雾霾对健康的风险评估

我国近年来多次出现大范围的雾霾天气。由于雾霾天时以PM2.5为代表的大气污染浓度严重超标，因此雾霾事件引起了公众对健康危害的广泛关注与担忧。以2013年1月我国中东部大范围雾霾事件为例，不少媒体直接将此次雾霾天气与1952年伦敦烟雾事件等人类历史上著名公害事件相提并论。有学者估计，1952年12月发生的伦敦烟雾事件至1953年2月共造成12 000例居民超额死亡。我国此次雾霾事件影响的面积和人口数远超过伦敦烟雾事件，其对国民死亡、发病和健康相关经济损失的影响无疑值得深入分析。因此，本节以2013年1月我国中东部大范围雾霾事件为例，结合国内学者的最新研究成果，简要评估雾霾事件对我国居民的健康风险及健康经济损失。

（一）雾霾事件简要回顾

2013年1月第二个周末（1月12日起），全国中东部大部分地区都陷入严重的雾霾和污染天气中。中央气象台将大雾蓝色预警升级到黄色预警，环保部门的数据则显示，从东北到西北，从华北到中部乃至黄淮、江南地区，都出现了大范围的重度和严重污染。大雾警报从1月11日开始拉响，12日，各地的警报连连升级。在受影响最严重的京津冀地区，北京、石家庄、保定、邯郸、天津、沧州、廊坊、唐山等都发布了大雾橙色预警。其余在山东、四川、安徽等省市都发布了黄色或橙色预警。河南新乡和开封甚至发布了大雾红色预警信号。

与此同时，全国出现了大范围、极其严重的污染过程。从环保部下属的中国环境监测总站的空气质量实时发布平台可见，至12日19时，东北三省，西北的新疆，华北平原，山东、江苏、浙江、福建等沿海省份，以及河南、安徽、湖北、湖南、陕西等中部省份，均呈现出大范围的重度和严重污染。11日，污染带尚未扩展到沿海地区，12日夜间，沿海的污染颜色也在加重。12日的全国污染过程中，最严重的是华北平原的京津冀地区，密密麻麻地聚集了代表最高污染等级——严重污染的深褐色，这与大雾的分布吻合。环保部门的监测资料显示，2013年1月我国74个城市空气质量总体超标天数比例为68.4%，重度污染和严重污染的比例达到30.2%，其中大气PM2.5超标尤其严重，平均超标率为68.9%，最大24 h平均浓度达到766 μg/m3 。

从11日下午开始，北京出现了2013年来第一次严重的污染过程，至12日夜间，全市污染等级普遍达到最高的“严重污染”。这也是该年实施新的空气质量标准以来，北京市首次启动重污染日应急方案。此次污染过程从11日下午开始出现，12日因污染物堆积，迟迟扩散不出去，污染更趋严重。雾霾13日仍盘踞京城，北京连续3d空气质量六级污染。当日9时空气质量监测数据显示，除定陵、八达岭、密云水库外，其余区域空气质量指数AQI均达极值500，为六级严重污染中的“最高级”，俗称“爆表”。北京市气象台13日10时35分发布北京气象史上首个霾橙色预警。北京环保监测中心数据显示，12日17时左右，北京市很多地区的PM2.5浓度值都达到700 μg/m3以上；22时，没有好转，北京市各地区PM2.5监测结果除北部地区几个子站稍低外，其他仍维持在700 μg/m3的高值；23时，西直门北、南三环、奥体中心等监测点PM2.5实时浓度突破900 μg/m3，西直门北高达993 μg/m3。

（二）雾霾对医院就诊人次的影响

1.研究方法　以人群为调查对象，采用环境流行病学的研究方法，研究大气污染和居民健康之间的关联，阐明暴露-反应关系。大气污染流行病学调查方法主要包括：横断面调查、时间序列研究、病例交叉研究和队列研究。其中：横断面调查、时间序列研究、病例交叉研究用于分析大气污染与人体健康的相关关系，时间序列研究和病例交叉研究适用于分析大气污染的短期健康危害。队列研究可以用于分析二者之间的因果关系，适用于分析大气污染长期暴露导致的健康危害。时间序列研究、病例交叉研究和队列研究对调查时间的要求为至少1年。受数据所限，可采取横断面调查方式，用生态学比较分析方法，通过比较雾霾期间与对照期间的健康调查数据，建立雾霾与健康结果之间的关联，初步评估雾霾天气对人群健康的影响。

