2002～2009年蘭州PM10人體健康經(jīng)濟損失評估

侯 青,安興琴*,王自發(fā),王 郁,孫兆斌 (.中國氣象科學(xué)研究院,北京 0008；.中國科學(xué)院大氣物理研究所大氣邊界層物理和大氣化學(xué)國家重點實驗室,北京 0009)

2002～2009年蘭州PM10人體健康經(jīng)濟損失評估

侯 青1,安興琴1*,王自發(fā)2,王 郁1,孫兆斌1(1.中國氣象科學(xué)研究院,北京 100081；2.中國科學(xué)院大氣物理研究所大氣邊界層物理和大氣化學(xué)國家重點實驗室,北京 100029)

參考近年來公開發(fā)表的國內(nèi)外流行病學(xué)文獻,篩選出 PM10的健康效應(yīng)終點和適合于蘭州地區(qū)的暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù),對 2002～2009年蘭州地區(qū)PM10人體健康經(jīng)濟損失進行了計算.結(jié)果表明2002年以來蘭州地區(qū)PM10人體健康經(jīng)濟損失并未明顯升高,而是逐年波動;年損失值均在10億元以上,其中2009年最高為16.6億元; PM10人體健康經(jīng)濟損失與GDP的比值呈明顯下降的趨勢.

蘭州；PM10；人體暴露評價；經(jīng)濟損失評估

蘭州市是典型的河谷盆地型城市[1],其大氣污染程度在全國40個重點污染城市中是居于前列,1998年曾被評為全球十大污染城市之一[2].蘭州市空氣污染對市民健康帶來了很大的危害.田裘學(xué)[3-4]等人研究發(fā)現(xiàn)蘭州市民的健康指標與大氣污染指數(shù)具有明顯的相關(guān)性,而市區(qū)人群呼吸系統(tǒng)的發(fā)病率明顯高于郊區(qū).

近年來,隨著人們對大氣污染的重視,逐漸加強了對大氣污染的監(jiān)測和治理,蘭州大氣質(zhì)量惡化的趨勢雖然得到了一定程度的控制,但大氣中可吸入顆粒物的含量超標依然嚴重.因此,定量評估蘭州市大氣污染造成的居民健康經(jīng)濟損失,對當?shù)卣畯臏p少大氣污染健康損失角度,調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和制定一系列污染控制措施,具有重要意義.

1 數(shù)據(jù)來源

1.1 蘭州市PM10年均濃度、人口和GDP

本文搜集了2002～2009年蘭州市PM10年均值[5]和同期蘭州市人口與GDP數(shù)據(jù)[6](表1).2002與 2006年蘭州市 PM10年均濃度最高,接近200μg/m3,2007和 2008年相對較低,但也在130μg/m3左右,高于國家空氣質(zhì)量二級標準(100μg/m3),表明蘭州市PM10污染較為嚴重.2002年以來,蘭州市總?cè)丝跀?shù)量逐年穩(wěn)步增長, GDP數(shù)值呈飛速發(fā)展的態(tài)勢.

表1 2002～2009年蘭州市PM10年均濃度(μg/m3)、人口(百萬)和GDP(億元)數(shù)據(jù)Table 1 Annual PM10 concentration (μg/m3), population (in million), and GDP (in 100million) for Lanzhou, 2002～2009

1.2 健康效應(yīng)終點和暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù)

流行病學(xué)研究已經(jīng)證實大氣顆粒物會對人體健康產(chǎn)生直接的負面影響.調(diào)查表明,成人死亡率和致病率的增加與大氣顆粒物污染水平升高之間存在明顯的相關(guān)關(guān)系[7-8].顆粒物可引起急慢性支氣管炎、哮喘、肺炎、甚至肺癌等呼吸道和心血管疾病,尤其對易感人群(老人和兒童)的危害更大[9-10].健康效應(yīng)終點的選擇是參考我國近年來公開發(fā)表的流行病學(xué)文獻,選擇有較多研究報告表明大氣顆粒物與同一健康效應(yīng)終點之間具有較好一致性的,并考慮現(xiàn)有醫(yī)學(xué)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的可獲取性等因素.本文選用的相關(guān)健康效應(yīng)終點包括:超額死亡、慢性支氣管炎和哮喘病的發(fā)病率以及內(nèi)科和兒科門診率、呼吸系統(tǒng)疾病和心血管疾病住院率.

