建筑施工扬尘的健康经济损失评估

李 婕， 毛 鹏， 魏嘉玮， 金丽焱， 袁竞峰

(1. 深圳大学 土木工程学院， 广东 深圳 518060； 2. 南京林业大学 土木工程学院， 江苏 南京 210037； 3. 如皋市住建局， 江苏 如皋 226500； 4. 东南大学 土木工程学院， 江苏 南京 210096)

改革开放近四十年来，我国建筑行业发展速度持续增长，逐渐发展成为经济产业支柱。2007年，世界卫生组织发布了职业健康全球行动计划，职业健康问题逐渐受到重视。但根据2010年成都市某建筑单位对施工人员的体检结果，由于长期接触施工现场的固体扬尘等物质，超过60%的被调查建筑工人患有呼吸道疾病[1]。而在城市的建设过程中，建筑施工场地周围往往会有已建的居民生活区，在风力等外力作用下，扬尘会在空气中从扬尘源处逐渐扩散，施工场地周围的居民也会受到扬尘污染[2]。近些年来通过网络媒体等平台曝光的建筑施工扬尘严重影响人员健康的事件越来越多。因此，建筑施工扬尘对施工人员以及周围居民健康的影响已不容忽视。

为了能更精确地量化建筑施工扬尘的影响，从而更方便管理与控制施工扬尘，国内外已有部分学者对建筑施工扬尘的健康经济损失进行相关研究。张智慧等[3]在国内首次将伤残调整生存年法用于建筑扬尘对人体健康损害的评价。李小冬等[4]通过建立施工扬尘对施工人员健康损害的模型评价不同施工阶段扬尘对施工人员的污染情况。Chou等[5]通过建立蒙特卡洛模拟模型计算施工过程中CO2排放对建筑工人影响的经济损失。但是这些研究大多仅围绕对建筑工人的职业健康损害展开，这在一定程度上并不能如实反映建筑施工扬尘的影响范围与影响程度。鉴于此，本文将结合建筑施工扬尘对建筑工人和施工场地周围居民健康的影响，建立施工扬尘的健康经济损失计算模型，定量分析建筑施工扬尘带来的健康经济损失，并通过案例分析证实其可行性，为相关环境保护政策的制定、建筑工人的职业健康保障、施工场地周围居民的健康保障提供参考依据。

1 研究方法

为了能更为科学合理地计算建筑施工扬尘带来的健康经济损失，本文综合采用了多种研究和计算方法。在计算建筑施工扬尘对场地内施工人员健康损害的经济损失时，考虑到建筑工人的职业特征以及施工场地内施工人员与扬尘浓度之间更为显著的剂量-反应关系，施工扬尘对场地内施工人员的健康损害主要表现为总悬浮颗粒物对人体健康的影响，本文采用伤残调整生存年法将建筑施工扬尘对施工人员的健康损害转化为施工人员在扬尘暴露中损失的生命年。在计算建筑施工扬尘对施工场地周围居民的健康损害时，根据建筑施工扬尘浓度从扬尘源至一定范围内递减的规律，建筑施工扬尘对施工场地周围居民的健康损害主要表现为施工扬尘污染物中PM10对人体健康的损害；另外由于一般小区居民所从事职业的综合性，无法根据伤残调整生存年法统计其生命年损失的经济价值，因此建筑施工扬尘对场地外居民健康损害的经济损失主要采用疾病成本法与修正人力资本法。

(1)伤残调整生存年法

伤残调整生存年(Disability-adjusted Life Year，DALY)是指个体在外界污染的影响下，导致疾病及过早死亡损失的所有健康寿命年。该评估方法采用客观方法定量计算了由于某种疾病的发生，可能造成的过早死亡与生活能力的丧失，并因此损失的生命年。DALY结合社会贴现率，客观分析了疾病患病、死亡等健康损害的影响程度，可以全面如实地评价某种污染物导致的健康损害对受损对象的危害程度[6]，具有较好的社会公平性。本文通过实地监测与文献调研，在获取扬尘浓度、施工人员在扬尘中暴露情况以及损害因子等参数的基础上，将施工人员由于暴露于建筑扬尘中损失的生命年转化为经济损失。