医院就诊人次能敏感地反映人群的发病状况。因此，复旦大学的学者评估了此次雾霾对北京市居民发病的影响。研究者从北京市一家综合性医院收集了在2012年12月1日至2013年1月31日期间的每日门诊、急诊和住院人次信息，并排除了外地病人的就诊信息。依据国际疾病分类第十版（ICD—10），将门诊、急诊和住院的病因分为非意外总病因（A00—R99）、心血管疾病（I00—I99）、呼吸系统疾病（J00—J98）；从北京市环境监测中心收集了每日的污染物浓度数据，包括PM10、PM2.5、SO2、NO2，其中，PM2.5自2013年1月1日起才开始常规监测，之前没有进行法定监测，因而没有相关数据；从北京市气象局收集每日平均温度、相对湿度等气象数据。

为调整“星期几”效应和“节假日”效应的影响，在对分析的数据进行严格匹配后，最终确定2013年1月10—17日为“雾霾期”、2012年12月27—30日为“前对照期”、2013年1月21—24日为“后对照期”。假定在研究期间北京市的人口数没有变化，雾霾期和对照期就诊率的分母相等，因此可比较雾霾期和对照期内新发就诊数的相对比例，从而可得出雾霾对就诊的相对影响。计算雾霾期的就诊人次（设为a）和对照期的就诊人次（设为b）的率比（rate ratio，RR）。其95% CI的计算公式为

在敏感性分析中，使用时间序列模型对研究期间空气污染与每日就诊人次的关系作了估计。在广义估计方程中纳入了星期几、平均温度、湿度等混杂因素。由于研究时期较短（2月），不必对时间趋势和季节趋势做出调整。

2.主要结果　如表15-2所示，在雾霾期间，北京市的PM10平均浓度为283 μg/m3，明显高于对照期的水平（97 μg/m3）。表15-2也显示其他污染物如PM2.5、SO2、NO2在雾霾期间的浓度很高，远超过了《国家环境空气质量标准》。PM2.5在雾霾期间的平均浓度为231 μg/m3，日均最大值为443 μg/m3，远超过WHO的指导值水平（25 μg/m3）。在此次雾霾期间，颗粒物的浓度水平近似于1952年伦敦烟雾事件水平，但SO2水平仅相当于伦敦烟雾事件的10%～40%。雾霾期和对照区的温度、湿度等气象条件近似，因而预计不会对雾霾与就诊的关系构成显著的混杂作用。

表15-2　雾霾期和对照期北京市大气污染和温度的平均水平

如表15-3所示，与冬季对照期相比，北京雾霾期间的医院就诊人次有显著上升。雾霾对急诊、门诊和住院人次的RR值分别为1.16（95%CI：1.02，1.32）、1.12（95%CI：1.09，1.15）、1.69（95%CI：1.29，2.21）。就诊人次在雾霾后有下降趋势，这与1952年伦敦烟雾事件的现象有所类似。敏感性分析结果显示，PM10浓度每升高10 μg/m3，可使急诊人次增加1.0%（95%CI：0.1%，1.9%），门诊人次增加0.7%（95%CI：0.3%，7.0%），住院人次增加3.9%（95%CI：0.8，7.0%）。

表15-3　与对照期相比，北京雾霾期间医院就诊人次的变化及相对风险（RR）

（三）雾霾期间PM2.5污染对居民死亡的影响

国内外大量的流行病学研究表明，短期暴露于大气污染可使居民每日死亡率显著升高，因而在本次大范围雾霾事件期间，预计PM2.5可能会导致居民的死亡数增加。鉴于此，以受本次雾霾影响最严重的京津冀地区12个城市为例，环保部环境规划院的学者开展了专项的评估。这12个城市包括：北京、天津、石家庄、唐山、秦皇岛、邯郸、邢台、保定、张家口、承德、廊坊、衡水。

1.研究方法　空气中存在多种污染物，但PM2.5是此次雾霾期间的主要大气污染物。为避免重复计算，选择PM2.5作为指示性空气污染物开展健康损害评估。考虑到心肺系统是PM2.5健康危害的主要靶器官，故选择呼吸系统疾病和循环系统疾病死亡人数作为评估的健康结果。

从中国环境监测总站网站（www.cnemc.cn）上全国城市空气质量实时发布平台收集2013年1月10日至31日京津冀地区12个城市PM2.5、SO2和NO2的24 h平均浓度。京津冀地区12个城市常住人口数、基线年死亡率和1月份基线死亡率数据来源于各地区2010年人口普查资料。各城市呼吸系统疾病和循环系统疾病死亡率根据各城市1月份基线死亡率和全国呼吸系统疾病死因构成（12.60%）、心脑血管疾病死因构成（41.17%）推算。

各城市PM2.5短期暴露与人群呼吸系统疾病死亡和循环系统疾病死亡间的暴露-反应关系系数，依据广州、沈阳和上海的前期流行病学研究结果，主要为时间序列研究结果。采用方差倒数加权平均获得合并的PM2.5浓度与人群呼吸系统疾病和循环系统疾病死亡的暴露-反应关系系数，分别为0.009 62和0.006 49，即PM2.5浓度每升高10 μg/m3，人群中呼吸系统疾病死亡增加0.96%，循环系统疾病死亡增加0.65%。

