中國環(huán)境污染與食品安全問題的時空聚集性研究

王曉莉　李勇強　李清光　吳林海

摘要 深入研究食品安全問題，必須充分挖掘環(huán)境污染、食品安全與人體健康之間內(nèi)在聯(lián)系，從時空尺度共同對生態(tài)環(huán)境保護、食品安全治理和人體健康防范的社會資源進行合理調(diào)配。本文分別以食源性疾病暴發(fā)事件、突發(fā)環(huán)境事件作為分析我國食品安全和環(huán)境污染情況的替代指標，利用空間統(tǒng)計方法，針對2007-2013年間，各省、自治區(qū)、直轄市的食源性疾病暴發(fā)和突發(fā)環(huán)境兩類事件展開空間格局和時空聚集性分析。研究發(fā)現(xiàn)，六年間我國食源性疾病暴發(fā)事件的空間分布中心主要位于湖南省與湖北省交界區(qū)域，并呈現(xiàn)緩慢向東部移動態(tài)勢。其空間格局主要位于我國“胡煥庸線”東南部，呈東北—西南方向分布，且主趨勢方向不斷向北靠攏同時，空間分布也向西北—東南范圍擴張，東—西方向空間格局差異更為明顯。另外，突發(fā)環(huán)境事件的發(fā)生表明我國環(huán)境污染空間格局主要位于“胡煥庸線”的東部，其分布范圍應更偏向于東部沿海地區(qū)。利用Crimestat3.0的Knox指數(shù)和Mantel指數(shù)進一步分析兩類事件的時空聚集性，Knox指數(shù)顯示，兩類事件具有時空交互性，而Mantel指數(shù)表明，食源性疾病暴發(fā)和環(huán)境突發(fā)事件的空間聚集差值的均值分別為300km和450km，兩類事件在較大空間尺度并不具有時空交互。突發(fā)環(huán)境事件和食源性疾病暴發(fā)事件在大、小不同空間尺度呈現(xiàn)差異化的時空聚集性。為實現(xiàn)地方政府與企業(yè)、社會組織和公眾的共治模式，通過信息共享平臺，合理配置生態(tài)環(huán)境保護、食品安全治理和人體健康防范的社會資源提供了方向。

關(guān)鍵詞 環(huán)境污染；食品安全；時空聚集性；空間格局；食源性疾病

中圖分類號 X24 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2015）12-0053-09

當前，我國正處于經(jīng)濟發(fā)展的轉(zhuǎn)型期，也是人口、資源與生態(tài)環(huán)境矛盾集中爆發(fā)的關(guān)鍵時期，直接導致環(huán)境污染、食品安全問題和人體健康危機均呈高發(fā)態(tài)勢。“十一五”以來我國發(fā)生的Ⅲ級及以上突發(fā)環(huán)境事件中，25%都存在人體健康損害風險[1]。而由于食品在我國具有獨特的社會地位，無論家庭收入高低，每戶家庭消費總支出的近40%均用于購買日常食品，且該比例相對高于大多數(shù)國家的食品消費，這也導致食品安全問題在我國備受關(guān)注，公眾已將其列為日常生活中繼地震之后的第二大風險[2]。事實上，環(huán)境污染對人體健康的危害正是通過最大、也是最直觀的食品安全問題——食源性疾病的增長表現(xiàn)出來[3]。因環(huán)境污染而引發(fā)的食品安全，已經(jīng)成為食源性疾病暴發(fā)的前五大風險因素，且全球因食品安全所導致的食源性疾病仍將繼續(xù)上升，預計達到10億例[4]。僅2010年我國的一項調(diào)查證實，92%的受訪公眾預計自己很可能成為食源性疾病的受害者，并對未來自身健康明確表示出擔憂[2]。隨著環(huán)境污染可能帶給食品安全，以及食源性疾病等諸多的不確定性，無論公眾抑或國家，都充分表明了深入研究食品安全問題，必須發(fā)掘環(huán)境污染、食品安全與人體健康之間內(nèi)在聯(lián)系的必要性和迫切性。本文研究正是在此背景下展開，試圖利用空間分析方法，從食品安全的最大問題，危及人體健康的最直觀表現(xiàn)——食源性疾病著手，以突發(fā)環(huán)境事件分析我國環(huán)境污染總體情況，定位兩類事件的空間格局，進一步分析兩者之間的時空聚集性和交互效應。為在經(jīng)濟新常態(tài)中一攬子地構(gòu)建我國生態(tài)環(huán)境保護、食品安全治理、人體健康防范的良性循環(huán)軌道提供借鑒。

