國(guó)家《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》健康效益評(píng)估

作者簡(jiǎn)介：雷宇(1980-),男,環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院大氣環(huán)境規(guī)劃部副主任,副研究員,主要研究方向?yàn)榇髿馕廴咎卣髯R(shí)別、來(lái)源分析和控制策略。

責(zé)任作者：張衍燊(1980-),男,環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院,助理研究員,博士,主要研究方向?yàn)榄h(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、環(huán)境損害鑒定評(píng)估等。

摘要: 為了提高空氣質(zhì)量改善進(jìn)程,2013 年國(guó)家發(fā)布了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》。本文基于空氣污染與健康效益評(píng)估模型(BenMAP),對(duì)人口分布資料、大氣污染與人體健康影響的暴露反應(yīng)關(guān)系等進(jìn)行了本土化修正,采用“支付意愿法”與“疾病成本法”相結(jié)合的方法,系統(tǒng)評(píng)估了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》實(shí)施后,PM2.5 污染變化引起的環(huán)境健康效益。研究結(jié)果表明,《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的實(shí)施將在一定程度上降低PM2.5 環(huán)境濃度,改善環(huán)境空氣質(zhì)量。如果《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》空氣質(zhì)量目標(biāo)全面實(shí)現(xiàn),可以避免城鎮(zhèn)8.9 萬(wàn)居民的過(guò)早死亡,減少12 萬(wàn)人次住院治療以及941 萬(wàn)人次的門診和急診病例,實(shí)現(xiàn)的全國(guó)健康效益約為867 億元/ 年,說(shuō)明了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》實(shí)施的健康有益性。本文對(duì)政府部門開(kāi)展污染損失評(píng)估及制定環(huán)境健康政策具有重要的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞: 大氣污染    行動(dòng)計(jì)劃    PM 2.5    健康效益    

Health Benefi t Evaluation for Air Pollution Prevention and Control Action Plan in China

Lei Yu, Xue Wenbo, Zhang Yansheng, Xu Yanling    

Chinese Academy For Environmental Planning, Beijing 100012

Abstract: The Air Pollution Prevention and Control Action Plan was released in 2013 in order to improve air quality rapidly. Health benefi ts from the reduction of PM2.5 pollution achieved by implementing the Plan were assessed with BenMAP model, which was optimized by means of revising population distribution data and exposure response relationship between air pollution and human health, combining the method of willingness to pay and the disease cost method. The results showed that the average PM2.5 concentration would decline and air quality would improve to some extent. Based on the assumption that China would be able to fulfi ll the plan's targets in 2017, 89,000 premature deaths would be saved, and then 120,000 hospital admissions and 9.41 million hospital outpatients and emergency room visits would be r educed. The total health benefi t would be approximately 86.7 billion RMB per year. All of these illustrated the health benefits of the implementation of the Plan. It is helpful to the government departments to carry out the pollution damage assessment and environmental health policy.

Keywords: air pollution    action plan    PM2.5    health benefit

引言

目前PM2.5已成為影響我國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量的首要污染物,并呈現(xiàn)出區(qū)域性、復(fù)合型污染特征[1, 2]。它是對(duì)人體健康危害最大的大氣污染物之一,會(huì)引起人體呼吸系統(tǒng)疾病、癌癥甚至過(guò)早死亡。為了加快空氣質(zhì)量改善進(jìn)程,國(guó)務(wù)院于2013年9月12日正式發(fā)布了第一個(gè)國(guó)家《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(以下簡(jiǎn)稱《計(jì)劃》),要求到2017年全國(guó)地級(jí)及以上城市PM10濃度比2012年下降10%以上,京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等區(qū)域2017年P(guān)M2.5濃度分別比2012年下降25%、20%、15%以上,其中北京市PM2.5年均濃度控制在60μg/m3左右?！队?jì)劃》通過(guò)多種措施的組合,將有力推動(dòng)多種大氣污染物的協(xié)同減排?！洞髿馕廴痉乐涡袆?dòng)計(jì)劃》的環(huán)境效益評(píng)估結(jié)果表明,如果《計(jì)劃》能夠得到全面、有效的實(shí)施,預(yù)計(jì)2017年全國(guó)SO2、NOx、顆粒物和VOCs較2012年分別下降18.3%、26.6%、29.1%和7.9%,減排效果顯著,能顯著改善大氣環(huán)境,降低PM2.5環(huán)境濃度[3, 4, 5]。

