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1、支持單位北京大學環境科學與工程學院中國環境科學研究院中國疾病預防控制中心復旦大學公共衛生學院能源基金會空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺(ARCH)引用方式空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺(ARCH)旗艦報告工作組(2023),“以健康驅動空氣污染與氣候變化協同治理科學研究證據”,北京大學環境科學與工程學院,北京,中國插圖來源:; 及網絡關于 ARCH(AiR-Climate-Health)北京大學聯合復旦大學、中國疾病預防控制中心環境與健康相關產品安全所、中國環境科學研究院、能源基金會等多家單位共同發起空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺 ARCH(AiR-Climate-Hea
2、lth)。ARCH 吸納空氣污染、氣候變化和健康影響領域的研究機構、企事業單位、社會團體等組成學術交流與合作平臺,旨在以健康驅動大氣污染和氣候變化的協同治理,并作為智庫助力“碳中和”目標的盡快實現??諝?氣候-健康集成研究計劃與交流平臺(ARCH)旗艦報告工作組2024 年 1 月以健康驅動空氣污染與氣候變化協同治理科學研究證據聯合主席朱 彤中國科學院院士北京大學環境科學與工程學院教授吳豐昌中國工程院院士中國環境科學研究院研究員施小明中國疾病預防控制中心副主任闞海東復旦大學公共衛生學院教授摘要宮繼成北京大學環境科學與工程學院研究員(2023旗艦報告總召集人)陳仁杰復旦大學公共衛生學院教授趙曉麗
3、中國環境科學研究院研究員李湉湉中國疾病預防控制中心環境與健康相關產品安全所研究員薛 濤北京大學公共衛生學院研究員劉 俊北京科技大學能源與環境工程學院副教授劉 欣能源基金會環境管理項目主任第一工作組宮繼成北京大學環境科學與工程學院研究員(召集人)鄭 晶生態環境部華南環境研究所研究員吳少偉西安交通大學公共衛生學院教授孟 夏復旦大學公共衛生學院副教授魏永杰中國環境科學研究院研究員賀 淼中國醫科大學公共衛生學院教授吳曉晨海南省環境科學研究院研究員工作組成員列表空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺(ARCH)旗艦報告第二工作組陳仁杰復旦大學公共衛生學院教授(召集人)劉 濤暨南大學基礎醫學與公共衛生學院
4、教授趙 琦山東大學公共衛生學院教授程 建安徽醫科大學公共衛生學院教授楊 軍廣州醫科大學公共衛生學院教授第三工作組趙曉麗中國環境科學研究院研究員(召集人)韓 斌中國環境科學研究院研究員王 芃復旦大學大氣與海洋科學系副研究員楊 洋南京信息工程大學環境科學與工程學院教授沈惠中南方科技大學環境科學與工程學院副教授第四工作組李湉湉中國疾病預防控制中心環境與健康相關產品安全所研究員(召集人)黃 蕾南京大學環境學院教授沈國鋒北京大學城市與環境學院研究員張 舜華中科技大學公共衛生學院教授張明智南京醫科大學公共衛生學院講師閆美霖北京工商大學生態環境學院副教授第五工作組薛 濤北京大學公共衛生學院研究員(召集人)同
5、 丹清華大學地球系統科學系助理教授謝 楊北京航空航天大學經濟管理學院副教授第六工作組劉 俊北京科技大學能源與環境工程學院副教授(召集人)萬 薇亞洲清潔空氣中心中國區項目總監靳雅娜北京大學環境科學與工程學院助理教授、研究員王 騰北京協和醫學院衛生健康管理政策學院助理教授序言.1摘要.61.空氣污染與人體健康.82.氣候變化與人體健康.93.空氣污染與氣候變化的交互影響.104.空氣污染與氣候變化的協同健康效應.105.空氣污染與氣候變化協同治理對健康的影響.106.結論與展望.11文獻使用方法.12第一章.空氣污染與人體健康1.1 空氣污染的人群暴露現狀.141.1.1全球范圍內空氣污染暴露情況
