2006—2012年珠三角地區(qū)O3污染對人群健康的影響

廖志恒，范紹佳

2006—2012年珠三角地區(qū)O3污染對人群健康的影響

廖志恒，范紹佳

經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加速給我國帶來了嚴(yán)峻的環(huán)境問題。由于工業(yè)耗煤量、機(jī)動車保有量等不斷增加，我國部分城市空氣污染正從單一的煤煙型污染轉(zhuǎn)向復(fù)合型污染，尤其是以細(xì)粒子、O3為特征的城市群區(qū)域大氣復(fù)合污染問題凸現(xiàn)，京津冀、長三角以及珠三角城市群均面臨著不同程度的O3污染問題。

近地面 O3對人體健康有顯著影響。實(shí)驗(yàn)室研究表明 O3具有典型的生物效應(yīng)，會引起心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)發(fā)炎以及系統(tǒng)氧化應(yīng)激反應(yīng)，同時，環(huán)境艙實(shí)驗(yàn)也顯示 O3暴露會降低人體肺功能。西方國家關(guān)于人群流行病學(xué)的研究顯示，近地面 O3污染能顯著引起一系列的人群不良健康效應(yīng)，如早逝、哮喘急診、住院、缺勤等。我國 O3暴露對人群健康效應(yīng)影響的流行病學(xué)研究相對較少，研究地區(qū)主要局限在香港、臺灣、珠三角和長三角等部分城市或地區(qū)，研究結(jié)果同樣表明 O3濃度與人群死亡率和患病率均存在一定程度的正相關(guān)關(guān)系。

珠江三角洲是我國一個經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要城市群地區(qū)，由于地處低緯地帶，光化學(xué)煙霧是當(dāng)?shù)刂饕拇髿馕廴締栴}之一。對全國多城市 O3濃度的對比研究表明，珠三角地區(qū) O3污染突出，O3濃度普遍高于北方各城市，尤其是秋、冬季節(jié)為北方城市的近2倍。隨著近地面 O3濃度的不斷攀升，O3等光化學(xué)污染物所帶來的人群健康效應(yīng)越來越引起重視，而基于流行病學(xué)研究結(jié)果定量評估 O3污染對人群健康影響的研究在該區(qū)域甚至全國范圍內(nèi)均鮮有報道。

基于此，本研究利用粵港珠江三角洲區(qū)域空氣監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的 O3濃度數(shù)據(jù)，采用相對危險度模型的評估方法，通過檢索國內(nèi)的流行病學(xué)研究結(jié)果，首次對 O3暴露一反應(yīng)系數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的 Meta分析，得到綜合的暴露一反應(yīng)系數(shù)后，再結(jié)合珠三角地區(qū)人口和基準(zhǔn)死亡率數(shù)據(jù)，對2006—2012年珠三角地區(qū)O3污染對人群健康的影響進(jìn)行了評價。研究成果將有利于促進(jìn)采取合理的管理控制措施降低O3污染水平，保護(hù)公眾健康。

1 材料與方法

1.1 估算方法

健康風(fēng)險評估通常采用流行病學(xué)研究得到污染物濃度與健康效應(yīng)之間的暴露-反應(yīng)關(guān)系，根據(jù)泊松回歸的相對危險度模型，通過該模型推導(dǎo)變換來估算健康效應(yīng)變化量。

目前 O3污染對人群健康的影響機(jī)制尚不完全清晰，國內(nèi)有關(guān)研究主要集中在對人群死亡率的隊(duì)列研究上，因此本次研究考慮到暴露-反應(yīng)系數(shù)的可獲取性，僅納入非意外死亡、心血管疾病死亡和呼吸系統(tǒng)疾病死亡這3個健康效應(yīng)終點(diǎn)的人群健康影響評估。

1.2 數(shù)據(jù)來源及參數(shù)選擇

O3濃度數(shù)據(jù)采自 2006—2012年粵港珠江三角洲區(qū)域空氣監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測結(jié)果報告。該監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)由廣東省環(huán)境監(jiān)測中心和香港特別行政區(qū)環(huán)境保護(hù)署聯(lián)合構(gòu)建，由16個空氣質(zhì)量自動監(jiān)測子站組成，各子站比較均勻地分布于整個珠江三角洲地區(qū)，O3濃度的測定方法為紫外光度法/差分吸收光譜法。

在相關(guān)研究中，多種暴露度量方式被應(yīng)用到 O3的健康效應(yīng)研究中，如每日1 h最大值、每日8 h最大值和日均值。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的推薦以及其它相關(guān)參數(shù)的可獲取性，以每日8 h最大的均值作為本次評價的O3實(shí)際濃度?；浉壑榻侵迏^(qū)域空氣監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測結(jié)果報告中給出了各站年日均濃度，采用“8 h最大：日均濃度”約為“15︰8”進(jìn)行換算，得到每日8 h最大值的年均值，即為本次評價的O3實(shí)際濃度C。

