首頁資訊 Health Impact Assessment of Air Pollution from Road Traffic Sources in China

Health Impact Assessment of Air Pollution from Road Traffic Sources in China

來源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年11月24日 05:52

摘要: 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國機(jī)動化進(jìn)程加快，機(jī)動車尾氣排放已經(jīng)成為城市空氣污染的重要來源。對特定污染源排放引起的大氣污染健康負(fù)擔(dān)進(jìn)行評估可以為環(huán)境空氣質(zhì)量管理提供科學(xué)依據(jù)。本研究遵循全球疾病負(fù)擔(dān)(GBD)研究框架，應(yīng)用環(huán)境空氣質(zhì)量模型，基于大氣污染源排放清單、衛(wèi)星反演PM2.5濃度、全國PM2.5導(dǎo)致的過早死亡等數(shù)據(jù)，對我國交通源所致的大氣污染及健康負(fù)擔(dān)進(jìn)行評估。結(jié)果顯示，2010年，我國由于交通源排放貢獻(xiàn)的PM2.5的年平均濃度為1.49μg/m3，估計(jì)導(dǎo)致的過早死亡總數(shù)約11.69萬人。交通源排放所致的健康負(fù)擔(dān)主要集中在京津冀、長三角、珠三角以及中西部等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和人口密集的地區(qū)。我國一方面需要實(shí)施更為嚴(yán)格的減排措施，持續(xù)控制交通源的排放量；另一方面，除了京津冀等發(fā)達(dá)區(qū)域，也需要加強(qiáng)對人口密集區(qū)域(如河南、山東等地)的機(jī)動車污染控制，以減少交通大氣污染對人體健康的影響。

Abstract: With the rapid development of economy and motorization processes, vehicle exhaust emission has become an important part of urban air pollution.The assessment of the health burden caused by air pollution from specific sources can provide a scientific basis for the management of ambient air quality.This study assesses the air pollution and health burden caused by China's transportation sources, which follows the Global Burden of Disease(GBD) research framework, combined with the application of ambient air quality model and data such as the air emission inventory, satellite retrieved PM2.5 concentration, the national premature deaths caused by PM2.5.The results show that the annual average concentration of PM2.5 contributed by traffic source emissions was 1.49 μg/m3 in 2010, possibly resulting in a total of approximately 116, 900 premature deaths.The health burden caused by China's transportation sources is mainly concentrated in Beijing-TianjinHebei region, Yangtze River Delta region, Pearl River Delta, Central and Western regions, where are developed or densely populated areas in China.The results of this study indicate that China urgently needs to adopt more active strategies to reduce the emissions from transport sources.At the same time, it is necessary to take measures not only in developed regions such as Beijing, Tianjin and Hebei, but also in densely populated areas (such as Henan and Shandong) in order to mitigate the impact of traffic sources on human health.

引言

我國迅猛發(fā)展的工業(yè)化、城市化進(jìn)程以及不斷增加的化石燃料消耗，嚴(yán)重影響了環(huán)境空氣質(zhì)量[1]。大氣污染問題已經(jīng)成為我國現(xiàn)階段最嚴(yán)重的環(huán)境問題之一，引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注[2-4]。近年來，隨著機(jī)動車保有量的快速增長，機(jī)動車污染物排放量居高不下，嚴(yán)重影響了環(huán)境質(zhì)量的持續(xù)改善，已經(jīng)成為我國城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的一個(gè)重要環(huán)境問題，引起人們的極大重視。有效控制交通污染，已經(jīng)成為提高城市環(huán)境空氣質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。

經(jīng)濟(jì)有效的空氣質(zhì)量管理要求了解空氣污染的主要來源及其對健康的影響。近年來，我國關(guān)于大氣污染對健康影響的研究越來越多[5-8]，但對于特定污染源空氣污染導(dǎo)致的疾病負(fù)擔(dān)研究相對缺乏[9]。對特定污染源空氣污染導(dǎo)致的疾病負(fù)擔(dān)進(jìn)行評估是支持大氣污染控制的關(guān)鍵一步。本研究在大氣PM2.5健康效應(yīng)研究基礎(chǔ)上[8]，應(yīng)用空氣質(zhì)量模型模擬了交通污染源對我國不同區(qū)域PM2.5濃度的貢獻(xiàn)，并進(jìn)一步分析了交通源污染導(dǎo)致的PM2.5的健康影響，研究結(jié)果可以為有效控制機(jī)動車污染的環(huán)境健康影響提供科學(xué)依據(jù)。