6、.151.1.2我國空氣污染暴露情況.151.2 空氣污染健康風險的時空分布.171.2.1空氣污染健康風險的時間分布.171.2.2空氣污染健康風險的空間分布.171.3 空氣污染與健康效應的暴露反應關系.231.3.1我國空氣污染的短期健康危害.231.3.2我國空氣污染的長期健康危害.241.4 空氣污染導致健康損傷的毒理機制.271.5 空氣污染健康效應的易感人群.28參考文獻.30第二章.氣候變化與人體健康2.1 氣候變化的態勢和人群暴露現狀.362.1.1氣候及氣候變化的定義.362.1.2全球和我國氣候變化的變化趨勢.362.1.3氣候變化的主要驅動因素.372.2 氣候變化對傳
7、染性疾病的影響.38目錄CONTENTS第一章 空氣污染與人體健康2.2.1氣候變化對媒介生物性傳染病的影響.382.2.2氣候變化對介水傳播疾病的影響.382.2.3氣候變化對食源性疾病的影響.382.2.4氣候變化對經空氣傳播疾病的影響.382.2.5氣候變化對其他傳染病的影響.382.3 氣候變化對非傳染性疾病的影響.392.3.1氣候變化對心血管疾病的影響.392.3.2氣候變化對呼吸系統疾病的影響.392.3.3氣候變化對消化系統疾病的影響.392.3.4氣候變化對泌尿系統疾病的影響.392.3.5氣候變化對生殖系統疾病的影響.402.3.6氣候變化對精神心理疾病的影響.402.4
8、氣候變化健康影響的機制.412.4.1氣候變化直接影響的機制.412.4.2氣候變化間接影響的機制.422.5 氣候變化健康風險的空間分布和易感人群.442.5.1氣候變化健康風險概述.442.5.2 氣象因素對不同地區主要健康結局的影響差異.442.5.3不同人群對氣候變化的易感性差異.442.6 未來氣候變化情景下的疾病負擔變化.452.6.1未來氣候變化對傳染性疾病負擔的影響.452.6.2未來氣候變化對非傳染性疾病負擔的影響.45參考文獻.47第三章.空氣污染與氣候變化的交互影響3.1 氣候對空氣污染的影響.523.1.1氣候變化對空氣污染的影響機制.523.1.2極端氣候事件對空氣污
9、染的影響.533.2 空氣污染對氣候的影響.543.2.1典型污染事件對天氣氣候的影響.543.2.2長期污染防控政策對氣候的影響.54參考文獻.56第四章.空氣污染與氣候變化的協同健康效應4.1 空氣污染與氣候變化復合暴露的關鍵因素.624.2 空氣污染修飾氣象因素的協同健康效應.634.3 氣象因素修飾大氣污染物的協同健康效應.644.4 空氣污染事件與極端天氣事件復合暴露的協同健康效應.65參考文獻.67第五章.空氣污染與氣候變化協同治理對健康的影響5.1 空氣污染治理與健康.725.2 氣候變化應對與健康.735.3 碳減排與清潔空氣行動的協同效益.745.4 典型協同路徑下的健康影響
10、評估.75參考文獻.77第六章.結論與展望6.1 結論與建議.826.1.1空氣污染是威脅人體健康的首要環境風險因素.826.1.2氣候變化通過多種途徑影響和加劇健康風險.826.1.3空氣污染與氣候變化交互影響人體健康.836.2 不足與展望.846.2.1跨領域合作加深理解空氣污染與氣候變化的復雜交互機制.846.2.2加強空氣污染的人群健康影響機制與適應性研究.846.2.3加快開展針對氣象暴露的流行病學與醫學研究.856.2.4基于空氣與氣象的綜合監測系統開展健康集成研究.856.2.5以健康驅動空氣污染與氣候變化協同治理研究.86目錄CONTENTS1朱彤中國科學院院士北京大學環境科