2006—2012年珠三角地區(qū)各地市人口數(shù)據(jù)和死亡基準(zhǔn)發(fā)生率（死亡率）數(shù)據(jù)分別來源于相應(yīng)年份的廣東省統(tǒng)計(jì)年鑒和廣東省衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)年鑒。香港地區(qū)人口數(shù)據(jù)及死亡率數(shù)據(jù)均來源于香港統(tǒng)計(jì)處網(wǎng)站。

估計(jì)人群歸因健康效應(yīng)時，參考濃度是一個重要且敏感的參數(shù)，在進(jìn)行 O3相關(guān)健康影響評估時一般采用自然背景濃度作為參考濃度。根據(jù)世界衛(wèi)生組織推薦，全球近地面大氣中的O3背景濃度約為70 μg·m-3（以每日8 h最大濃度計(jì)），因此本次評價的O3參考濃度C0，取為70 μg·m-3。

對 O3污染物的健康風(fēng)險進(jìn)行定量分析和評價的關(guān)鍵在于建立O3污染與人群健康效應(yīng)終點(diǎn)之間的暴露-反應(yīng)關(guān)系，即暴露-反應(yīng)系數(shù)刀的確定。由于國內(nèi)外O3暴露-反應(yīng)系數(shù)存在較大差異，因此不宜采用國外的研究結(jié)果，另外為避免僅采用單次研究結(jié)果可能導(dǎo)致的誤差，本研究通過搜集發(fā)表的國內(nèi) O3污染對人群健康影響的研究，利用 Meta分析方法分析得到適用于我國的綜合暴露-反應(yīng)系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 暴露-反應(yīng)關(guān)系

檢索到的國內(nèi)O3污染對人群健康影響的研究成果，這些成果涉及我國8個城市/地區(qū)共計(jì)11次的隊(duì)列研究。不同時次各健康終點(diǎn)的暴露-反應(yīng)系數(shù)差異較大，非意外死亡、心血管疾病死亡和呼吸系統(tǒng)疾病死亡的暴露-反應(yīng)系數(shù)分別為0.22%～0.64%，0.04%～0.98%和0.12%～1.16%。此外，關(guān)于同一城市/地區(qū)同一時間段的不同研究得出的暴露-反應(yīng)系數(shù)也有明顯的差別，如2006暴露-反應(yīng)2008年廣州的兩次研究得出的非意外死亡的暴露-反應(yīng)系數(shù)相差 0.25%；2001—2004年上海的兩次研究得出的非意外死亡、心血管疾病死亡和呼吸系統(tǒng)疾病死亡的暴露-反應(yīng)系數(shù)分別相差0.14%、0.15%和0.06%。

不同時次研究得到的暴露-反應(yīng)系數(shù)差別較大，因此僅僅采用單時次的暴露-反應(yīng)系數(shù)進(jìn)行 O3污染對人群健康影響的研究可能帶來較大的誤差。在顆粒物污染對人群健康影響的相關(guān)研究中，大多采用Meta分析方法對己有的研究成果進(jìn)行綜合分析，得出綜合的暴露-反應(yīng)系數(shù)，以減少評估誤差。本次研究采用 Meta分析方法得到的綜合的O3暴露-反應(yīng)系數(shù)。根據(jù)健康效應(yīng)終點(diǎn)的暴露-反應(yīng)系數(shù)可知，我國 O3濃度每升高10 μg·m-3，非意外死亡率、心血管疾病死亡率和呼吸系統(tǒng)疾病死亡率分別上升 0.45%（95% CI：0.40%～0.50%）、0.70%（95% CI：0.57%～0.86%）和0.64%（95% CI：0.47%～0.86%）。

2.2 O3濃度的變化

2006—2012年珠三角地區(qū)O3年日均濃度變化?？煽闯?，珠三角區(qū)域O3濃度呈明顯的上升趨勢，2012年O3濃度值達(dá)53 μg·m-3，與2006年最低濃度時相比增加了6 μg·m-3，增幅為12.5%，最高濃度出現(xiàn)在2011年，濃度值為57 μg·m-3。區(qū)域內(nèi)各城市/地區(qū)O3濃度及變化趨勢存在明顯差異，惠州、廣州和珠海的O3濃度明顯比其它城市/地區(qū)高，佛山、江門和深圳O3濃度相對較低。

