汾渭平原PM2.5 和O3 污染导致的健康效应及情景预测

2024-05-05 12:49郝永佩宋晓伟朱晓东王京伟
环境科学研究 2024年4期
关键词:经济损失平原天数

郝永佩,宋晓伟*,朱晓东,王京伟,程 鹏,毕 旭

1.山西财经大学资源环境学院,山西 太原 030006

2.南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏 南京 210046

随着中国经济的快速发展,大气污染问题日益突出,尤其是以细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)为代表的区域大气复合污染问题凸显.PM2.5作为我国区域污染的主要污染物,随着国家相关政策颁布实施,PM2.5浓度下降趋势明显,但相对于发达国家仍高出一个量级[1].目前在PM2.5污染尚未得到根本性控制的情况下,O3污染问题日益严峻,其关注度不断提升,特别是京津冀及周边地区、汾渭平原等重点区域O3浓度明显高于欧美发达国家和地区,同时比国内其他地区高25%~49%[2].PM2.5和O3已成为影响我国空气质量的2 个主要污染物,现阶段在控制PM2.5浓度的基础上遏制O3浓度的升高是我国亟需面对的问题,需得到政府和公众的进一步关注.

人体暴露于空气污染中,特别是重污染空气下,会对心血管、呼吸和免疫系统产生危害,对人体健康构成威胁[3-6].2020 年全球空气质量报告[7]指出,空气污染在2019 年已成为全球第4 大死亡风险因素,至少导致670×104人死于长期暴露风险,且目前仍有90%以上人口所在生活地区的空气污染较为严重,为此各国学者开始关注空气污染对人体健康的影响[5,8].PM2.5作为重要的大气污染物,对人体健康产生的风险较为明显,相关研究结果[8-9]较为一致,长期暴露于PM2.5污染中将导致慢性阻塞性肺部疾病、中风、肺癌和下呼吸道感染和缺血性心脏病等疾病的发生[10-13].而O3污染能显著引起一系列的人群不良健康效应[14-18].近年来,针对我国大气PM2.5和O3污染导致的健康风险及经济损失的相关研究已经展开,但主要集中于国家级层面[19]或京津冀地区[20-21]、长三角地区[22-23]及一些重点城市[19-24].

汾渭平原是我国重要的能源和重工业基地,其原煤产量占全国的1/5,煤炭消费量约占全国煤炭消费量的1/10,是全国大气污染防治的重点区域之一,2018 年汾渭平原以PM2.5和O3为首要污染物的超标天数分别占总超标天数的51.6%和37.6%.在2018年全国环境保护工作会议上,汾渭平原首次被提到打赢蓝天保卫战“主战场”的地位,已经成为空气质量改善的下一个焦点区域.与东部经济发达地区大气污染治理侧重点不同,汾渭平原的污染更大程度上归因于围绕煤炭的产业、能源和交通运输结构配置不合理,并且受暴露人群种族、性别、年龄构成和耐受程度等诸多因素的影响,健康效应评估所涉及的参数也有所不同.因此,有必要针对汾渭平原PM2.5和O3污染特征及其对人群健康的影响开展研究.

因此,该研究基于汾渭平原2014-2021 年国家环境空气质量监测站点数据,采用健康效应评估方法,评估研究区域PM2.5和O3污染时空分布特征及暴露污染导致的健康影响及经济损失,并设定目标情景估算未来目标年大气污染健康效益,从而为汾渭平原大气污染防治和健康防护措施的制定提供科学参考.

1 材料与方法

1.1 大气环境监测资料

汾渭平原11 个地级市2014 年1 月1 日-2021年12 月31 日的污染物数据来源于生态环境部网站(http://www.mee.gov.cn),包括PM2.5日均浓度和O3日均浓度(O3日最大8 h 滑动平均值),将单日PM2.5和O3浓度分别超过75 和160 μg/m3定义为PM2.5和O3污染日,二者同时超标时为复合污染日.

