降低PM2.5濃度的居民健康效益評估研究

王俊宇　包景嶺　史芳

摘要：為評估PM2.5污染治理可實現(xiàn)的人體健康效益，并使之貨幣化。基于流行病學(xué)研究成果中PM2.5濃度與人群健康的暴露-反應(yīng)關(guān)系，本文綜合運用支付意愿法、疾病成本法和人力資本法，對A地區(qū)實施并達到《A市“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》中PM2.5濃度標(biāo)準(zhǔn)可實現(xiàn)的居民健康改善的經(jīng)濟效益進行了評估。結(jié)果表明，A地區(qū)因PM2.5濃度降低可實現(xiàn)避免過早死亡、避免呼吸系統(tǒng)疾病住院、避免內(nèi)科門診求診和避免慢性支氣管炎患病的健康改善，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益總和可達2865億元，相當(dāng)于該地區(qū)2017年地方生產(chǎn)總值的15.4%。本文的研究結(jié)果可為實施大氣污染治理的費用效益分析提供科學(xué)依據(jù)，為大氣污染環(huán)境管理提供政策決策參考。

關(guān)鍵詞：PM2.5；人體健康；效益評估

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，污染物的超量排放導(dǎo)致大氣生態(tài)環(huán)境成為嚴(yán)重影響居民日常生活和身體健康的突出短板。其中細(xì)顆粒物（PM2.5）是對人體健康危害最大的大氣污染物。基于此背景，本研究對A地區(qū)大氣PM2.5污染現(xiàn)狀進行了分析，以《A市“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》中細(xì)顆粒物（PM2.5）濃度標(biāo)準(zhǔn)為改善目標(biāo)，計算降低PM2.5濃度可實現(xiàn)的健康效益，并進行貨幣化估值。

一、A市空氣PM2.5質(zhì)量概況與控制目標(biāo)

（一）規(guī)劃執(zhí)行前的PM2.5濃度

以《A市“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》尚未執(zhí)行時2015年為評估基準(zhǔn)年。

2015年A市PM2.5年均濃度70微克/立方米，超過國家年平均濃度標(biāo)準(zhǔn)（35微克/立方米）1.00倍。自2013年國家實行《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》以來，主要污染物濃度均呈現(xiàn)下降趨勢。與2013年相比，2015 年P(guān)M2.5下降22.7%。盡管“十二五”期間A地區(qū)的PM2.5污染治理取得了一定成效，但面臨的挑戰(zhàn)仍非常艱巨。

（二）規(guī)劃設(shè)定的PM2.5濃度目標(biāo)

據(jù)《A市“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》要求，2020年時A市細(xì)顆粒物（PM2.5）年均濃度較2015年下降25%。

二、居民健康改善的效益評估

本研究選擇過早死亡（VSL）、慢性支氣管炎、呼吸系統(tǒng)疾病住院以及內(nèi)科門診四項終端評價PM2.5污染造成的健康風(fēng)險，計算由于PM2.5濃度降低可產(chǎn)生的經(jīng)濟效益。

（一）健康效益評價模型

PM2.5濃度與人體健康之間的暴露-反應(yīng)關(guān)系一般采用泊松回歸模型來描述[1]。當(dāng)污染物的濃度為C時，暴露人群中死亡或發(fā)病的人次為式（2.1）：

I=exp（β（C-C0））I0（2.1）

其中，β是暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù)。C和C0分別為規(guī)劃實施后和實施前的污染物濃度；I和I0分別為相應(yīng)濃度水平下的健康效應(yīng)。I-I0即規(guī)劃實施前后相比的凈健康效應(yīng)。那么在已知暴露反應(yīng)關(guān)系系數(shù)（β）、人群暴露水平（C和C0）和基礎(chǔ)情景下的健康效應(yīng)（I0）的情況下，就可以計算出凈健康效應(yīng)。

因此歸因于PM2.5濃度變化的健康風(fēng)險變化量為△I，即式（2.2）：

△I=I-I0=I*（1-1/exp（β（C-C0）））（2.2）

結(jié)合研究區(qū)域內(nèi)暴露人群P，可計算出該健康終端歸因于PM2.5濃度變化的健康效應(yīng)變化量見式（2.3）：

E=P*I*（1-1/exp（β（C-C0）））（2.3）

（二）健康效益評價方法

本文選用的價值評估方法有意愿評價法、人力資本法和疾病成本法。各類健康效應(yīng)數(shù)據(jù)如醫(yī)療費用、基礎(chǔ)死亡率、呼吸系統(tǒng)疾病住院治療率以及內(nèi)科門診率等均來自2015年《中國衛(wèi)生和計劃生育統(tǒng)計年鑒》。具體評估過程如下：

步驟一：暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù)的確定

暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù)的物理意義是指PM2.5濃度每升高一定濃度（如10μg/m3），健康因子（如死亡率、發(fā)病率）所增加的百分比。國外大量的PM2.5長期暴露與過早死亡關(guān)系的研究結(jié)果指出，當(dāng)PM2.5濃度升高10μg/m3，人群過早死亡的風(fēng)險升高4%～10%[2]。由于我國的大氣環(huán)境質(zhì)量與國外存在較大差異，而且根據(jù)張衍燊等（2007）的研究結(jié)果指出，暴露-反應(yīng)系數(shù)隨隨著污染物濃度的升高，相對風(fēng)險曲線可能會逐漸變得平緩[3]，故本研究的暴露-反應(yīng)系數(shù)選取參考已有暴露-反應(yīng)關(guān)系系數(shù)的低值，同時計算其95%可信限，以提高計算結(jié)果的可信度和準(zhǔn)確性。

