陳仁杰,陳秉衡,闞海東

(復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院環(huán)境衛(wèi)生學(xué)教研室,公共衛(wèi)生安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海200032)

大氣細(xì)顆粒物控制對(duì)我國(guó)城市居民期望壽命的影響

陳仁杰,陳秉衡,闞海東*

(復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院環(huán)境衛(wèi)生學(xué)教研室,公共衛(wèi)生安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海200032)

收集我國(guó)2013年74個(gè)環(huán)保重點(diǎn)城市的細(xì)顆粒物(PM2.5)濃度.采用《全球疾病負(fù)擔(dān)2010》提供的PM2.5與4種主要疾病死亡率的暴露反應(yīng)關(guān)系系數(shù),構(gòu)建74個(gè)城市的城區(qū)居民壽命表,評(píng)估PM2.5造成的期望壽命損失和不同PM2.5控制目標(biāo)對(duì)居民期望壽命的影響.結(jié)果顯示,2013年我國(guó)74個(gè)城市的PM2.5污染可使居民期望壽命減少1.48歲;如果PM2.5年均水平降低10%、25%,可分別使期望壽命增加0.05歲和0.15歲;若進(jìn)一步降低,達(dá)到國(guó)二標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)一標(biāo)準(zhǔn)和世界衛(wèi)生組織的空氣質(zhì)量指導(dǎo)值水平,可使期望壽命分別增加0.42歲、1.04歲和1.26歲.本研究提示,大氣PM2.5污染是決定我國(guó)城市居民期望壽命的重要因素,降低PM2.5濃度可顯著增加居民的期望壽命.

細(xì)顆粒物；大氣污染；城市；死亡；期望壽命

當(dāng)前,我國(guó)大氣污染形勢(shì)嚴(yán)峻,以細(xì)顆粒物(PM2.5)為特征污染物的區(qū)域性大氣環(huán)境問題日益突出,霧霾事件頻發(fā),對(duì)人民群眾健康帶來了重大威脅.因此,國(guó)務(wù)院于2013年9月10日公布了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》[1](簡(jiǎn)稱“國(guó)十條”).

準(zhǔn)確地定量評(píng)估我國(guó)近年來大氣質(zhì)量的改善對(duì)人群健康的影響,對(duì)于未來制定大氣污染防治政策具有重要意義.目前,已有多項(xiàng)研究評(píng)估了我國(guó)大氣污染的人群健康損失,但是研究方法和評(píng)估結(jié)果不盡一致.世界銀行[2]估計(jì)我國(guó)2003年的可吸入顆粒物(PM10)污染可導(dǎo)致逾 40萬名居民死亡.Zhang等[3]的研究顯示,我國(guó) 111個(gè)城市2004年的PM10污染可導(dǎo)致28萬名城市居民過早死亡.陳仁杰等[4]的研究顯示,我國(guó)2006年113個(gè)城市的PM10污染可導(dǎo)致30萬名城市居民過早死亡.2012年12月,世界衛(wèi)生組織等300多家國(guó)際研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布了《全球疾病負(fù)擔(dān)2010》(GBD2010)[5],結(jié)果顯示PM2.5可導(dǎo)致全球320萬人過早死亡,其中中國(guó)的死亡數(shù)高達(dá)123萬;PM2.5已躍升為我國(guó)的第4位致死因子.還有研究評(píng)估了我國(guó)空氣質(zhì)量改善帶來的健康收益.根據(jù)環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院的推算結(jié)果,如果我國(guó)城市的PM10年平均水平達(dá)到了《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(40μg/m3),則每年將避免20萬人過早死亡[6].期望壽命是一種能綜合衡量某國(guó)家(或地區(qū))人民健康水平的常用指標(biāo)近年來陸續(xù)有研究報(bào)道了大氣污染與居民期望壽命的關(guān)系.Wang等[7]評(píng)估了我國(guó)2003～2010年間PM10對(duì)期望壽命的影響,發(fā)現(xiàn)由于PM10污染水平的穩(wěn)步降低,我國(guó)居民歸因于 PM10的期望壽命損失由2.13年減少到1.30年.

我國(guó)自2012年底起,在74個(gè)環(huán)保重點(diǎn)城市開展了 PM2.5的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè).基于此,本研究擬以GBD 2010提供的PM2.5與死亡率的暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù),評(píng)估我國(guó)未來實(shí)現(xiàn)不同 PM2.5控制目標(biāo)對(duì)居民期望壽命的影響,以期為我國(guó)進(jìn)一步深入開展大氣污染治理提供理論支持.