1.2 人群健康影响评价

根据已有污染物PM2.5和O3暴露数据、基线死亡率、人口数据和暴露-反应关系系数,采用健康影响函数计算求得现阶段(2014-2021 年)以及未来年(2030 年)汾渭平原各地级市归因于PM2.5和O3污染的早逝人数,并以2021 年为基准年,将目标年计算结果与基准年进行比较,得出变化结果,基于数据的可获得性该研究选择的健康效应终端为全因早逝、心血管疾病早逝和呼吸系统疾病早逝.

式中:∆Edeath为污染物浓度变化导致的居民死亡风险变化量,人;P为居民数量,人,采用研究区各城市常住人口数量,数据来源于研究期间各城市统计年鉴,对于目标年人口数量的预测该研究参考联合国经济和社会事务部发布的《世界人口展望》[25];E为居民疾病基线死亡率数据(见表1),各健康效应终端的基线死亡率数据来源综合参考了全球疾病负担评估研究的共享数据集[26]以及中国卫生和计划生育统计年鉴[27]、全国卫生服务总调查以及相关报告和文献资料;∆x为当前污染物浓度(年均浓度)与基线浓度的差值,μg/m3,其中,PM2.5年均浓度为24 h 平均浓度的算术平均值,基线浓度取值10 μg/m3,O3年均浓度为O3浓度的第90 百分位数,基线浓度取值70 μg/m3[28];α为暴露-反应关系系数,代表PM2.5和O3浓度每增加10 μg/m3对应的不同健康效应终端死亡风险增加的百分比.为了增加国内大气污染对居民损害的可靠性,尽可能地减小误差,阚海东等[29-31]通过研究和分析提出了适用于中国环境的暴露-反应关系系数.基于已有研究成果[23,32-34],该研究使用的暴露-反应关系系数如表2 所示.

表1 2014-2021 年汾渭平原基线死亡率数据Table 1 Baseline mortality in the Fenwei Plain from 2014 to 2021

表2 不同健康效益的暴露-反应关系系数(α)Table 2 Exposure-response relationship coefficients (α) of different health outcomes

1.3 健康效应的货币化评价方法

对于早逝的经济成本评估,通常采用统计生命价值(value of statistical life,VSL)进行评估,目前汾渭平原各城市相关研究较为鲜见.根据北京市统计生命价值(168×104元)相关研究结果,参考文献[35],并兼顾研究区域各城市与北京市居民收入水平差距,以不同城市人均可支配收入为指标,估算汾渭平原不同城市不同年份的VSL 值,计算公式:

式中:VSLfw和VSLbj分别为汾渭平原各城市和北京市单位经济损失,元;Incomefw和Income2010,bj分别为汾渭平原各城市和北京市的人均可支配收入,元,数据来源于各城市统计年鉴;d为收入弹性系数,取值为0.8.

1.4 目标年情景健康风险及经济损失计算

根据已有结果,设置未来目标年(2030 年)情景,根据1.2 和1.3 节方法估算未来年大气污染导致的早逝人数,并估算未来达到目标浓度可减少的经济损失.随着国家污染防控政策的颁布实施,未来PM2.5和O3浓度有望进一步降低,为评估浓度下降能够避免的早逝人数以及带来的经济效益,PM2.5和O3浓度在2030 年的目标情景均设定3 个值,将未来年PM2.5和O3浓度降低到目标浓度,进而根据目标情景与基准情景差值获得对应的健康效益和经济效益(见表3).

表3 汾渭平原2030 年目标减排情景预测Table 3 Target emission reduction scenario forecast for Fenwei Plain in 2030

2 结果与讨论

2.1 PM2.5 和O3 污染时空变化

由图1 可见:2014-2021 年汾渭平原PM2.5浓度总体呈现下降趋势,年均下降率为5.34%,表明PM2.5污染治理取得一定的效果;与之相反,O3浓度呈波动上升趋势,年均上升率为4.31%,且研究期间O3年均浓度均高于人体健康基线浓度(70 μg/m3),表明O3污染形势不容乐观.PM2.5浓度年内变化特征呈冬季高、夏季低的特点,主要是受冬季高强度污染排放以及较为不利的气象条件的影响[36-37].O3浓度却呈夏季高、冬季低的特征,夏季辐射较强、气温高,在此条件下VOCs 和NOx极易发生光化学反应生成O3,而冬季多静稳天气,导致颗粒物浓度增加,阻止了太阳辐射,使其强度减弱,限制了光化学反应从而抑制了O3的生成[38].

