2002～2009年兰州PM10人体健康经济损失评估

侯 青,安兴琴*,王自发,王 郁,孙兆斌 (.中国气象科学研究院,北京 0008；.中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室,北京 0009)

2002～2009年兰州PM10人体健康经济损失评估

侯 青1,安兴琴1*,王自发2,王 郁1,孙兆斌1(1.中国气象科学研究院,北京 100081；2.中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室,北京 100029)

参考近年来公开发表的国内外流行病学文献,筛选出 PM10的健康效应终点和适合于兰州地区的暴露-反应关系系数,对 2002～2009年兰州地区PM10人体健康经济损失进行了计算.结果表明2002年以来兰州地区PM10人体健康经济损失并未明显升高,而是逐年波动;年损失值均在10亿元以上,其中2009年最高为16.6亿元; PM10人体健康经济损失与GDP的比值呈明显下降的趋势.

兰州；PM10；人体暴露评价；经济损失评估

兰州市是典型的河谷盆地型城市[1],其大气污染程度在全国40个重点污染城市中是居于前列,1998年曾被评为全球十大污染城市之一[2].兰州市空气污染对市民健康带来了很大的危害.田裘学[3-4]等人研究发现兰州市民的健康指标与大气污染指数具有明显的相关性,而市区人群呼吸系统的发病率明显高于郊区.

近年来,随着人们对大气污染的重视,逐渐加强了对大气污染的监测和治理,兰州大气质量恶化的趋势虽然得到了一定程度的控制,但大气中可吸入颗粒物的含量超标依然严重.因此,定量评估兰州市大气污染造成的居民健康经济损失,对当地政府从减少大气污染健康损失角度,调整能源结构和制定一系列污染控制措施,具有重要意义.

1 数据来源

1.1 兰州市PM10年均浓度、人口和GDP

本文搜集了2002～2009年兰州市PM10年均值[5]和同期兰州市人口与GDP数据[6](表1).2002与 2006年兰州市 PM10年均浓度最高,接近200μg/m3,2007和 2008年相对较低,但也在130μg/m3左右,高于国家空气质量二级标准(100μg/m3),表明兰州市PM10污染较为严重.2002年以来,兰州市总人口数量逐年稳步增长, GDP数值呈飞速发展的态势.

表1 2002～2009年兰州市PM10年均浓度(μg/m3)、人口(百万)和GDP(亿元)数据Table 1 Annual PM10 concentration (μg/m3), population (in million), and GDP (in 100million) for Lanzhou, 2002～2009

1.2 健康效应终点和暴露-反应关系系数

流行病学研究已经证实大气颗粒物会对人体健康产生直接的负面影响.调查表明,成人死亡率和致病率的增加与大气颗粒物污染水平升高之间存在明显的相关关系[7-8].颗粒物可引起急慢性支气管炎、哮喘、肺炎、甚至肺癌等呼吸道和心血管疾病,尤其对易感人群(老人和儿童)的危害更大[9-10].健康效应终点的选择是参考我国近年来公开发表的流行病学文献,选择有较多研究报告表明大气颗粒物与同一健康效应终点之间具有较好一致性的,并考虑现有医学统计数据的可获取性等因素.本文选用的相关健康效应终点包括:超额死亡、慢性支气管炎和哮喘病的发病率以及内科和儿科门诊率、呼吸系统疾病和心血管疾病住院率.

暴露-反应关系是 PM10浓度变化与人体健康效应终点之间的定量函数关系.本文应用成果参照法选择各健康效应终点的暴露-反应关系系数,在筛选文献时优先选择兰州或我国已有的研究成果,且研究所用模型为学术界所认同,研究步骤正确,资料可信.当无有效国内文献可以引用时再考虑国外文献的研究结果.

