 。 图1 1 空气污染与人群健康效应关系研究框架 1 3 2 技术路线 具体技术路线见下图l - 2 。 山东大学硕士学位论文 舅鲁| 量量鲁量皇皇量罾罾舅鼻曼量量皇皇曼鼍置皇量葛i 。 i 鼍皇量尝量鼍皇皇| 量量量| 量量邑奠吕篁皇簟 1 2 图l - 2 空气污染与人群健康效应关系研究路线图 山东大学硕士学位论文 1 4 主要研究方法 1 4 1m e t a 分析 1 9 6 0 年代开始，在医学文献中，陆续出现了对多个独立研究的统计量进行 合并的报道。1 9 7 6 年g v g l a s s 首先将合并统计量对文献进行综合分析研究 的这类方法称为“m e t a a n a l y s i s 。1 9 8 0 年代末该方法传入我国，中文译名有荟萃 分析，二次分析、汇总分析、集成分析等。它是对具有相同研究目的的多个独立 研究结果进行系统的、定量的统计学综合分析的一种研究方法，是对文献资料的 再分析。m e t a 分析过程大体分三步：文献收集评价、数据定量合并和结果评价 解释。我们将相应文献暴露一反应关系输入计算机，建立数据库，并进行数据核 校及齐性检验，最后进行统计合并。首先估计各个研究结果是否具有一致性，即 进行一致性q 检验。若接受齐性假设，则按固定效应模型，以研究内方差的倒 数作为权重进行统计量合并。若拒绝齐性假设，则认为各项研究结果不一致，需 使用随机效应模型( d e r s i m o n i a n l a i r d 法) 进行结果合并。随机效应模型将各 独立研究看成研究总体的一个样本，允许各研究间存在差异，且变异是随机的结 果，考虑研究间的变异，以研究内和研究间方差的倒数作为权重进行结果合并。 对某一特定健康效应终点，如果有数篇文献加以阐述，我们对各研究暴露一 反应关系进行m e t a 综合分析得到其均数和9 5 可信限。由于选择的文献不同， 分析后的结果也必然存在差异。因此，确定合理的文献筛选标准十分重要。本研 究采纳的标准如下： ( 1 ) 健康效应终点必须与待研究的效应终点一致或相当接近； ( 2 ) 研究中纳入的研究数目应该不受数目限制； ( 3 ) 优先采用我国自己的研究结果。对某些中文文献未见报导、而又公认与 空气污染相关的健康效应，如空气污染长期暴露对人群死亡率的影响，我们选用 了公认的国外研究资料； ( 4 ) 采用各个城市最新发表的结果，每个城市应该只有一个结果用于本次 m e t a 分析；同时，如果该城市参与了多城市的研究，采用该多城市研究的结果； ( 5 ) 各健康终点与空气污染的关系是以定量的暴露一反应关系表达。 1 4 2 时间序列方法 目前研究空气污染与人体健康关系的主要有队列研究和时间序列研究两种 1 3 山东大学硕士学位论文 一h i 鼍罾鼍曼曼量罾皇量皇| 量鲁曼量皇量置暑吕曼鼍皇置曼量一 方法。其中，时间序列模型自2 0 世纪9 0 年代以来己被广泛应用于空气污染急性 暴露对各种健康效应的研究，并在全球不同地点、不同空气污染背景、不同人群 取得了相似的结果【1 3 1 。尽管存在不少局限性：如生态学谬误、提前收割效应等， 但它在描述人群的暴露健康效应时仍优于横断面研究，可以对空气污染健康影响 进行定量评价，即得到当空气污染物每增高单位浓度时所导致的健康损失，从而 对空气污染治理措施的选用、效果做出健康效应评定和经济损失效益分析，继 而为制定空气质量标准提供一定的科学依据。时间序列方法主要优点就是通过对 同一研究人群反复观察暴露条件改变后的人群健康效应，排除与时间变化相关的 一些变量，如年龄改变等混杂因素，提高了预测的精度。近年来，一些复杂的统 计模型，如广义相加模型( g e n e r a l i z e da d d i t i v em o d e l g a m ) ，被陆续引入时间序 列研究中以调整死亡数和门诊量的长期和季节趋势、气象因素等潜在的混杂因 素，该模型允许相应变量和解释变量之间存在非线性关系，大大拓展了相关领域 的研究【1 4 1 。 