2.3 人群健康影響

2006—2012年珠三角地區(qū)分城市/地區(qū)的歸因死亡人數(shù)。2006年，O3濃度較高、人口較多的廣州、惠州、東莞和香港4個城市/地區(qū)的歸因死亡人數(shù)明顯較高。廣州的O3濃度雖然不是區(qū)域最高，但因其暴露人口最多，因此歸因于 O3污染的死亡人數(shù)最高，其歸因的非意外死亡、心血管疾病死亡和呼吸系統(tǒng)死亡人數(shù)分別達(dá)到586（95% CI：552～651），301（95% CI：246～369）和164（95% CI：121～220）人，占全區(qū)域歸因死亡總數(shù)的31%、35%和31%。深圳因其人口結(jié)構(gòu)的年輕化，人口死亡率較低，因此歸因的死亡人數(shù)也較低；珠海則因?yàn)閰^(qū)域內(nèi)自身人口少，歸因死亡也較少；而江門則因?yàn)?O3濃度未達(dá)參考濃度值，計(jì)算的歸因死亡人數(shù)為零。2012年珠三角地區(qū)O3濃度及暴露人口較2006年均有明顯的增加，歸因死亡人數(shù)也相應(yīng)的增加，歸因的非意外死亡、心血管疾病死亡和呼吸系統(tǒng)疾病死亡約為2006年的3倍。廣州、惠州、東莞和香港的歸因死亡維持高值，江門由于 O3濃度的升高，歸因死亡人數(shù)則有明顯的增加。

2006—2012年珠三角地區(qū)全區(qū)域的歸因死亡人數(shù)變化。區(qū)域內(nèi)各健康終點(diǎn)的歸因死亡變化與 O3濃度變化趨勢相一致，呈明顯的上升趨勢。2006—2012年歸因O3污染的年均非意外、心血管疾病和呼吸系統(tǒng)疾病死亡分別為3982（95% CI：3543～4420），1894（95% CI：1546～2319）和 1128（95% CI：830～1508）人。O3濃度最高年份（2011年），全區(qū)域歸因的非意外死亡、心血管疾病死亡和呼吸系統(tǒng)疾病死亡人數(shù)分別達(dá)到 6613 （95% CI：5885～7338）、3049（95% CI：2490～3732）和1854（95% CI：1367～2478）人。

珠三角地區(qū)歸因死亡人數(shù)的增加，一方面是由于O3濃度的升高所致，另一方面原因則是區(qū)域 O3暴露人口的激增（7年間，區(qū)域O3濃度增長了12.5%，人口增長了20.3%）。以2006年為基準(zhǔn)年份，分別固定各城市/地區(qū)的暴露人口和O3濃度來考察O3濃度增加和暴露人口增加對歸因死亡（以非意外死亡為例）的影響。定義總效應(yīng)為歸因死亡的自然增量，表征 O3濃度和暴露人口同時增長導(dǎo)致的歸因死亡增長效應(yīng)；濃度效應(yīng)為固定暴露人口的歸因死亡增量，表征 O3濃度增長導(dǎo)致的歸因死亡增長效應(yīng)；人口效應(yīng)為固定 O3濃度的歸因死亡增量，表征暴露人口增長導(dǎo)致的歸因死亡增長效應(yīng)；效應(yīng)差額為總效應(yīng)與濃度效應(yīng)和人口效應(yīng)之差。

2006—2012年各效應(yīng)的歸因死亡增量及效應(yīng)差額變化。濃度效應(yīng)明顯較人口效應(yīng)高（濃度效應(yīng)約為人口效應(yīng)的2.3倍），表明珠三角地區(qū)歸因死亡人數(shù)的增加主要源于 O3濃度的升高。此外，各年份的效應(yīng)差額多為負(fù)值，表明部分歸因死亡增量緣于濃度和人口增加的共同作用。

3 討論

3.1 對比分析

對比國內(nèi)報道的有關(guān) O3污染對人群健康影響的相關(guān)研究。謝鵬等開展了珠三角地區(qū)大氣污染對人群健康影響的研究工作，將O3污染納入健康損失評價后，認(rèn)為珠三角地區(qū)O3對人群的健康危害較小，2006年區(qū)域歸因死亡人數(shù)僅為22人。本次研究結(jié)果（2006年歸因死亡人數(shù)為 1874人）明顯偏高，一方面是由于本次研究采用了較低的參考濃度70 μg·m-3（調(diào)整為100 μg·m-3后，歸因死亡下降為112人)，另一方面可能與謝鵬等采用的O38 h最大和日均濃度間的轉(zhuǎn)換系數(shù)有關(guān)。陳仁杰等對上海市O3污染的健康影響進(jìn)行了評價，表明2008年上海（O38 h濃度：88 μg·m-3；人口：1888.46萬人)歸因死亡946人。與本次研究結(jié)果（2008年珠三角地區(qū)O38 h濃度：93 μg·m-3；人口：5834.26萬人；歸因死亡：2780人）相比，若剔除暴露人口的差異，兩者估算結(jié)果差異較小，這在一定程度上驗(yàn)證了此次評估工作的正確性及合理性。