已有研究发现,各健康效应终点对 PM10人体健康经济损失影响最大的是超额死亡和慢性支气管炎,这两项占总损失的95%以上[11-13].本文中超额死亡的暴露反应关系引用太原市的调查分析结果[14],太原市是典型的颗粒物空气污染城市,与兰州都属于西北地区,影响它们的天气系统基本一致,二者的人口数量和 PM10污染程度比较接近,且两个城市都属于煤烟、汽车尾气和地面扬尘的混合型污染.中国目前关于慢性支气管炎及一系列持续性慢性呼吸道症状和疾病的研究仅限于少数几个横截面研究, Aunan应用meta分析的方法分析了国内8个横截面研究,得出慢性支气管炎的暴露-反应关系系数[13,15].

表2 暴露-反应关系系数(每10μg/m3, 95%CI)Table 2 Exposure-response coefficients (per 10μg /m3, 95%CI)

1.3 死亡率和发病率数据

表3 2002～2009年各健康效应终点超额死亡率和发病率数据(‰)Table 3 Motality and morbidity used in analysis (‰)

2002～2009年兰州各健康效应终点死亡率和发病率的数据,主要参考我国或兰州地区的调查统计值或研究成果(表3).兰州地区死亡率数据来源于兰州统计年鉴[6];由于缺少针对兰州地区慢性支气管炎发病率的调查,更难以获取逐年发病率的数据,因此本文参考中国卫生部1998年关于全国第二次健康调查的报告[21];呼吸系统和心脑血管疾病住院率的数据参考中国卫生统计年鉴中全国卫生部门这两种疾病住院病人的构成比例,结合甘肃省当年总入院人数进行计算得到;内科和儿科门(急)诊率由中国卫生统计年鉴中甘肃省卫生部门门(急)诊病例中内科和儿科所占比例计算得到[22].我国目前针对哮喘病发病率的调查也较少,本文中所使用的哮喘病发病率数据通过文献得到[23].

2 计算方法

2.1 超额死亡和发病人数计算

由大气颗粒物污染造成的死亡或发病人数可按以下公式(公式1)计算:

式中:N为超额死亡或发病人数;P为暴露人口;E为超额死亡或发病率,%; β 为暴露反应关系系数;C为颗粒物的实际浓度,μg/m3;C0为假设未产生健康效应的阈浓度值.阈浓度值的选择直接影响到评估结果的大小.2006年10月WHO发布的《WHO空气质量全球指导标准2005更新版-风险评估总结》认为:短期和长期暴露于颗粒污染物对健康影响不存在安全阈值,无论它在大气中的浓度有多低,都会对人体健康有负面影响.在现实生活中 PM10浓度不可能为0,本文采用WHO提出的PM10年平均浓度20μg/m3的指导值作为阈值[24].

由表2中PM10暴露反应关系系数β和表3中兰州市各健康终点的死亡和发病率E(%)数据,根据公式 1可计算 2002～2009年兰州地区由PM10引起的超额死亡人数和各健康效应终点的发病人数.

表4 2002～2009年兰州市各健康效应终点(每例)的单位经济价值(元)及评估方法Table 4 Estimated costs (per case) of PM10 related health effects(RMB)

2.2 经济评估方法

本文用统计生命价值法(VOSL)来评估PM10引起的超额死亡人数带来的经济损失[25].由于缺少兰州地区的统计数据,参照我国重庆市进行的一项VOSL的调查评估结果[26-27].该调查结果表明1998年该地居民的VOSL为28.6万元,被调查者年收入每增长 0.12万元, VOSL会增长11.98万元.重庆市是典型的河谷型城市,由于能源结构及其特殊的地理条件,城市环境污染也较为严重,这些与兰州市有很大的相似性.城市居民的支付意愿主要取决于当地的生活水平和环境污染的程度,因此本研究以重庆市的VOSL来估算兰州2002～2009年的VOSL值(表4).以2007年为例,式(2)中ICQ2007为重庆地区2007年人均收入(万元),ICQ1998为 1998年人均收入(万元),该数据由重庆统计年鉴中得到,由此可以计算2007年重庆地区的 VOSL值.由兰州统计年鉴中得到2007年兰州地区人均可支配收入(ILZ),根据式(3)可计算得到 2007年兰州地区的 VOSL值(VOSLLZ).