图1 2014-2021 年汾渭平原PM2.5 和O3 浓度变化时间序列Fig.1 Change of daily average concentration of PM2.5 and O3 in the Fenwei Plain from 2014 to 2021

为了解不同城市空气质量改善效果的差异,该研究计算了汾渭平原各城市2014-2021 年PM2.5和O3浓度的年均变化情况(见图2).由图2 可见:研究期间,汾渭平原各城市PM2.5年均浓度变化值均有不同程度的下降,其中,下降较明显的城市有三门峡市、西安市、洛阳市和铜川市,而临汾市PM2.5年均浓度变化值降幅较低;各城市O3年均浓度变化值均表现为升高趋势,其中,临汾市、晋中市和吕梁市上升趋势明显,年均升高值均超过5 μg/m3,说明O3污染日趋严重.在今后针对汾渭平原的大气污染治理中,特别是针对其北部地区的山西省临汾市、晋中市和吕梁市等城市,在加大力度治理PM2.5污染基础上,需进一步遏制O3污染浓度的增加.

图2 汾渭平原各城市2014-2021 年PM2.5 和O3 年均浓度变化的空间分布情况Fig.2 Spatial distribution of average concentration change of PM2.5 and O3 in the Fenwei Plain from 2014 to 2021

2.2 PM2.5 和O3 复合污染特征

2.2.1 PM2.5和O3复合污染时间特征

由图3 可见,2014-2021 年汾渭平原复合污染天数呈先上升后迅速下降的特征,由2014 年的27 d升至2016 年的42 d,后降至2021 年的4 d,其中2020 年复合污染天数为0 d.对O3超标天数与PM2.5超标天数的比值分析得出,研究期间该比值均小于1,说明PM2.5污染依旧占主导,但该比值却持续上升,由2014 年的0.13 升至2021 年的0.87,说明O3污染形势不容乐观.对研究期间复合污染月份变化特征分析得出,复合污染集中出现在4-10 月,复合污染天数整体呈下降趋势,而2016 年9 月和10 月复合污染问题也相对突出,复合污染天数分别达11 和9 d.因此,未来需有针对性地防控PM2.5和O3复合污染.

图3 2014-2021 年汾渭平原PM2.5、O3 超标天数和复合污染天数变化趋势Fig.3 Change trends of PM2.5 and O3 exceeding standard days and co-polluted days in the Fenwei Plain from 2014 to 2021

2.2.2 PM2.5和O3复合污染空间特征

由图4 可见:对汾渭平原2014-2021 年PM2.5单污染天数分布呈不规则特征,PM2.5污染较严重的城市为咸阳市、洛阳市和临汾市,年均污染天数分别为97、94 和91 d,污染相对较轻的为吕梁市和晋中市;O3单污染天数呈由东南角向两翼递减的特征,污染较严重城市为临汾市、洛阳市和运城市,年均污染天数分别为59、53 和48 d;复合污染天数与O3单污染天数分布特征类似,洛阳市、三门峡市、临汾市和运城市复合污染较为严重,年均复合污染天数分别为4、4、2 和2 d,周边城市复合污染天数较少,特别是宝鸡市和西安市.

