珠江三角洲地區(qū)大氣污染對(duì)人群健康的影響

謝 鵬 ,劉曉云,劉兆榮*,李湉湉 ,2,鐘流舉,向運(yùn)榮 (.北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,北京 0087；2.中國(guó)疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所,北京 00050；.廣東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,廣東 廣州 50045)

大氣污染對(duì)人群健康構(gòu)成了嚴(yán)重危害,根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)對(duì)大氣污染造成疾病負(fù)擔(dān)的評(píng)價(jià),每年有超過(guò)200萬(wàn)的過(guò)早死亡歸因于城市室外和室內(nèi)空氣污染[1].我國(guó)城市大氣污染主要為燃煤型和燃煤/機(jī)動(dòng)車尾氣復(fù)合型污染,顆粒物(PM10、PM2.5)、二氧化硫、氮氧化物、臭氧對(duì)我國(guó)人群健康影響較大[2].國(guó)內(nèi)外大量流行病學(xué)研究證實(shí)大氣污染與人群健康效應(yīng)包括從亞臨床癥狀、發(fā)病到死亡一系列變化有明顯相關(guān)性[3-7].

Zhang 等[8]、Kan 等[9]、Li等[10]、Brajer等[11]利用危險(xiǎn)度定量評(píng)價(jià)方法分別評(píng)價(jià)了北京、上海、香港地區(qū)大氣污染尤其是顆粒物污染短期暴露對(duì)人群的健康損害及經(jīng)濟(jì)損失.珠江三角洲地區(qū)是我國(guó)六大核心經(jīng)濟(jì)圈之一,擁有典型的發(fā)展中的城市群,其區(qū)域性復(fù)合型污染日益嚴(yán)重,已經(jīng)成為制約珠江三角洲地區(qū)社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要因素.目前針對(duì)珠江三角洲地區(qū)大氣污染對(duì)人群健康損害的研究還比較缺乏.本研究通過(guò)測(cè)定珠江三角洲地區(qū)大氣污染物濃度,結(jié)合健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù),分析評(píng)價(jià)珠江三角洲地區(qū)大氣污染對(duì)人群健康影響.

1 方法與資料來(lái)源

采用國(guó)際上通用的危險(xiǎn)度定量評(píng)價(jià)方法,結(jié)合大氣污染物每增高單位濃度所產(chǎn)生的健康損失,對(duì)大氣污染物濃度變化對(duì)人群健康不良影響進(jìn)行定量評(píng)估[12-14].

1.1 評(píng)估方法

利用大氣污染流行病學(xué)研究中常用的泊松回歸模型評(píng)價(jià)大氣污染短期暴露對(duì)人群的健康影響.珠江三角洲地區(qū)污染物濃度降低到參考濃度以下產(chǎn)生的可避免健康效應(yīng)可以表征珠江三角洲地區(qū)大氣污染對(duì)人群的健康影響.泊松回歸模型線性簡(jiǎn)化表達(dá)式:

其中:β為暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù);Ci為大氣污染物日均濃度;C0為污染物參考濃度;E為實(shí)際大氣污染物濃度下的人群健康效應(yīng);p為人口數(shù);E0為參考濃度下的人群健康效應(yīng);?E為實(shí)際濃度與參考濃度下人群健康效應(yīng)之差,即可避免健康效應(yīng).

1.2 暴露-反應(yīng)關(guān)系、基線健康資料、參考濃度大氣污染相關(guān)的健康風(fēng)險(xiǎn)中,死亡是最重要的健康效應(yīng)結(jié)局,本研究主要評(píng)價(jià)珠江三角洲地區(qū)大氣污染對(duì)人群死亡效應(yīng)的影響.污染物暴露-反應(yīng)關(guān)系是定量評(píng)價(jià)污染物對(duì)人群健康影響的基礎(chǔ).搜集國(guó)內(nèi)(大陸和香港)1990～2008年間公開(kāi)報(bào)道大氣污染引起的人群死亡率變化的流行病學(xué)文獻(xiàn),獲取我國(guó)大氣污染物暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù).利用 Meta分析方法合并多篇文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果,得到均數(shù)和95%可信限(CI),具體分析過(guò)程參考文獻(xiàn)[15].Meta分析最終結(jié)果以污染物濃度每升高 10μg/m3對(duì)應(yīng)的人群健康效應(yīng)增加百分?jǐn)?shù)表示,分析過(guò)程采用醫(yī)學(xué)專用軟件Review Manager 4.2.