(2)修正人力资本法

人力资本法也称工资损失法，目前的研究将人力资本法分为传统人力资本法与修正人力资本法两种。与传统方法相比，修正人力资本法纠正了传统方法中的伦理道德缺陷。该方法在估算个体的价值时，通常用社会人均生产总值作为个体的价值，该方法从整个社会角度来评估个体的价值，不再考虑个体差异所引起的个体的生命价值的差异[7,8]。本文通过实地监测、文献调研与测算，获取扬尘浓度、社会贴现率、人均GDP等数据与参数后，计算周围居民由于施工扬尘导致过早死亡的经济损失。

(3)疾病成本法

与修正人力资本法类似，疾病成本法的原理是基于直接的医疗成本进行估算。对于污染带来的患病损害，现有研究通过疾病成本法计算其经济损失。由于修正人力资本法与疾病成本法的计算中均未包括相关疾病伤残引起的个体自身及外界精神损失等价值，因此其计算结果应是建筑施工扬尘污染造成的健康损失的最低现值[9]。本文通过文献调研与公式估算，获取疾病休工成本与人数等数据，进而计算周围居民由于施工扬尘导致疾病休工的经济损失。

2 建筑施工扬尘健康经济损失模型

根据建筑施工扬尘的扩散规律以及施工人员与周围居民的职业特征的差异，本文建立的施工扬尘健康经济损失模型如下：

W=α1+α2

(1)

式中：W为建筑施工扬尘健康损害经济损失；α1为建筑施工扬尘对施工人员健康损害的经济损失；α2为建筑施工扬尘对周围居民健康损害的经济损失。

2.1 建筑施工扬尘对施工人员的健康经济损失模型

针对施工人员的健康，本文主要考虑施工扬尘中总悬浮颗粒物的影响，根据相关文献将建筑施工扬尘对施工场地内工作人员的健康损害归类为五种，分别为死亡、慢性肺病、心血管疾病、脑血管疾病、急性感染[10]。建筑施工人员在施工扬尘中的日均暴露剂量是评价其健康损害风险的基础，根据现有研究[11]，在污染物中，人体每天的吸收剂量ADD计算方法如下：

(2)

式中：C为施工扬尘浓度，通过现场监测得到；IR为呼吸频率，即个体在单位时间内通过呼吸作用吸收的空气体积，该参数可通过查阅相关手册得出，同时，国内也有部分文献总结了我国居民的呼吸频率，可供参考[12]；EF为暴露频率，指施工人员一年中在扬尘环境中的暴露天数；ET为持续暴露时间，指施工人员每天在扬尘中的暴露时间；ED为持续暴露年限，指施工人员在该阶段施工扬尘中的暴露年数；BW为体重，即施工人员的人均体重；AT为暴露平均时间，指监测阶段中，施工人员在扬尘中的暴露天数。

则施工扬尘颗粒物健康风险R的评价公式为：

(3)

式中：RfD为施工扬尘颗粒物污染的参考剂量。

本文采用伤残调整生存年法计算施工扬尘对场地内施工人员健康损害的经济损失，首先需要将建筑施工扬尘损害的各健康终端风险按比例分配到相关的健康影响疾病上，并按照各疾病的损害因子计算伤残调整生存年DALY，计算公式如下：

DALY=n∑R·Qi·Wi·Li·Pi

(4)

式中：Qi为施工扬尘对健康损害导致疾病患病的风险因子；Wi为该疾病的损害因子；Li为剩余寿命；Pi为健康受损害人数；n为施工天数。

然后，再由生命价值VSL计算年均生命价值VLY，即单位伤残生命年的货币化价值。通过VLY可将施工人员在扬尘中的健康损害转化为施工人员的经济损失。公式为：

(5)

式中：m为施工人员的预期寿命；r为贴现率；VSL为建筑施工人员的生命价值，即人们所愿意支付于降低死亡概率的金额数额大小，这些数额之和便是一个生命具有的价值。

综上，施工扬尘对施工人员健康损害的经济损失α1的计算公式如下：

α1=DALYVLY

(6)