1 文獻研究

目前國內(nèi)外有關(guān)環(huán)境污染、食品安全與人體健康之間的研究主要集中在以下幾個方面：

（1）環(huán)境污染與食品安全的相關(guān)研究。高耗能農(nóng)業(yè)發(fā)展模式與化學投入品的低效利用和集約化耕作、大型畜禽養(yǎng)殖場帶來的空氣、水體、土壤交叉環(huán)境污染與食品安全問題相互交織，嚴重的負外部性日益顯現(xiàn)[5]。化肥和農(nóng)藥等化學投入品的過量和低效施用破壞了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，導致食用農(nóng)產(chǎn)品中硝酸鹽、亞硝酸鹽、重金屬等有害物質(zhì)殘留量嚴重超標，直接危害食品安全和人體健康[6]。值得一提的是，一些區(qū)域性的人畜共患疾病流行也顯示出與環(huán)境污染、食品安全的高度相關(guān)性[7]。另外，重金屬、有機化合物等環(huán)境污染同樣導致了食品安全問題[8]。2009年，我國在110個食品樣品中檢測到8種有機磷農(nóng)藥，且存在食源性鎘、鉛污染，醬菜和熟肉的亞硝酸鹽檢出率甚至達到100%，嚴重影響食品安全[9]。

（2）環(huán)境污染與人體健康的相關(guān)研究。人體由于攝入受到環(huán)境污染的食物使得致病物進入機體，極易引發(fā)疾病，而證實食源性疾病病因環(huán)境污染呈現(xiàn)多樣化趨勢[10]。致病者可能出現(xiàn)急性中毒癥狀，危重者甚至可致死亡[11]。2006-2010年間，我國發(fā)生的56起較大及以上環(huán)境污染健康損害事件中，重金屬污染占到55.34%的比例，鉛污染則為41%[12]。其中對社會影響大的環(huán)境污染事件，多為由于企業(yè)周邊農(nóng)作物大面積減產(chǎn)或周圍眾多居民健康受損[13]。而長期食用因環(huán)境污染造成的農(nóng)藥殘留過高的食品，會引起人體多種急慢性中毒作用，誘導產(chǎn)生耐藥菌株，引起變態(tài)反應以及三致（致癌、致畸和致突變）作用[14]。Ramila等也發(fā)現(xiàn)，在化學污染物排放較高、水體受到污染等生態(tài)環(huán)境條件較差地區(qū)，發(fā)生食源性疾病的比例較高，而環(huán)境污染影響人體健康的情況則表現(xiàn)出較強的群發(fā)性特征[15]。

（3）環(huán)境健康風險評價的相關(guān)研究。環(huán)境健康風險評價由于包含食品安全因素，評價和預測環(huán)境污染可能對人體健康產(chǎn)生的風險，便于及早發(fā)現(xiàn)問題，制定管理對策和措施，而被各國廣泛采用。美國自20世紀80年代著手編寫有關(guān)環(huán)境健康風險評價的暴露參數(shù)手冊[16]，2002年之后歐盟、日本和韓國等地區(qū)和國家陸續(xù)開發(fā)適合其公眾特點的暴露參數(shù)手冊，量化居民可能因環(huán)境污染、食品安全而受到的健康風險[17-19]。雖然包括白志鵬等在內(nèi)我國眾多學者也開始探討食品安全因素的人體健康風險評價，但目前與美國、歐洲、日本等國家相比，我國仍存在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏、標準尚未統(tǒng)一等現(xiàn)實性問題[20]。

（4）環(huán)境污染影響人體健康的損失評價。世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）一再強調(diào)，環(huán)境變化和人體健康存在相互作用[21]，而發(fā)展中國家由于發(fā)生空氣污染、水質(zhì)下降、衛(wèi)生條件和工業(yè)有毒排放的可能性較大，其公眾較之發(fā)達國家更易受到環(huán)境退化的影響[22]，因而，環(huán)境污染對發(fā)展中國家的人體健康危害更為顯著。中國進入新世紀以來，由于面臨人口增長和經(jīng)濟社會轉(zhuǎn)型等多重壓力，也經(jīng)歷了前所未有的環(huán)境污染等突發(fā)環(huán)境事件[23]。針對環(huán)境污染對人群健康的急性效應及其量化評估，并計算由此造成的經(jīng)濟負擔成為熱點。從微觀層面來看，環(huán)境污染影響人體健康會給個人帶來經(jīng)濟上和精神上的雙重負擔，其中承擔的經(jīng)濟損失主要為防護和治療疾病。而從宏觀層面，環(huán)境污染必然導致社會在公共醫(yī)療衛(wèi)生部門的資源投入增加，促進對污染源的控制和治理[24]。世界銀行估算后認為，2003年中國城市與空氣污染有關(guān)的健康總成本投入的平均值為1 570-52 900億元，約為當年國民生產(chǎn)總值的1.2%-3.8%[25]。哈佛大學也對中國的空氣污染狀況以及由此帶來的健康損害進行了系列研究，通過模擬各個行業(yè)部門的污染物排放總量和空間分布，評估其可能帶來的人體健康損害[26]。由于不同的環(huán)境污染對人體健康的影響狀況不同，各國構(gòu)建人體健康評價的最終觀測指標也存在一定差異。