步驟二：健康終端經(jīng)濟單位經(jīng)濟損失的確定

1.過早死亡“VSL”：指人們?yōu)榻档退劳鲲L(fēng)險而愿意付出的代價并用貨幣進行衡量。本文借鑒2013年北京市VSL研究結(jié)果，其結(jié)果表明北京市居民的VSL值為168萬元人民幣[3]。根據(jù)北京、A地區(qū)的人均可支配收入比估算A地區(qū)的VSL值的計算公式為式（2.4）：

VSLtj=VSLbj*（Itj/Ibj）（2.4）

2.慢性支氣管炎：由于患病時間難以界定而且會極大地降低患者的生活質(zhì)量，患病損失難以用疾病成本法進行估算。據(jù)Krupnick等人（2010）的研究表明，人們對于避免慢性支氣管炎的支付意愿相當(dāng)于VSL的32%[2]。

3.呼吸系統(tǒng)疾病住院、內(nèi)科門診：使用疾病成本法和人力資本法，將住院和門診產(chǎn)生的人均醫(yī)療費用和誤工損失作為經(jīng)濟損失。人力資本法和疾病成本法的計算公式為式（2.5）：

Ci=（Cpi+GDPp*Tli）*△Ii（2.5）

式中：Ci為PM2.5對健康終端i造成的疾病總成本；Cpi為健康終端i的單位病例的疾病成本，GDPp為A地區(qū)人均GDP的日均值（元/人·天），Tli為因健康終端i的疾病導(dǎo)致的誤工時間，△Ii為健康終端i因PM2.5污染導(dǎo)致的健康效應(yīng)變化量。

步驟三：數(shù)據(jù)處理

本文以2016年A市常住人口數(shù)量作為暴露人群。據(jù)《A市統(tǒng)計年鑒》獲取A市常住人口15621200人，地方生產(chǎn)總值18595.38億元，年人均生產(chǎn)總值11.51萬元，居民人均可支配收入37022.33元；據(jù)《北京市統(tǒng)計年鑒》獲取北京市居民人均可支配收入57229.83元；據(jù)《中國衛(wèi)生和計劃生育統(tǒng)計年鑒》獲取呼吸科住院人均費用8604.7元，呼吸科平均住院天數(shù)6.6天，內(nèi)科門診人均費用245.5元。各健康終端的暴露-反應(yīng)系數(shù)和基準(zhǔn)發(fā)生率見表2-1.

基于上述計算原理，將各項基礎(chǔ)數(shù)據(jù)代入公式（2.4）和公式（2.5），計算得四項健康終端的單位經(jīng)濟損失值見表2-2：

表2-2中計算數(shù)據(jù)的實際意義是：每有一個人過早死亡將會造成154.25萬元損失，每有一個人因呼吸系統(tǒng)疾病住院將造成10685.96元損失，每有一個人因內(nèi)科疾病進行門診治療將會造成245.5元損失，每有一個人患上慢性支氣管炎將造成34.78萬元。

將A地區(qū)PM2.5濃度的現(xiàn)值和目標(biāo)值代入暴露-反應(yīng)關(guān)系式（2.3），計算得降低PM2.5濃度能夠產(chǎn)生的健康效應(yīng)見下表2-3：

表2-3中計算數(shù)據(jù)的實際意義是：當(dāng)PM2.5濃度達到規(guī)劃目標(biāo)濃度時，將會有61563人免于過早死亡，會有34537人免于因呼吸系統(tǒng)疾病住院，會有590572免于因內(nèi)科疾病前往門診治療，會有549148人免于患上慢性支氣管炎。

結(jié)合表2-2和表2-3的計算結(jié)果，計算得歸因于PM2.5濃度降低可實現(xiàn)的健康效益如表2-4：

三、結(jié)論

（一）根據(jù)規(guī)劃要求控制空氣污染細(xì)顆粒物（PM2.5）濃度降低，將會極大改善居民健康狀況，可減少過早死亡61563例，減少呼吸系統(tǒng)疾病住院34537例，減少內(nèi)科門診590572例，減少慢性支氣管炎549148例；可實現(xiàn)的健康效益總和將達到2865億元，相當(dāng)于A地區(qū)2017年地方生產(chǎn)總值的15.4%。其中避免居民過早死亡和避免慢性支氣管炎患病所產(chǎn)生的健康效益占到總效益的99%。

（二）A地區(qū)實施“十三五”大氣環(huán)保規(guī)劃并達到細(xì)顆粒物（PM2.5）空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)將極大提高A地區(qū)的人群健康水平和生活質(zhì)量，顯著改善環(huán)境質(zhì)量狀況，促進城市居住環(huán)境明顯好轉(zhuǎn)，推進經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護相協(xié)調(diào)。

參考文獻：

[1]鐘夢婷，石輝，王會霞，等.暴露-反應(yīng)關(guān)系的Meta分析與健康效應(yīng)評價[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2017，40 （5）：171-178.

[2]Krupnick A，Hoffmann S，Qin P.The Willingness to Pay for Mortality Risk Reductions in China[C]//Fourth World Congress of Environmental Economists，Canada，2010.

[3]張衍燊，楊敏娟，潘小川.空氣顆粒物與人群死亡率暴露-反應(yīng)關(guān)系的特征[J].環(huán)境與健康雜志，2007，24 （10）：830-834.