1 我國交通源的大氣污染現(xiàn)狀

1990—2016年，我國①民用汽車保有量由551.4萬輛增加到18 575.5萬輛(圖 1)，27年間增加了33倍[10]。2014年，我國的機(jī)動車千人擁有量首次超過100輛，這是一個(gè)關(guān)鍵的時(shí)刻，因?yàn)槿毡?1966—1978)和韓國(1991—2003)都僅用了12年的時(shí)間使其千人機(jī)動車保有量從100增加到300輛[11]。2016年我國平均每千人汽車擁有量為134輛，與發(fā)達(dá)國家還有很大差距，從這一角度來看，國內(nèi)汽車消費(fèi)市場在未來發(fā)展?jié)摿薮?。有關(guān)研究指出[12-15]，我國在2030年之前仍將處于工業(yè)化和城市化同步加速發(fā)展的階段，國民經(jīng)濟(jì)仍會保持較快發(fā)展，汽車消費(fèi)將進(jìn)一步升級，到2030年機(jī)動車保有量將達(dá)到3.6億~5.4億輛。

① 本文所涉及的全國范圍數(shù)據(jù)，由于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲取原因，未包括港澳臺地區(qū)。

圖 1 1990—2016年全國民用汽車保有量[10]

隨著機(jī)動車保有量的快速增長，機(jī)動車的污染物排放量居高不下，對城市大氣環(huán)境質(zhì)量的影響越來越大[16-20]。原環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的《中國機(jī)動車環(huán)境管理年報(bào)2017》 [21]顯示，2016年，全國機(jī)動車四項(xiàng)污染物排放總量初步核算為4 472.5萬噸。其中，CO排放3 419.3萬噸，HC排放422.0萬噸，NOx排放577.8萬噸，顆粒物(PM)排放53.4萬噸。機(jī)動車尾氣排放的污染物，除了CO、HC、NOx、PM等常規(guī)污染物之外，還含有大量被稱作移動的空氣毒氣(MSATs)的污染物，如苯、甲醛、乙醛等。所有的這些氣態(tài)污染物在大氣中通過一系列復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)生成氧化性很強(qiáng)的二次污染物，如臭氧(O3)、二次PM2.5等。我國越來越多的城市空氣質(zhì)量正由傳統(tǒng)的煤煙型污染轉(zhuǎn)化成燃煤、汽車尾氣與二次污染物相互疊加的復(fù)合型污染[22-25]，嚴(yán)重影響了人民的生活和身心健康，制約了環(huán)境經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。

我國已經(jīng)完成的第一批城市大氣細(xì)顆粒物(PM2.5)源解析結(jié)果表明[21]，雖然大多數(shù)城市PM2.5濃度的貢獻(xiàn)仍以燃煤排放為主，但某些地區(qū)，特別是北京、上海等特大城市以及中東部人口密集區(qū)域，移動源對PM2.5濃度的貢獻(xiàn)已經(jīng)高達(dá)20%~45%[26]，如圖 2所示。北京市2012—2013年度PM2.5來源綜合解析結(jié)果顯示，在本地污染貢獻(xiàn)中，機(jī)動車超過燃煤和工業(yè)生產(chǎn)，成為本地大氣環(huán)境中最大的PM2.5貢獻(xiàn)者，占31.1%。上海市同期的數(shù)據(jù)顯示，大氣PM2.5的本地來源中，移動源(包括機(jī)動車、船舶、飛機(jī)等燃油排放)占29.2%，高于工業(yè)生產(chǎn)所占的28.9%。南京、武漢、長沙和寧波的機(jī)動車排放已經(jīng)成為這些地區(qū)大氣PM2.5的第二大污染源。南京市環(huán)保局公布的數(shù)據(jù)顯示，大氣中的PM2.5約有24.6%來源于機(jī)動車尾氣，稍低于燃煤貢獻(xiàn)率27.4%；而武漢、長沙、寧波則分別占27.0%，24.8%和22.0%。

