文献阅读 | 加强中国室内细颗粒物指南的实质性健康益处

题目

Substantial health benefits of strengthening guidelines on indoor fine particulate matter in China

作者

Yang Xie, Ying Wang,  Yichi Zhang, Wenhong Fan, Zhaomin Dong*,  Peng Yin, Maigeng Zhou.

期刊

Environment International 

时间

2022年1月

一作

单位

School of Economics and Management, Beihang University, Beijing, China 

链接

https://doi.org/10.1016/j.envint.2022.107082 

摘要

       2020年，中国首次在室内空气标准草案中制定了室内细颗粒物(PM_2.5)指南，但相关的健康影响尚不清楚。在此，研究首先估算了2019年PM_2.5相关过早死亡人数为96.5万人，其中室内室外源PM_2.5占72.9%。然后，通过纳入2035年各种共同的社会经济路径、指南草案和环境PM_2.5对室内暴露的贡献，在36个条件的情景下得到动态死亡率，本研究假设PM_2.5平均室内浓度为75µg/m³(而不是每天，研究假设为每天，这里假设最极端最差情况)的过早死亡为101.8-136.1万人，而较好的情况是35µg/m³过早死亡人数为81.6-130.4万人。在这些情景下，过早死亡人数增加主要是由人口老龄化的影响。2035年，室内PM_2.5年浓度为15 µg/m³的目标预计将使与环境PM_2.5相关的死亡人数减少约2019年基线的25%。研究建议制定更严格的空气质量指南，减少室内空气污染物浓度，降低死亡风险。

引言

      尽管细颗粒物(PM_2.5)浓度在过去几年中持续下降，但PM_2.5暴露仍然是中国过早死亡的主要风险因素。一般来说，人们80%以上的时间是在室内度过。环境PM_2.5约占室内PM_2.5暴露的50%，而室外来源的室内PM_2.5(IPOO)占与环境PM_2.5相关的总死亡率的66%-87%，进一步强调了降低环境和室内PM_2.5浓度的重要性。

       2020年9月，中国发布了室内空气质量标准(GB/T 18883-2020年)草案，这是继2002年发布的室内空气质量标准(GB/T 18883-2002年)后发布的第一次修订。尽管由于隐私问题，大规模监测室内空气质量相当具有挑战性，但室内指南作为一项适当的建议，直接阐明了保护人类健康的问题。同时，越来越多的低成本传感器和基于质量平衡的模型被广泛用于模拟室内暴露，因此接近室内指导值可以作为评价室内污染的参考价值。现阶段，GB/T 18883-2020年草案提出，将室内PM_2.5日浓度(而不是年浓度)降低到至少75µg/m³，接近第一个中期目标，但远高于世界卫生组织(WHO)2021年建议的15µg/m³的最终日指导值。因此，目前尚不清楚中国新指南是否能提供足够的保护。更重要的是，由于中国城市化，年龄结构和人口规模正在迅速变化，其显著抵消空气质量改善带来的健康益处。评估室内空气质量的不利影响需要全面了解这些动态因素是如何在未来推动PM_2.5相关疾病负担。

       最近，中国政府提出了到2035年实现社会主义现代化的一系列远景目标，标志着从愿景到行动的转变，并将新重点聚焦于公共卫生方面。为实现目标，适当的医疗保健和环境保护政策和质量标准至关重要。研究旨在评估2035年室内PM_2.5指南对健康的影响，并提出适当的策略来确定室内空气质量指南。

研究方法

研究根据室内PM_2.5指南计算了允许的环境PM_2.5浓度，并使用全球疾病负担(GBD)方法进一步估计了PM_2.5相关死亡人数，如图1所示。步骤1，估算了2019年环境PM_2.5污染导致的过早死亡人数。步骤2，确定了因室外来源的室内PM_2.5导致的省级过早死亡的数量。步骤3，预测了2035年各种室内PM_2.5指南下的36种情景，室外PM_2.5对室内暴露的贡献(W_ambient)和共享的社会经济路径(SSPs)，这一年预计将实现中国政府提出的长期目标。最后，研究估算了经济损失。

Figure 1 The flowchart for determining the health implications associated to PM2.5 guidelines under various assumptions in 2035.