1 資料與方法

1.1 資料收集

依據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)部公布的74個(gè)重點(diǎn)城市2013年空氣質(zhì)量狀況,以全部74個(gè)城市PM2.5年均值的算術(shù)平均值,反映這些城市居民在2013年暴露于PM2.5污染的整體平均狀況.

參考GBD2010的方法,評(píng)估PM2.5對(duì)4個(gè)主要疾病死亡的影響,包括冠心病、中風(fēng)、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、肺癌.已有充分的證據(jù)表明PM2.5可對(duì)這些疾病造成顯著影響[5].從《中國(guó)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)年鑒》[8].收集2011年我國(guó)城市居民各年齡段的總死亡率、非意外死亡率和四大疾病的死亡率從《中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》[9]收集 74個(gè)城市在 2011年的城區(qū)人口數(shù),并進(jìn)行簡(jiǎn)單加合.《中國(guó)人口和就業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》[10]收集2011年我國(guó)城市居民各年齡段的人口比例.以全國(guó)城市的年齡別疾病別死亡率和人口比例代表74個(gè)城市的平均水平.鑒于2012和2013年的健康和人口數(shù)據(jù)尚未公布,本研究以 2011年的數(shù)據(jù)來代表2013年的狀況,而假定2年間無明顯變化.除0歲組和1～歲組外,均以每隔5歲作為一年齡組.

1.2 歸因于PM2.5的死亡數(shù)

將74個(gè)城市的城區(qū)人口作為整體進(jìn)行評(píng)價(jià),以各城市PM2.5年均值的均數(shù)作為74個(gè)城市居民的平均暴露水平.以流行病學(xué)研究中獲得的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)(RR)計(jì)算人群中的死亡病例可歸因于 PM2.5污染的部分,將各疾病的歸因死亡數(shù)相加,即為 PM2.5導(dǎo)致的死亡數(shù).各疾病歸因死亡數(shù)的計(jì)算如下:

式中:P為人口數(shù),萬人;M為死亡率×10-4;RR為暴露于某水平的PM2.5相對(duì)于不暴露時(shí)的死亡風(fēng)險(xiǎn),無量綱.

不同 PM2.5水平對(duì) 4種疾病死亡率影響的RR值直接來源于GBD 2010研究.長(zhǎng)期PM2.5暴露與人群慢性健康危害的直接證據(jù)目前僅來源于在較低污染水平的發(fā)達(dá)國(guó)家開展的隊(duì)列研究,廣大發(fā)展中國(guó)家在高污染水平下的暴露反應(yīng)關(guān)系斜率和形狀如何尚未可知.為適應(yīng)全球疾病負(fù)擔(dān)評(píng)估的需要,來自多個(gè)國(guó)際機(jī)構(gòu)的專家在空氣污染隊(duì)列研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,結(jié)合吸煙、室內(nèi)固體燃料相關(guān)空氣污染的健康危害證據(jù),經(jīng)適當(dāng)轉(zhuǎn)換,得到 PM2.5在 0～1000μg/m3之間,每一濃度水平下與4種主要疾病死亡率的RR[11].

1.3 計(jì)算PM2.5對(duì)期望壽命的影響

依據(jù)各年齡層的總死亡率,采用蔣慶瑯法編制 74個(gè)城市的居民簡(jiǎn)略壽命表[12].依據(jù)式(1)計(jì)算各年齡層歸因于PM2.5的死亡人數(shù)和去死因死亡概率,編制扣除 PM2.5死亡效應(yīng)后的去死因壽命表.考慮到隊(duì)列研究?jī)H在30歲以上成人中開展,本研究?jī)H計(jì)算30歲以上年齡組的歸因死亡數(shù)[13].以 0～1歲組的壽命作為全人群的期望壽命.以2013年作為基線,計(jì)算當(dāng)年的期望壽命和去死因期望壽命,兩者相減即為歸因于 PM2.5的期望壽命損失.設(shè)定5個(gè)PM2.5控制目標(biāo),包括比2013年降低10%、25%、《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[14]年平均二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(簡(jiǎn)稱為國(guó)二標(biāo)準(zhǔn))、《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[14]年平均一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(簡(jiǎn)稱為國(guó)一標(biāo)準(zhǔn))、世界衛(wèi)生組織空氣質(zhì)量指導(dǎo)值(AQG)[15].分別計(jì)算在各個(gè)PM2.5控制目標(biāo)下相比基線水平減少的期望壽命損失,即為PM2.5控制對(duì)期望壽命的收益.