圖 2 機(jī)動車對城市大氣環(huán)境中PM2.5濃度的貢獻(xiàn)比例(%)[21]

而且，由于機(jī)動車大多行駛在城市人口密集的區(qū)域，考慮到尾氣中的污染物主要通過機(jī)械擴(kuò)散和熱湍流擴(kuò)散在近地面?zhèn)鞑?，交通工具?nèi)、道路兩側(cè)等交通微環(huán)境下的污染物濃度要遠(yuǎn)高于環(huán)境背景濃度，大大增加了居民暴露在高濃度污染物中的健康風(fēng)險(xiǎn)?！洞髿馕廴痉乐涡袆佑?jì)劃》中也指出：我國面臨重大挑戰(zhàn)，要解決以高濃度PM2.5為特征的區(qū)域空氣污染，機(jī)動車污染的控制是關(guān)鍵因素之一。可以說，交通源污染正在成為我國城市大氣環(huán)境污染治理中最突出和最緊迫的問題。

2 方法與數(shù)據(jù)

首先，應(yīng)用美國國家環(huán)保局研發(fā)的多尺度空氣質(zhì)量模型(community multiscale air quality modeling system，CMAQ模型)，基于我國多尺度、分行業(yè)的排放清單數(shù)據(jù)(EMEIC，http://www.meicmodel.org)[27]，評估交通源對不同區(qū)域大氣PM2.5濃度的貢獻(xiàn)。具體過程如下：①采用基準(zhǔn)年(2010年)排放清單進(jìn)行環(huán)境空氣質(zhì)量模擬，得到全國PM2.5年均濃度及其分布；②通過敏感性模擬，把交通源排放量(ETran)從排放清單中移出，并應(yīng)用CMAQ模擬去除交通源排放之后的PM2.5年均濃度及其分布(CCMAQ, MEIC-Tran)；③通過分析標(biāo)準(zhǔn)模擬和敏感性模擬之間的差異來評估交通源對大氣PM2.5濃度的貢獻(xiàn)率，如下式所示：

(1)

為了降低CMAQ模擬時(shí)的誤差，我們應(yīng)用衛(wèi)星反演的大氣環(huán)境PM2.5濃度[28]修正了交通源對環(huán)境空氣質(zhì)量的影響[29]。即應(yīng)用CMAQ模擬的交通源的網(wǎng)格化貢獻(xiàn)率AFs乘以衛(wèi)星反演的高分辨率大氣PM2.5濃度(CSat)，得到交通源所致大氣PM2.5的濃度(CSat, Tran)。本研究選取衛(wèi)星反演的大氣PM2.5濃度數(shù)據(jù)來源于加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)van Donkelaar的研究成果，該課題組根據(jù)近17年(1998—2015年)全球PM2.5近地面濃度的變化趨勢，建立了全球環(huán)境PM2.5濃度的空間分布圖(包括總源和人為源)[28, 30]。

本研究遵循全球疾病負(fù)擔(dān)(Global Burden of Disease, GBD)提出的直接比例法[9]，評估交通污染源相關(guān)的大氣PM2.5過早死亡人數(shù)。直接比例法是基于相對風(fēng)險(xiǎn)變化與濃度變化呈線性關(guān)系的假設(shè)，GBD的前期研究已經(jīng)應(yīng)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)證明了這一假設(shè)[9]。目前，直接比例法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于評估污染源或者控制政策的環(huán)境健康影響研究[31-33]。交通源排放相關(guān)的PM2.5所導(dǎo)致的過早死亡人數(shù)(MTran)的計(jì)算方法如下式所示。其中，MTotal表示中國由于環(huán)境PM2.5污染所造成的人群過早死亡總數(shù)，來自我們之前的研究成果[8]。

(2)