暴露-反應(yīng)關(guān)系是 PM10濃度變化與人體健康效應(yīng)終點之間的定量函數(shù)關(guān)系.本文應(yīng)用成果參照法選擇各健康效應(yīng)終點的暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù),在篩選文獻時優(yōu)先選擇蘭州或我國已有的研究成果,且研究所用模型為學(xué)術(shù)界所認同,研究步驟正確,資料可信.當無有效國內(nèi)文獻可以引用時再考慮國外文獻的研究結(jié)果.

已有研究發(fā)現(xiàn),各健康效應(yīng)終點對 PM10人體健康經(jīng)濟損失影響最大的是超額死亡和慢性支氣管炎,這兩項占總損失的95%以上[11-13].本文中超額死亡的暴露反應(yīng)關(guān)系引用太原市的調(diào)查分析結(jié)果[14],太原市是典型的顆粒物空氣污染城市,與蘭州都屬于西北地區(qū),影響它們的天氣系統(tǒng)基本一致,二者的人口數(shù)量和 PM10污染程度比較接近,且兩個城市都屬于煤煙、汽車尾氣和地面揚塵的混合型污染.中國目前關(guān)于慢性支氣管炎及一系列持續(xù)性慢性呼吸道癥狀和疾病的研究僅限于少數(shù)幾個橫截面研究, Aunan應(yīng)用meta分析的方法分析了國內(nèi)8個橫截面研究,得出慢性支氣管炎的暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù)[13,15].

表2 暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù)(每10μg/m3, 95%CI)Table 2 Exposure-response coefficients (per 10μg /m3, 95%CI)

1.3 死亡率和發(fā)病率數(shù)據(jù)

表3 2002～2009年各健康效應(yīng)終點超額死亡率和發(fā)病率數(shù)據(jù)(‰)Table 3 Motality and morbidity used in analysis (‰)

2002～2009年蘭州各健康效應(yīng)終點死亡率和發(fā)病率的數(shù)據(jù),主要參考我國或蘭州地區(qū)的調(diào)查統(tǒng)計值或研究成果(表3).蘭州地區(qū)死亡率數(shù)據(jù)來源于蘭州統(tǒng)計年鑒[6];由于缺少針對蘭州地區(qū)慢性支氣管炎發(fā)病率的調(diào)查,更難以獲取逐年發(fā)病率的數(shù)據(jù),因此本文參考中國衛(wèi)生部1998年關(guān)于全國第二次健康調(diào)查的報告[21];呼吸系統(tǒng)和心腦血管疾病住院率的數(shù)據(jù)參考中國衛(wèi)生統(tǒng)計年鑒中全國衛(wèi)生部門這兩種疾病住院病人的構(gòu)成比例,結(jié)合甘肅省當年總?cè)朐喝藬?shù)進行計算得到;內(nèi)科和兒科門(急)診率由中國衛(wèi)生統(tǒng)計年鑒中甘肅省衛(wèi)生部門門(急)診病例中內(nèi)科和兒科所占比例計算得到[22].我國目前針對哮喘病發(fā)病率的調(diào)查也較少,本文中所使用的哮喘病發(fā)病率數(shù)據(jù)通過文獻得到[23].

2 計算方法

2.1 超額死亡和發(fā)病人數(shù)計算

由大氣顆粒物污染造成的死亡或發(fā)病人數(shù)可按以下公式(公式1)計算:

式中:N為超額死亡或發(fā)病人數(shù);P為暴露人口;E為超額死亡或發(fā)病率,%; β 為暴露反應(yīng)關(guān)系系數(shù);C為顆粒物的實際濃度,μg/m3;C0為假設(shè)未產(chǎn)生健康效應(yīng)的閾濃度值.閾濃度值的選擇直接影響到評估結(jié)果的大小.2006年10月WHO發(fā)布的《WHO空氣質(zhì)量全球指導(dǎo)標準2005更新版-風險評估總結(jié)》認為:短期和長期暴露于顆粒污染物對健康影響不存在安全閾值,無論它在大氣中的濃度有多低,都會對人體健康有負面影響.在現(xiàn)實生活中 PM10濃度不可能為0,本文采用WHO提出的PM10年平均濃度20μg/m3的指導(dǎo)值作為閾值[24].