目前,國(guó)內(nèi)還沒(méi)有學(xué)者就《計(jì)劃》實(shí)施、PM2.5污染狀況改善所帶來(lái)的全國(guó)性健康效益進(jìn)行研究。僅有黃德生、段顯明等分別對(duì)京津冀地區(qū)PM2.5達(dá)標(biāo)排放、珠三角地區(qū)PM10污染控制的健康效益進(jìn)行過(guò)評(píng)估[6, 7]。本文將基于BenMAP模型,定量分析《計(jì)劃》實(shí)施的公眾健康效益,旨在為國(guó)家實(shí)施《計(jì)劃》的效益分析提供科學(xué)依據(jù),并為環(huán)境質(zhì)量管理和環(huán)保部門政策決策提供重要參考。

1 評(píng)估方法 1.1 健康效益評(píng)價(jià)模型

環(huán)境大氣污染物濃度與人體健康間的暴露反應(yīng)關(guān)系通常為線性或?qū)?shù)線性關(guān)系,一般采用泊松回歸模型來(lái)描述。當(dāng)污染物的濃度為C時(shí),暴露人群中死亡或發(fā)病的人次為:

其中,C和C0分別為某一特定情景和基準(zhǔn)情景的污染物濃度;E和E0分別為相應(yīng)濃度水平下的健康效應(yīng)。某一特定情景與基礎(chǔ)情景相比的凈健康效益等于E-E0。如果已知暴露反應(yīng)關(guān)系系數(shù)(β)、人群暴露水平(C和C0)和基礎(chǔ)情景下的健康效應(yīng)(E0),就可以計(jì)算凈健康效益。基于此計(jì)算方法,美國(guó)環(huán)保署開(kāi)發(fā)了空氣質(zhì)量健康影響分析工具--BenMAP模型。本研究在該模型框架基礎(chǔ)上,建立了適用于我國(guó)的本土化計(jì)算參數(shù)。估算過(guò)程中考慮到與PM2.5污染有關(guān)的主要健康因素以及我國(guó)相關(guān)流行病學(xué)數(shù)據(jù)的可獲得性,主要對(duì)過(guò)早死亡、呼吸系統(tǒng)住院治療、循環(huán)系統(tǒng)住院治療以及門診/急診四類健康效益進(jìn)行了估算。

1.2 健康效益評(píng)價(jià)參數(shù)

健康效益數(shù)據(jù)主要來(lái)源于我國(guó)衛(wèi)生部門的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。其中,死亡率數(shù)據(jù)來(lái)源于衛(wèi)生部于2006年組織的"全國(guó)第三次死因回顧抽樣調(diào)查"報(bào)告,扣除了各類事故死亡的因素;呼吸系統(tǒng)住院治療、循環(huán)系統(tǒng)住院治療以及門診/急診的發(fā)病率數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)年鑒》。

暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù)是健康效益估算中的核心參數(shù),其物理意義為PM2.5濃度每升高一定濃度(如10μg/m3),健康因子(如死亡率、發(fā)病率)所增加的百分比[8, 9]。美國(guó)大量的PM2.5長(zhǎng)期暴露與過(guò)早死亡的研究結(jié)果表明,當(dāng)PM2.5長(zhǎng)期暴露的濃度升高10μg/m3時(shí),過(guò)早死亡的風(fēng)險(xiǎn)升高4%~10%?？紤]到我國(guó)PM2.5濃度數(shù)倍于美國(guó),本文參考美國(guó)成果中的最低值,并使用世界銀行項(xiàng)目"中國(guó)環(huán)境污染損失模型"以及中國(guó)環(huán)境規(guī)劃院"中國(guó)環(huán)境經(jīng)濟(jì)核算研究報(bào)告"項(xiàng)目建立的大氣污染與人體健康影響的暴露-反應(yīng)關(guān)系,評(píng)估PM2.5濃度降低在減少過(guò)早死亡方面的影響。對(duì)于PM2.5暴露所導(dǎo)致的呼吸系統(tǒng)疾病住院治療、循環(huán)系統(tǒng)疾病住院治療以及門診/急診方面的暴露-反應(yīng)關(guān)系,本研究選用了我國(guó)研究得到的系數(shù)[10, 11]。

