中国环境污染与食品安全问题的时空聚集性研究

王晓莉　李勇强　李清光　吴林海

摘要 深入研究食品安全问题，必须充分挖掘环境污染、食品安全与人体健康之间内在联系，从时空尺度共同对生态环境保护、食品安全治理和人体健康防范的社会资源进行合理调配。本文分别以食源性疾病暴发事件、突发环境事件作为分析我国食品安全和环境污染情况的替代指标，利用空间统计方法，针对2007-2013年间，各省、自治区、直辖市的食源性疾病暴发和突发环境两类事件展开空间格局和时空聚集性分析。研究发现，六年间我国食源性疾病暴发事件的空间分布中心主要位于湖南省与湖北省交界区域，并呈现缓慢向东部移动态势。其空间格局主要位于我国“胡焕庸线”东南部，呈东北—西南方向分布，且主趋势方向不断向北靠拢同时，空间分布也向西北—东南范围扩张，东—西方向空间格局差异更为明显。另外，突发环境事件的发生表明我国环境污染空间格局主要位于“胡焕庸线”的东部，其分布范围应更偏向于东部沿海地区。利用Crimestat3.0的Knox指数和Mantel指数进一步分析两类事件的时空聚集性，Knox指数显示，两类事件具有时空交互性，而Mantel指数表明，食源性疾病暴发和环境突发事件的空间聚集差值的均值分别为300km和450km，两类事件在较大空间尺度并不具有时空交互。突发环境事件和食源性疾病暴发事件在大、小不同空间尺度呈现差异化的时空聚集性。为实现地方政府与企业、社会组织和公众的共治模式，通过信息共享平台，合理配置生态环境保护、食品安全治理和人体健康防范的社会资源提供了方向。

关键词 环境污染；食品安全；时空聚集性；空间格局；食源性疾病

中图分类号 X24 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2015）12-0053-09

当前，我国正处于经济发展的转型期，也是人口、资源与生态环境矛盾集中爆发的关键时期，直接导致环境污染、食品安全问题和人体健康危机均呈高发态势。“十一五”以来我国发生的Ⅲ级及以上突发环境事件中，25%都存在人体健康损害风险[1]。而由于食品在我国具有独特的社会地位，无论家庭收入高低，每户家庭消费总支出的近40%均用于购买日常食品，且该比例相对高于大多数国家的食品消费，这也导致食品安全问题在我国备受关注，公众已将其列为日常生活中继地震之后的第二大风险[2]。事实上，环境污染对人体健康的危害正是通过最大、也是最直观的食品安全问题——食源性疾病的增长表现出来[3]。因环境污染而引发的食品安全，已经成为食源性疾病暴发的前五大风险因素，且全球因食品安全所导致的食源性疾病仍将继续上升，预计达到10亿例[4]。仅2010年我国的一项调查证实，92%的受访公众预计自己很可能成为食源性疾病的受害者，并对未来自身健康明确表示出担忧[2]。随着环境污染可能带给食品安全，以及食源性疾病等诸多的不确定性，无论公众抑或国家，都充分表明了深入研究食品安全问题，必须发掘环境污染、食品安全与人体健康之间内在联系的必要性和迫切性。本文研究正是在此背景下展开，试图利用空间分析方法，从食品安全的最大问题，危及人体健康的最直观表现——食源性疾病着手，以突发环境事件分析我国环境污染总体情况，定位两类事件的空间格局，进一步分析两者之间的时空聚集性和交互效应。为在经济新常态中一揽子地构建我国生态环境保护、食品安全治理、人体健康防范的良性循环轨道提供借鉴。

1 文献研究

目前国内外有关环境污染、食品安全与人体健康之间的研究主要集中在以下几个方面：

（1）环境污染与食品安全的相关研究。高耗能农业发展模式与化学投入品的低效利用和集约化耕作、大型畜禽养殖场带来的空气、水体、土壤交叉环境污染与食品安全问题相互交织，严重的负外部性日益显现[5]。化肥和农药等化学投入品的过量和低效施用破坏了农业生态环境，导致食用农产品中硝酸盐、亚硝酸盐、重金属等有害物质残留量严重超标，直接危害食品安全和人体健康[6]。值得一提的是，一些区域性的人畜共患疾病流行也显示出与环境污染、食品安全的高度相关性[7]。另外，重金属、有机化合物等环境污染同样导致了食品安全问题[8]。2009年，我国在110个食品样品中检测到8种有机磷农药，且存在食源性镉、铅污染，酱菜和熟肉的亚硝酸盐检出率甚至达到100%，严重影响食品安全[9]。

