降低PM2.5浓度的居民健康效益评估研究

王俊宇　包景岭　史芳

摘要：为评估PM2.5污染治理可实现的人体健康效益，并使之货币化。基于流行病学研究成果中PM2.5浓度与人群健康的暴露-反应关系，本文综合运用支付意愿法、疾病成本法和人力资本法，对A地区实施并达到《A市“十三五”生态环境保护规划》中PM2.5浓度标准可实现的居民健康改善的经济效益进行了评估。结果表明，A地区因PM2.5浓度降低可实现避免过早死亡、避免呼吸系统疾病住院、避免内科门诊求诊和避免慢性支气管炎患病的健康改善，产生的经济效益总和可达2865亿元，相当于该地区2017年地方生产总值的15.4%。本文的研究结果可为实施大气污染治理的费用效益分析提供科学依据，为大气污染环境管理提供政策决策参考。

关键词：PM2.5；人体健康；效益评估

随着现代工业的迅速发展，污染物的超量排放导致大气生态环境成为严重影响居民日常生活和身体健康的突出短板。其中细颗粒物（PM2.5）是对人体健康危害最大的大气污染物。基于此背景，本研究对A地区大气PM2.5污染现状进行了分析，以《A市“十三五”生态环境保护规划》中细颗粒物（PM2.5）浓度标准为改善目标，计算降低PM2.5浓度可实现的健康效益，并進行货币化估值。

一、A市空气PM2.5质量概况与控制目标

（一）规划执行前的PM2.5浓度

以《A市“十三五”生态环境保护规划》尚未执行时2015年为评估基准年。

2015年A市PM2.5年均浓度70微克/立方米，超过国家年平均浓度标准（35微克/立方米）1.00倍。自2013年国家实行《环境空气质量标准》以来，主要污染物浓度均呈现下降趋势。与2013年相比，2015 年PM2.5下降22.7%。尽管“十二五”期间A地区的PM2.5污染治理取得了一定成效，但面临的挑战仍非常艰巨。

（二）规划设定的PM2.5浓度目标

据《A市“十三五”生态环境保护规划》要求，2020年时A市细颗粒物（PM2.5）年均浓度较2015年下降25%。

二、居民健康改善的效益评估

本研究选择过早死亡（VSL）、慢性支气管炎、呼吸系统疾病住院以及内科门诊四项终端评价PM2.5污染造成的健康风险，计算由于PM2.5浓度降低可产生的经济效益。

（一）健康效益评价模型

PM2.5浓度与人体健康之间的暴露-反应关系一般采用泊松回归模型来描述[1]。当污染物的浓度为C时，暴露人群中死亡或发病的人次为式（2.1）：

I=exp（β（C-C0））I0（2.1）

其中，β是暴露-反应关系系数。C和C0分别为规划实施后和实施前的污染物浓度；I和I0分别为相应浓度水平下的健康效应。I-I0即规划实施前后相比的净健康效应。那么在已知暴露反应关系系数（β）、人群暴露水平（C和C0）和基础情景下的健康效应（I0）的情况下，就可以计算出净健康效应。

因此归因于PM2.5浓度变化的健康风险变化量为△I，即式（2.2）：

△I=I-I0=I*（1-1/exp（β（C-C0）））（2.2）

结合研究区域内暴露人群P，可计算出该健康终端归因于PM2.5浓度变化的健康效应变化量见式（2.3）：

E=P*I*（1-1/exp（β（C-C0）））（2.3）

（二）健康效益评价方法

本文选用的价值评估方法有意愿评价法、人力资本法和疾病成本法。各类健康效应数据如医疗费用、基础死亡率、呼吸系统疾病住院治疗率以及内科门诊率等均来自2015年《中国卫生和计划生育统计年鉴》。具体评估过程如下：

步骤一：暴露-反应关系系数的确定

暴露-反应关系系数的物理意义是指PM2.5浓度每升高一定浓度（如10μg/m3），健康因子（如死亡率、发病率）所增加的百分比。国外大量的PM2.5长期暴露与过早死亡关系的研究结果指出，当PM2.5浓度升高10μg/m3，人群过早死亡的风险升高4%～10%[2]。由于我国的大气环境质量与国外存在较大差异，而且根据张衍燊等（2007）的研究结果指出，暴露-反应系数随随着污染物浓度的升高，相对风险曲线可能会逐渐变得平缓[3]，故本研究的暴露-反应系数选取参考已有暴露-反应关系系数的低值，同时计算其95%可信限，以提高计算结果的可信度和准确性。