11、學與工程學院教授在全球環境治理和公共健康保護領域,加快實現空氣污染和氣候變化的協同治理已成為一個重要議題。2019 年全球因空氣污染導致的過早死亡人數高達 667 萬,同時造成超過 2 億傷殘調整壽命年的損失,表明空氣污染不僅造成人類健康的巨大損失,也帶來全球經濟的沉重負擔。與此同時,越來越多的科學證據表明氣候變化通過氣溫、極端天氣和對食品安全的影響,對人類健康帶來巨大的直接和間接威脅。中國政府在應對空氣污染挑戰方面已采取了一系列有效措施,取得了顯著成效。然而,以 PM2.5為主要污染物的空氣污染仍然對中國公眾健康帶來巨大威脅,每年導致上百萬過早死亡。在碳達峰、碳中和目標下,協同推進空氣質量改
12、善和氣候變化應對的戰略和措施,實現大氣污染物和溫室氣體的協同減排,可望獲得更大的健康效益。因此,我們應該圍繞健康保護這個核心,識別并實施基于健康保護效益的優先性領域和措施,重構和改進中國的空氣污染防治與氣候變化協同應對戰略,推動實現環境-健康-經濟的多贏目標?!翱諝?氣候-健康集成研究計劃與交流平臺(ARCH)”是北京大學聯合中國環境科學研究院、復旦大學和中國疾病預防控制中心環境與健康相關產品安全所共同建立的。平臺在能源基金會資助下編寫了此報告。該報告通過系統梳理和深入分析空氣-氣候-健康領域的關鍵科學證據,提出以健康驅動空氣污染和氣候變化協同治理的思路,有望為邁向美麗和健康中國的道路上尋找更
13、加合理的路徑。序言12吳豐昌中國工程院院士中國環境科學研究院研究員我國提出的“碳達峰、碳中和”戰略對于減少污染物排放、改善空氣質量,以及緩解氣候變化帶來的環境健康風險具有深遠影響。當前,全球環境治理正面臨空氣污染、氣候變化與環境健康三者交互影響的復雜挑戰??諝馕廴局苯訐p害人類健康,并通過氣候系統影響環境健康,而氣候變化又反過來影響空氣污染,形成惡性循環。環境基準和標準研究也應當與時俱進,從空氣污染、氣候變化與環境健康交互影響的角度開展新探索。環境基準研究揭示了污染物如何影響氣候與健康,為政策制定提供了科學依據,具有一定的前瞻性、科學性和預見性。此外,環境基準與標準在評估溫室氣體減排對緩解全球變
14、暖的影響方面同樣重要。未來,我國須整合各方面資源,不斷發展和完善大氣質量基準和標準體系,積極應對空氣污染和氣候變化對環境健康的影響。同時,大氣中新污染物對環境健康的影響逐漸顯現,也將成為基準研究和標準研究的新的前沿熱點。持續的科學研究和動態的政策更新將讓我國在應對空氣污染和氣候變化挑戰時更加靈活有效,為全球環境治理貢獻中國智慧。序言23第一章 空氣污染與人體健康序言3施小明中國疾病預防控制中心副主任全球各國面臨人口老齡化的巨大挑戰,到2050 年全球老年人口將達到 20 億人,人口老齡化尤其是高齡化帶來失能、失智、共病、心理健康等問題,大氣污染與氣候變化會加重對脆弱人群特別是老年人的死亡、發病
15、、住院等風險。近些年來中國在大氣污染治理、應對氣候變化方面開展了大量工作,包括法規、政策、規劃、行動等。根據中國疾病預防控制中心評估,中國過去十年的大氣污染控制行動在相當程度上抵消了人口老齡化帶來的健康威脅。從保護人的健康的視角來加強環境污染治理越來越成為包括環境、生態、健康等領域科學家和決策者的廣泛共識?;诮】凋寗拥目諝馕廴九c氣候變化協同治理的科學證據越來越多,本報告組織了國內 30 多位一線學者,在前期研究基礎上,系統總結了我國空氣和氣候對健康影響的指標體系,從 5 個方面設計了 21 項核心內容和指標,跟蹤評估中國在走向美麗中國和健康中國之路上的做法并提出大氣污染與氣候變化協同治理方面