由表2中PM10暴露反應(yīng)關(guān)系系數(shù)β和表3中蘭州市各健康終點的死亡和發(fā)病率E(%)數(shù)據(jù),根據(jù)公式 1可計算 2002～2009年蘭州地區(qū)由PM10引起的超額死亡人數(shù)和各健康效應(yīng)終點的發(fā)病人數(shù).

表4 2002～2009年蘭州市各健康效應(yīng)終點(每例)的單位經(jīng)濟價值(元)及評估方法Table 4 Estimated costs (per case) of PM10 related health effects(RMB)

2.2 經(jīng)濟評估方法

本文用統(tǒng)計生命價值法(VOSL)來評估PM10引起的超額死亡人數(shù)帶來的經(jīng)濟損失[25].由于缺少蘭州地區(qū)的統(tǒng)計數(shù)據(jù),參照我國重慶市進行的一項VOSL的調(diào)查評估結(jié)果[26-27].該調(diào)查結(jié)果表明1998年該地居民的VOSL為28.6萬元,被調(diào)查者年收入每增長 0.12萬元, VOSL會增長11.98萬元.重慶市是典型的河谷型城市,由于能源結(jié)構(gòu)及其特殊的地理條件,城市環(huán)境污染也較為嚴重,這些與蘭州市有很大的相似性.城市居民的支付意愿主要取決于當?shù)氐纳钏胶铜h(huán)境污染的程度,因此本研究以重慶市的VOSL來估算蘭州2002～2009年的VOSL值(表4).以2007年為例,式(2)中ICQ2007為重慶地區(qū)2007年人均收入(萬元),ICQ1998為 1998年人均收入(萬元),該數(shù)據(jù)由重慶統(tǒng)計年鑒中得到,由此可以計算2007年重慶地區(qū)的 VOSL值.由蘭州統(tǒng)計年鑒中得到2007年蘭州地區(qū)人均可支配收入(ILZ),根據(jù)式(3)可計算得到 2007年蘭州地區(qū)的 VOSL值(VOSLLZ).

式中:e為彈性系數(shù),本文中取1.

基于支付意愿法(WTP)的經(jīng)濟學(xué)評估方法能反映發(fā)病給患者帶來的身心創(chuàng)傷,是一種優(yōu)于疾病成本法(COI)的測算方法[13].本文中慢性支氣管炎和哮喘病的單位經(jīng)濟價值以支付意愿法來評估,數(shù)據(jù)由文獻[17]中獲得.

對于住院和門診等健康效應(yīng)終點的單位經(jīng)濟價值,我國目前尚無相應(yīng)的 WTP的研究結(jié)果,作為一種替代,本文以COI來定量評估各健康效應(yīng)終點的單位經(jīng)濟價值.根據(jù)中國衛(wèi)生統(tǒng)計年鑒中甘肅省門診和兒科的平均花費來評估內(nèi)科和兒科門診的疾病成本,并以全國急性心肌梗塞和充血性心力衰竭兩種疾病的平均住院花費值作為心腦血管疾病住院的疾病成本,以慢性肺源性心臟病和細菌性肺炎兩種疾病平均住院花費作為呼吸系統(tǒng)疾病的疾病成本.

3 2002～2009蘭州市PM10人體健康經(jīng)濟損失

計算2002～2009年蘭州市PM10人體健康經(jīng)濟損失,發(fā)現(xiàn)隨著蘭州市人口數(shù)量的緩慢增加和經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人體健康經(jīng)濟損失并未呈增多的趨勢,而是逐年波動(表 5).PM10人體健康經(jīng)濟損失占GDP的比重(簡稱PM10比值,下同)呈明顯下降的趨勢,這與近幾年蘭州地區(qū)GDP的飛速發(fā)展有關(guān).2002年P(guān)M10比值最高,為3.1%,2008年最低,為1.6%.總體而言,蘭州地區(qū)PM10人體健康經(jīng)濟損失尚處于較高水平.