在以上估算的分析上,本文采用世界上普遍采用的健康效益經(jīng)濟(jì)估算方法,估算了以上健康效益產(chǎn)生的貨幣化收益。其中,避免過(guò)早死亡對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益參數(shù)來(lái)自于"支付意愿法"的調(diào)查結(jié)果,避免住院治療、門診/急診對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益參數(shù)來(lái)自于"疾病成本法的估算結(jié)果,見(jiàn)表1。

表 1 大氣健康效益估算采用的主要參數(shù)

1.3 不同情景下PM2.5 濃度

在運(yùn)用BenMAP 進(jìn)行分析時(shí)，本文分別以2012年（基準(zhǔn)情景）和2017 年（控制情景）該地區(qū)PM2.5污染為基礎(chǔ)設(shè)置兩種情景。其中,控制情景是指《計(jì)劃》實(shí)施后的PM2.5污染情況。本文以2010年氣象模擬數(shù)據(jù)與排放清單為基礎(chǔ),利用氣象模式WRF和空氣質(zhì)量模型CMAQ模式系統(tǒng),分別模擬了2012年、2017年全國(guó)、各省份及各城市的PM2.5污染狀況,結(jié)合2013年全國(guó)74個(gè)城市的PM2.5初步監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),計(jì)算了《計(jì)劃》實(shí)施后全國(guó)、重點(diǎn)區(qū)域及各省份PM2.5年均濃度相比2012年的下降幅度。其中,2017年全國(guó)各種污染物排放清單依據(jù)《計(jì)劃》中提出的各項(xiàng)污染減排措施確定。排放清單及WRF氣象模型參數(shù)、CMAQ模型參數(shù)設(shè)置參見(jiàn)《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的環(huán)境效益評(píng)估[3]。模擬結(jié)果表明,《計(jì)劃》中擬定的各項(xiàng)污染減排措施落實(shí)后,全國(guó)、京津冀、長(zhǎng)三角及珠三角區(qū)域PM2.5年均濃度將分別比2012年下降22.08%、33.99%、23.98%、24.04%(表2),可以實(shí)現(xiàn)《計(jì)劃》提出的PM2.5年均濃度下降目標(biāo),《計(jì)劃》擬定的空氣質(zhì)量目標(biāo)科學(xué)、可達(dá)。PM2.5降幅最大的地區(qū)主要集中在北京、天津、石家莊等重污染城市周邊,其次為整個(gè)京津冀地區(qū);此外以"北京-三門峽-上海"為頂點(diǎn)構(gòu)成的污染三角區(qū)及珠三角地區(qū)PM2.5降幅較大。PM2.5濃度降幅較大的地區(qū)與PM2.5高污染地區(qū)在空間上高度重合,體現(xiàn)了空間差異化的控制要求,具體見(jiàn)圖1。

表 2 重點(diǎn)區(qū)域PM2.5年均濃度降幅
圖 1 《計(jì)劃》實(shí)施PM2.5年均濃度降幅模擬結(jié)果

2 結(jié)果與討論 2.1 環(huán)境健康效益

《計(jì)劃》實(shí)施將使得我國(guó)城市過(guò)早死亡人口每年減少8.9萬(wàn)例。根據(jù)美國(guó)健康效應(yīng)研究所(HEI)全球疾病負(fù)擔(dān)研究結(jié)果,我國(guó)每年由于環(huán)境大氣PM2.5的暴露所導(dǎo)致的過(guò)早死亡為123萬(wàn)例,是我國(guó)第四大致死風(fēng)險(xiǎn)因素;根據(jù)中國(guó)環(huán)境規(guī)劃院估算,我國(guó)城市地區(qū)由于大氣顆粒物暴露導(dǎo)致的過(guò)早死亡為35萬(wàn)~50萬(wàn)人。因此《計(jì)劃》的實(shí)施將使得我國(guó)城市地區(qū)由于環(huán)境大氣PM2.5的暴露所導(dǎo)致的過(guò)早死亡減少20%左右。此外,《計(jì)劃》的實(shí)施還將顯著減少我國(guó)公眾呼吸系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)疾病的發(fā)病,由于這類疾病產(chǎn)生的住院治療將每年減少12萬(wàn)人次;由于各類疾病產(chǎn)生的門診/急診病例將每年減少941萬(wàn)人次,在改善公眾身體健康的同時(shí),很大程度上減輕了衛(wèi)生系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。