珠江三角洲地區(qū)人口數(shù)和死亡率數(shù)據(jù)(表1)來(lái)自文獻(xiàn)[16-17].流行病學(xué)研究尚未發(fā)現(xiàn)大氣污染物對(duì)人群健康影響的閾值濃度,WHO頒布的污染物濃度指導(dǎo)值完全以大氣污染對(duì)健康的影響為基礎(chǔ)而沒(méi)有考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等其他因素.本研究選取 WHO最新制定的大氣污染物濃度指導(dǎo)值(PM10,20μg/m3;PM2.5,10μg/m3;SO2.,20μg/m3;NO2,40μg/m3;O3,100μg/m3)作為參考濃度[18].

表1 珠江三角洲地區(qū)常住人口數(shù)和死亡率Table 1 Baseline data of population and residents mortality in Pearl River Delta

2 結(jié)果與討論

2.1 珠江三角洲地區(qū)人群大氣污染暴露

由廣東省環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心站和香港特別行政區(qū)環(huán)境保護(hù)署聯(lián)合建構(gòu)了珠江三角洲區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)由16個(gè)空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站組成,分布于整個(gè)珠江三角洲地區(qū),其中13個(gè)子站位于廣東省境內(nèi),3個(gè)子站位于香港境內(nèi).各子站均有儀器測(cè)量大氣中的可吸入顆粒物,二氧化硫,氮氧化物和臭氧,廣州和香港的6個(gè)子站同時(shí)進(jìn)行 PM2.5監(jiān)測(cè).本次監(jiān)測(cè)時(shí)間從2006年1月1日始至2006年12月31日結(jié)束,其中東莞豪崗子站監(jiān)測(cè)時(shí)間從8月1日始至12月31日結(jié)束.使用微量震動(dòng)天平法測(cè)定PM10和PM2.5濃度;紫外熒光法/差分吸收光譜分析法測(cè)定二氧化硫濃度;化學(xué)發(fā)光法/差分吸收光譜分析法測(cè)定二氧化氮濃度;紫外光度法/差分吸收光譜法測(cè)定臭氧濃度.

珠江三角洲地區(qū)2006年大氣污染暴露水平如圖1所示.珠江三角洲地區(qū)2006年NO2年日均濃度達(dá)到53μg/m3,超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(40μg/m3),其中佛山、深圳、東莞、江門(mén)濃度較高,惠州、珠海濃度較低.對(duì)于 NO2,全年中8月～次年 3月觀測(cè)濃度較高.2006年珠江三角洲地區(qū)SO2年日均濃度達(dá)到57μg/m3,其中佛山、肇慶、東莞、廣州年均濃度超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(60μg/m3),惠州、深圳、香港SO2濃度較低.對(duì)于SO2,冬、春季節(jié)(10月～次年3月)觀測(cè)濃度較高,夏、秋季節(jié)(4～9月)觀測(cè)濃度較低.珠江三角洲地區(qū) O3污染較輕,2006年24h濃度年均值低于45μg/m3,其中惠州、東莞O3濃度相對(duì)較高,江門(mén)、深圳、佛山濃度相對(duì)較低.對(duì)于O3,9～12月監(jiān)測(cè)濃度較高.

珠江三角洲地區(qū) 2006年 PM10年日均濃度達(dá)到75μg/m3,低于我國(guó)目前采用的城市大氣PM10濃度年均標(biāo)準(zhǔn)(100μg/m3),但高于WHO(2005)推薦PM10指導(dǎo)值(20μg/m3).佛山、惠州、東莞和廣州PM10濃度較高,東南沿海地區(qū)珠海、中山PM10濃度較低.冬春季節(jié)(10月～次年3月)監(jiān)測(cè)濃度較高.對(duì)于PM2.5,只有廣州和香港地區(qū)進(jìn)行了觀測(cè),廣州2006年P(guān)M2.5年日均濃度達(dá)到60μg/m3,香港PM2.5年日均濃度達(dá)到51μg/m3,均顯著高于WHO推薦的指導(dǎo)值(10μg/m3),在10月～次年3月觀測(cè)到較高的監(jiān)測(cè)濃度.