表5 蘭州市PM10人體健康經(jīng)濟損失及與GDP的比值Table 5 Health economic cost and as a percentage of GDP

4 討論

受數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)研究的局限性等客觀因素影響,評估結(jié)果還存在一定的不確定性,主要表現(xiàn)在: (1)由于缺少蘭州地區(qū)部分健康效應(yīng)終點的暴露反應(yīng)關(guān)系,使用我國其他地區(qū)或國外研究成果來代替,會造成評估結(jié)果的不確定性;(2)蘭州地區(qū)部分醫(yī)療數(shù)據(jù)難以獲得,如慢性支氣管炎和哮喘的發(fā)病率及疾病成本等數(shù)據(jù)均來自于文獻,也會給評估結(jié)果帶來一定的不確定性,且不確定趨勢難以判斷;(3)PM10的閾濃度是一個重要且敏感的參數(shù),它的選取一直是一個爭議性的問題, 由于閾值選取的不同對評估結(jié)果的影響也較大.

對大氣污染物進行人體健康經(jīng)濟損失評估時,不同的評估方法對計算結(jié)果的影響較大.丁曉妹和張國珍等的計算結(jié)果表明蘭州地區(qū)PM10人體健康經(jīng)濟損失與GDP比值在1%左右,與本文結(jié)果有一定差距[28-29].除了暴露反應(yīng)關(guān)系的選擇不同外,不同經(jīng)濟評估方法是造成差異的主要原因[30].與我國其他城市的評估結(jié)果相比,蘭州的PM10比值低于北京和重慶,與天津和上海相當,高于國內(nèi)其他城市[31].

雖然本文中PM10人體健康經(jīng)濟損失的估算存在不確定性,但結(jié)果仍然可以反映出蘭州市大氣污染的嚴重程度.控制蘭州市 PM10人體健康經(jīng)濟損失,首先需要調(diào)整蘭州市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),減少蘭州市煙塵和粉塵的排放量,減少二次揚塵和機動車尾氣的污染;其次通過植樹造林等措施對生態(tài)環(huán)境進行恢復(fù)與改良,從而減少沙塵暴天氣發(fā)生的頻次和強度,從而長遠解決蘭州市的大氣污染問題.

5 結(jié)語

對2002～2009年蘭州地區(qū)PM10人體健康經(jīng)濟損失進行了計算,結(jié)果表明蘭州地區(qū) PM10人體健康經(jīng)濟損失尚處于較高水平,年損失均在10億元以上,2009年最高為16.6億元.

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Assessment on health economic costs of particulate air pollution in Lanzhou during 2002～2009.

HOU Qing1, AN Xing-qin1*, WANG Zi-fa2,WANG Yu1, SUN Zhao-bin1(1.China Meteorological Administration, Beijing 100081, China;2. State Key Laboratory of Atmospheric Boundary Layer Physics and Atmospheric Chemistry, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China). China Environmental Science, 2011, 31(8)：1398～1402

Lanzhou is one of the most polluted cities in China,and the PM10air pollution could impose harmful effects on local human health. Referencing to the related epidemiological literature published around the world in recent years, this paper screens out the PM10health endpoints and appropriate exposure-response coefficients, and calculates the health economic loss by PM10of Lanzhou during 2002-2009. The results show that PM10-related health economic loss is yearly fluctuating, while not a increasing trend from the year of 2002; the loss of every year is generally above one billion RMB, in which the highest amount is 1.66 billion in 2009; and the ratio between PM10-related health economic loss and GDP is declined in the recent years.

Lanzhou；PM10；human exposure assessment；assessment of the economic cost associated with health

X18

A

1000-6923(2011)08-1398-05

2010-12-13

國家自然科學(xué)基金資助項目(41005087,41075102,40875086);中國科學(xué)院大氣物理研究所(LAPC-KF-2010-06)

* 責任作者, 研究員, anxq@cams.cma.gov.cn

侯 青(1978-),女,山東定陶人,助理研究員,碩士,主要從事沙塵暴和酸雨對人體健康及生態(tài)環(huán)境的評估研究.發(fā)表論文 10余篇.