中国北方居民“因霾折寿五年”——美国科学家如何得出这一结论？

早在上世纪末，我国就已深陷空气污染泥潭。时任国务院总理朱镕基曾半开玩笑地批评北京市官员：我在这儿工作，起码少活五年。

十几年后，一位美国科学家在 PNAS 发表的空气污染调查论文显示，朱总理估算得……很准……

撰文  Bryan Bumgardner

编译  徐寒易 张士超

2013年，一项发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的研究表明“中国的空气污染会让中国5亿人口的预期寿命总共降低25亿年”。（论文基本信息请见文末）这项研究统计了污染数据和人口死亡记录，并分析了燃煤这种空气污染的主要来源是否在上世纪末对中国北方的公共健康造成了危害。这项研究为全球的发展中国家敲响了警钟。

“最合适的研究对象”

该研究的通讯作者 Michael Greenstone 教授来自麻省理工学院（MIT），曾任奥巴马政府的经济、能源顾问。他希望探究这样一个问题：“在空气污染严重的环境下度过一生会付出多大代价？”这个问题并不容易回答，因为仅比较不同地区的污染以及健康水平就已经十分错综复杂了。

例如，人口会在不同地区间移动，从而接触到不同水平的污染。因此并不能确信所有人都接触到了同等水平的污染。另外，全世界不同人群享受到的医疗条件也是不同的。Greenstone 表示，“十多年来，我一直在追寻能回答这个问题的最佳地点。”

几年前，Greenstone 的一个同事在中国政府实施的一项长达几十年的政策中看到了契机。从1950年到1980年，中国政府经历了一段社会转型期。在这段期间，秦岭-淮河一线南北供暖线政策出台，使得秦岭-淮河以北、横跨东西大半个中国的居民和写字楼可以享受免费的供暖用煤炭。与此同时，由于财政预算的限制，淮河以南的中国南方地区就不能享受免费的供暖用煤炭了。在此期间，人口流动性受到限制，许多人在一个地方常住数十年之久。

因此，Greenstone 认为中国是研究这个问题的最佳对象。

提供数据的疾病监测点。图中实线以北地区普遍采用集中供暖。图片来源：论文原文

淮河“天堑”

通过比较淮河两岸的死亡率和呼吸相关疾病，Greenstone 的团队有了发现：淮河以北的人口预期寿命更低、污染浓度更高，而这个地区的煤炭燃烧是非常普遍的。“我们对数据进行了非常严格的处理，因为我们想知道，向北越过淮河之后空气污染是否激增，” Greenstone 表示，“事实的确如此。而淮河两岸的其他因素没什么差别。”

秦岭-淮河线两侧的 TSP 浓度：北方（右侧绿色圆点）高于南方，其中淮河线处有明显提升。图片来源：论文原文。

为了研究这些因素之间的联系，Greenstone 的团队分析了1981年到2000年间中国数个地点的污染数据。然后他们从145个中国国家疾病监测点调取了死亡率的数据。这些疾病监测点准确涵盖了中国人口的财富以及地理分布情况。

经过了长达5年的数据收集后，Greenstone 的团队将数据输入一些测量淮河两岸死亡率对空气污染水平敏感度的计算模型中。他们发现，在1981年到2000年间，中国北方空气的日均 TSP 浓度为551.6微克/立方米，而南方的日均值则为354.7微克/立方米，或直接导致北方居民因心肺疾病“折寿”5.52年。并且，生活环境中的 TSP 每升高100微克/立方米，预期寿命就会减少三年。

在美国，1971年到1987年间的法定空气质量标准为75微克/立方米。作者在论文末尾写道，这或许可以解释为何中国经济发展迅猛，而人均寿命增长却不那么明显。

大多数 TSP 是可见的，并非所有 TSP 都会对人体健康有不利影响。加利福尼亚大学戴维斯分校的健康与环境中心主任 Kent Pinkerton 表示：“一般来说，我们的呼吸系统具有应付环境中各种物质的能力。”鼻腔、呼吸道中的粘液、肺部的细胞都能够过滤外来物质，让人呼吸到清洁的空气。