式中:e为弹性系数,本文中取1.

基于支付意愿法(WTP)的经济学评估方法能反映发病给患者带来的身心创伤,是一种优于疾病成本法(COI)的测算方法[13].本文中慢性支气管炎和哮喘病的单位经济价值以支付意愿法来评估,数据由文献[17]中获得.

对于住院和门诊等健康效应终点的单位经济价值,我国目前尚无相应的 WTP的研究结果,作为一种替代,本文以COI来定量评估各健康效应终点的单位经济价值.根据中国卫生统计年鉴中甘肃省门诊和儿科的平均花费来评估内科和儿科门诊的疾病成本,并以全国急性心肌梗塞和充血性心力衰竭两种疾病的平均住院花费值作为心脑血管疾病住院的疾病成本,以慢性肺源性心脏病和细菌性肺炎两种疾病平均住院花费作为呼吸系统疾病的疾病成本.

3 2002～2009兰州市PM10人体健康经济损失

计算2002～2009年兰州市PM10人体健康经济损失,发现随着兰州市人口数量的缓慢增加和经济的飞速发展,人体健康经济损失并未呈增多的趋势,而是逐年波动(表 5).PM10人体健康经济损失占GDP的比重(简称PM10比值,下同)呈明显下降的趋势,这与近几年兰州地区GDP的飞速发展有关.2002年PM10比值最高,为3.1%,2008年最低,为1.6%.总体而言,兰州地区PM10人体健康经济损失尚处于较高水平.

表5 兰州市PM10人体健康经济损失及与GDP的比值Table 5 Health economic cost and as a percentage of GDP

4 讨论

受数据和基础研究的局限性等客观因素影响,评估结果还存在一定的不确定性,主要表现在: (1)由于缺少兰州地区部分健康效应终点的暴露反应关系,使用我国其他地区或国外研究成果来代替,会造成评估结果的不确定性;(2)兰州地区部分医疗数据难以获得,如慢性支气管炎和哮喘的发病率及疾病成本等数据均来自于文献,也会给评估结果带来一定的不确定性,且不确定趋势难以判断;(3)PM10的阈浓度是一个重要且敏感的参数,它的选取一直是一个争议性的问题, 由于阈值选取的不同对评估结果的影响也较大.

对大气污染物进行人体健康经济损失评估时,不同的评估方法对计算结果的影响较大.丁晓妹和张国珍等的计算结果表明兰州地区PM10人体健康经济损失与GDP比值在1%左右,与本文结果有一定差距[28-29].除了暴露反应关系的选择不同外,不同经济评估方法是造成差异的主要原因[30].与我国其他城市的评估结果相比,兰州的PM10比值低于北京和重庆,与天津和上海相当,高于国内其他城市[31].

虽然本文中PM10人体健康经济损失的估算存在不确定性,但结果仍然可以反映出兰州市大气污染的严重程度.控制兰州市 PM10人体健康经济损失,首先需要调整兰州市产业结构,减少兰州市烟尘和粉尘的排放量,减少二次扬尘和机动车尾气的污染;其次通过植树造林等措施对生态环境进行恢复与改良,从而减少沙尘暴天气发生的频次和强度,从而长远解决兰州市的大气污染问题.

5 结语

对2002～2009年兰州地区PM10人体健康经济损失进行了计算,结果表明兰州地区 PM10人体健康经济损失尚处于较高水平,年损失均在10亿元以上,2009年最高为16.6亿元.

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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

国家自然科学基金资助项目(41005087,41075102,40875086);中国科学院大气物理研究所(LAPC-KF-2010-06)

* 责任作者, 研究员, anxq@cams.cma.gov.cn

侯 青(1978-),女,山东定陶人,助理研究员,硕士,主要从事沙尘暴和酸雨对人体健康及生态环境的评估研究.发表论文 10余篇.