16、的意見建議。4闞海東復旦大學公共衛生學院教授空氣污染和氣候變化不僅是我國面臨的環境和公共衛生挑戰,也是全球關注的焦點問題。2019 年全球疾病負擔研究表明,空氣污染是全球排名第四位的死亡危險因素,每年可導致 667萬例過早死亡;不適宜溫度位列死亡危險因素的第十位,每年可造成 195 萬例過早死亡。全面了解和應對空氣污染和氣候變化對人群健康造成的損害,是科學界和政府部門面臨的共同挑戰。我國目前的相關研究,在暴露方面主要關注室外空氣污染、氣候變化對人群的健康影響,較少考慮室內空氣污染、室內溫度;在健康結局方面,主要關注人群死亡率等宏觀指標,較少涉及發病率、生物標志和組學。本次“空氣-氣候-健康集成
17、研究計劃與交流平臺(ARCH)”報告,聚焦健康驅動空氣污染與氣候變化的協同治理,提出了針對性的科學證據與建議,對未來我國乃至全球環境治理具有重要參考價值。期待未來ARCH 報告緊跟國內外相關科學領域的進展,圍繞我國“雙碳”目標背景下的空氣污染、氣候變化與人群健康研究現狀和未來趨勢,推陳出新,為后續更好地從健康角度優化大氣環境治理提供思路和建議。序言45第一章 空氣污染與人體健康序言5鄒驥能源基金會首席執行官中國區總裁空氣污染和氣候變化同根同源,且都會對人群健康造成顯著的負面影響。能源基金會一直致力于推動中國通過可持續能源發展和提高能效,實現世界級空氣質量以保護保護人群健康,氣候安全和經濟可持續
18、發展。為推動空氣、氣候與健康跨領域的研究、交流與合作,助力中國及全球的環境氣候治理與健康保護,能源基金會支持北京大學、中國環境科學研究院、復旦大學、中國疾病預防控制中心環境與健康相關產品安全所等機構搭建了空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺(ARCH),并集合了在國內相關領域工作的一線學者,共同編寫了空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺(ARCH)旗艦報告。本次報告聚焦空氣、氣候、健康及其相互關系和影響,總結梳理了最新的科學事實和進展,并提出了下一步工作的建議。希望能在經濟社會新發展階段和“雙碳”背景下,依據世界衛生組織最新指導值,制定空氣質量中長期目標愿景和分階段的目標,并關注老齡化和低
19、齡的嬰幼兒等敏感人群對于空氣質量的更高需求,同時統籌空氣質量改善,健康保護和溫室氣體減排等工作??諝?氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告6空氣污染是人類健康的主要威脅之一,據估計,2019 年全球因長期暴露于空氣污染而導致的過早死亡人數高達 667 萬,此外還帶來超過 2 億的傷殘調整壽命年(DALYs)損失,成為全社會沉重的經濟負擔。同時,氣候變化作為一個全球性的環境挑戰,不僅通過熱浪、寒潮、干旱、強降水等極端天氣事件直接影響人類健康,也通過影響食品安全、加劇光化學污染等間接路徑對健康造成威脅。為應對空氣污染的嚴峻挑戰,保障人民群眾身體健康,中國政府自 2013 年起實施了以“國十條”
20、為代表的一系列旨在改善空氣質量的政策和措施,過去十年間已經取得了顯著成效。但當前PM2.5污染尚未得到根本性控制,臭氧濃度整體在緩慢升高后出現波動趨勢,已成為僅次于 PM2.5影響空氣質量的重要因素,對公共健康構成了新的挑戰。當前中國也正在邁向“雙碳”目標的進程中,采取了一系列應對氣候變化戰略、措施和行動,這不僅對于全球氣候治理意義重大,能源清潔轉型、產業綠色發展等關鍵舉措也將為中國空氣質量的持續改善提供巨大驅動力??諝馕廴竞蜌夂蜃兓哂袃仍诼撓?,因為大氣污染物和溫室氣體在排放上同根同源,因此有可能通過協同共治的防治方案來解決。相關研究也已經證實,中國的空氣污染治理措施不僅顯著改善了空氣質量,
21、同時實現了大量的二氧化碳減排,具有協同效應。治理空氣污染和應對氣候變化都將帶來健康效益,這也是相關政策和行動的核心目標之一。但是不同排放源的控制、不同措施組合以及在不同區域來實施,可能會帶來不同維度和不同程度的健康收益。以健康風險規避和人群健康保護為目標制定相關的戰略和規劃,有助于統籌協調多污染物、多類源、多種防治措施等,特別是協同推進空氣質量改善和氣候變化應對的戰略和措施,實現大氣污染物和溫室氣體的協同減排,以獲取共生效益。以健康為目標和核心,有助于識別并實施基于健康保護效益的優先性領域和措施,重構和改進中國的空氣污染防治與氣候變化協同應對戰略,推動實現環境-健康-經濟的多贏目標。在這一戰略
22、背景下,北京大學聯合中國環境科學研究院、復旦大學、中國疾病預防控制中心環境與健康相關產品安全所,在能源基金會和空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺(ARCH)支持下,組織了國內 32 位一線學者,通過構建我國空氣污染和氣候變化對人體健康的影響指標體系,編制 ARCH 平臺旗艦報告以健康驅動空氣污染與氣候變化協同治理科學研究證據。在前期研究基礎上,本報告首次系統提煉和總結了我國空氣污染和氣候變化對健康影響的關鍵領域和相應的指標,在空氣污染與人體健康、氣候變化與人體健康、空氣污染與氣候變化的交互作用、空氣污染與氣候變化的協同健康效應、空氣污染與氣候變化協同治理對健康的影響等五方面,本報告涵蓋了
23、21 項核心內容和關鍵指標,通過對各項指標及其所涵蓋領域問題的國內外研究進行摘要7摘要了系統梳理,基于關鍵科學證據,分析中國在走向美麗中國和健康中國之路上所面臨的核心問題,并提出以健康驅動空氣污染和氣候變化協同治理的解決思路??諝馕廴九c人體健康 空氣污染的人群暴露現狀 空氣污染健康風險的時空分布 空氣污染與健康效應的暴露反應關系 空氣污染導致健康損傷的毒理機制 空氣污染健康效應的易感人群空氣污染與氣候變化的交互影響 氣候對空氣污染的影響 空氣污染對氣候的影響空氣污染與氣候變化的協同健康效應 空氣污染與氣候變化復合暴露的關鍵因素 空氣污染修飾氣象因素的協同健康效應 氣象因素修飾大氣污染物的協同健
24、康效應 空氣污染事件與極端天氣事件復合暴露的協同健康效應氣候變化與人體健康 氣候變化的態勢和人群暴露現狀 氣候變化對傳染性疾病的影響 氣候變化對非傳染性疾病的影響 氣候變化健康影響的機制 氣候變化健康風險的空間分布和易感人群 未來氣候變化情景下的疾病負擔變化空氣和氣候協同治理政策的健康效應 空氣污染治理與健康 氣候變化應對與健康 碳減排與清潔空氣行動的協同效益 典型協同路徑下的健康影響評估健康驅動空氣污染與氣候變化協同治理科學研究證據報告核心內容與關鍵指標空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告81.空氣污染與人體健康全球空氣污染,特別是 PM2.5、O3和 NO2仍然是主要關注點,99
25、%的人口暴露于超過 WHO標準的污染水平,中低收入國家受影響尤甚。中國雖有所改善,但 PM2.5、O3和 NO2水平高于 WHO 指導值,反映出空氣質量管理的挑戰。從 2010 年起,全球 PM2.5年平均濃度僅下降11.65%,東亞和東南亞的發展中國家的污染水平尤為高。NO2濃度僅有 23%的人口符合 WHO指導值??諝馕廴居绊懭祟惤】?,表現為急性和慢性效應。急性效應與短期暴露相關,可能在 24 小時內增加心血管事件風險;而慢性效應與長期暴露相關,與增加的過早死亡數有關。在中國,即使空氣質量改善,重度污染仍顯著增加心血管疾病的住院風險,特別是在冷季??臻g分布上,PM2.5短期暴露與死亡風險在
26、全球各地差異顯著。此外,社會經濟地位較低的群體,如美國的少數族裔和低收入人群,面臨更高的污染暴露和健康風險??諝馕廴九c健康效應的研究揭示了 PM2.5、O3和 NO2短期暴露與增加的死亡風險之間的明確關聯。研究發現,這些污染物濃度每增加10g/m3時,全因死亡風險相應增加了 0.22%至 0.90%。長期暴露于 PM2.5與全因死亡率增加 8-11%有關,而且死亡風險隨污染水平上升而增加。這些研究強調了PM2.5長短期暴露對心肺疾病的不良影響,且指出 PM2.5與死亡風險的關系在低濃度時呈線性,但在高濃度時斜率降低。暖季 O3濃度增加與心血管疾病死亡風險增加有線性關聯。大氣污染物如 PM2.5
