好文分享 | 燃烧源大气PM2.5造成的全球健康成本研究

在最近一项发表在《The Lancet Planetary Health》的研究中, 英属哥伦比亚大学、圣路易斯华盛顿大学的学者们深入探讨了全球204个国家燃烧源产生的环境PM_2.5对健康成本的影响，通讯作者为尹皓博士。研究表明针对燃烧源可能比非燃烧源提供更大的健康效益，这项研究为全球空气质量管理和气候政策提供了科学依据，具有指导政策制定和改善公共健康的重要价值。

针对燃烧源的气候行动可以通过改善相关的空气质量产生巨大的辅助健康效益。因此，了解与燃烧源产生的大气细颗粒物（PM_2.5）相关的健康成本可以指导空气污染和气候减缓工作的政策制定和资源分配。尽管已有研究识别了由化石燃料燃烧产生的大气细颗粒物（PM_2.5）对全球疾病负担的贡献，但很少有研究评估与特定空气污染源相关的全球健康成本，尤其是以高空间分辨率进行的研究。本研究的目的是填补这一空白，通过更新的浓度-反应模型和年龄调整的评估方法来量化204个国家中六种主要燃烧源产生的环境PM_2.5对健康成本的影响，并解析各国经济损失空间差异性的来源。在此基础上，进一步比较分析各污染源对大气污染浓度和健康损失贡献差异性，为污染防治政策制定提供科学支持。研究结果旨在指导空气污染防治和气候缓解政策的设计，为政策制定者提供关于燃烧源对健康影响的深入理解，从而更有效地分配资源，实现健康和气候双重利益的最大化。

研究利用包括PM_2.5浓度、污染源对PM_2.5浓度的贡献、人口、健康和社会经济数据在内的多个数据集，估算了各种来源的环境PM_2.5造成的健康成本。研究将主要燃烧源定义为总煤、液体燃料和天然气、固体生物燃料、农业废弃物燃烧、其他火灾（如山火野火等）和50%的AFCID源的总和，其余的源被归类为非燃烧源。为评估疾病负担，研究估计了与暴露于环境PM_2.5污染相关的七种死亡原因（慢性阻塞性肺病；气管、支气管和肺癌；缺血性心脏病；中风；下呼吸道感染；二型糖尿病；新生儿早产）。健康成本是根据给定年龄的死亡人数乘以相应的年龄调整统计生命价值和年龄不变统计生命价值来估计的，两套不同估算结果作为敏感性分析。为确定健康成本的主要驱动因素，研究使用了das Gupta开发的分解方法。嵌套归零法被用来估计特定来源对PM_2.5相关的相对风险、死亡和健康成本的贡献。

结果1

与燃烧源造成的PM_2.5相关的健康成本在全球204个国家有所不同。如图1A所示，燃烧源造成的健康成本在中国最高，其次是印度和美国。

我们还列出了燃烧源造成的PM_2.5相关健康成本最高的前六个国家中八个具体来源的健康成本（图1B）。这六个国家加起来占与环境PM_2.5污染有关的全球健康成本总额的60%以上。在中国，煤炭燃烧导致的健康成本在所有燃烧源中最高，占燃烧源总健康成本的40%以上。相比之下，由于对住宅烹饪和取暖的大量需求，印度和印度尼西亚所有来源的固体生物燃料燃烧相关健康成本最高。此外，在所有燃烧源中，美国、俄罗斯和日本的液体燃料和天然气燃烧造成的健康成本最高。

图1. 与燃烧源产生PM_2.5相关的具体国家的健康成本

结果2

鉴于PM_2.5污染的健康成本可能受到人口规模的影响，本研究探讨了各国燃烧源的人均健康成本分布（图2）。我们发现，尽管高收入国家的空气质量总体上优于低收入国家，但燃烧源产生的人均健康成本与特定国家的人均GDP之间存在正相关关系，即收入越高的国家其人均健康经济损失也相对较高。此外，线性回归曲线以上的国家与燃烧源相关的人均健康成本相对高于曲线以下且收入水平相似的国家。这表明，曲线以上的国家在减少大气污染方面仍有相当大的潜力，同时可以避免环境政策对社会经济发展的阻碍。这一结果表明，匈牙利、中国、印度和叙利亚等国可通过实施更有效的措施来减少PM_2.5污染，从而降低燃烧源带来的健康成本。