2 結(jié)果與討論

2.1 數(shù)據(jù)描述

74個(gè)重點(diǎn)城市的PM2.52013年平均濃度為72μg/m3,中位數(shù)濃度為 67μg/m3.PM2.5濃度最高的10座城市中,有7個(gè)位于河北省.其中,排在前兩位的河北邢臺(tái)、石家莊兩市的年均PM2.5濃度高達(dá)155μg/m3和149μg/m3;年平均濃度的最低為拉薩(26μg/m3)和海口(26μg/m3).其中,無一城市達(dá)到了AQG和國(guó)一標(biāo)準(zhǔn)的要求,有多達(dá)92%的城市 PM2.5年平均值超過國(guó)二標(biāo)準(zhǔn),有 40%的城市超過國(guó)二標(biāo)準(zhǔn)2倍以上,有11%的城市超過國(guó)二標(biāo)準(zhǔn)3倍以上.我國(guó)城市PM2.5污染的平均水平大約相當(dāng)于西方發(fā)達(dá)國(guó)家城市的3～7倍.

表1列出了在基線年(2013)平均水平和5個(gè)PM2.5控制目標(biāo)水平下,PM2.5對(duì)4種主要疾病死亡率的RR值.由表1可見,PM2.5對(duì)中風(fēng)的影響較強(qiáng),對(duì)COPD的影響較弱.這可能是因?yàn)镻M2.5對(duì)中風(fēng)死亡率的RR較大,而對(duì)COPD死亡率的RR較小;在所評(píng)估的4種死因中,中風(fēng)死亡數(shù)在我國(guó)人群所占相對(duì)比例最大.GBD2010認(rèn)為PM2.5對(duì)健康的風(fēng)險(xiǎn)不存在閾值,因此即便是達(dá)到 AQG的要求,仍會(huì)產(chǎn)生一定健康風(fēng)險(xiǎn).

表1 不同PM2.5濃度導(dǎo)致人群中各疾病死亡的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)Table 1 The RRs of different PM2.5concentration on cause-specific mortality

表1還顯示,隨著PM2.5濃度的升高,各疾病死亡率的RR也增高,但增高的幅度趨于平緩.這也與環(huán)境流行病學(xué)研究的結(jié)果基本一致,即在較低污染水平下單位濃度增加所導(dǎo)致的健康風(fēng)險(xiǎn)要高于在較高污染水平下單位濃度增量所導(dǎo)致的健康風(fēng)險(xiǎn),也就是在污染物-健康危害的暴露反應(yīng)關(guān)系曲線的高濃度段,曲線有變平緩的趨勢(shì)[16].

2.2 2013年P(guān)M2.5污染對(duì)期望壽命的影響

將74個(gè)城市的城區(qū)居民(1.74億)作為整體,評(píng)估2013年的PM2.5污染水平導(dǎo)致的過早死亡數(shù)和期望壽命損失.

表2列出了各個(gè)年齡組的人口數(shù)、總死亡率的基本信息,據(jù)此依據(jù)蔣慶瑯壽命表法,計(jì)算得出各個(gè)年齡組的期望壽命.以 0～歲組為例,實(shí)際期望壽命達(dá)到 79.51歲.依據(jù)國(guó)務(wù)院新聞辦公室發(fā)表《中國(guó)的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)》[17]白皮書,2010年中國(guó)人均期望壽命達(dá)到74.8歲.本研究估計(jì)的期望壽命較高,是因?yàn)樵u(píng)估對(duì)象為74個(gè)大中城市的城區(qū)居民,而不包括農(nóng)村和城市郊區(qū)的居民.

表2 2013年我國(guó)74個(gè)重點(diǎn)城市PM2.5對(duì)居民期望壽命的影響Table 2 The impact of PM2.5on life expectancy of urban residents in 74 key cities in 2013

依據(jù)各年齡層的歸因死亡數(shù),計(jì)算各年齡層的去死因死亡概率和去死因期望壽命,將去死因期望壽命減去實(shí)際期望壽命,即為 PM2.5污染導(dǎo)致的期望壽命損失.