3 結(jié)果與分析3.1 交通源對我國PM2.5濃度的影響

本研究通過CMAQ模擬得到的交通源對大氣PM2.5的貢獻(xiàn)率乘以衛(wèi)星反演的高分辨率大氣PM2.5濃度，得到交通源所致的大氣PM2.5濃度。根據(jù)本研究的評估，2010年由于交通源排放貢獻(xiàn)的PM2.5的年平均濃度為1.49 μg/m3。交通源所致的PM2.5濃度高值主要集中在中東部，特別是京津冀地區(qū)(河北、河南、北京、天津等省市)、長三角區(qū)域(江蘇、安徽、上海等)、珠三角區(qū)域(深圳、廣州等)以川渝地區(qū)(四川、重慶等)。如果將各個(gè)省份所有的網(wǎng)格濃度算數(shù)平均的結(jié)果作為各個(gè)省份的交通源貢獻(xiàn)的PM2.5年均濃度，最高的5個(gè)省市(見圖 3)分別為河南(6.65 μg/m3)、山東(5.13 μg/m3)、北京(4.77 μg/m3)、天津(4.92 μg/m3)、重慶(4.24 μg/m3)，明顯高于全國平均濃度(1.49 μg/m3)。這些區(qū)域作為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中心以及城市化進(jìn)程的聚焦點(diǎn)，機(jī)動化發(fā)展進(jìn)程快速，路網(wǎng)密度、人均機(jī)動車擁有量較高，這些現(xiàn)象導(dǎo)致了機(jī)動車的高排放強(qiáng)度[34]，使得這些區(qū)域的交通源貢獻(xiàn)的環(huán)境PM2.5濃度相對較高。

圖 3 2010年不同省份的交通源貢獻(xiàn)的大氣PM2.5濃度

3.2 交通源排放相關(guān)的大氣污染健康負(fù)擔(dān)

根據(jù)本研究的評估，2010年，我國交通源排放所致的PM2.5污染造成約11.69萬人過早死亡，占當(dāng)年P(guān)M2.5總的健康負(fù)擔(dān)(125.54萬過早死亡)[8]的9.31%。其中，不同健康終端的過早死亡人數(shù)呈現(xiàn)一定的差異，中風(fēng)死亡人數(shù)為6.31萬人，慢性阻塞性肺疾病死亡人數(shù)為1.32萬人，肺癌死亡人數(shù)為0.98萬人，缺血性心臟病死亡人數(shù)為3.08萬人，分別占我國2010年交通源所致的這四種健康終端總過早死亡人數(shù)的53.9%、11.4%、8.3%和26.4%。

圖 4展示了2010年我國不同省份交通源排放相關(guān)的PM2.5導(dǎo)致的過早死亡人數(shù)。從省份層面來看，我國交通源所致的健康負(fù)擔(dān)較大的前5個(gè)省份分別為河南(15 900)、四川(11 800)、山東(11 400)、河北(8 400)和廣東(6 600)，這5個(gè)省份占到全國交通源排放相關(guān)的PM2.5過早死亡人數(shù)總數(shù)的46.25%。可以看出，我國交通源導(dǎo)致的健康負(fù)擔(dān)不僅聚集在交通污染源嚴(yán)重的區(qū)域，還廣泛分布在人口稠密的地區(qū)。我國機(jī)動車排放污染呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域特征[34]，如廣州、江蘇等地由于其機(jī)動化程度比較高，車輛使用頻繁，機(jī)動車尾氣排放強(qiáng)度高于全國平均水平，因此交通源排放相關(guān)的空氣污染健康負(fù)擔(dān)較重。而山東、河南等區(qū)域其交通源排放相關(guān)的空氣污染健康負(fù)擔(dān)較重，主要是因?yàn)榻】敌б娴陌l(fā)生同人口密度有密切的聯(lián)系。山東、河南等區(qū)域的人口相當(dāng)稠密，即使其交通源污染貢獻(xiàn)比重不是很大，但其導(dǎo)致的健康負(fù)擔(dān)仍然較重。

圖 4 2010年不同省份的交通源排放相關(guān)的PM2.5導(dǎo)致的過早死亡人數(shù)