图4 2014-2021 年汾渭平原PM2.5、O3 单污染天数以及复合污染天数年均变化特征Fig.4 Annual changes of PM2.5 and O3 single pollution and PM2.5-O3 compound pollution in the Fenwei Plain from 2014 to 2021

2.3 大气污染健康效应及健康经济损失

2.3.1 居民健康风险评价结果

研究期间污染物PM2.5浓度持续降低,2021 年汾渭平原归因于PM2.5污染的全因、呼吸系统疾病和心血管疾病早逝人数分别为3 739 人(95% CI:3 054~4 424 人)、423 人(95% CI:249~604 人)和2 115 人(95% CI:1 589~2 592 人),较2014 年分别减少46%、62%和41%,表明空气质量的改善可以减少污染导致的健康损失,也说明《大气污染防治行动计划》等政策的实施带来了一定的减排效果,获得了明显的健康效益.2014-2021 年研究区域归因于PM2.5污染的全因、呼吸系统疾病、心血管疾病早逝人数分别为46 014、6 671 和24 392 人,其中呼吸系统疾病和心血管疾病早逝人数分别占全因早逝人数的14.49%和53.01%(见图5).汾渭平原各城市归因于PM2.5污染的各健康效应终端较2014 年总体呈显著下降趋势(见图6).由图6 可见:研究期间西安市对应的早逝人数最多,2014 年归因于PM2.5污染的全因、呼吸系统疾病和心血管疾病早逝人数分别为1 353 人(95% CI:1 106~1 599 人)、218 人(95% CI:129~310人)和703 人(95% CI:529~860 人),占研究区域总早逝人数比例均为19.55%;其次为洛阳市,与这些城市人口密度大且PM2.5污染较为严重有关;而铜川市早逝总人数最少.因此,未来需要对高人口密度区域加强大气污染的治理力度,减少实际暴露于污染物的人群数量.

图5 2014-2021 年汾渭平原归因于PM2.5 和O3 污染的早逝人数Fig.5 Number of premature deaths attributed to PM2.5 and O3 pollution in the Fenwei Plain from 2014 to 2021

图6 2014-2021 年汾渭平原各城市归因于PM2.5 和O3 污染的早逝人数Fig.6 Number of premature deaths attributed to PM2.5 and O3 pollution of each city in the Fenwei Plain from 2014 to 2021

2021 年汾渭平原归因于O3污染的早逝总人数较2014 年增加4 554 人(95% CI:2 205~6 911 人),其中全因、呼吸系统疾病和心血管疾病早逝人数分别为7 236 人(95% CI:3 940~10 497 人)、1 282 人(95%CI:762~2 410 人)和3 974 人(95% CI:1 484~6 424人),较2014 年分别增加60.36%、11.94%和74.32%;2014-2021 年研究区域归因于O3污染的全因、呼吸系统疾病、心血管疾病早逝人数分别为54 065、11 936 和28 063 人,其中呼吸系统疾病和心血管疾病早逝人数分别占全因早逝人数的22.08%和51.91%(见图5).2014-2021 年汾渭平原各城市归因于O3污染的各健康效应终端早逝人数上升趋势明显(见图6).由图6 可见:研究期间各城市早逝人数较多的为西安市和洛阳市,西安市污染物浓度虽然不是各城市中最高的,但由于人口基数大,导致暴露人口多,2021 年西安市早逝人数占汾渭平原总早逝人数的比例为22.90%;铜川市人口数量少,相关早逝总人数最少;研究期间临汾市早逝人数增长趋势最明显,全因、呼吸系统疾病、心血管疾病早逝人数较2014 年分别增加了336%、201%和372%,与O3浓度的升高有直接关系,未来对O3污染减排不容松懈.近年来随着相关减排政策的实施,PM2.5污染减排效果明显,但O3浓度逐年升高,对人体健康产生的危害越来越大,相关研究也得出我国东部地区PM2.5污染导致的死亡人数逐年降低[39-40],而归因于O3污染的早逝人数却呈上升趋势[41].由于O3的不易辨识性,导致对其污染重视程度不足,因此未来需加强PM2.5和O3污染协同控制,保障居民身体健康.