在空气污染的流行病学研究中，为测定致病因素的效应，常用一些危险度指 标来衡量因素与发病的联系强度或因素对人群发病的作用大小，其中应用最广泛 的是相对危险度( r e l a t i v er i s k , r r ) 。相对危险度是2 个人群发病率的比值，通 常为暴露人群的发病率与非暴露人群( 或指定的人群) 的发病率之比。设指定人 群的发病率为砌，暴露人群的发病率为兀i 。由于人群的发病率符合p o i s s o n 分布， 所以有 兀o = e l s c + g ( y ) ( 1 - 1 ) 兀l = e c 心( y ) ( 1 - 2 ) r r ：旦：e b 缸( 1 - 3 ) 兀o 注：g o ) 为各混杂影响变量的组合函数；c 为污染物浓度；a c 为污染物浓度变化。 r r 表示暴露组的发病危险是非暴露组( 或指定的人群) 的多少倍。当l 犯l 时，表示该因素对疾病的发病无影响：当r r i 时，表示该因素为危险因素，它 使发病危险度增加：当r r 1 5 岁) ：d u s s c l d o r p 等在欧洲的研究表明【3 7 - 3 9 1 大气 p m l o 浓度增加l o p g m 3 ，成人哮喘发作的相对危险度为1 0 3 9 ( 9 5 c i 1 0 1 9 1 0 5 9 ) ；p o p e 、o s t r o 等在美国的研究表明1 1 ，大气p m l o 浓度增加1 0 p g m 3 成人哮喘发作的相对危险度为1 0 0 2 ( 9 5 c 10 9 9 8 1 0 0 6 ) 。 综合欧洲和美国的研究结果，发现大气p m l o 浓度增加l o p g m 3 ，成人哮喘 发作的相对危险度为1 0 0 4 ( 9 5 c i1 0 0 0 - 1 0 0 8 ) 。 对以上研究进行m e t a 分析的结果总结在表2 1 ，该结果以大气p m l o 浓度增 加l o p g m 3 ，各健康终点发生的危险度来表示。 表2 - 1 p m l o 增加! o b t g m 3 时居民的健康效应 _ _ _ _ il _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一 健康效应终点人群相对危险度( 9 5 置信区问度) 注：原文末提供丰l i 厩9 5 c i 以大气颗粒物污染对居民死亡的影响来说，p m l o 增加l o p g m 3 中国和欧美 国家居民总死亡率( 包括急性作用和慢性作用) 变化的相对危险度及其9 5 置 信区间见图2 2 。其中欧美国家大气颗粒物污染对居民死亡率的慢性影响资料来 源于本文m e t a 分析结果，急性影响资料源于s t i e b 等对1 0 9 篇文献的综合m c t a 分析结果【4 2 】：我国大气颗粒物污染物对居民死r ：率的慢性影响来源在辽宁省本溪 1 8 山东大学硕士学位论文 进行的一项牛态学研究，急性影响资料来源于本m e t a 分析结果。由图2 2 可见， 相同的浓度变化下，我国大气颗粒物污染对居民死亡率的影响较欧美发达国家为 低。 这可能与不同国家和地区不尽相同的空气污染水甲、当地人口对空气污染的 易感性、人口的年龄分布、特别是与不同的颗粒物成分有较大关系。在美国和西 欧等发达国家，颗粒物丰要源于机动车尾气排放；而我国的空气污染从全国范围 内来讲以煤烟型为丰，使得我国的大气颗粒物成分与发达国家存在较大差异。而 毒理学和流行病学研究均证明，机动车来源的颗粒物在各种来源颗粒物中，其对 人体健康影响最大。同时，欧美国家老年人口，特别是高龄老年人口较多，对细 颗粒物污染更为敏感；由于我国大气颗粒物的浓度远较欧美国家为高，而根据欧 美国家颗粒物污染与居民死亡的暴露反应研究，当污染物浓度上升时，其暴露 反应关系有平坦的趋势。我国高浓度下人群的暴露反应系数较低的现象也与该 特征相符。这一系列的因素可能导致了我国与欧美国家颗粒物与人群健康暴露 反应系数的差异。因此，理论上说，当发达国家得出的暴露反应关系应用于其 它地区( 比如发展中国家) ，应当对此加以适当调整，以反映当地颗粒物的物理、 化学特性，以及当地人群的社会经济状况等。世界卫生组织建议，颗粒物浓度高 于2 0 0 p g m 3 时，由于其暴露反应关系曲线趋于平坦，对其健康效应的评估应非 常谨慎【43 1 。从这个角度看，把暴露反应关系本地化将是开展此类评价工作厩需 提高的环节。 ：ip l 乍训。擎儿弦川 图2 2 人气p m i o 增加l o 蚓m 3 ，中国和欧美园家死亡的相对危险度 2 1 2s 0 2 暴露与人群健康效应研究 s 0 2 具有很强的刺激作用，能刺激眼结膜和鼻咽部粘膜。s 0 2 易溶于水，易 1 9 o o o o o 0 o 5 ； 幻 旧 蝴 龇 蝴 姗 哪 吣 帅 j j 1 臣 山东大学硕士学位论文 被上呼吸系统和支气管粘膜的富水性粘液所吸收，因此主要作用于上呼吸系统和 支气管以上的气道，引起慢性阻塞性肺病( c o p d ) 。长期接触低浓度的二氧化 硫可引起慢性鼻炎、气管炎和肺气肿。特别是与细颗粒物的联合作用进入肺深部， 其毒性增加3 _ 4 倍。二氧化硫可形成二次污染，在大气中可被自由基氧化成s 0 3 ， 再溶于水汽中形成硫酸雾，也可以先溶于水汽中生成亚硫酸雾再氧化成硫酸雾。 硫酸雾对呼吸系统的附着性更强，危害也更大。 大量文献研究表明，二氧化硫可以引起死亡，患者住院、门诊量和呼吸系统 症状的增加，对人类的健康造成危害，相关研究结果见表2 - 2 。 表2 - 2 二氧化硫与疾病的暴露反应系数 健康评价指标暴露反应函数系数9 5 的置信区间资料来源 死亡 o 1 2 0 0 9 - 0 1 6 a 鼍：宁舄：帮网 0 0 7 2 e c ( x l - 9 9 - 8 ) 。, 嘲 婴儿死亡率0 1 5 ( - 0 5 - 0 2 ) a u n a na n dl “1 9 9 9 ) 住院总数0 2 1 0 - 0 3 4 a u n a na n dl i ( 1 9 9 9 ) 呼吸疾病住院0 2 5 0 1 3 0 3 8 a u n a na n dl i ( 1 钙j 9 ) 0204eql998) c o p d 住院0 0 4 0 - 0 0 8 a u n a na n dl i ( 19 9 9 ) 医院门诊病人0 0 2 1 0 0 1 8 - 0 0 2 4 a 锱秽 急诊献0 0 3 7 0 0 2 3 - 0 0 5 2 a 气渊嗍 o 0 5 芸裟忽黼刀 注：增加1 1 1 8 m 3 对应的健康终点变化 有关文献对二氧化硫和住院病人数的关系进行研究。结果表明，二氧化硫浓 度增加1 l a g m 3 ，对住院总数、呼吸系统疾病住院病人和慢性阻塞性疾病( c o p d ) 患者住院病人等的暴露反应函数系数分别为：0 2 1 、0 2 - 0 2 5 和0 0 4 。二 氧化硫可引起门诊、急诊量和急性呼吸系统症状的增加，相关研究文献有的研究 结果显示，二氧化硫浓度增加l p g m 3 ，医院门诊、急诊病人分别增加0 0 2 1 和 0 0 3 7 ：急性呼吸系统症状的患者增加0 0 7 2 。 2 1 3n 0 2 暴露与人群健康效应研究 a p h e a 是一个多城市相互配合的项目，利用从欧洲1 5 个国家得到的资料， 包括地理学、社会人口统计学、气候学及大气质量模式等，研究空气污染对居民 每日死亡率的短期效应。在a p h e a 项目中，从欧洲中部到西部的6 个城市提供 了每日死亡数和n 0 2 浓度的数据 4 8 l 。每个研究城市的数据采用统一的标准方法 2 0 山东大学硕士学位论文 进行分析，从而保证了结果的可比性。针对单个城市资料，采用了基于广义相加 模型( g a m ) 基础上的p o i s s o n 回归模型；在单个城市分析的基础上，采用固定 效应模型和随机效应模型以合并各城市的研究结果。结果发现，居民每日死亡率 与n 0 2 浓度有显著的正相关：n 0 2 ( i 小时最大) 浓度每上升5 0 p g m 3 ，居民日死亡 数增加1 3 ( 9 5 置信区间0 9 1 8 ) 。