步骤二：健康终端经济单位经济损失的确定

1.过早死亡“VSL”：指人们为降低死亡风险而愿意付出的代价并用货币进行衡量。本文借鉴2013年北京市VSL研究结果，其结果表明北京市居民的VSL值为168万元人民币[3]。根据北京、A地区的人均可支配收入比估算A地区的VSL值的计算公式为式（2.4）：

VSLtj=VSLbj*（Itj/Ibj）（2.4）

2.慢性支气管炎：由于患病时间难以界定而且会极大地降低患者的生活质量，患病损失难以用疾病成本法进行估算。据Krupnick等人（2010）的研究表明，人们对于避免慢性支气管炎的支付意愿相当于VSL的32%[2]。

3.呼吸系统疾病住院、内科门诊：使用疾病成本法和人力资本法，将住院和门诊产生的人均医疗费用和误工损失作为经济损失。人力资本法和疾病成本法的计算公式为式（2.5）：

Ci=（Cpi+GDPp*Tli）*△Ii（2.5）

式中：Ci为PM2.5对健康终端i造成的疾病总成本；Cpi为健康终端i的单位病例的疾病成本，GDPp为A地区人均GDP的日均值（元/人·天），Tli为因健康终端i的疾病导致的误工时间，△Ii为健康终端i因PM2.5污染导致的健康效应变化量。

步骤三：数据处理

本文以2016年A市常住人口数量作为暴露人群。据《A市统计年鉴》获取A市常住人口15621200人，地方生产总值18595.38亿元，年人均生产总值11.51万元，居民人均可支配收入37022.33元；据《北京市统计年鉴》获取北京市居民人均可支配收入57229.83元；据《中国卫生和计划生育统计年鉴》获取呼吸科住院人均费用8604.7元，呼吸科平均住院天数6.6天，内科门诊人均费用245.5元。各健康终端的暴露-反应系数和基准发生率见表2-1.

基于上述计算原理，将各项基础数据代入公式（2.4）和公式（2.5），計算得四项健康终端的单位经济损失值见表2-2：

表2-2中计算数据的实际意义是：每有一个人过早死亡将会造成154.25万元损失，每有一个人因呼吸系统疾病住院将造成10685.96元损失，每有一个人因内科疾病进行门诊治疗将会造成245.5元损失，每有一个人患上慢性支气管炎将造成34.78万元。

将A地区PM2.5浓度的现值和目标值代入暴露-反应关系式（2.3），计算得降低PM2.5浓度能够产生的健康效应见下表2-3：

表2-3中计算数据的实际意义是：当PM2.5浓度达到规划目标浓度时，将会有61563人免于过早死亡，会有34537人免于因呼吸系统疾病住院，会有590572免于因内科疾病前往门诊治疗，会有549148人免于患上慢性支气管炎。

结合表2-2和表2-3的计算结果，计算得归因于PM2.5浓度降低可实现的健康效益如表2-4：

三、结论

（一）根据规划要求控制空气污染细颗粒物（PM2.5）浓度降低，将会极大改善居民健康状况，可减少过早死亡61563例，减少呼吸系统疾病住院34537例，减少内科门诊590572例，减少慢性支气管炎549148例；可实现的健康效益总和将达到2865亿元，相当于A地区2017年地方生产总值的15.4%。其中避免居民过早死亡和避免慢性支气管炎患病所产生的健康效益占到总效益的99%。

（二）A地区实施“十三五”大气环保规划并达到细颗粒物（PM2.5）空气质量标准将极大提高A地区的人群健康水平和生活质量，显著改善环境质量状况，促进城市居住环境明显好转，推进经济发展和环境保护相协调。

参考文献：

[1]钟梦婷，石辉，王会霞，等.暴露-反应关系的Meta分析与健康效应评价[J].环境科学与技术，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]张衍燊，杨敏娟，潘小川.空气颗粒物与人群死亡率暴露-反应关系的特征[J].环境与健康杂志，2007，24 （10）：830-834.