4 交通源污染控制建議

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的機(jī)動車保有量迅猛增長，交通源污染排放成為城市空氣污染的重要來源。本研究的結(jié)果表明，在2010年因暴露于交通源相關(guān)的PM2.5污染導(dǎo)致的過早死亡數(shù)量巨大，嚴(yán)重影響了人們的健康。為了減少機(jī)動車的污染及其帶來的影響，我國在20世紀(jì)90年代開始實(shí)施機(jī)動車排放控制措施，并且標(biāo)準(zhǔn)不斷嚴(yán)格。然而目前，我國機(jī)動車排放控制管理一般將目光聚焦在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域(如京津冀、長三角、珠三角等)，這也不可置否，畢竟這些區(qū)域承擔(dān)了我國很大一部分經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，所投入的環(huán)境代價(jià)和承擔(dān)的健康負(fù)擔(dān)也是不可估量的。但是，對于經(jīng)濟(jì)相對落后，但人口密度較高的區(qū)域，交通源污染也造成極大的健康負(fù)擔(dān)，應(yīng)該引起重視。為減輕交通源污染造成的健康負(fù)擔(dān)，避免由于地區(qū)之間經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等因素差異所造成的環(huán)境不公平現(xiàn)象，本研究建議從以下幾個(gè)方面做出努力：

(1) 嚴(yán)格控制排放標(biāo)準(zhǔn)和提高燃料質(zhì)量。提高新車排放標(biāo)準(zhǔn)以及優(yōu)化燃料質(zhì)量一直是機(jī)動車減排的關(guān)鍵舉措。目前我國絕大多數(shù)地區(qū)的道路交通源排放控制主要依靠國家的排放標(biāo)準(zhǔn)體系，缺乏本地化的排放標(biāo)準(zhǔn)和管理措施，尤其是在中西部一些經(jīng)濟(jì)相對落后但是機(jī)動車污染健康影響嚴(yán)重的區(qū)域。在實(shí)行國家統(tǒng)一制定的排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，也應(yīng)根據(jù)機(jī)動車污染的健康影響，鼓勵地方執(zhí)行更加嚴(yán)格的新車控制標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，我國存在明顯的“燃油標(biāo)準(zhǔn)滯后排放標(biāo)準(zhǔn)”問題，在機(jī)動車保有量迅猛增長的現(xiàn)狀下，逐步加嚴(yán)新車排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，也應(yīng)匹配相應(yīng)的油品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

(2) 完善各地區(qū)機(jī)動車管理機(jī)制。交通源污染防治是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，應(yīng)加強(qiáng)“車—油—路”統(tǒng)籌，采取法律、行政、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等綜合措施進(jìn)行防治。淘汰老舊車及黃標(biāo)車，加強(qiáng)在用車管理，一直是城市機(jī)動車管理的重點(diǎn)任務(wù)。除了北京、上海等沿海發(fā)達(dá)城市，成都、重慶等中西部城市的機(jī)動車保有量也很大。隨著國家西部大開發(fā)的推進(jìn)，中西部城市機(jī)動車保有量會進(jìn)一步增長，相關(guān)的大氣污染問題可能會愈加凸顯。而且，這些區(qū)域由于缺乏系統(tǒng)的機(jī)動車管理措施，并且人口密度較高，其健康負(fù)擔(dān)會不斷加重。因此，各地區(qū)需完善機(jī)動車管理機(jī)制，制定合理的交通源污染防治規(guī)劃方案，避免或者減緩由于機(jī)動車保有量不斷增長可能造成的空氣污染及健康損害等問題。

(3) 從居民個(gè)體角度減緩交通大氣污染及其影響。首先，要深刻認(rèn)識空氣污染對人體健康的危害，通過網(wǎng)絡(luò)、新聞媒體等渠道了解PM2.5的理化性質(zhì)、作用機(jī)制和途徑，并做好宣傳和推廣；其次，培養(yǎng)良好的生活習(xí)慣，出行盡量選擇公眾交通，減少私家車的使用頻率，同時(shí)，鼓勵使用新能源車，進(jìn)一步減少有害尾氣的排放；最后，做好個(gè)人防護(hù)措施，尤其是敏感人群，要主動關(guān)注官方部門發(fā)布的空氣質(zhì)量指數(shù)和首要污染物信息，合理調(diào)整日常交通出行方式和室外停留時(shí)間。

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網(wǎng)址: Health Impact Assessment of Air Pollution from Road Traffic Sources in China http://www.u1s5d6.cn/newsview48135.html