2.3.2 居民健康经济损失评价结果

2014-2021 年汾渭平原各城市归因于PM2.5污染的不同健康效应终端经济损失总体呈波动下降趋势(见图7),其中研究期间健康经济损失较高的城市为西安市、洛阳市和咸阳市,2021 年西安市全因、呼吸系统疾病、心血管疾病早逝的经济损失分别为16.71×108元(95% CI:13.65×108~19.77×108元)、1.89×108元(95% CI:1.12×108~2.69×108元)和9.45×108元(95% CI:7.10×108~11.58×108元),占研究区域各健康效应终端经济总损失比例均为30.44%.同一城市归因于PM2.5污染的健康经济损失取决于该城市早逝人数和早逝健康成本,该城市早逝人数和早逝健康成本均较高,其健康经济损失也较高,如2021 年运城市相应早逝人数(700 人)高于咸阳市(624 人),但其对应健康经济损失(7.49×108元)却低于咸阳市(8.80×108元),这与咸阳市较高的人均可支配收入有一定关系.

图7 2014-2021 年汾渭平原各城市归因于PM2.5 和O3 污染的健康经济损失Fig.7 Health economic losses attributed to PM2.5 and O3 pollution of each city in the Fenwei Plain from 2014 to 2021

研究期间,汾渭平原各城市归因于O3污染的不同健康效应终端经济损失总体呈波动上升趋势(见图7),且各城市归因于O3污染的健康经济损失差距明显.与PM2.5污染类似,汾渭平原归因于O3污染的健康经济损失最大的城市为西安市,其次为洛阳市;临汾市近年来O3污染较为严重,2021 年全因、呼吸系统疾病、心血管疾病早逝导致的健康经济损失分别为8.81×108元(95% CI:4.81×108~12.76×108元)、1.56×108元(95% CI:0.93×108~2.90×108元)和4.84×108元(95% CI:1.81×108~7.80×108元),较2014 年分别增加582.49%、371.93%和641.13%,O3污染导致的健康经济损失上升趋势明显.

2021 年汾渭平原归因于PM2.5污染的全因、呼吸系统疾病和心血管疾病早逝的健康经济损失分别为54.89×108元(95% CI:44.83×108~64.94×108元)、6.21×108元(95% CI:3.67×108~8.86×108元)和31.05×108元(95% CI:23.33×108~38.05×108元),较2014 年分别下降19.83%、12.74%和43.71%,且2014-2021 年间归因于PM2.5污染的全因、呼吸系统疾病和心血管疾病早逝的健康经济损失占GDP 的比例和人均经济损失呈现下降趋势(见表4),说明PM2.5污染呈好转的发展态势,由此导致的健康经济损失进一步降低.2014-2021 年归因于PM2.5污染的全因、呼吸系统疾病和心血管疾病早逝的健康经济损失分别为530.50×108、75.84×108和282.15×108元,其中呼吸系统疾病和心血管疾病早逝的健康经济损失分别占全因早逝健康经济损失的14.30%和53.18%.

表4 2014-2021 年汾渭平原归因于PM2.5 和O3 污染的健康经济损失Table 4 Health economic losses attributed to PM2.5 and O3 pollution in the Fenwei Plain from 2014 to 2021

2021 年汾渭平原归因于O3污染的健康经济损失较2014 年增加了104.03×108元(95%CI:51.01×108~159.67×108元),其中全因、呼吸系统疾病和心血管疾病早逝的健康经济损失分别为105.83×108元(95%CI:57.62×108~153.53×108元)、18.76×108元(95% CI:11.14×108~35.27×108元)和 58.13×108元 (95% CI:21.70×108~93.97×108元),较2014 年分别增加了136.60%、65.18%和157.20%,且2014-2021 年归因于O3污染的全因、呼吸系统疾病和心血管疾病早逝的健康经济损失占GDP 的比例以及人均经济损失均呈波动上升趋势,形势不容乐观(见表4).研究期间,汾渭平原全因、呼吸系统疾病和心血管疾病早逝的总健康经济损失分别为646.85×108、140.77×108和336.86×108元,其中呼吸系统疾病和心血管疾病早逝的健康经济损失分别占全因早逝健康经济损失的21.76%和52.08%.上述研究说明,O3污染对研究区域带来的健康经济损失、占GDP 的比例以及人均经济损失近年来已经超越PM2.5.近年来,在O3污染严重的环境下,其导致的早逝人数及健康经济损失进一步加剧,尤其是心血管疾病造成的健康风险和健康经济损失的显著上升值得进一步的关注,因此,未来需加大力度控制O3污染,加强空气污染治理的健康效益,提升人群健康水平.