（5）食品安全與人體健康的相關(guān)研究。有研究認為，不安全食品可能損害的人體健康是繼經(jīng)濟危機、環(huán)境污染、罹患重病之后的第四大威脅[27]，各國政府多從人體健康角度，展開食品安全研究[28]，估算因不安全食品而造成疾病感染的人數(shù)，模擬食品安全風險如何演化為人體健康事件，并識別食品安全風險的時空分布，通過評估可能受影響的人群以實現(xiàn)時空防范[29]。通過分析食源性疾病的致病因子空間分布，探測是否存在威脅人體健康的風險[30，31]。

（6）文獻評述?？傮w而言，雖然目前國內(nèi)外研究已經(jīng)基本確定環(huán)境污染對食品安全、人體健康存在影響，也通過環(huán)境健康風險評價中暴露參數(shù)定量分析環(huán)境污染食品安全，可能造成人體健康風險的數(shù)值，以及某個環(huán)境污染指標對人體健康的損失成本，但并未從資源配置角度，明晰環(huán)境污染與食品安全、人體健康的空間因果關(guān)系。這也一定程度造成環(huán)境污染總量的控制指標雖然完成，但生態(tài)環(huán)境、食品安全和人體健康依然繼續(xù)惡化的局面。因此，本文以突發(fā)環(huán)境事件作為生態(tài)系統(tǒng)故障的集中體現(xiàn)，從省級層面，立足我國不同省、自治區(qū)、直轄市的環(huán)境污染狀況，以食源性疾病暴發(fā)作為食品安全問題、人體健康危機的具體表現(xiàn)，通過分析突發(fā)環(huán)境事件與食源性疾病暴發(fā)的空間格局及時空聚集性，從空間范疇推動我國生態(tài)環(huán)境保護、食品安全治理、人體健康防范的資源有效配置成為本研究重點。

2 我國食源性疾病的空間格局與時空過程

2003年以來引起我國食源性疾病的前五大風險因素分別是食品不正確存放（27%）、受污染的設(shè)備和環(huán)境（25%）、較差的個人衛(wèi)生（24%）、煮熟不徹底（11%）和不安全來源（4%）[4]?？梢?，在我國，由于環(huán)境污染而影響的食品安全，并由此引發(fā)的食源性疾病比例處于較高地位。而食品污染及食源性疾病并未得到有效控制[32]。事實上，WHO曾估計世界各國食源性疾病的漏報率一般都在90%以上[32]。也正因為食源性疾病可能存在較為嚴重的漏報現(xiàn)象，甚至影響了食品衛(wèi)生政策的制定[33]。

需要說明的是，目前除了只有我國和日本還部分沿用食物中毒的概念，包括WHO等國際組織和歐美等發(fā)達國家、地區(qū)在內(nèi)，都已統(tǒng)一采用食源性疾病的官方表述。我國也開始在《2013中國衛(wèi)生和計劃生育統(tǒng)計年鑒》中采用食源性疾病的說法。籍此，本研究中2003-2010年間我國食源性疾病的數(shù)據(jù)采用的是食物中毒的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

根據(jù)2013、2014年《中國衛(wèi)生和計劃生育統(tǒng)計年鑒》，以及衛(wèi)生部辦公廳2007-2010年間全國食品中毒情況的通報[33-34]，國家人口與健康科學數(shù)據(jù)共享平臺的相關(guān)數(shù)據(jù)，2011年、2012年和2013年我國食源性疾病暴發(fā)的空間格局分別見圖1和圖2、圖3。