2.2 建筑施工扬尘对周围居民的健康经济损失模型

针对施工场地周围居民的健康，本文主要考虑施工扬尘中PM10浓度的影响，借鉴现有文献对大气污染颗粒物健康损害的研究，大气颗粒物对公众的健康损害主要以死亡率、疾病患病率、门急诊来表示[13]。根据流行病学相关研究成果，大气颗粒物的污染浓度与人群健康效应之间的统计学分布近似于泊松分布。本文采用泊松回归模型计算施工扬尘对施工区附近居民大气污染的健康风险，计算公式如下[14]：

ΔE=Pβ(C-C0)E

(7)

式中：ΔE为现场监测的施工扬尘污染浓度与基线浓度水平下施工场地附近人群健康效应之差，包括施工扬尘污染导致的周围居民过早死亡人数Ped与疾病休工人数Peh；P为施工区附近人群人数；β为暴露-反应关系系数；C为施工扬尘影响下周围居民区的大气污染物暴露水平；C0为基线浓度；E为居民生活环境未受到污染时的健康效应，常用死亡或发病率表示。

由于施工扬尘污染引起的周围居民过早死亡的经济损失采用人力资本法计算，公式如下：

(8)

由于建筑施工扬尘引起的周围居民疾病休工的经济损失，采用疾病成本法计算。疾病成本法的计算内容包括因施工扬尘导致的相关疾病的所有费用，包含门急诊和住院费用，以及因疾病导致的误工造成的误工损失[15]，公式如下：

EC2=Peh(Ch+WD·Cvd)

(9)

式中：EC2为施工扬尘污染引起的个体疾病和休工导致的经济损失；Ch为疾病住院成本(包括直接住院成本和交通、营养等间接住院成本)；WD为疾病休工天数；Cvd为疾病休工成本。

综上，施工扬尘对周围居民健康损害的经济损失α2的计算公式为：

α2=EC1+EC2

(10)

3 案例分析

3.1 工程概况

为了验证该模型的可行性和适用性，本文随机选取了某在建工程项目作为研究案例。通常情况下，土方工程施工是整个施工过程的首个阶段，且该阶段产生的扬尘带来的影响相对较大，因此在该阶段监测施工扬尘并分析其损害更具有代表性。本案例选取的A项目位于江苏省南京市栖霞区，总建筑面积4.07 万m2，合同约定工期为650 d。其中土方工程施工工期为30 d，平均每天在施工现场的施工人员为20人，土方工程施工面积为6048 m2，土方开挖基坑长108 m，宽56 m，开挖深度6.5 m。在该项目开始施工之前，周边已有建成的居民生活区。

3.2 建筑施工扬尘监测分析

3.2.1监测对象与监测方案

根据施工扬尘粒径特点，在施工场地主要测定TSP浓度，在施工场地外测定PM10浓度。同时，依据施工扬尘测量要求[16]，监测点布置于土方施工区的四周距离基坑较近的空置场地上，并根据风向在距施工场地200 m处的上风向布置一台监测仪器以监测大气颗粒物背景浓度，在下风向布置三台仪器以监测施工场地内的扬尘浓度。根据施工扬尘的扩散作用与沉降作用，本文主要考虑施工场地附近200 m范围内的人群，在该范围内，经过走访调研，有两幢7层的住宅楼，该住宅楼有三个单元，每单元每层有三住户，该居民区平均每户有4人。因此，将居民区的监测点设置在两幢楼之间及两侧的空置场地上[17]。根据现场平面图，确定本实验的监测点布置，如图1所示。