2.4 未来年大气污染健康效益估算

近年来政府针对PM2.5污染采取多项行之有效的治理措施以降低污染物浓度,按照相关规划预计我国PM2.5污染物浓度将在2030 年实现达标(IT-1:35 μg/m3)[42].若2030 年汾渭平原各城市PM2.5浓度降至35 μg/m3,归因于PM2.5污染的早逝人数将减少598 人(95% CI:489~707 人),下降了15.99%(见表5).但随着人口老龄化趋势的加剧和人口生育刺激措施的实施,PM2.5浓度降低带来的健康效益也较为有限,学者对京津冀及周边地区PM2.5浓度达到国家污染控制目标情景的健康效益研究得出,2035 年归因于PM2.5污染的相关早逝人数为10.06×104例,若将减排目标浓度进一步降低,疾病负担风险依旧存在[21].相关研究对全国归因于PM2.5污染的早逝人数预估结果也较为一致,由于人口增长和老龄化的加剧,即使2030 年我国所有地区的PM2.5浓度均达35 μg/m3,归因于PM2.5污染的早逝人数仍会增加28×104人[43].因此,需要将目标浓度进一步降低,假如PM2.5浓度分别达到IT-2 和IT-3 标准,汾渭平原归因于PM2.5污染的早逝人数将分别减少1 800 人(95% CI:1 471~2 128人)和3 092 人(95% CI:2 525~3 657 人),健康效益较为明显.

表5 2030 年不同情景下的健康效益和健康经济效益Table 5 Health benefits and health economic benefits under different scenarios in 2030

根据2014-2021 年O3污染变化趋势分析,O3污染呈波动上升趋势,若2030 年汾渭平原各城市O3污染浓度降至160 μg/m3,其导致的早逝人数变幅较小,较基准情景仅减少196 人(95% CI:109~280 人),因此需要设置更高的减排目标,如将O3浓度降至130 和100 μg/m3,2030 年可避免的早逝人数分别为2 357 人 (95% CI:1 289~3 405 人)和4 788 人(95% CI:2 612~6 932 人).

汾渭平原大气PM2.5暴露浓度近年来呈明显下降趋势,而O3浓度呈波动上升趋势,基于2021 年基准情景,假设污染物浓度下降至一定程度,二者的暴露水平削减均能产生正向的健康经济收益.其中,当PM2.5浓度满足IT-1 标准时,随着生活质量的提升以及人均可支配收入的增加,相对于2021 年污染导致的健康经济损失仍增加6.39×108元(95% CI:5.20×108~7.56×108元),因此需要设定更高减排标准;如将PM2.5浓度降至IT-2、IT-3 标准,可分别带来约17.25×108元(95% CI:14.11×108~20.39×108元)和42.32×108元(95% CI:34.57×108~50.06×108元)的健康经济效益.与PM2.5污染类似,当2030 年O3浓度达160 μg/m3(GB 3095-2012 二级标准限值)时,相对于基准情景经济损失将增加30.05×108元(95% CI:16.17×108~43.26×108元);如O3浓度降至IT-2 和IT-3 标准,可分别避免约10.84×108元(95% CI:6.16×108~15.9×108元)和58.02×108元(95% CI:31.84×108~84.35×108元)的健康经济损失.总体来看,减少污染能够带来一定程度的健康效益和经济效益,随着污染物浓度的不断降低,由此带来的健康边际效益将更加显著[44].因此在达到现有标准的基础上,实施更高标准的减排措施是非常必要的,从而减轻污染导致的健康负担与经济损失,进一步抵消人口老龄化等负面影响.