本文采用標準差橢圓（Standard Deviational Ellipse，SDE）的空間參數(shù)表達，以進一步分析2007-2013年間我國食源性疾病空間格局分布的特征變化情況。SDE主要參數(shù)的空間描述見圖4，相應的計算公式可表述為：

其中，（xiyi）為各省域范圍內(nèi)食源性爆發(fā)的空間區(qū)位，wi為事件空間權(quán)重，（Xw，Yw）為事件空間加權(quán)平均中心，θ為空間格局的橢圓方位角，為沿著正北方向順時針轉(zhuǎn)到橢圓的長軸所形成的夾角，xi、yi分別為事件區(qū)位到平均中心的坐標偏差；σx、σy分別為短軸和長軸的標準差。

本研究進一步使用ArcGIS10.0工具分析球面空間標準差橢圓。以31個省級行政中心的地理坐標作為各省食源性疾病暴發(fā)指標的著力點，采用分省數(shù)據(jù)測算我國大陸地區(qū)2007-2013年間食源性疾病暴發(fā)的標準差橢圓中心及其變動軌跡（見圖5，表1）。

由圖5可以發(fā)現(xiàn)，2007-2013年間，我國食源性疾病暴發(fā)的空間格局的標準差橢圓基本位于“胡煥庸線”的東南方向，其中心地處湖南省與湖北省交界區(qū)域，且呈現(xiàn)逐步向我國東部地區(qū)移動的態(tài)勢。由于“胡煥庸線”不僅是人口界線，也是我國生態(tài)環(huán)境的界線。在“胡煥庸線”附近，由于自然災害分布集中，其生態(tài)環(huán)境影響也更為明顯[35]。2007-2013年間食源性疾病空間格局的中心逐步東移過程中，分布橢圓的長軸總體保持穩(wěn)定，短軸則有所增加，方位角呈一定程度減小態(tài)勢，表明食源性疾病暴發(fā)的空間格局中心在向東部轉(zhuǎn)移同時，主趨勢方向逐步向北靠攏，空間分布也向西北—東南范圍擴張。

利用一個橢圓分布與另一個橢圓空間未重疊部分占其總體面積的比例，即空間差異系數(shù)計算不同分布橢圓間的空間分布差異程度，可以發(fā)現(xiàn)，2007年和2011年，2008-2010、2012-2013年間我國食源性疾病分布橢圓的空間差異系數(shù)不大，而2007年和2011年我國食源性疾病分布橢圓的空間差異系數(shù)與2010年的數(shù)據(jù)相比分別達到16.41%和19.22%，東—西方向空間格局差異更為明顯。

可以反應出的重要現(xiàn)實是，以食源性疾病為代表的我國食品安全問題與人體健康危機的空間分布很可能主要集中在我國華南地區(qū)。該區(qū)域的地方政府可能存在一定的食品安全監(jiān)管、人體健康防范的缺位，或者至少沒有及時有效地采取防范措施。而東—西方向差異明顯的空間格局，說明至少在地方政府監(jiān)管層面，我國東、西部地區(qū)在食品安全治理、人體健康防范方面的空間資源分布并不均勻，直接導致了監(jiān)管成效差異性明顯。

3 我國環(huán)境污染情況的空間格局分布

包括水、土壤、空氣等在內(nèi)，隨著我國環(huán)境污染情況日益加重，各種突發(fā)環(huán)境事件頻繁出現(xiàn)，而食品供應鏈也由于受到突發(fā)環(huán)境事件的影響，食品安全管理、人體健康面臨前所未有的挑戰(zhàn)。為了更為全面地描述我國環(huán)境污染情況，本研究針對歷年《中國統(tǒng)計年鑒》中各個省域范圍突發(fā)環(huán)境事故的發(fā)生數(shù)展開分析。其中2007年、2008年為環(huán)境污染與破壞事故情況統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2009-2013年則按照突發(fā)環(huán)境事件發(fā)生數(shù)展開研究[36]。

2007年-2013年間，我國共發(fā)生環(huán)境污染事件3 950件。圖6可見，這段時間內(nèi)，我國所發(fā)生的環(huán)境污染事件的空間格局主要集中于中東部地區(qū)，尤其是地處華東區(qū)域的上海市、浙江省和江蘇省，累計發(fā)生次數(shù)分別達到了1 041件，288件和275件，占據(jù)了該時期內(nèi)我國各省、直轄市和自治區(qū)發(fā)生環(huán)境污染事件的前三位，其后陜西以219件、廣西以210件、甘肅以178件、北京以172件、湖北以170件、湖南以167件、重慶以141件分別位列前十位。