2.2 大氣污染物暴露-反應(yīng)關(guān)系

獲取我國(guó)人群大氣污染物急性暴露對(duì)死亡健康結(jié)局影響的暴露-反應(yīng)關(guān)系非常重要.通過(guò)搜集國(guó)內(nèi)發(fā)表的大氣污染對(duì)人群死亡影響的流行病學(xué)研究,利用Meta分析獲得我國(guó)大氣污染物同人群死亡效應(yīng)的暴露-反應(yīng)關(guān)系,結(jié)果如表2所示.PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3濃度增加 10μg/m3,人群短期暴露的總死亡率分別增加 0.33%(95%可信 限 (CI):0.26%～0.41%)、 0.40%(95%CI:0.19%～0.62%)、1.02%(95%CI: 0.65%～1.38%)、1.19%(95%CI: 0.93%～1.45%)、0.20%(95%CI: 0.09%～0.32%);心血管疾病急性死亡率分別增加 0.40%(95%CI: 0.31%～0.49%)、0.53%(95%CI: 0.15%～0.90%)、0.83%(95%CI:0.49%～1.17%)、1.16%(95%CI:0.90%～1.42%)、0.48%(95%CI: 0.09%～0.88%);呼吸系統(tǒng)疾病急性死亡率分別增加 0.65%(95%CI:0.35%～0.95%)、1.43%(95%CI: 0.85%～2.01%)、1.17%(95%CI:0.72%～1.63%)、1.47%(95%CI:0.98%～1.96%)、0.27%(95%CI: 0.07%～0.47%).國(guó)內(nèi)外人群對(duì)大氣污染的敏感性存在差異.歐美國(guó)家老齡人口較多,易感人群比重較大;同時(shí)國(guó)內(nèi)外污染水平差異較大,國(guó)內(nèi)外大氣污染物人群暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù)存在較大差異.總體來(lái)講,我國(guó)內(nèi)大氣污染物對(duì)人群總死亡以及心血管疾病死亡效應(yīng)的暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù)比國(guó)外低,呼吸系統(tǒng)疾病死亡效應(yīng)的暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù)同國(guó)外接近.本研究結(jié)果同文獻(xiàn)[19]報(bào)道結(jié)果一致.

表2 污染物濃度每增加10μg/m3人群死亡率增加的百分?jǐn)?shù)(%)Table2 Percent increase in mortality per 10μg/m3 increase of air pollutants(%)

2.3 珠江三角洲地區(qū)大氣污染對(duì)人群健康影響評(píng)估

基于珠江三角洲地區(qū)2006年大氣污染水平,利用泊松回歸模型計(jì)算珠江三角洲地區(qū)污染物濃度控制到參考濃度以下產(chǎn)生的可避免死亡人數(shù)(圖2).可避免死亡人數(shù)可以視為珠江三角洲地區(qū)大氣污染對(duì)人群的健康影響.珠江三角洲地區(qū) NO2濃度控制到參考濃度產(chǎn)生的可避免死亡人數(shù)為 4500 人/a(95%CI:3500～5400 人/a).可避免死亡人數(shù)主要受該地區(qū)污染物濃度以及人口基數(shù)、死亡率的影響.廣州、佛山、江門(mén)地區(qū)NO2濃度較高,控制NO2濃度產(chǎn)生的健康收益較大.香港地區(qū)人口基數(shù)較大,控制NO2濃度產(chǎn)生的健康收益也較大.珠江三角洲地區(qū) SO2濃度控制到參考濃度產(chǎn)生的可避免死亡人數(shù)為 8300 人/a(95%CI:5500～11000人).佛山和廣州SO2濃度較高,人口基數(shù)較大,控制SO2濃度產(chǎn)生的健康收益也較大.珠江三角洲地區(qū) O3對(duì)人群的健康危害較小,O3濃度控制到參考濃度以下產(chǎn)生的可避免死亡人數(shù)為22人/a(95%CI:10～35人).