采用以下公式计算因PM2.5暴露所致超额死亡人数：

其中，i为受雾霾影响的城市，i=1，2…12；j为雾霾持续天数，j=1，2，…；popi为各城市暴露人口数；fpi为日呼吸道疾病或心血管疾病平均死亡率；β为暴露-反应关系系数，即单位污染物浓度变化引起健康结果i变化的百分比；Δcij为实际污染物浓度与阈值浓度之差，以世卫组织的日平均指导值（25 μg/m3）作为阈浓度。(www.xing528.com)

2.主要结果　从2013年1月10日至31日，保定、邯郸、衡水、廊坊、石家庄、唐山和邢台等7个城市PM2.5 24 h平均浓度最小值均超过《环境空气质量标准》（GB3095—2012）二级标准浓度限值（75 μg/m3），在76～325 μg/m3之间。本次雾霾污染事件呈现3个明显的高峰，分别发生在1月12日、1月19日和1月27日。其中1月12日的雾霾污染最为严重，廊坊、北京、石家庄、保定、邢台PM2.5 24 h平均浓度分别高达718 μg/m3、705 μg/m3、675 μg/m3、667 μg/m3和633 μg/m3，12个城市中除承德和张家口外，空气质量均为严重污染。1月19日的雾霾污染程度次之，严重污染区域主要分布在保定、邯郸、廊坊、邢台、石家庄，PM2.524 h平均浓度分别为406 μg/m3、426 μg/m3、463 μg/m3、465 μg/m3和399 μg/m3。

如表15-4所示，2013年1月10日至31日，京津冀12个城市人群因雾霾期间PM2.5短期暴露导致超额死亡人数达2 725人，其中呼吸系统疾病超额死亡人数846人，循环系统疾病超额死亡人数1 878人。其中，邯郸市超额死亡人数最多，超额死亡474人；衡水次之，超额死亡380人，张家口最少，超额死亡32人。

发生在1952年12月5日至9日的伦敦烟雾事件在前3周内导致的超额死亡人数达3 000多人，比历史同期死亡率高3倍。国外学者对伦敦烟雾事件的影响进行了重新评估，结果表明，1952年伦敦烟雾事件对人群死亡率的影响一直持续到1953年1月，事件共造成约12 000人超额死亡。

此次雾霾事件的评估结果相对较低，原因有三：①仅评价了PM2.5短期暴露对人群呼吸系统和循环系统的急性健康影响，未涵盖其他可能的健康效应结果；②仅评估了PM2.5对人群健康影响的急性效应，即暴露一两天的效应，而相关文献显示，PM2.5对人群健康的影响存在滞后效应和累计效应，有时可滞后一周以上；③利用文献中发表的较低浓度暴露水平下的暴露-反应关系评价较高浓度暴露下的健康损害可能会存在问题，因为高浓度暴露下的作用机制与低浓度下可能不同，短时高强度的暴露可能会导致更剧烈的健康损害。

表15-4　2013年1月雾霾期间PM2.5对京津冀12个城市超额死亡的影响

（四）雾霾事件健康经济损失评估

1.评估方法　根据对2013年1月份发生过严重雾霾事件的20个省市雾霾造成医院门急诊相关的公开报道数据的统计，全国14个省市所属的27个城市有出现因雾霾导致医院门急诊人数激增的报道。门急诊看病人数增加比例从10%到150%不等，并且就诊人群主要为儿童和老人。北京大学的学者对此次雾霾期间全国14个省市的超额门急诊费用进行了评估。

短期内高浓度的雾霾污染事件会造成急性的呼吸道疾病/症状、慢性心脑血管疾病的发病及过早死亡。其中发病的类型主要有两类：一类是由于短期高浓度污染物暴露造成的相对敏感人群新增的急性症状或疾病，典型的如儿童、老年人及其他敏感人群；另一类是暴露造成原有呼吸道、心脑血管慢性病患者的急性发作。因此，在雾霾事件中，不管是急性新增病症还是慢性疾病的急性发作，在短期内，都主要集中地体现为医疗机构门急诊就诊人数爆发式增长。

在评估雾霾事件造成的健康终端损害中，由于雾霾事件高浓度污染的特殊性和数据可得性，采取基于事实发生而不是通过剂量-反应关系式的方法进行健康结果损害经济损失的评估，一方面能避免因为准确的剂量-反应关系系数的缺失带来的评估的不确定性，同时避免因暴露人口和暴露时间假设带来的评估的不确定性。因此，健康损害对应的经济总损失为门急诊的超额发生数乘以相应的单位价值。

