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中国空气污染相关疾病负担的动态评估及其减排响应

【摘要】:长期暴露于高浓度的空气污染给我国公众健康构成了严重威胁。基于此,国务院于2013年施行了《大气污染防治行动计划》(简称“大气十条”),目标是大幅降低我国重点地区的PM_(2.5)浓度。然而,“大气十条”相关的PM_(2.5)污染防控带来的健康效益还没有得到很好地解释。此外,尽管我国PM_(2.5)污染已明显改善,但空气污染问题(PM_(2.5)和O_3)依然突出,进一步降低污染物浓度及其健康风险是我国当前急需解决的问题之一。评估空气污染疾病负担的特异性差异,认识其来源贡献,探讨其对空气质量改善的响应,是解决这一问题的前提条件。为此,首先基于WRF-Chem空气质量模式和排放清单,对我国2008~2016年空气污染物浓度进行模拟,分析PM_(2.5)和O_3污染的时空变化特征;然后结合暴露-响应关系函数及统计生命价值法,量化不同人群、疾病和地区之间疾病负担的具体差异,同时利用分解法评估污染物浓度、基线死亡率、人口数、年龄结构、人均国内生产总值(GDP)等驱动因素对疾病负担的贡献,用以解释“大气十条”实施前后的变化;再利用WRF-Chem模式设计一组敏感性试验,定量评估工业、电力、民用、交通、农业、自然、生物质燃烧等污染源对我国空气污染物(PM_(2.5)和O_3)及其疾病负担贡献的时空变化规律;最后基于2030年的人口和基线死亡率预测值,利用污染物模拟数据和暴露-响应关系函数,探讨不同空气污染控制情景下未来的疾病负担特征。通过上述研究,取得一些有意义的结果:(1)研究期间,我国PM_(2.5)和O_3浓度呈现出明显的时空分布特征。PM_(2.5)高值区主要分布在京津冀及周边、长三角、汾渭平原、四川盆地、长江中游城市群和西北沙漠地区;除沙漠地区外,上述地区的PM_(2.5)年均浓度均下降了20μg/m~3以上。O_3高值区主要分布在青藏高原、西南、华中、华北和华南地区;东部地区O_3日最大8小时平均第90百分位(O_3-8h-90per)浓度整体呈上升趋势,其中京津冀、长三角和珠三角部分区域上升幅度达30μg/m~3。2016年,全国分别有60.0%和33.7%的人生活在PM_(2.5)和O_3浓度超标的地区,较2008年分别下降了15%和上升了19%。(2)2016年,PM_(2.5)和O_3导致的过早死亡人数分别为125.1万和10.8万,共占总死亡人数的13.9%。不同疾病、人群和地区之间的疾病负担具有明显差异;中风和冠心病对PM_(2.5)归因死亡的贡献较高,分别为46.6%和30.1%;75岁及以上老年人的归因死亡率(1103.0/10万人)远高于25~44岁年轻人(10.3/10万人);京津冀、长三角和珠三角等空气污染严重和/或人口密集的地区疾病负担较高,而西北地区疾病负担较低。(3)空气污染导致的过早死亡在“大气十条”实施前后变化显著。受人口增长和老龄化的影响,即使PM_(2.5)浓度和基线死亡率下降,PM_(2.5)归因死亡在2008~2016年仍增加了4.3万(3.6%),但在实施“大气十条”之后的2014~2016年却减少了17.6万(14.9%);与PM_(2.5)不同,“大气十条”引起的O_3恶化加重了疾病负担(1.9万),尽管基线死亡率下降可以抵消一部分O_3归因死亡,但整个研究期间仍增加了1.4万(14.9%)。(4)不同排放源对污染物浓度及其疾病负担的贡献存在明显时空异质性。民用源是冬季PM_(2.5)最重要的污染来源,在北方地区的相对贡献普遍高于50%,工业源则是其它季节PM_(2.5)最重要的来源,对重污染地区的相对贡献为30~50%;除夏季工业源外,人为排放源对O_3的贡献在京津冀和长三角部分地区为负值,即关闭排放源后O_3浓度增加。工业源和民用源是造成我国疾病负担的最重要排放源,贡献率分别为35.0%和27.8%;各排放源在不同省份对疾病负担的贡献差异很大,工业源在上海和江苏的贡献率较高,民用源在黑龙江和吉林的贡献率较高,自然源则在新疆的贡献率最高。(5)在重污染地区减少PM_(2.5)归因死亡将付出更大地努力。为使PM_(2.5)归因死亡减半,PM_(2.5)年均浓度超过70μg/m~3的重污染地区,PM_(2.5)浓度需要降低70%以上,而对于PM_(2.5)年均浓度低于10μg/m~3的清洁地区,PM_(2.5)浓度仅需降低20%即可实现。(6)未来老龄化等因素对健康风险防控带来了巨大挑战。如果PM_(2.5)年均浓度维持在2016年的水平,在老龄化等因素的驱动下,2030年PM_(2.5)归因死亡将增加30.4万;即使2030年PM_(2.5)年均浓度全面达标(35μg/m~3),归因死亡人数仍将在2016年的基础上增加7.5%;而进一步将PM_(2.5)年均浓度降至WHO空气质量准则值(10μg/m~3),可达到大幅降低(-65.4%)归因死亡的作用。综上所述,尽管“大气十条”实施对PM_(2.5)污染及其疾病负担带来了实质性好处,但对O_3污染及其疾病负担带来了负面影响,需要重视PM_(2.5)和O_3污染的协同控制;此外,考虑到PM_(2.5)浓度与过早死亡之间的非线性响应关系以及未来人口的变化趋势,需要制定比《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)更严格的标准,以及采取更为严厉的措施减少民用、工业等重要污染源的排放,才能更好地保障居民的健康和财富利益,尤其是心脑血管疾病患者等敏感人群以及疾病负担较高的地区。

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