研究结果

（1）中国2019年PM_2.5暴露情况

     2019年，西藏赞达县PM_2.5年平均浓度最低，为11.5µg/m³，新疆昆玉县PM_2.5浓度最高，为95.4µg/m³，如图2所示。中国2897个县中，约有1282个县(44.3%)超过了国家推荐的35µg/m³的标准。研究还显示了PM_2.5的年平均浓度为35.3±11.7µg/m³，略低于人口加权数值38.7µg/m³。与2013年的空气质量相比，2019年PM_2.5浓度下降了约51.6%，表明了实施空气污染防治行动计划的承诺。

Figure 2 The annual PM_2.5 concentration at county level in 2019.

（2）中国2019年环境PM_2.5导致的过早死亡

       2019年县级因环境PM_2.5暴露而过早死亡总人数的空间分布，如图3所示。可归因于PM_2.5的过早死亡总数是估计为965323人。河南、山东、四川、广东和河北是过早死亡人数最多的五个省份，分别约有80620人、73135人、66334人、65765人和53773人。澳门、西藏、香港、青海和海南的过早死亡人数最低，分别约为262人、1798人、3475人、4083人和4982人。研究认为与PM2.5污染相关死因死亡率最高的是IHD(36.2%, 349490人)，其次是COPD(21.3%, 206058人)，Stroke(20.8%, 200553人)，LC(11.7%, 112875人)，LRI(6.9%, 67368)和DM2(3.0%, 28979人 )，如图4所示。

Figure 3 The spatial distribution of standardised premature deaths per 100,000 persons due to ambient PM_2.5 exposure in 2019. Th estimation for Taiwan was not  conducted due to data unavailability.

       研究评估了因室外来源的室内PM_2.5而过早死亡的人数。全国范围内与室外来源的室内PM_2.5相关的死亡人数高达703533人，占与环境PM_2.5有关的总死亡人数的72.9%，如图4所示。总体而言，33个省由IHD, stroke, COPD, LC, LRI 和 DM2造成。虽然IHD是大多数地区的主要死因，但在四川、重庆、甘肃、云南和贵阳等西北省份，COPD是主要死因。在某些寒冷地区，如黑龙江、辽宁、吉林和西藏，中风导致的死亡人数高于慢性阻塞性肺病，这可能是由于特定原因死亡率基线的空间差异。例如，中国西北地区可归因于慢性阻塞性肺病的死亡率基线是其他地区标准化发病率的2-3倍。中国东北地区因中风引起的死亡率基线也相对较高。

Figure 4 The number of premature deaths that occurred due to indoor ambient PM_2.5 of outdoor origin in 2019 (unit: persons). (a) Total mortality; (b) mortality per 100,000 persons. Abbreviations: IHD, COPD, LC, LRI and DM2 refer to ischemic heart disease, chronic obstructive pulmonary disease, lung cancer, lower respiratory  infection and diabetes mellitus type 2, respectively. 

（3）2035年PM_2.5相关死亡人数预测

       研究认为，对于SSP2-35-50情景，虽然一些县与环境PM_2.5相关的过早死亡人数将减少4740人(与2019年基线相比)，但所有省级死亡人数将增加到24-7646人，如图5所示。相比之下，将室内PM_2.5浓度维持在15µg/m³的水平，可以显著减少与环境PM_2.5相关的过早死亡人数，特别是在山东、河南、广东、四川和中国西部地区。

Figure 5 The total net change in the number of ambient PM_2.5 associated premature deaths (unit: persons). (a) Between 2019 baseline and SSP2-35-50 scenario; (b)  between 2019 baseline and SSP2-15-50 scenario. The estimation for Taiwan was not conducted due to data unavailability. 

       图6显示了人口老龄化、空气污染缓解和死亡率基线下降对过早死亡人数的影响。虽然死亡率基线和空气净化水平的下降将减少与PM_2.5相关的死亡人数，但这些成就中的大部分将被人口老龄化所抵消。例如，当室内PM_2.5浓度的基准设定为35µg/m³时，可归因于PM_2.5浓度和死亡率基线变化的净死亡率分别约为−124和−24.7万，而人口老龄化造成的死亡人数为491000人。一般来说，随着室内PM_2.5最大允许浓度的降低，死亡率基线和人口老龄化的影响也会降低。

Figure 6 Changes in the number of deaths in 2035 (compared to 2019 baseline) attributable to population aging, air pollution mitigation and decrease in mortality baseline under various indoor PM_2.5 guidelines when assuming SSP2 and 50% contribution from outdoor origin. 