通过收集公开报道中关于雾霾天气引起的疾病的门急诊相对于平时的增加量。对于门急诊的健康经济损失评价，主要采取疾病成本法，疾病成本主要包括患者住院或门急诊期间所有与患病有关的直接费用和间接费用，包括诊疗费用、药费、缺勤引起的收入损失，以及交通或陪护等间接费用。限于数据的可获得性，仅评估了可测算的直接费用和间接费用，主要是挂号费、诊疗费、检查费、药费、治疗费、床位费、手术费和门急诊时间损失成本，而对于交通费、营养费和陪护费用等则采取最低限度的估算，从而得到急性疾病平均成本低估值。

2.主要结果　根据中国卫生统计年鉴、全国卫生调查以及现有文献相关的医疗成本评估参数，用疾病成本法估算出各省市门急诊的平均医疗成本。结果如表15-5所示，全国因2013年1月雾霾事件导致的门急诊相关健康经济损失总额约为226亿元，相当于2011年平均月度卫生总费用的11.2%，2011年社会平均月度卫生开支的32.2%；其中，健康经济损失总额最大的省市依次为浙江、江苏、山东，造成的损失总额分别为30亿元、29亿元、22亿元。

表15-5　2013年1月雾霾事件相关的门急诊费用评估

该研究中健康损失评估仅包含门急诊的损失，并未包含住院、过早死亡和长期的慢性病的健康影响，而现有文献结果均显示慢性疾病、过早死亡的健康损失占健康损失的最主要部分。根据前期评估结果，门急诊相关的健康经济损失仅占总损失的9%左右，因此，实际上雾霾对健康的总损失要比目前测算的数值大得多。此外，该研究的评估较粗，数据来源于公开报道的雾霾期间的门急诊增量，无法对原始数据进行验证和标准化。

（五）与历史上其他大气污染公害事件的比较

历史上，在世界各地发生过许多重大环境污染导致人体健康损害事件。环境公害事件是指因环境污染或破坏而导致对公众的安全、健康、生命、财产以及生活环境质量等造成危害的事件，其基本特征是影响区域大、受害人群多、社会影响大。20世纪发生的八大公害事件中涉及大气污染问题的就有5件，分别是：马斯河谷烟雾事件、多诺拉烟雾事件、洛杉矶烟雾事件、伦敦烟雾事件和四日市哮喘事件。尽管20世纪发生公害事件的这些地区与当前我国所处的发展时期、能源结构、污染物种类、气候条件、污染控制技术、医疗卫生服务水平、健康影响等情况不尽相同（如表15-6所示），但问题的本质是一样的，即：人类在工业化进程中产生的环境污染问题严重威胁到公众身体健康和生命安全。这些事件所带来的负面影响，应该成为永远的警示，推动人类社会的文明和进步。

与历史上著名公害事件相比，我国应对雾霾所面临的形势更加严峻和复杂。一是雾霾影响范围广，涉及1/4国土面积；二是持续时间长，不仅秋冬季需要防范，夏季也成为防范重点；三是污染以PM2.5为主，污染物浓度高，在开展监测的74个城市中，部分点位的小时最大值超过1 000 μg/m3。

不少媒体直接将我国本次雾霾天气与1952年伦敦烟雾事件相类比。伦敦烟雾事件高峰期间（1952年12月5—8日），总悬浮颗粒物（total suspended particle，TSP）最高日平均浓度为1 620 μg/m3（按照PM10/TSP≈0.5、PM2.5/PM10≈0.5计算，相当于PM2.5浓度为405 μg/m3）、TSP平均日平均浓度为1 400 μg/m3（相当于PM2.5浓度350 μg/m3）。伦敦烟雾事件的居民死亡风险在顶峰时（约一周时间）较正常冬季增加3～4倍，成为历史上著名的环境公害事件。

现有的初步研究提示，与对照期相比，本次雾霾期间的健康风险可能低于伦敦烟雾事件。这可能是因为我国本次雾霾天气的颗粒物物理（如粒径谱）、化学（如成分和来源）特征和气态污染物（如SO2）水平与伦敦烟雾事件存在较大差异，这在某种程度上影响了健康效应。同时，我国政府在雾霾期间开展了大量健康宣教工作，居民因此采取的自我保护措施（如雾霾天尽量避免出门、戴口罩、室内使用空气净化器等）也在某种程度上降低了个体健康受危害的风险。但是，必须注意到，我国雾霾影响范围广，人口基数大，雾霾对居民死亡，尤其是发病数量的影响巨大，开展大气污染防治在我国是一项长期而艰巨的任务。

与历史上著名大气污染公害事件多集中在一个城市相比，我国此次雾霾事件影响范围更广，涉及1/4国土面积，约6亿人口，居民死亡人数和门急诊人数显著增加，引起国内外社会高度关注。因而，初步认为，本次雾霾事件已具备环境公害事件的基本特征。未来尚需进一步开展系统的调查研究，深入评估我国雾霾的健康风险。

（阚海东　陈仁杰）