图2. 燃烧源产生的PM_2.5相关的人均健康成本与相对于人均GDP相关性

结果3

燃烧源PM_2.5人均健康成本的空间差异性主要是由PM_2.5浓度、室外暴露水平（除去室内污染源）、污染源结构、基线死亡率、人口老龄化和人均GDP的变化驱动的（图3）。我们对比了8对具有相似的社会经济水平或地理邻近程度的国家（图3），给出了燃烧源人均健康成本的驱动因素。例如，人口老龄化是中国人均健康经济损失高于全球均值的主要因素，使人均健康经济损失增加了72美元，占中国和全球人均健康成本差异的43%。因此，中国应该把重点放在降低PM_2.5污染和保护老年人健康上。相比之下，在印度，PM_2.5浓度使人均健康经济损失增加40美元，其较高的基线死亡率增加38美元，污染源结构导致人均健康经济损失增加34美元。因此，减少PM_2.5污染，改善公众健康，消除燃烧源都可以大幅降低印度的人均健康成本。此外，图中有11个国家的污染源结构导致人均健康成本增加。这些结果表明，旨在减少燃烧源的举措可以有效降低这些国家的人均健康成本。

图3. 燃烧源相关人均健康成本的主要驱动因素的贡献

结果4

我们展示了每个来源对总健康成本的相对贡献与其对总PM_2.5浓度的贡献之间的差异（图4）。总的来说，总燃烧源所贡献的健康成本份额比其对PM_2.5浓度贡献比例高出2%以上。这表明平均每一单位的燃烧源PM_2.5带来的健康损失要高于非燃烧源，因而针对燃烧源的大气污染防治则更加经济有效。

各来源对总健康成本和PM_2.5浓度的相对贡献在GBD超区域之间也存在差异。具体而言，燃烧源对南亚总健康成本的贡献为71%，比其对PM_2.5浓度的贡献高出8%。相比之下，中欧、东欧和中亚的燃烧源贡献了55%的健康成本，超出其对PM_2.5贡献的13%的差距。因此，在这些地区，消除燃烧源所产生的相对健康效益比改善空气质量的比例更大。

对燃烧源进行细分，结果表明，化石燃料源导致的健康成本与对PM_2.5浓度贡献之间的正差异最大的地区为撒哈拉以南非洲（171%）、东南亚（16%）、中欧、东欧和中亚（14%）。这些地区应优先考虑遏制化石燃料燃烧产生的PM_2.5排放的战略。相比之下，液体燃料和天然气在大多数地区贡献的相对经济损失都高于其带来的PM_2.5污染比例，从北非和中东的3%到中欧、东欧和中亚的13%不等。

图4. 各污染源对总健康成本与PM_2.5总浓度的贡献百分比差异（注：正差异（向上箭头）表示，与PM_2.5浓度的影响相比，排放源对总健康成本的相对贡献比例较大；负差异（向下箭头）则表明，某一来源对总健康成本的相对贡献较小，减少该来源的排放将导致空气污染水平降低的比例高于其带来的健康效益比例。）

结果5

燃烧物来源对健康成本和PM_2.5浓度的贡献在不同的国家也有很大差异，如图5所示。总体而言，有134个国家（66%）的燃烧源对总健康成本的贡献大于对PM_2.5浓度的贡献，这些国家人口占世界总人口的87%。在所有燃烧源正差异最大的前50个国家中，人口最多的国家是印度、巴西和俄罗斯，差异从7%到12%不等。

图5. 燃烧源对总健康成本与PM_2.5浓度贡献的差异分布

本研究通过建模方法，评估了全球范围内燃烧源产生PM_2.5对健康成本的影响。研究发现，不同地区和国家的健康成本贡献存在显著差异，且燃烧源对健康成本的相对影响比其对PM_2.5浓度的相对贡献高。这表明针对性的减少这些燃烧源的排放可以带来更大的健康益处。研究还指出人口老龄化和基线死亡率对健康成本有重要影响，并强调了制定针对具有正向健康成本差异源的监管政策的必要性。尽管在数据来源、模型假设和健康影响评估上存在一些局限性，但研究为理解燃烧源对健康影响的复杂性提供了宝贵的见解，并为未来的研究和政策制定提供了方向。

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