由表2可知,以0～歲組計(jì),我國(guó)74個(gè)重點(diǎn)城市城區(qū)居民的期望壽命為 80.99歲.2013年的PM2.5污染水平能導(dǎo)致居民期望壽命損失1.48歲.但是,PM2.5對(duì)居民期望壽命造成的損失在各個(gè)年齡組略有差別,其中對(duì)65歲以上的老年人造成的期望壽命損失相對(duì)較小.

2.3 PM2.5不同控制目標(biāo)對(duì)期望壽命的影響

2013年的“國(guó)十條”明確了我國(guó)到2017年的大氣污染控制目標(biāo).據(jù)此,如表3所示,本研究的評(píng)估顯示,PM2.5年均水平降低 10%和25%后,居民期望壽命的損失將分別減少0.05歲和0.15歲.若進(jìn)一步降低,達(dá)到國(guó)二標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)一標(biāo)準(zhǔn)和世界衛(wèi)生組織的 AQG水平,期望壽命也將隨之增加0.42歲、1.04歲和1.26歲.值得注意的是,即便是降低到AQG水平,也將造成0.22年的期望壽命損失,這同時(shí)也體現(xiàn)了“空氣污染的健康危害不存在安全閾值”的科學(xué)認(rèn)識(shí).

表3 我國(guó)PM2.5不同控制目標(biāo)對(duì)74個(gè)重點(diǎn)城市居民期望壽命的影響Table 3 Impact of different targets for PM2.5control on life expectancy of urban residents in 74 key cities

與以前的相關(guān)評(píng)估相比,本研究具有以下特點(diǎn):

第一,PM2.5與死亡的 RR值來源于 GBD 2010,這些 RR值充分考慮到了我國(guó)高污染水平下與 4種主要疾病死亡率的暴露反應(yīng)關(guān)系特征,符合我國(guó)的實(shí)際和環(huán)境流行病學(xué)一般規(guī)律;

第二,考慮到了人群各年齡段的人口與死亡率差異,尤其是現(xiàn)有隊(duì)列研究不支持 PM2.5對(duì)30歲以下人群死亡的影響,中青年人群中的基礎(chǔ)死亡率較低,本研究分別估算了 PM2.5導(dǎo)致不同年齡人群的過早死亡數(shù).

第三,由于我國(guó)自2012年底才開始對(duì)PM2.5的常規(guī)監(jiān)測(cè),此前幾乎全部的研究均是以 PM10的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià),然后按照一定的比例(如PM2.5/PM10=0.6),將國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道的PM2.5與死亡的暴露反應(yīng)關(guān)系直接應(yīng)用于我國(guó)[2-4,7].這可能不太符合我國(guó)實(shí)際情況.

第四,GBD 2010中由于采用了衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)反演得到全國(guó)范圍內(nèi)(包括城市和農(nóng)村)的PM2.5暴露水平,與真實(shí)污染水平可能有差別[5].本研究利用74個(gè)城市的地面實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),能較好地反映這些城市居民的真實(shí)暴露水平.

2.5 與其他大氣污染與期望壽命研究的比較

大氣污染能嚴(yán)重影響人群健康,尤其是持續(xù)十?dāng)?shù)年的隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期暴露于顆粒物污染可顯著升高人群的死亡率,因而有理由假設(shè)較長(zhǎng)時(shí)期的大氣污染水平變化能影響人群的期望壽命.目前常采用壽命表法來估計(jì)大氣污染對(duì)期望壽命的影響,但文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果并不完全一致.本研究發(fā)現(xiàn),2013年我國(guó)74個(gè)重點(diǎn)城市的PM2.5污染水平可導(dǎo)致居民期望壽命降低 1.48歲.單位換算后,可折算為PM2.5每升高10μg/m3,期望壽命降低0.21歲.本研究的單位估算值低于此前的大部分基于美國(guó)ACS隊(duì)列研究的評(píng)估結(jié)果.比如,荷蘭[18]、芬蘭[19]、加拿大[20]、美國(guó)[21]的研究發(fā)現(xiàn)PM2.5年平均濃度每升高 10μg/m3,居民的期望壽命將分別下降 1.11、0.70、0.80和0.60年.意大利的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)PM10每下降10μg/m3,期望壽命增加0.20歲.各研究報(bào)道結(jié)果的差異可能與當(dāng)?shù)厮劳雎仕胶臀廴疚锼接嘘P(guān).比如發(fā)達(dá)國(guó)家的 PM2.5年平均水平一般在10～20μg/m3之間,此濃度下的暴露反應(yīng)關(guān)系系數(shù)明顯大于高濃度下的暴露反應(yīng)關(guān)系系數(shù).