但是某些污染颗粒却会让身体的天然防御系统过载，造成肺部炎症。这种炎症会导致呼吸困难，加重原有的病情，甚至在一些极端情况下导致死亡。

随着许多亚洲和非洲国家正在向工业化大步迈进，空气污染问题也日益突出。在中国，1981年到2001年间，TSP 的浓度由早先的200微克/立方米增长了一倍多，是美国平均水平的5倍以上，甚至比美国1970年通过《清洁空气法案》前的水平还高。

根据美国安保评估公司平克顿（Pinkerton）的报告，空气污染问题并不仅限于室外，一些发展中国家的室内空气也遭受着污染；世界上大约一半的人口还在用柴火、木炭和煤炭做饭，这些燃料都是常见的空气污染源头。

“发展中国家正致力于在发展经济、消除贫困的同时保护环境、维护公共健康，” Greenstone 表示，“我认为这项研究能够帮助他们，因为它展示了污染和健康之间的联系。”

争议与余波

这篇文章发表后不久， 美国杨百翰大学经济学家 C. Arden Pope III 和哈佛大学环境与公共卫生专家 Douglas W. Dockeryb 亦在 PNAS 发表评论，支持 Greenstone 的研究结果。

二人在评论中回顾了以往研究空气污染导致心肺疾病的案例，发现以往研究认为，每30微克/立方米的 PM 2.5（近似于 每100微克/立方米的 TSP）将导致1.1~5.4年的寿命缩短，因而 Greenstone 研究中声称的3.0年的寿命缩短有较好的可信度，是“改善空气质量可提高居民寿命”的重要证据。

C. Arden Pope III 引用的另一项研究认为，空气污染导致的“折寿”年数为2.2年。

中国环境保护部科技标准司副司长刘志全曾回应称，Greenstone 的研究有失偏颇。虽然煤烟污染所排放的重金属、细粒子、二氧化硫和氮氧化物等物质一定会影响人体健康，但至于对寿命时间的影响，目前还没有充分证据，国际上就该数值的算法存在较大争议，且需要长期观察。

从研究方法来看，Greenstone 采用了数据调查+模型分析，而非具体实验。虽然作者在研究中修正了人口流动、民族构成、经济收入等诸多干扰因素，但想要彻底排除其他因素的影响还是很难做到的。雾霾对人体健康的危害毋庸置疑，至于具体会“折寿”多久，也许还不能如此肯定。

参考资料：

https://www.scientificamerican.com/article/air-pollution-linked-to-health/

http://www.pnas.org/content/110/32/12861.full.pdf

http://www.chinanews.com/gn/2013/07-10/5024668.shtml

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论文基本信息

【题目】Evidence on the impact of sustained exposure to air pollution on life expectancy from China’s Huai River policy

【作者】Yuyu Chen, Avraham Ebensteinb, Michael Greenstone, and Hongbin L

【期刊】Proceedings of the National Academy of Sciences

【日期】06 August 2013

【DOI】10.1073/pnas.1300018110

【摘要】This paper's findings suggest that an arbitrary Chinese policy that greatly increases total suspended particulates (TSPs) air pollution is causing the 500 million residents of Northern China to lose more than 2.5 billion life years of life expectancy. The quasi-experimental empirical approach is based on China’s Huai River policy, which provided free winter heating via the provision of coal for boilers in cities north of the Huai River but denied heat to the south. Using a regression discontinuity design based on distance from the Huai River, we find that ambient concentrations of TSPs are about 184 μg/m3 [95% confidence interval (CI): 61, 307] or 55% higher in the north. Further, the results indicate that life expectancies are about 5.5 y (95% CI: 0.8, 10.2) lower in the north owing to an increased incidence of cardiorespiratory mortality. More generally, the analysis suggests that long-term exposure to an additional 100 μg/m3 of TSPs is associated with a reduction in life expectancy at birth of about 3.0 y (95% CI: 0.4, 5.6).

【链接】http://www.pnas.org/content/110/32/12936.full.pdf

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