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污染治理可實現的人體健康效益，并使之貨幣化。基于流行病學研究成果中PM2.5濃度與人群健康的暴露-反應關系，本文綜合運用支付意愿法、疾病成本法和人力資本法，對A地區實施并達到《A市“十三五”生態環境保護規劃》中PM2.5濃度標準可實現的居民健康改善的經濟效益進行了評估。結果表明，A地區因PM2.5濃度降低可實現避免過早死亡、避免呼吸系統疾病住院、避免內科門診求診和避免慢性支氣管炎患病的健康改善，產生的經濟效益總和可達2865億元，相當于該地區2017年地方生產總值的15.4%。本文的研究結果可為實施大氣污染治理的費用效益分析提供科學依據，為大氣污染環境管理提供政策決策參考。

關鍵詞：PM2.5；人體健康；效益評估

隨著現代工業的迅速發展，污染物的超量排放導致大氣生態環境成為嚴重影響居民日常生活和身體健康的突出短板。其中細顆粒物（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地區大氣PM2.5污染現狀進行了分析，以《A市“十三五”生態環境保護規劃》中細顆粒物（PM2.5）濃度標準為改善目標，計算降低PM2.5濃度可實現的健康效益，并進行貨幣化估值。

一、A市空氣PM2.5質量概況與控制目標

（一）規劃執行前的PM2.5濃度

以《A市“十三五”生態環境保護規劃》尚未執行時2015年為評估基準年。

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準（35微克/立方米）1.00倍。自2013年國家實行《環境空氣質量標準》以來，主要污染物濃度均呈現下降趨勢。與2013年相比，2015 年PM2.5下降22.7%。盡管“十二五”期間A地區的PM2.5污染治理取得了一定成效，但面臨的挑戰仍非常艱巨。

（二）規劃設定的PM2.5濃度目標

據《A市“十三五”生態環境保護規劃》要求，2020年時A市細顆粒物（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、呼吸系統疾病住院以及內科門診四項終端評價PM2.5污染造成的健康風險，計算由于PM2.5濃度降低可產生的經濟效益。

（一）健康效益評價模型

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

I=exp（β（C-C0））I0（2.1）

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

因此歸因于PM2.5濃度變化的健康風險變化量為△I，即式（2.2）：

△I=I-I0=I*（1-1/exp（β（C-C0）））（2.2）

結合研究區域內暴露人群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。各類健康效應數據如醫療費用、基礎死亡率、呼吸系統疾病住院治療率以及內科門診率等均來自2015年《中國衛生和計劃生育統計年鑒》。具體評估過程如下：

步驟一：暴露-反應關系系數的確定

暴露-反應關系系數的物理意義是指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系的研究結果指出，當PM2.5濃度升高10μg/m3，人群過早死亡的風險升高4%～10%[2]。由于我國的大氣環境質量與國外存在較大差異，而且根據張衍燊等（2007）的研究結果指出，暴露-反應系數隨隨著污染物濃度的升高，相對風險曲線可能會逐漸變得平緩[3]，故本研究的暴露-反應系數選取參考已有暴露-反應關系系數的低值，同時計算其95%可信限，以提高計算結果的可信度和準確性。

步驟二：健康終端經濟單位經濟損失的確定

1.過早死亡“VSL”：指人們為降低死亡風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研究結果，其結果表明北京市居民的VSL值為168萬元人民幣[3]。根據北京、A地區的人均可支配收入比估算A地區的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量，患病損失難以用疾病成本法進行估算。據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于VSL的32%[2]。

3.呼吸系統疾病住院、內科門診：使用疾病成本法和人力資本法，將住院和門診產生的人均醫療費用和誤工損失作為經濟損失。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地區人均GDP的日均值（元/人·天），Tli為因健康終端i的疾病導致的誤工時間，△Ii為健康終端i因PM2.5污染導致的健康效應變化量。

步驟三：數據處理

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

基于上述計算原理，將各項基礎數據代入公式（2.4）和公式（2.5），計算得四項健康終端的單位經濟損失值見表2-2：

表2-2中計算數據的實際意義是：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疾病住院將造成10685.96元損失，每有一個人因內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PM2.5濃度的現值和目標值代入暴露-反應關系式（2.3），計算得降低PM2.5濃度能夠產生的健康效應見下表2-3：

表2-3中計算數據的實際意義是：當PM2.5濃度達到規劃目標濃度時，將會有61563人免于過早死亡，會有34537人免于因呼吸系統疾病住院，會有590572免于因內科疾病前往門診治療，會有549148人免于患上慢性支氣管炎。

結合表2-2和表2-3的計算結果，計算得歸因于PM2.5濃度降低可實現的健康效益如表2-4：

三、結論

（一）根據規劃要求控制空氣污染細顆粒物（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，減少呼吸系統疾病住院34537例，減少內科門診590572例，減少慢性支氣管炎549148例；可實現的健康效益總和將達到2865億元，相當于A地區2017年地方生產總值的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生的健康效益占到總效益的99%。

（二）A地區實施“十三五”大氣環保規劃并達到細顆粒物（PM2.5）空氣質量標準將極大提高A地區的人群健康水平和生活質量，顯著改善環境質量狀況，促進城市居住環境明顯好轉，推進經濟發展和環境保護相協調。

參考文獻：

[1]鐘夢婷，石輝，王會霞，等.暴露-反應關系的Meta分析與健康效應評價[J].環境科學與技術，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-反應關系的特征[J].環境與健康雜志，2007，24 （10）：830-834.