将各城市的结果以黑烟或臭氧作为分层因 素对n 0 2 的效应作分层分析，未发现有显著的交互作用。但在黑烟浓度越高的 城市，n 0 2 产生的健康效应也越大。当使用包括黑烟的两污染物模型合并分析时， n 0 2 的健康效应几乎减半( 但仍有统计学显著性) 。 此外，在过去十年中，有一些研究也报道了室外监测n 0 2 浓度( 2 4 h 平均) 和 总死亡率及分疾病类别死亡率之间有显著的正关联【1 7 , 4 9 - 5 2 。然而在这些研究中， 都不能将n 0 2 对健康的影响从同时存在的颗粒物对健康的影响中分离出来。众 所周知，在城市地区，颗粒物与死亡率的增加有着更强、更一致的关联，因而更 可能是引起这种健康危害的污染物。阚海东和陈秉衡研究了我国上海2 0 0 0 年6 月至2 0 0 1 年1 2 月间空气污染( p m i o 、s 0 2 、n c h ) 与居民每日死亡率之间的关系【m 。 该研究考虑了居民死亡数的波动受长期变化趋势、季节变化以及气候的影响，在 分析采用了广义相加模型；结果显示，n q 浓度每上升l o t t g m 3 ，居民( 排除意 外伤害后) 总死亡发生的相对危险度为1 0 1 5 ( 9 5 c i ：1 0 0 8 1 0 2 2 ) 。但同时作者 也指出，考虑到各空气污染物之间有较高的相关性，很难区分出某一特定污染物 的单一效应。 ，s t i e b 4 2 1 对源自北美和欧洲研究的m e t a 分析表明，随机效应模型显示n 0 2 浓度增加l o p g m 3 ，导致居民超死亡率为2 3 8 ( 9 5 c i ：1 7 9 - 2 9 8 ) 。多污染物 模型下，n 0 2 的健康效应没有显著性；但若使用呼吸系统疾病死亡率作评价，则 n 0 2 效应强度会增加。 总之，n 0 2 对居民每日死亡率的短期效应受到其它污染物的混杂影响。因此， 对n 0 2 急性死亡影响的单独评价，尚需更多研究的证实。 2 2 空气污染导致健康损失的研究 在空气污染导致的人体健康损失的经济学研究中发现，人体健康经济损失约 占环境污染经济损失的一半左右，其中由空气污染引起的健康损失占较大比重， 远高于其他环境污染引起的健康损失【s 】。世界银行等估计，1 9 9 8 年中国城市空气 2 i 山东大学硕士学1 立论文 污染导致的健康经济损失值在1 1 2 7 亿美元3 2 3 4 亿美元之间【6 】，超过国内生产 总值的1 0 。美国癌症协会的研究表明，城市空气污染造成健康经济损失达到城 市国内生产总值的3 0 - 1 0 。 在已有的空气污染导致人体健康损失的经济学研究中，主要限制于单一城 市，为防止累加效应，这些研究多数只探讨单一污染物导致的损失b r a j e r 等采 用不同的方法将中国城市空气污染对人体健康的影响进行了货币化，得到了损失 在9 3 6 4 3 亿美元【5 射。a u a n 等对中国2 0 0 4 年的研究表明，空气污染导致的健康 损害总成本为6 5 0 亿美元，占当年g d p 的6 5 ，其中一半的损失在于儿童的死 亡和呼吸系统疾病【矧。目前，国内学者研究了包括北京【5 5 1 、上海1 5 6 1 、青岛【5 7 。5 们、 抚顺【铡等，同时也在省级范围，包括山东 6 0 1 、山西【6 1 】等进行了研究。大多采用 人力资本法量化空气污染损失，也有部分根据流行病学研究成果而采纳暴露反应 函数尝试损失的核算。 衡量空气污染导致的损失情况将能被用来为政府部门相关决策提供依据，再 者，国家正在部分城市进行绿色g d p 核算的试点工作，空气污染损失的核算是其 中的重要内容之一，因此在该地区开展此类调查很有必要。目前国内各省市进行 环境污染损失的核算时均涉及空气污染导致的人群健康损失，但尚未形成统一的 方法和标准体系，计算得到的各地之间损失值差距较大( 表2 2 ) 。