顆粒物對(duì)人群的健康危害較大.珠江三角洲地區(qū)PM10濃度控制到參考濃度以下產(chǎn)生的可避免死亡人數(shù)為3900人/a(95%CI:3100～4800人).佛山和廣州PM10濃度較高,人口基數(shù)較大,控制 PM10濃度產(chǎn)生的健康收益也較大.對(duì)于 PM2.5,本研究只對(duì)廣州和香港地區(qū)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行了分析.廣州 PM2.5濃度降低到參考濃度產(chǎn)生的可避免死亡人數(shù)為980人/a(95%CI:470～1500人);香港地區(qū) PM2.5濃度降低到參考濃度產(chǎn)生的可避免死亡人數(shù)為410人/a(95%CI:200～630人).

2.4 討論

本研究結(jié)果顯示,珠江三角洲地區(qū)大氣污染較為嚴(yán)重,除 O3外,PM10、PM2.5、SO2、NO2污染對(duì)人群健康影響均較大.大氣污染物對(duì)人群健康影響包括長(zhǎng)期暴露產(chǎn)生的慢性效應(yīng)和短期暴露產(chǎn)生的急性效應(yīng),本研究主要分析珠江三角洲地區(qū)大氣污染物短期暴露對(duì)人群死亡率的影響.國(guó)內(nèi)外針對(duì)顆粒物暴露的研究[35-36]顯示顆粒物長(zhǎng)期暴露的影響顯著大于短期暴露.珠江三角洲地區(qū)顆粒物對(duì)人群健康影響可能高于本研究評(píng)價(jià)結(jié)果.珠江三角洲地區(qū)大氣污染特別是顆粒物污染引起的人群健康損害應(yīng)該受到關(guān)注.

各種污染物之間存在較高相關(guān)性,理論上存在重復(fù)計(jì)算的風(fēng)險(xiǎn). 參考濃度對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果影響較大,目前研究中尚未發(fā)現(xiàn)污染物對(duì)人群健康影響的閾值濃度,本研究選取 WHO的質(zhì)量指導(dǎo)值作為參考濃度,假設(shè)在該污染水平下污染物不會(huì)對(duì)人群造成健康危害. 而歐美地區(qū)最新研究[18]顯示 PM2.5濃度在僅高于背景濃度 3～5μg/m3即可產(chǎn)生健康危害效應(yīng),污染物濃度控制到參考濃度之下可能仍然存在健康風(fēng)險(xiǎn).

污染物暴露-反應(yīng)關(guān)系是定量評(píng)價(jià)分析大氣污染對(duì)人群健康影響的基礎(chǔ).目前針對(duì)大氣污染物暴露與人群健康效應(yīng)影響的暴露-反應(yīng)關(guān)系的研究在我國(guó)開(kāi)展相對(duì)較少(尤其是 PM2.5和O3),且研究地區(qū)集中在少數(shù)幾個(gè)大城市,因此亟需在我國(guó)全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展相關(guān)研究,對(duì)深入評(píng)價(jià)我國(guó)大氣污染對(duì)人群的健康危害,為政策制定提供科學(xué)依據(jù)具有重要意義.

3 結(jié)論

3.1 珠江三角洲地區(qū)2006年大氣PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3濃度分別達(dá)到75、56、57、53、44μg/m3. 除 O3外,其他污染物濃度均較高,大氣污染較嚴(yán)重.

3.2 利用 Meta分析方法分析評(píng)價(jià)我國(guó)人群大氣污染物暴露對(duì)死亡影響的暴露-反應(yīng)關(guān)系.結(jié)果顯示 PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3濃度增加10μg/m3,人群總死亡率分別增加0.38%、0.40%、1.02%、1.19%和0.2%;呼吸系統(tǒng)疾病死亡率影響更大.

3.3 珠江三角洲地區(qū)大氣污物對(duì)人群健康影響較大, PM10、PM2.5、SO2、NO2污染產(chǎn)生的可避免死亡人數(shù)較多,O3污染產(chǎn)生的可避免死亡人數(shù)相對(duì)較少.廣州、佛山、東莞污染物濃度較高,人口基數(shù)較大,實(shí)行濃度控制產(chǎn)生的可避免死亡人數(shù)較多. 珠海、中山污染物濃度較低,人口基數(shù)較小,實(shí)行濃度控制產(chǎn)生的可避免死亡人數(shù)較少.

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致謝：感謝PRD項(xiàng)目廣東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心提供珠江三角洲地區(qū)大氣污染物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù).