侯 青,安興琴*,王自發(fā),王 郁,孫兆斌 (.中國(guó)氣象科學(xué)研究院,北京 0008；.中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所大氣邊界層物理和大氣化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 0009)

2002～2009年蘭州PM10人體健康經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估

侯 青1,安興琴1*,王自發(fā)2,王 郁1,孫兆斌1(1.中國(guó)氣象科學(xué)研究院,北京 100081；2.中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所大氣邊界層物理和大氣化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100029)

參考近年來(lái)公開(kāi)發(fā)表的國(guó)內(nèi)外流行病學(xué)文獻(xiàn),篩選出 PM10的健康效應(yīng)終點(diǎn)和適合于蘭州地區(qū)的暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù),對(duì) 2002～2009年蘭州地區(qū)PM10人體健康經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行了計(jì)算.結(jié)果表明2002年以來(lái)蘭州地區(qū)PM10人體健康經(jīng)濟(jì)損失并未明顯升高,而是逐年波動(dòng);年損失值均在10億元以上,其中2009年最高為16.6億元; PM10人體健康經(jīng)濟(jì)損失與GDP的比值呈明顯下降的趨勢(shì).

蘭州；PM10；人體暴露評(píng)價(jià)；經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估

蘭州市是典型的河谷盆地型城市[1],其大氣污染程度在全國(guó)40個(gè)重點(diǎn)污染城市中是居于前列,1998年曾被評(píng)為全球十大污染城市之一[2].蘭州市空氣污染對(duì)市民健康帶來(lái)了很大的危害.田裘學(xué)[3-4]等人研究發(fā)現(xiàn)蘭州市民的健康指標(biāo)與大氣污染指數(shù)具有明顯的相關(guān)性,而市區(qū)人群呼吸系統(tǒng)的發(fā)病率明顯高于郊區(qū).

近年來(lái),隨著人們對(duì)大氣污染的重視,逐漸加強(qiáng)了對(duì)大氣污染的監(jiān)測(cè)和治理,蘭州大氣質(zhì)量惡化的趨勢(shì)雖然得到了一定程度的控制,但大氣中可吸入顆粒物的含量超標(biāo)依然嚴(yán)重.因此,定量評(píng)估蘭州市大氣污染造成的居民健康經(jīng)濟(jì)損失,對(duì)當(dāng)?shù)卣畯臏p少大氣污染健康損失角度,調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和制定一系列污染控制措施,具有重要意義.

1 數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 蘭州市PM10年均濃度、人口和GDP

本文搜集了2002～2009年蘭州市PM10年均值[5]和同期蘭州市人口與GDP數(shù)據(jù)[6](表1).2002與 2006年蘭州市 PM10年均濃度最高,接近200μg/m3,2007和 2008年相對(duì)較低,但也在130μg/m3左右,高于國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(100μg/m3),表明蘭州市PM10污染較為嚴(yán)重.2002年以來(lái),蘭州市總?cè)丝跀?shù)量逐年穩(wěn)步增長(zhǎng), GDP數(shù)值呈飛速發(fā)展的態(tài)勢(shì).

表1 2002～2009年蘭州市PM10年均濃度(μg/m3)、人口(百萬(wàn))和GDP(億元)數(shù)據(jù)Table 1 Annual PM10 concentration (μg/m3), population (in million), and GDP (in 100million) for Lanzhou, 2002～2009

1.2 健康效應(yīng)終點(diǎn)和暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù)

流行病學(xué)研究已經(jīng)證實(shí)大氣顆粒物會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生直接的負(fù)面影響.調(diào)查表明,成人死亡率和致病率的增加與大氣顆粒物污染水平升高之間存在明顯的相關(guān)關(guān)系[7-8].顆粒物可引起急慢性支氣管炎、哮喘、肺炎、甚至肺癌等呼吸道和心血管疾病,尤其對(duì)易感人群(老人和兒童)的危害更大[9-10].健康效應(yīng)終點(diǎn)的選擇是參考我國(guó)近年來(lái)公開(kāi)發(fā)表的流行病學(xué)文獻(xiàn),選擇有較多研究報(bào)告表明大氣顆粒物與同一健康效應(yīng)終點(diǎn)之間具有較好一致性的,并考慮現(xiàn)有醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的可獲取性等因素.本文選用的相關(guān)健康效應(yīng)終點(diǎn)包括:超額死亡、慢性支氣管炎和哮喘病的發(fā)病率以及內(nèi)科和兒科門(mén)診率、呼吸系統(tǒng)疾病和心血管疾病住院率.