对于开展多 次核算工作的上海、北京、山西、浙江等地选择典型的结果进行比较，可见空气 污染造成的人体健康损失占当年g d p 比重的1 - 7 之间。 目前，国内部分城市如北京、上海、青岛等已开展过空气污染导致的人体健 康损失研究，结果显示损失占当地g d p 的1 左右，高者则在5 左右。 表2 2 国内城市空气污染导致人群健康损失 研究地点 时间方法货币量 占当年g d p 比重( ) 北京垆射 2 0 0 0 2 0 0 4 w t p 1 6 7 0 3 6 5 5 亿美元 5 5 8 - 7 2 l 上海i 刈2 0 0 1w t 只c o l5 1 7 6 亿元 1 0 3 天津帕z j 2 0 0 3w t p 9c o l8 4 7 15 2 7 亿美元 2 9 - 3 7 山西1 6 一人力资本法2 8 8 9 亿元 1 9 2 石家庄 6 3 1 2 0 0 0w t p0 7 1 5 亿美元4 3 西安 6 4 1 2 0 0 3 人力资本法1 7 8 亿元 1 黔 人力资本法 抚顺明 2 0 0 0 w t p , ! 4 - 3 4 亿元0 7 5 - 1 9 5 v o l y 注：* v o l y 生命年价值法 对山东省城市已有的研究进行总结，见表2 3 。目前该地区进行空气污染健 山东大学硕士学位论文 康损失核算的主要方法为人力资本法和支付意愿法，可见采用w t p 方法计算获得 的损失值明显偏大。 表2 3 空气污染造成的人体健康损失研究结果 注：根据达到w h o 标准能减少的提前死亡人数折算 山东大学硕士学位论文 3 1 概述 第3 章济南市空气质量与污染特征分析 济南是一个典型的资源消耗型城市，对煤炭等依赖性强，每年消耗的煤炭等 化石燃料高达几千万吨，巨大的燃料消耗导致了严重的空气污染。经济高速发展， 市区人口膨胀、交通规模扩大、大规模城市建设等对空气污染影响也很大，同时 由于其位于内陆且三面环山的地理位置特点，污染物不易扩散，加重了污染问题。 1 9 9 8 年，济南被世界卫生组织列为世界十大空气污染最严重城市之一6 5 】。近年 来，特别是1 9 9 8 年底以来，政府和各级环保部门对大气环境污染治理的力度不 断加大，一些控制空气污染的政策及措施也相继出台，济南市大气环境中一次性 气态污染及尘污染居高不下和不断加重的趋势得到有效遏制，空气质量有了明显 改善( 图3 1 ) 。十五期间，空气质量保持稳定，但细颗粒物浓度水平仍较高，不 满足国家空气质量标准瞄】。由于严峻的空气污染形式，2 0 0 3 年济南被列为全国 空气污染防治重点城市之一。目前，空气污染成为该地区最主要的环境问题之一， 并已成为制约城市可持续发展的重要因素，直接影响了人民生活质量的提高和人 们的身体健康。 f 墨 越 誊 耋 瞄 a 萄 糌 游 黯 习 爿i 图3 11 9 9 2 2 0 0 5 济南空气污染及投资趋势 注：1 9 9 2 - 1 9 9 9 年问为t s p 和n o x 监测数据，根据济南专地空气污染物特征折算为p m i “折算系数o 6 0 ) 和 n o “折算系数o 7 2 ) w h o ：世界卫生组织标准1 6 7 l ；c h n ：中国空气质星- 二级标准1 嗨- 6 9 1 。 2 4 山东大学硕士学位论文 济南市空气污染具有明显的季节变化规律，受冬季采暖( 采暖期月耗煤量比 非采暖期增加1 - 2 倍) 和特定的气象、地貌与城市下垫面等因素影响，主要污 染物浓度一般表现为冬季最高，夏季最低，春秋季居中的特征。冬季大气颗粒物 的高浓度来源于发电、供热所用化石燃料燃烧排放和高密度交通车辆尾气。 我们选择该地有代表性的某区进行数据收集工作，获得2 0 0 2 - 2 0 0 5 年4 年间 该区环境监测网监测的常规污染物的变化情况，结果见表3 1 。 表3 1研究区域某区常规污染物p m i o 、s 0 2 、n 0 2 的浓度变化趋势 2 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 5 1 丛i q墨垒盟垒