（4）经济损失分析

      研究遵循支付意愿方法还评估了与PM_2.5相关死亡造成的经济损失。总体而言，2019年PM_2.5相关死亡造成的经济损失约为4143亿元，预计2035年还会进一步增加，因为在最坏的情况下，PM_2.5浓度会增加到75µg/m³。如图7所示，同一标准下，SSP3远高于SSP1，标准越严格，经济损失越少。图中可以看出，SSP1-GD75-65经济损失最高，为61000亿元，SSP3-GD15-35损失最低，为23560亿元(图7)。密集降低周围的PM_2.5浓度可以改善健康影响，并带来显著的经济效益。在环境温度为50%的SSP2下，当指南草案规定室内PM_2.5的最高浓度为75µg/m³时，经济损失为53240亿元人民币。相反，当建议的浓度降至35µg/m³和15µg/m³时，经济损失将分别减少到47640亿元和29110亿元。这表明，通过实施更强有力的室内空气质量维护政策，可以获得显著的经济效益。

Figure 7 Economic losses incurred due to PM2.5-related mortality in 2019 and under different scenarios in 2035. Abbreviations: 95% CI, 95% confidence interval.  

讨论

       研究发现，在中国与PM_2.5相关的死亡人数将大幅增加，因为指南允许室内PM2.5的最高浓度为75µg/m³，而人口老龄化加剧了这种情况。将室内PM_2.5的最大允许浓度降低到35µg/m³可能会略微减少与PM_2.5相关的死亡人数。研究第一次在中国调查室内PM_2.5浓度对未来疾病负担的影响，适当的室内空气质量可以降低与家用空气相关的死亡率。

       烹饪、吸烟、取暖、扫地和其他人类活动被认为是室内污染源的主要驱动因素。需要进一步研究室内/个人PM_2.5与人体健康影响之间的剂量-反应曲线，在评估空气污染对健康的影响时将不确定性降至最低。人口结构，如人口规模和老龄化，被认为是估计与空气污染相关的死亡人数的重要因素。研究认为到2035年，人口总体年龄的增加将导致额外的死亡也就不足为奇。收紧对室内空气质量的监管，不仅对健康有直接好处，还能大大减少人口老龄化导致的过早死亡人数。  同时也应该考虑数据来源的不确定性，包括渗透系数、人口数据、室内贡献和空气质量。

       减少室内污染可以带来显著的健康和经济效益，因此应进一步强调制定更严格的室内PM_2.5浓度指南。

结论

       研究结果表明，即使遵循室内PM_2.5浓度指南35µg/m³，PM_2.5导致的过早死亡人数仍然很高，导致中国未来的健康负担沉重。制定暴露标准指导值需要综合考虑健康效益、社会经济和污染状况，现在的暴露标准可能较符合目前我国的空气污染状况。从健康收益角度来讲，我国可对室内PM2.5暴露制定更严格的指导方针。因此，中国需要对室内PM_2.5暴露制定更严格的指南，以改善公众健康，特别是考虑到人口老龄化的速度。加强空气质量指南还将带来显著经济效益，帮助中国在2035年实现其长期目标。

作者简介：

  谢杨

北京航空航天大学经济管理学院副教授，硕士生导师。北京大学医学博士、东京工业大学管理科学与工程专业博士，日本国立环境研究所环境经济研究室博士后。研究方向为碳减排协同效益分析、气候变化应对和空气污染健康影响以及社会可持续发展。开发了健康综合评估模型定量评估全球、亚洲、国家和地区空气污染、气候变化及应对的健康和经济影响，模型已经应用于评估中国三十省PM_2.5 污染和碳减排对健康和经济影响，京津冀地区、上海地区碳减排和空气污染治理的健康和经济影响。同时模型也应用于全球、亚洲地区、中国和韩国等国家和地区气候变化应对健康和经济效益。研究方法为国家发改委能源研究所提供了发展可再生能源带来的健康效益和经济效益分析。主持国家自然科学基金青年基金、国家自然科学基金重点项目子课题，北航“青年拔尖人才支持计划项目”，北航“卓越百人计划”，作为科研骨干参与科技部重点研发项目“应对全球变化的可持续性转型模式研究”。在环境健康领域Environmental Science & Technology、Environment International, Environmental Research Letters、Lancet、 Lancet Public Health、Environmental Health Perspectives等环境健康领域顶级期刊发表40余篇，ESI前1%高被引论文累计4篇。国家自然科学基金委员会项目评审人，《柳叶刀健康与气候变化倒计时2020：中国报告》，《全球疾病负担》作者。

编辑：潘羽杰

排版：吴凯

相关阅读

点击“阅读原文”浏览小组主页