暴露-反應(yīng)關(guān)系是 PM10濃度變化與人體健康效應(yīng)終點(diǎn)之間的定量函數(shù)關(guān)系.本文應(yīng)用成果參照法選擇各健康效應(yīng)終點(diǎn)的暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù),在篩選文獻(xiàn)時(shí)優(yōu)先選擇蘭州或我國(guó)已有的研究成果,且研究所用模型為學(xué)術(shù)界所認(rèn)同,研究步驟正確,資料可信.當(dāng)無(wú)有效國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)可以引用時(shí)再考慮國(guó)外文獻(xiàn)的研究結(jié)果.

已有研究發(fā)現(xiàn),各健康效應(yīng)終點(diǎn)對(duì) PM10人體健康經(jīng)濟(jì)損失影響最大的是超額死亡和慢性支氣管炎,這兩項(xiàng)占總損失的95%以上[11-13].本文中超額死亡的暴露反應(yīng)關(guān)系引用太原市的調(diào)查分析結(jié)果[14],太原市是典型的顆粒物空氣污染城市,與蘭州都屬于西北地區(qū),影響它們的天氣系統(tǒng)基本一致,二者的人口數(shù)量和 PM10污染程度比較接近,且兩個(gè)城市都屬于煤煙、汽車(chē)尾氣和地面揚(yáng)塵的混合型污染.中國(guó)目前關(guān)于慢性支氣管炎及一系列持續(xù)性慢性呼吸道癥狀和疾病的研究?jī)H限于少數(shù)幾個(gè)橫截面研究, Aunan應(yīng)用meta分析的方法分析了國(guó)內(nèi)8個(gè)橫截面研究,得出慢性支氣管炎的暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù)[13,15].

表2 暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù)(每10μg/m3, 95%CI)Table 2 Exposure-response coefficients (per 10μg /m3, 95%CI)

1.3 死亡率和發(fā)病率數(shù)據(jù)

表3 2002～2009年各健康效應(yīng)終點(diǎn)超額死亡率和發(fā)病率數(shù)據(jù)(‰)Table 3 Motality and morbidity used in analysis (‰)

2002～2009年蘭州各健康效應(yīng)終點(diǎn)死亡率和發(fā)病率的數(shù)據(jù),主要參考我國(guó)或蘭州地區(qū)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)值或研究成果(表3).蘭州地區(qū)死亡率數(shù)據(jù)來(lái)源于蘭州統(tǒng)計(jì)年鑒[6];由于缺少針對(duì)蘭州地區(qū)慢性支氣管炎發(fā)病率的調(diào)查,更難以獲取逐年發(fā)病率的數(shù)據(jù),因此本文參考中國(guó)衛(wèi)生部1998年關(guān)于全國(guó)第二次健康調(diào)查的報(bào)告[21];呼吸系統(tǒng)和心腦血管疾病住院率的數(shù)據(jù)參考中國(guó)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)年鑒中全國(guó)衛(wèi)生部門(mén)這兩種疾病住院病人的構(gòu)成比例,結(jié)合甘肅省當(dāng)年總?cè)朐喝藬?shù)進(jìn)行計(jì)算得到;內(nèi)科和兒科門(mén)(急)診率由中國(guó)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)年鑒中甘肅省衛(wèi)生部門(mén)門(mén)(急)診病例中內(nèi)科和兒科所占比例計(jì)算得到[22].我國(guó)目前針對(duì)哮喘病發(fā)病率的調(diào)查也較少,本文中所使用的哮喘病發(fā)病率數(shù)據(jù)通過(guò)文獻(xiàn)得到[23].

2 計(jì)算方法

2.1 超額死亡和發(fā)病人數(shù)計(jì)算

由大氣顆粒物污染造成的死亡或發(fā)病人數(shù)可按以下公式(公式1)計(jì)算:

式中:N為超額死亡或發(fā)病人數(shù);P為暴露人口;E為超額死亡或發(fā)病率,%; β 為暴露反應(yīng)關(guān)系系數(shù);C為顆粒物的實(shí)際濃度,μg/m3;C0為假設(shè)未產(chǎn)生健康效應(yīng)的閾濃度值.閾濃度值的選擇直接影響到評(píng)估結(jié)果的大小.2006年10月WHO發(fā)布的《WHO空氣質(zhì)量全球指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)2005更新版-風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估總結(jié)》認(rèn)為:短期和長(zhǎng)期暴露于顆粒污染物對(duì)健康影響不存在安全閾值,無(wú)論它在大氣中的濃度有多低,都會(huì)對(duì)人體健康有負(fù)面影響.在現(xiàn)實(shí)生活中 PM10濃度不可能為0,本文采用WHO提出的PM10年平均濃度20μg/m3的指導(dǎo)值作為閾值[24].