27、和 O3進入人體后可通過呼吸系統引發全身性健康問題,包括內皮功能損傷、脂質代謝紊亂和免疫功能失調。炎癥反應和氧化應激是這些不良效應的關鍵機制,大氣污染物的暴露導致炎性物質水平升高,全身系統性炎癥,以及機體產生活性氧物種(ROS),損傷生物大分子并誘發功能障礙。這些污染物還可能通過影響表觀遺傳修飾,如 DNA 甲基化變化,引起疾病。研究發現,大氣污染物誘導的 8-OHdG 減少胞嘧啶 C 甲基化,導致 DNA 低甲基化,關聯癌癥、衰老等病癥。RNA 甲基化變化也與大氣污染物相關,可能影響基因表達和癌癥發生??諝馕廴緦σ赘腥巳旱慕】涤绊戯@著,包括老年人、兒童、心肺疾病患者、低收入和教育程度低的人群
28、。在中國,PM2.5長期暴露導致的疾病負擔在中東部地區尤為嚴重,占總疾病負擔的18.5-24.2%,超過全國平均水平。老年人、婦女9摘要和教育程度較低者對 PM2.5短期暴露尤為敏感,這與他們較高的慢性病風險和較弱的免疫力有關。同樣,這些群體對 PM2.5長期暴露及心腦血管疾病的發病風險也更敏感。兒童,特別是新生兒,對 PM2.5短期暴露引發的死亡風險也有較高的敏感性。此外,PM2.5中的黑碳、金屬元素和有機物可能是影響易感人群健康的關鍵因素。2.氣候變化與人體健康氣候變化是當前全球面臨的重大挑戰,對人類健康和社會發展構成了嚴重威脅。預計在 2030至 2050 年間,氣候變化將導致至少每年
29、25 萬人因營養不良、瘧疾、腹瀉和熱應激等死亡。世界氣象組織報告顯示,2022 年全球地表平均氣溫比工業化前高出約 1.15,標志著全球氣溫升高速度的加快。IPCC 第六次評估報告亦指出,近十年的平均氣溫高出工業化前水平 1.14。中國的氣候變化也十分顯著,1951 至 2021 年,中國地表年平均氣溫升高速度為 0.26/10 年,超過全球平均速度。這些變化表明,我國及全球的氣象災害將越來越頻繁,迫切需要通過氣候緩解和適應政策,降低氣候變化帶來的健康風險。氣候變化顯著影響傳染性疾病的傳播,通過改變病原體在媒介體內的繁殖和媒介生物的數量及分布,影響疾病的發生率。例如,登革熱、瘧疾和乙型腦炎的傳
30、播與氣溫上升密切相關。珠江三角洲的研究表明,氣溫每升高 1,登革熱的傳播風險增加 101.0。氣候變化還可能引發蜱傳疾病,如發熱伴血小板減少綜合征(SFTS)的暴發,其病例數與氣溫關系呈反 U 型。介水傳播疾病,如霍亂和細菌性痢疾,與氣溫升高及降雨量變化相關。食源性疾病如沙門氏菌的發病率也受高溫和濕度影響??諝鈧鞑ゼ膊?,如流感活動,與絕對濕度相關,但新冠病毒感染與氣象因素的關系尚未明確。手足口病發病率與降雨量和氣溫有正相關。氣候變化對心血管、呼吸、消化、泌尿和生殖系統疾病產生顯著影響,同時增加精神心理問題的發病風險。2019 年,中國約 40 萬心血管疾病死亡與非適宜溫度相關,主要是缺血性心臟
31、病和腦卒中。呼吸系統疾病死亡的30%,約18萬人,歸因于非適宜溫度。氣候變化通過影響水源和水質,也誘發消化系統疾病。泌尿系統疾病死亡中,約 3 萬例與非適宜溫度有關,其中低溫的影響大于高溫。孕期高低溫暴露增加早產風險,每年約有 1.3 萬早產事件與氣候變化相關。精神心理方面,非適宜溫度與全國每年 15.2%的自殺死亡相關,洪水則增加創傷后應激障礙發病率。氣候變化所導致的長期環境變化也會降低幸福感,影響精神健康。氣候變化對健康的影響涵蓋了從直接的生理影響,如熱浪和寒潮導致的心血管應激,到間接影響,包括傳染病的傳播變化和糧食安全問題。熱浪可能導致急性腎損傷和心臟病,寒潮則通過增加血壓和血液粘度,提