（2）环境污染与人体健康的相关研究。人体由于摄入受到环境污染的食物使得致病物进入机体，极易引发疾病，而证实食源性疾病病因环境污染呈现多样化趋势[10]。致病者可能出现急性中毒症状，危重者甚至可致死亡[11]。2006-2010年间，我国发生的56起较大及以上环境污染健康损害事件中，重金属污染占到55.34%的比例，铅污染则为41%[12]。其中对社会影响大的环境污染事件，多为由于企业周边农作物大面积减产或周围众多居民健康受损[13]。而长期食用因环境污染造成的农药残留过高的食品，会引起人体多种急慢性中毒作用，诱导产生耐药菌株，引起变态反应以及三致（致癌、致畸和致突变）作用[14]。Ramila等也发现，在化学污染物排放较高、水体受到污染等生态环境条件较差地区，发生食源性疾病的比例较高，而环境污染影响人体健康的情况则表现出较强的群发性特征[15]。

（3）环境健康风险评价的相关研究。环境健康风险评价由于包含食品安全因素，评价和预测环境污染可能对人体健康产生的风险，便于及早发现问题，制定管理对策和措施，而被各国广泛采用。美国自20世纪80年代着手编写有关环境健康风险评价的暴露参数手册[16]，2002年之后欧盟、日本和韩国等地区和国家陆续开发适合其公众特点的暴露参数手册，量化居民可能因环境污染、食品安全而受到的健康风险[17-19]。虽然包括白志鹏等在内我国众多学者也开始探讨食品安全因素的人体健康风险评价，但目前与美国、欧洲、日本等国家相比，我国仍存在基础数据缺乏、标准尚未统一等现实性问题[20]。

（4）环境污染影响人体健康的损失评价。世界卫生组织（World Health Organization，WHO）一再强调，环境变化和人体健康存在相互作用[21]，而发展中国家由于发生空气污染、水质下降、卫生条件和工业有毒排放的可能性较大，其公众较之发达国家更易受到环境退化的影响[22]，因而，环境污染对发展中国家的人体健康危害更为显著。中国进入新世纪以来，由于面临人口增长和经济社会转型等多重压力，也经历了前所未有的环境污染等突发环境事件[23]。针对环境污染对人群健康的急性效应及其量化评估，并计算由此造成的经济负担成为热点。从微观层面来看，环境污染影响人体健康会给个人带来经济上和精神上的双重负担，其中承担的经济损失主要为防护和治疗疾病。而从宏观层面，环境污染必然导致社会在公共医疗卫生部门的资源投入增加，促进对污染源的控制和治理[24]。世界银行估算后认为，2003年中国城市与空气污染有关的健康总成本投入的平均值为1 570-52 900亿元，约为当年国民生产总值的1.2%-3.8%[25]。哈佛大学也对中国的空气污染状况以及由此带来的健康损害进行了系列研究，通过模拟各个行业部门的污染物排放总量和空间分布，评估其可能带来的人体健康损害[26]。由于不同的环境污染对人体健康的影响状况不同，各国构建人体健康评价的最终观测指标也存在一定差异。

（5）食品安全与人体健康的相关研究。有研究认为，不安全食品可能损害的人体健康是继经济危机、环境污染、罹患重病之后的第四大威胁[27]，各国政府多从人体健康角度，展开食品安全研究[28]，估算因不安全食品而造成疾病感染的人数，模拟食品安全风险如何演化为人体健康事件，并识别食品安全风险的时空分布，通过评估可能受影响的人群以实现时空防范[29]。通过分析食源性疾病的致病因子空间分布，探测是否存在威胁人体健康的风险[30，31]。

（6）文献评述。总体而言，虽然目前国内外研究已经基本确定环境污染对食品安全、人体健康存在影响，也通过环境健康风险评价中暴露参数定量分析环境污染食品安全，可能造成人体健康风险的数值，以及某个环境污染指标对人体健康的损失成本，但并未从资源配置角度，明晰环境污染与食品安全、人体健康的空间因果关系。这也一定程度造成环境污染总量的控制指标虽然完成，但生态环境、食品安全和人体健康依然继续恶化的局面。因此，本文以突发环境事件作为生态系统故障的集中体现，从省级层面，立足我国不同省、自治区、直辖市的环境污染状况，以食源性疾病暴发作为食品安全问题、人体健康危机的具体表现，通过分析突发环境事件与食源性疾病暴发的空间格局及时空聚集性，从空间范畴推动我国生态环境保护、食品安全治理、人体健康防范的资源有效配置成为本研究重点。

2 我国食源性疾病的空间格局与时空过程

2003年以来引起我国食源性疾病的前五大风险因素分别是食品不正确存放（27%）、受污染的设备和环境（25%）、较差的个人卫生（24%）、煮熟不彻底（11%）和不安全来源（4%）[4]。可见，在我国，由于环境污染而影响的食品安全，并由此引发的食源性疾病比例处于较高地位。而食品污染及食源性疾病并未得到有效控制[32]。事实上，WHO曾估计世界各国食源性疾病的漏报率一般都在90%以上[32]。也正因为食源性疾病可能存在较为严重的漏报现象，甚至影响了食品卫生政策的制定[33]。