也有學(xué)者采用了生態(tài)學(xué)比較的方法來評(píng)估大氣污染與期望壽命的關(guān)系.Pope等[22]收集了美國(guó)211個(gè)郡的1978～2001年數(shù)據(jù),在人群水平調(diào)整了社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)變量?人口學(xué)變量和吸煙率指標(biāo)后,發(fā)現(xiàn)伴隨著PM2.5濃度降低了6.52μg/m3,美國(guó)人民的期望壽命升高了 0.4歲,占到了同期期望壽命自然增加量的 18%.這相當(dāng)于 PM2.5濃度每降低 10μg/m3,人群期望壽命將平均升高 0.61歲.Wen等[23]根據(jù)我國(guó)第3次(2002年)和第4次(2005年)全國(guó)老年人健康長(zhǎng)壽影響因素調(diào)查數(shù)據(jù),在調(diào)整了年齡、住址、教育、經(jīng)濟(jì)獨(dú)立性、婚姻狀態(tài)和當(dāng)?shù)厝司鵊DP等混雜因素后,研究發(fā)現(xiàn)低污染地區(qū)和高污染地區(qū)相比,老年女性的期望壽命要高3.78歲,老年男性要高0.93歲.因此,即便是調(diào)整了這些混雜因素后,大氣質(zhì)量的改善仍然能顯著地提高居民的期望壽命.

盡管研究方法和結(jié)果各異,大量文獻(xiàn)均發(fā)現(xiàn)大氣污染能顯著降低居民的期望壽命;若能降低空氣污染,將會(huì)使期望壽命增加.

3 結(jié)論

3.1 收集了2013年我國(guó)74個(gè)重點(diǎn)城市PM2.5年平均濃度,運(yùn)用GBD評(píng)估方法,考慮了各年齡層不同人口數(shù)和死亡率,通過構(gòu)建簡(jiǎn)單壽命表和去死因壽命表,計(jì)算得到我國(guó)74個(gè)城市2013年P(guān)M2.5污染可導(dǎo)致城區(qū)居民期望壽命損失1.48歲.

3.2 本研究顯示,PM2.5年均水平降低 10%和25%后,可使74個(gè)城市的居民期望壽命增加0.05歲和0.15歲.若PM2.5年均水平進(jìn)一步降低,達(dá)到國(guó)二標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)一標(biāo)準(zhǔn)和AQG水平,期望壽命也將隨之增加0.42歲、1.04歲和1.26歲.

3.3 本研究提示,大氣PM2.5污染是決定我國(guó)城市居民期望壽命的重要因素,降低 PM2.5濃度可顯著增加居民的期望壽命.

[1] 國(guó)務(wù)院.大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃(國(guó)發(fā)[2013]37號(hào)).http://www. gov.cn/zwgk/2013-09/12/content_2486773.htm[Z].[2014-01-25].

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Impacts of controlling ambient fine particulate pollution on life expectancy among Chinese urban residents.

CHEN Ren-jie, CHEN Bing-heng, KAN Hai-dong*
(Key Laboratory of Public Health Safety, Ministry of Education, Department of Environmental Health, School of Public Health, Fudan University, Shanghai 200032, China). China Environmental Science, 2014,34(10)：2701～2705

The PM2.5-related loss on life expectancy in 2013 in 74 key Chinese cities was evaluated based on the annual average PM2.5concentration, exposure-response relationship coefficients of PM2.5, mortality due to 4 main diseases from“Global Burden of Disease 2010”, and the life table of urban permanent residents. Pollution caused by PM2.5could attribute to a decrease in 1.48 years in life expecteny. Increases of 0.42, 1.04 and 1.26 years in life expectancy comparing with the 2013 level were estimated if the PM2.5level was decreased to the second level of national air quality standard, the first level of national air quality standard and the Air Quality Guidelines formulated by World Health Organization, respectively. This study suggested that ambient PM2.5pollution was an important determinant of the life expectancy of Chinese urban residents, and reducing PM2.5could improve the life expectancy.

t：PM2.5；air pollution；city；death；life expectancy

X503.1

：A

：1000-6923(2014)10-2701-05

陳仁杰(1986-),男,四川達(dá)州人,復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院,博士后,主要從事大氣污染與人群健康研究.發(fā)表論文20余篇.

2014-01-25

國(guó)家“973”項(xiàng)目(2011CB503802)

* 責(zé)任作者, 教授, haidongkan@gmail.com