由表2中PM10暴露反應(yīng)關(guān)系系數(shù)β和表3中蘭州市各健康終點(diǎn)的死亡和發(fā)病率E(%)數(shù)據(jù),根據(jù)公式 1可計(jì)算 2002～2009年蘭州地區(qū)由PM10引起的超額死亡人數(shù)和各健康效應(yīng)終點(diǎn)的發(fā)病人數(shù).

表4 2002～2009年蘭州市各健康效應(yīng)終點(diǎn)(每例)的單位經(jīng)濟(jì)價(jià)值(元)及評(píng)估方法Table 4 Estimated costs (per case) of PM10 related health effects(RMB)

2.2 經(jīng)濟(jì)評(píng)估方法

本文用統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值法(VOSL)來(lái)評(píng)估PM10引起的超額死亡人數(shù)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失[25].由于缺少蘭州地區(qū)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),參照我國(guó)重慶市進(jìn)行的一項(xiàng)VOSL的調(diào)查評(píng)估結(jié)果[26-27].該調(diào)查結(jié)果表明1998年該地居民的VOSL為28.6萬(wàn)元,被調(diào)查者年收入每增長(zhǎng) 0.12萬(wàn)元, VOSL會(huì)增長(zhǎng)11.98萬(wàn)元.重慶市是典型的河谷型城市,由于能源結(jié)構(gòu)及其特殊的地理?xiàng)l件,城市環(huán)境污染也較為嚴(yán)重,這些與蘭州市有很大的相似性.城市居民的支付意愿主要取決于當(dāng)?shù)氐纳钏胶铜h(huán)境污染的程度,因此本研究以重慶市的VOSL來(lái)估算蘭州2002～2009年的VOSL值(表4).以2007年為例,式(2)中ICQ2007為重慶地區(qū)2007年人均收入(萬(wàn)元),ICQ1998為 1998年人均收入(萬(wàn)元),該數(shù)據(jù)由重慶統(tǒng)計(jì)年鑒中得到,由此可以計(jì)算2007年重慶地區(qū)的 VOSL值.由蘭州統(tǒng)計(jì)年鑒中得到2007年蘭州地區(qū)人均可支配收入(ILZ),根據(jù)式(3)可計(jì)算得到 2007年蘭州地區(qū)的 VOSL值(VOSLLZ).

式中:e為彈性系數(shù),本文中取1.

基于支付意愿法(WTP)的經(jīng)濟(jì)學(xué)評(píng)估方法能反映發(fā)病給患者帶來(lái)的身心創(chuàng)傷,是一種優(yōu)于疾病成本法(COI)的測(cè)算方法[13].本文中慢性支氣管炎和哮喘病的單位經(jīng)濟(jì)價(jià)值以支付意愿法來(lái)評(píng)估,數(shù)據(jù)由文獻(xiàn)[17]中獲得.

對(duì)于住院和門(mén)診等健康效應(yīng)終點(diǎn)的單位經(jīng)濟(jì)價(jià)值,我國(guó)目前尚無(wú)相應(yīng)的 WTP的研究結(jié)果,作為一種替代,本文以COI來(lái)定量評(píng)估各健康效應(yīng)終點(diǎn)的單位經(jīng)濟(jì)價(jià)值.根據(jù)中國(guó)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)年鑒中甘肅省門(mén)診和兒科的平均花費(fèi)來(lái)評(píng)估內(nèi)科和兒科門(mén)診的疾病成本,并以全國(guó)急性心肌梗塞和充血性心力衰竭兩種疾病的平均住院花費(fèi)值作為心腦血管疾病住院的疾病成本,以慢性肺源性心臟病和細(xì)菌性肺炎兩種疾病平均住院花費(fèi)作為呼吸系統(tǒng)疾病的疾病成本.

3 2002～2009蘭州市PM10人體健康經(jīng)濟(jì)損失

計(jì)算2002～2009年蘭州市PM10人體健康經(jīng)濟(jì)損失,發(fā)現(xiàn)隨著蘭州市人口數(shù)量的緩慢增加和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人體健康經(jīng)濟(jì)損失并未呈增多的趨勢(shì),而是逐年波動(dòng)(表 5).PM10人體健康經(jīng)濟(jì)損失占GDP的比重(簡(jiǎn)稱(chēng)PM10比值,下同)呈明顯下降的趨勢(shì),這與近幾年蘭州地區(qū)GDP的飛速發(fā)展有關(guān).2002年P(guān)M10比值最高,為3.1%,2008年最低,為1.6%.總體而言,蘭州地區(qū)PM10人體健康經(jīng)濟(jì)損失尚處于較高水平.