需要说明的是，目前除了只有我国和日本还部分沿用食物中毒的概念，包括WHO等国际组织和欧美等发达国家、地区在内，都已统一采用食源性疾病的官方表述。我国也开始在《2013中国卫生和计划生育统计年鉴》中采用食源性疾病的说法。籍此，本研究中2003-2010年间我国食源性疾病的数据采用的是食物中毒的统计数据。

根据2013、2014年《中国卫生和计划生育统计年鉴》，以及卫生部办公厅2007-2010年间全国食品中毒情况的通报[33-34]，国家人口与健康科学数据共享平台的相关数据，2011年、2012年和2013年我国食源性疾病暴发的空间格局分别见图1和图2、图3。

本文采用标准差椭圆（Standard Deviational Ellipse，SDE）的空间参数表达，以进一步分析2007-2013年间我国食源性疾病空间格局分布的特征变化情况。SDE主要参数的空间描述见图4，相应的计算公式可表述为：

其中，（xiyi）为各省域范围内食源性爆发的空间区位，wi为事件空间权重，（Xw，Yw）为事件空间加权平均中心，θ为空间格局的椭圆方位角，为沿着正北方向顺时针转到椭圆的长轴所形成的夹角，xi、yi分别为事件区位到平均中心的坐标偏差；σx、σy分别为短轴和长轴的标准差。

本研究进一步使用ArcGIS10.0工具分析球面空间标准差椭圆。以31个省级行政中心的地理坐标作为各省食源性疾病暴发指标的着力点，采用分省数据测算我国大陆地区2007-2013年间食源性疾病暴发的标准差椭圆中心及其变动轨迹（见图5，表1）。

由图5可以发现，2007-2013年间，我国食源性疾病暴发的空间格局的标准差椭圆基本位于“胡焕庸线”的东南方向，其中心地处湖南省与湖北省交界区域，且呈现逐步向我国东部地区移动的态势。由于“胡焕庸线”不仅是人口界线，也是我国生态环境的界线。在“胡焕庸线”附近，由于自然灾害分布集中，其生态环境影响也更为明显[35]。2007-2013年间食源性疾病空间格局的中心逐步东移过程中，分布椭圆的长轴总体保持稳定，短轴则有所增加，方位角呈一定程度减小态势，表明食源性疾病暴发的空间格局中心在向东部转移同时，主趋势方向逐步向北靠拢，空间分布也向西北—东南范围扩张。

利用一个椭圆分布与另一个椭圆空间未重叠部分占其总体面积的比例，即空间差异系数计算不同分布椭圆间的空间分布差异程度，可以发现，2007年和2011年，2008-2010、2012-2013年间我国食源性疾病分布椭圆的空间差异系数不大，而2007年和2011年我国食源性疾病分布椭圆的空间差异系数与2010年的数据相比分别达到16.41%和19.22%，东—西方向空间格局差异更为明显。

可以反应出的重要现实是，以食源性疾病为代表的我国食品安全问题与人体健康危机的空间分布很可能主要集中在我国华南地区。该区域的地方政府可能存在一定的食品安全监管、人体健康防范的缺位，或者至少没有及时有效地采取防范措施。而东—西方向差异明显的空间格局，说明至少在地方政府监管层面，我国东、西部地区在食品安全治理、人体健康防范方面的空间资源分布并不均匀，直接导致了监管成效差异性明显。

3 我国环境污染情况的空间格局分布

包括水、土壤、空气等在内，随着我国环境污染情况日益加重，各种突发环境事件频繁出现，而食品供应链也由于受到突发环境事件的影响，食品安全管理、人体健康面临前所未有的挑战。为了更为全面地描述我国环境污染情况，本研究针对历年《中国统计年鉴》中各个省域范围突发环境事故的发生数展开分析。其中2007年、2008年为环境污染与破坏事故情况统计数据，2009-2013年则按照突发环境事件发生数展开研究[36]。

2007年-2013年间，我国共发生环境污染事件3 950件。图6可见，这段时间内，我国所发生的环境污染事件的空间格局主要集中于中东部地区，尤其是地处华东区域的上海市、浙江省和江苏省，累计发生次数分别达到了1 041件，288件和275件，占据了该时期内我国各省、直辖市和自治区发生环境污染事件的前三位，其后陕西以219件、广西以210件、甘肃以178件、北京以172件、湖北以170件、湖南以167件、重庆以141件分别位列前十位。