《計(jì)劃》的實(shí)施將在全社會(huì)產(chǎn)生每年約867億元的健康效益。其中,約816億元的健康效益來(lái)源于減少過(guò)早死亡,約51億元的健康效益來(lái)源于各類疾病的減少。與美國(guó)跨州空氣污染法的預(yù)期實(shí)施效果進(jìn)行比較,美國(guó)跨州空氣污染法實(shí)施后,預(yù)期將每年減少1.3萬(wàn)~3.4萬(wàn)例過(guò)早死亡,帶來(lái)的健康效益將為1200億~2800億美元。顯然,《計(jì)劃》減少的公眾死亡遠(yuǎn)高于美國(guó)跨州空氣污染法,但貨幣化的健康效益低于美國(guó)跨州空氣污染法,主要原因是計(jì)算貨幣化健康效益的參數(shù)主要來(lái)自于"支付意愿法"調(diào)查研究的結(jié)果,美國(guó)公眾對(duì)于避免過(guò)早死亡的支付意愿遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中國(guó)公眾。如果采用美國(guó)的參數(shù),預(yù)計(jì)健康效益上升2個(gè)數(shù)量級(jí)?！队?jì)劃》實(shí)施后的公眾健康效益估計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。

表 3 《計(jì)劃》實(shí)施后的公眾健康效益估算結(jié)果

2.2 不確定性分析

評(píng)估空氣質(zhì)量改善帶來(lái)的健康經(jīng)濟(jì)影響有很多不確定性,包括暴露反應(yīng)關(guān)系、暴露于空氣污染的人口估計(jì)、統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值(SLV)等,這些健康效益分析都有不確定性。一是暴露反應(yīng)關(guān)系的不確定性相對(duì)較高,尤其是PM2.5長(zhǎng)期暴露導(dǎo)致的過(guò)早死亡。由于我國(guó)缺乏相關(guān)研究基礎(chǔ),本文的估算采取的是基于美國(guó)多個(gè)研究結(jié)果中的低值與我國(guó)一些城市研究的綜合分析結(jié)果。二是模型中使用的城市人口來(lái)源于人口統(tǒng)計(jì)中的城鎮(zhèn)戶籍人口,由于我國(guó)存在廣大實(shí)際生活在城鎮(zhèn)中的農(nóng)村戶籍人口,可能造成模型估算的結(jié)果偏低。三是SLV這一參數(shù)的不確定性較高。根據(jù)已有的針對(duì)我國(guó)的支付意愿法研究結(jié)果,公眾為避免過(guò)早死亡愿意支付的經(jīng)濟(jì)成本與其收入呈一定的相關(guān)關(guān)系,在此基礎(chǔ)上本研究中使用的統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值為91萬(wàn)元。美國(guó)在進(jìn)行健康效益的經(jīng)濟(jì)成本分析過(guò)程中,使用的統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值均值為550萬(wàn)美元(2000年價(jià)),與美國(guó)的同類分析相比,本研究使用的統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值約低2個(gè)數(shù)量級(jí),這可能在很大程度上造成模型估算結(jié)果偏低。

3 結(jié)論與建議

(1)《計(jì)劃》的實(shí)施將有效降低PM2.5環(huán)境濃度,產(chǎn)生顯著的健康效益。如果《計(jì)劃》空氣質(zhì)量目標(biāo)全面實(shí)現(xiàn),可以避免8.9萬(wàn)城鎮(zhèn)居民的過(guò)早死亡,減少12萬(wàn)人次住院治療以及941萬(wàn)人次的門診/急診病例。采用國(guó)內(nèi)的統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值(SLV)91萬(wàn)元估算,能夠獲得的健康效益為867億元/年。如果采用美國(guó)的統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值550萬(wàn)美元(2000年價(jià))估算,預(yù)計(jì)健康效益上升2個(gè)數(shù)量級(jí)。

(2)《計(jì)劃》的實(shí)施所實(shí)現(xiàn)的健康效益主要為減少過(guò)早死亡所帶來(lái)的效益,為816億元/年,占總收益的94%。

(3)加強(qiáng)大氣污染對(duì)人體健康影響方面的基礎(chǔ)研究。盡快組織并持續(xù)開(kāi)展大規(guī)模的隊(duì)列研究,在此基礎(chǔ)上構(gòu)造我國(guó)本土化的暴露-反應(yīng)關(guān)系式,為進(jìn)一步基于公眾健康的大氣污染防治決策研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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