3.2 不確定性分析

本次研究采用Meta分析方法對暴露-反應(yīng)系數(shù)進(jìn)行分析，得到綜合的暴露-反應(yīng)系數(shù)后再進(jìn)行后續(xù)的評估工作，并利用暴露-反應(yīng)系數(shù)95%置信區(qū)間的估計(jì)系數(shù)，對計(jì)算結(jié)果確定了置信區(qū)間，在一定程度上約束了評估結(jié)果的不確定性，但即使這樣，評估結(jié)果還是存在一定的不確定性。首先，評估方法的不確定性。基于相對危險度模型的評估方法是建立在 O3污染與健康終點(diǎn)之間存在正相關(guān)關(guān)系的基礎(chǔ)上，因此在選擇相對危險度模型進(jìn)行評估的同時，也就事先假定了O3污染與健康終點(diǎn)之間存在正相關(guān)關(guān)系，但部分研究表明O3污染與健康終點(diǎn)并無明顯相關(guān)關(guān)系或存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。其次，參數(shù)選擇的不確定性。除了暴露-反應(yīng)系數(shù)，其它由參考文獻(xiàn)確定的計(jì)算參數(shù)均可能給評估結(jié)果帶來一定程度的不確定性，如參考濃度，世界衛(wèi)生組織推薦值為100 μg·m-3，但本次研究取為全球自然背景濃度70 μg·m-3，這可能導(dǎo)致估算的歸因死亡偏高；再如O38 h最大和日均濃度間的轉(zhuǎn)換系數(shù)，本次研究取為 15︰8，但根據(jù)區(qū)域內(nèi)東莞南城元嶺站2013年6月（O3低值月）和10月（O3高值月）的O3逐時監(jiān)測資料分析得到的轉(zhuǎn)換系數(shù)約為8︰5。

為進(jìn)一步探討參數(shù)選擇對本次研究結(jié)果的影響，以非意外死亡健康終點(diǎn)為例設(shè)計(jì)3個實(shí)驗(yàn)組對研究結(jié)果（基準(zhǔn)組）進(jìn)行敏感性分析。實(shí)驗(yàn)組 1：暴露-反應(yīng)系數(shù)取文獻(xiàn)最大值0.64；實(shí)驗(yàn)組2：參考濃度取為100 μg·m-3；實(shí)驗(yàn)組3：O3“8 h最大：日均濃度”比值調(diào)整為“8︰5”。

當(dāng)暴露-反應(yīng)系數(shù)取文獻(xiàn)最大值時（實(shí)驗(yàn)組 1），每年的歸因死亡較基準(zhǔn)組均有一定程度的增加，2011年增加最多，約為2700人，歸因死亡總數(shù)超過9000人，這代表了區(qū)域內(nèi)可能的最大年暴露死亡風(fēng)險；當(dāng)參考濃度設(shè)為 100 μg·m-3時，歸因死亡則有明顯的降低，最大年歸因死亡（2011年）約為2000人，不到基準(zhǔn)組的1/3；當(dāng)調(diào)整O38 h最大和日均濃度的轉(zhuǎn)換系數(shù)為8︰5時，各年的歸因死亡則有不同程度的降低。

為降低參數(shù)選擇可能對評估結(jié)果帶來的誤差，在以后的相關(guān)研究工作中需要深化參數(shù)適用性的探討。

4 結(jié)論

1）O3濃度每升高10 μg·m-3，我國非意外死亡率、心血管疾病死亡率和呼吸系統(tǒng)疾病死亡率分別上升0.45%（95% CI：0.40%～0.50%），0.70%（95% CI：0.57%～0.86%）和0.64%（95% CI：0.47%～0.86%）。

2）珠三角地區(qū)O3濃度呈明顯的升高趨勢，惠州、廣州和珠海的O3濃度相對較高。

3）廣州、惠州、東莞和香港4個城市/地區(qū)的歸因死亡人數(shù)較高，廣州的歸因死亡人數(shù)占全區(qū)域歸因死亡總數(shù)的30%以上。

4）由于暴露人口和O3濃度的增加，區(qū)域歸因死亡人數(shù)呈顯著的上升趨勢，O3濃度的增加對歸因死亡增量貢獻(xiàn)相對較大，2006—2012年年均歸因O3污染的非意外死亡、心血管疾病死亡和呼吸系統(tǒng)疾病死亡分別為3982（95 % CI:：3543～4420），1894（95% CI：1546～2319）和1128（95% CI：830～1508）人。

5）改變參數(shù)，評估結(jié)果出現(xiàn)較大偏差，在以后的相關(guān)工作中需要深化參數(shù)適用性研究。?

【作者單位：中山大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院】

（摘自《中國環(huán)境科學(xué)》2015年第3期）