表5 蘭州市PM10人體健康經(jīng)濟(jì)損失及與GDP的比值Table 5 Health economic cost and as a percentage of GDP

4 討論

受數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)研究的局限性等客觀因素影響,評(píng)估結(jié)果還存在一定的不確定性,主要表現(xiàn)在: (1)由于缺少蘭州地區(qū)部分健康效應(yīng)終點(diǎn)的暴露反應(yīng)關(guān)系,使用我國(guó)其他地區(qū)或國(guó)外研究成果來(lái)代替,會(huì)造成評(píng)估結(jié)果的不確定性;(2)蘭州地區(qū)部分醫(yī)療數(shù)據(jù)難以獲得,如慢性支氣管炎和哮喘的發(fā)病率及疾病成本等數(shù)據(jù)均來(lái)自于文獻(xiàn),也會(huì)給評(píng)估結(jié)果帶來(lái)一定的不確定性,且不確定趨勢(shì)難以判斷;(3)PM10的閾濃度是一個(gè)重要且敏感的參數(shù),它的選取一直是一個(gè)爭(zhēng)議性的問(wèn)題, 由于閾值選取的不同對(duì)評(píng)估結(jié)果的影響也較大.

對(duì)大氣污染物進(jìn)行人體健康經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估時(shí),不同的評(píng)估方法對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響較大.丁曉妹和張國(guó)珍等的計(jì)算結(jié)果表明蘭州地區(qū)PM10人體健康經(jīng)濟(jì)損失與GDP比值在1%左右,與本文結(jié)果有一定差距[28-29].除了暴露反應(yīng)關(guān)系的選擇不同外,不同經(jīng)濟(jì)評(píng)估方法是造成差異的主要原因[30].與我國(guó)其他城市的評(píng)估結(jié)果相比,蘭州的PM10比值低于北京和重慶,與天津和上海相當(dāng),高于國(guó)內(nèi)其他城市[31].

雖然本文中PM10人體健康經(jīng)濟(jì)損失的估算存在不確定性,但結(jié)果仍然可以反映出蘭州市大氣污染的嚴(yán)重程度.控制蘭州市 PM10人體健康經(jīng)濟(jì)損失,首先需要調(diào)整蘭州市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),減少蘭州市煙塵和粉塵的排放量,減少二次揚(yáng)塵和機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣的污染;其次通過(guò)植樹(shù)造林等措施對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)與改良,從而減少沙塵暴天氣發(fā)生的頻次和強(qiáng)度,從而長(zhǎng)遠(yuǎn)解決蘭州市的大氣污染問(wèn)題.

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)2002～2009年蘭州地區(qū)PM10人體健康經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行了計(jì)算,結(jié)果表明蘭州地區(qū) PM10人體健康經(jīng)濟(jì)損失尚處于較高水平,年損失均在10億元以上,2009年最高為16.6億元.

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Assessment on health economic costs of particulate air pollution in Lanzhou during 2002～2009.

HOU Qing1, AN Xing-qin1*, WANG Zi-fa2,WANG Yu1, SUN Zhao-bin1(1.China Meteorological Administration, Beijing 100081, China;2. State Key Laboratory of Atmospheric Boundary Layer Physics and Atmospheric Chemistry, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China). China Environmental Science, 2011, 31(8)：1398～1402

Lanzhou is one of the most polluted cities in China,and the PM10air pollution could impose harmful effects on local human health. Referencing to the related epidemiological literature published around the world in recent years, this paper screens out the PM10health endpoints and appropriate exposure-response coefficients, and calculates the health economic loss by PM10of Lanzhou during 2002-2009. The results show that PM10-related health economic loss is yearly fluctuating, while not a increasing trend from the year of 2002; the loss of every year is generally above one billion RMB, in which the highest amount is 1.66 billion in 2009; and the ratio between PM10-related health economic loss and GDP is declined in the recent years.

Lanzhou；PM10；human exposure assessment；assessment of the economic cost associated with health

X18

A

1000-6923(2011)08-1398-05

2010-12-13

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41005087,41075102,40875086);中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所(LAPC-KF-2010-06)

* 責(zé)任作者, 研究員, anxq@cams.cma.gov.cn

侯 青(1978-),女,山東定陶人,助理研究員,碩士,主要從事沙塵暴和酸雨對(duì)人體健康及生態(tài)環(huán)境的評(píng)估研究.發(fā)表論文 10余篇.