3 不确定性分析

该研究分析汾渭平原2014-2021 年PM2.5和O3浓度变化特征及其健康效应,并估算目标年的潜在健康效益.污染物浓度数据来源于地面环境监测站点,由于监测站点分布稀疏及监测网络的缺陷,存在监测数据样本数量不足及空间代表性等问题,会对研究结果产生一定的影响,导致不确定性问题的存在.

该研究基于流行病学相关研究且统计数据可获得情况下选择相应健康效应终端,仅估算了PM2.5和O3污染导致的全因、心血管疾病和呼吸系统疾病早逝的健康风险和健康经济损失,并未对其他可能受PM2.5和O3污染影响的健康终端(如呼吸和心血管住院、儿科和内科、急性支气管炎、慢性支气管炎和哮喘等)进行健康经济损失研究.有研究[22,45]发现,慢性支气管炎的健康经济损失甚至高于早逝,可能在一定程度上造成了结果的低估.在估算相关疾病健康效应终端的单位经济损失时采用支付意愿法,忽略了相关部门在医疗研发和救治等方面的经济投入,导致相关研究出现一定程度的偏差.此外,受新型冠状病毒感染疫情影响,2020 年和2021 年人类活动减少,人为源大气污染物PM2.5和O3的排放可能会降低,文中并未考虑疫情对PM2.5和O3浓度变化特征及其健康效应的影响,使得研究结果存在不确定性.尽管如此,该研究在一定程度上反映了研究区域PM2.5和O3污染对人体健康危害的严重性.

4 结论

a) 2014-2021 年汾渭平原PM2.5年均浓度变化呈下降趋势,而O3浓度变化却呈波动上升特征.污染物空间变化特征分析发现,研究期间各城市PM2.5年均浓度变化值均有不同程度的下降,下降较明显的城市有三门峡市、西安市、洛阳市和铜川市;而各城市O3年均浓度变化值均表现为升高趋势,其中吕梁市、晋中市和临汾市上升较明显.复合污染天数呈先上升后迅速下降的特征,且集中出现在4-10 月.复合污染和O3单污染天数空间分布呈由东南角向两翼递减的特征,而PM2.5单污染天数呈不规则分布特征.

b) 2021 年汾渭平原归因于PM2.5污染的不同健康效应终端(全因、呼吸系统疾病、心血管疾病)的早逝人数较2014 年呈下降趋势;而归因于O3污染的全因、呼吸系统疾病、心血管疾病早逝人数则表现出波动上升趋势.全因、呼吸系统疾病、心血管疾病相关早逝人数较多的是西安市、洛阳市和运城市,而临汾市归因于O3污染的早逝人数增长趋势最明显,与O3浓度的升高有直接关系.结果说明,当个别城市存在暴露人口基数大等问题,并伴随着高浓度O3污染时,将承担极大的健康风险.

c) 2014-2021 年汾渭平原归因于PM2.5污染的健康经济损失、占GDP 的比例以及人均经济损失均呈下降趋势,而归因于O3污染的相关健康经济损失却呈上升趋势,其中西安市和洛阳市污染物导致的健康经济损失较为突出,而临汾市经济损失增长异常明显.O3污染对研究区域带来的健康经济损失、占GDP的比例以及人均经济损失近年来已经超越PM2.5,未来需加大力度防控O3污染.

d) 预测未来10 年,如果PM2.5和O3年均浓度达到GB 3095-2012 二级标准限值,汾渭平原归因于PM2.5和O3的早逝人数较2021 年将分别下降15.99%和2.71%,而随着人均可支配收入的逐年增加,导致健康经济损失增加6.39×108元(95% CI:5.20×108~7.56×108元)和 30.05×108元 (95% CI:16.17×108~43.26×108元);若进一步将PM2.5和O3浓度降至更低,可进一步避免早逝人数的增加,且带来显著的经济效益,说明未来汾渭平原应制定更加严格的大气污染控制政策,在达到现有标准的基础上进一步将污染物浓度降至更低是非常必要的.

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