图1 监测点位置布置

图1中，点0表示位于施工区上风向，距施工场地200 m的背景浓度监测点。在该点距地面1.5 m高度布置一台LD-3C(B)微电脑激光粉尘仪测量PM10的背景浓度，并通过TSP浓度与PM10浓度之间的数量关系(TSP浓度是PM10浓度的2.04倍[18])，计算得到该点TSP的背景浓度。点1～3为土方施工区除上风向外三个边缘空置场地上的监测点，分别布置一台粉尘采样仪，高度均为距地面1.5 m，主要测量土方施工区的TSP浓度。点4布置在居民区的两幢居民楼之间的空地上，经过测量，该点距施工场地的距离为55 m，点5，6布置在居民楼两侧的空地上，距施工区的距离分别为83，85 m，在此三点距地面1.5 m高度上各布置一台LD-3C(B)激光粉尘仪监测PM10浓度。在测量出各点的扬尘浓度和背景浓度后，以监测点的浓度与背景浓度之差作为该监测点的实际浓度。根据该阶段施工工期(30 d)以及施工安排，本文选择施工开始后的第4，5，14，15，24，25 d为扬尘监测时间，分别监测该阶段施工扬尘的浓度。

3.2.2监测数据记录与处理

每次采样结束后，记录一次数据，通过粉尘采样仪取样后的滤膜样本送至实验室，由实验室称重和处理数据，计算采样得到的TSP浓度，而施工场地附近居民区的PM10浓度以及PM10背景浓度可以直接通过LD-3C(B)微电脑激光粉尘仪读出并记录。

在对监测的浓度记录及汇总后，本文取监测期间施工区扬尘实际浓度的平均值作为施工扬尘对施工人员的康经济损失的计算浓度，施工区的TSP实测浓度为1.977 mg/m3。同时取施工场地附近居民区PM10实际浓度的平均值作为施工扬尘对周围居民健康经济损失的计算浓度，该实测浓度为80 μg/m3。根据测算，TSP背景浓度为0.067 mg/m3，PM10背景浓度为33 μg/m3。

3.2.3计算建筑施工扬尘的健康经济损失

根据工程项目的实际情况及以上对施工阶段扬尘的浓度监测，设定建筑施工扬尘的健康经济损失模型中各参数的取值，进而计算建筑施工扬尘对健康损害的经济损失。表1，2分别汇总了施工扬尘对施工人员和周围居民的健康经济损失的计算步骤及取值。

表1 施工人员的健康经济损失计算步骤及取值汇总

表2 周围居民的健康经济损失计算步骤及取值汇总

根据表1，2分别汇总了施工扬尘的健康经济损失，如表3所示。

根据计算结果，该项目土方工程施工扬尘引起的健康经济损失为13665 元，单位面积时间的施工扬尘的健康经济损失为0.34 元/(m2·月)。其中，建筑施工扬尘带来的施工人员的健康经济损失为0.27 元/(m2·月)，施工场地周围居民的健康经济损失为0.07 元/(m2·月)。同样，应用此模型可以分别计算出该项目不同施工阶段以及整个项目施工过程扬尘带来的健康经济损失。

表3 建筑施工扬尘的健康经济损失汇总

4 结 论

通过本文的研究，可得到如下结论：

(1)建筑施工扬尘对人体健康的影响不容小觑。本文从场地内施工人员和周围居民两个方面分析施工扬尘对健康的损害，并采用伤残调整生存年法、人力资本法、疾病成本法等经济理论评估方法建立施工扬尘健康经济损失计算模型，为评估施工扬尘的健康经济损失提供了一个较为全面的参考模型。

(2)通过实证研究表明，本文所构建的建筑施工扬尘的健康经济损失计算模型是可行的、有效的，对管理控制施工扬尘，制定相关政策具有一定的参考价值。

(3)本文提出的建筑施工扬尘的健康经济损失计算方法适用于建筑施工的所有阶段，由于施工过程中产生的扬尘对健康的影响是一个动态的过程，在施工各个阶段扬尘经济损失的分析与计算中，可以在实测该阶段施工扬尘浓度的基础上，沿用本文的计算方法与相关参数，计算扬尘带来的健康经济损失。

(4)本文所构建的建筑施工扬尘的健康经济损失模型，将建筑施工扬尘对健康的损害量化为经济损失，进而可纳入成本管理体系，推动绿色经济核算的发展，指导企业管理层完善工人工资补贴体系，完善建筑企业的安全管理体系。同时，通过对于施工扬尘带来的健康经济损失的研究和分析，有助于科学管理建筑施工过程中产生的扬尘，降低其对施工人员以及周围居民健康的影响，促进建筑业持续健康发展。