32、高心血管事件的風險。洪澇和臺風等極端氣象事件直接威脅生命安全,破壞衛生資源,并可能引起精神健康問題。間接影響包括氣候變化改變病原體和媒介生物的生命周期和分布,影響糧食產量和營養價值,以及降低空氣質量,這些都可能導致營養不良、傳染病和呼吸道疾病。氣候變化對人類健康的影響呈現出明顯的地區差異和人群異質性。我國北方居民更易受高溫的影響,而南方居民則對低溫更為敏感,這可能與地方適應能力和生活條件有關。農村地區的居民通常比城市居民面臨更高的健康風險,部分原因可能是基礎設施和醫療資源的差異。此外,老年人、兒童、孕產婦、貧困人群以及慢性疾病患者對氣候變化尤為敏感,面臨更高的健康風險。未來氣候變化很可能進一步
33、加劇。伴隨著溫度的攀升,相關健康風險會顯著提高。此外,氣候變化可能成為跨物種病毒傳播的主要驅動力。對于非傳染性疾病,預計熱相關死亡率將顯著升高,心血管和呼吸系統疾病將特別受影響。在高空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告10排放情景下,到 2030 年代熱相關超額死亡率可能從 1.9%增至 2.4%,而到 2090 年代可能升至5.5%。意外傷害和死亡風險亦將上升,預計到2090年代,傷害死亡人數可能增至近68,000人。3.空氣污染與氣候變化的交互影響氣候變化通過影響自然源排放(如生物揮發性有機物、野火、沙塵等)和人為源排放(如農業肥料和取暖需求)直接改變大氣污染物的排放量。極端氣候
34、事件(如熱浪、臺風和寒潮)會通過改變大氣化學反應速率、污染物的傳輸和沉降間接影響空氣污染??諝馕廴就ㄟ^改變地氣系統的輻射平衡影響氣候。氣溶膠散射和吸收太陽輻射,且作為云凝結核影響云特性和降水,具冷卻或增溫作用。沙塵事件通過直接散射和吸收輻射影響氣候,降低地表溫度,產生負反饋。野火排放的氣溶膠和溫室氣體,能夠散射太陽輻射、具有降溫效應,并且通過延長云壽命、破壞地表植被、影響下墊面反照率等復雜機制影響氣候變化。新冠疫情期間,氣溶膠減排引起地表溫度上升和極端降水變化。長期污染減排政策導致美歐氣溶膠排放減少和溫度升高。中國大氣污染防治行動計劃實施后,氣溶膠減少導致中國東部溫升,同時對流層臭氧污染加劇,
35、進一步導致溫升。4.空氣污染與氣候變化的協同健康效應氣候變化與空氣污染,特別是 O3和 PM2.5,構成全球面臨的主要挑戰,共同影響人群健康。O3是光化學反應產物,其濃度受氣象條件如紫外線、溫度等因素影響。PM2.5來源于一次排放和大氣中的二次反應,重霾事件受氣溫、降雨、風速等氣象條件影響。極端降水可能與溫室氣體、氣溶膠污染相關。研究顯示,空氣污染與降水動能-強度關系的不確定性有關,且氣溶膠能抑制對流,增加夜間強對流和極端降水。熱浪與 O3污染在溫暖的季節往往同時發生,是當下全球范圍內最具健康威脅的復合事件之一。預計到 2080 年,熱浪與 O3復合暴露將是現水平的 26 倍。熱浪與O3復合事
36、件的健康影響基本達成共識,迫切需要科學有效的應對措施。同時,低溫與顆粒物污染的復合暴露對健康的影響也不容忽視??諝馕廴竞蜌庀髼l件互相作用,加劇了對人群健康的不良影響。研究顯示,空氣污染,尤其是 PM2.5和 O3,加劇了高溫引起的心血管與呼吸系統疾病死亡風險。同樣,氣象因素如高溫也加強了 O3相關死亡風險,低溫增加了 NO2暴露相關的死亡風險。此外,氣象條件改變(如濕度和溫度變異)對空氣污染相關的疾病發病率有修飾效應。目前研究主要集中于短期健康效應,未來需采用隊列研究進一步驗證氣象因素的修飾作用,并揭示其潛在的作用機制。全球極端氣候事件增多,如中國的高溫和干旱頻發,野火暴露天數增加,強臺風頻率
37、上升。研究表明,空氣污染與極端天氣的復合暴露可能增加健康風險。沙塵暴和花粉等復合暴露的健康效應研究不一致,需要更多系統性研究支撐制定有效的預防策略。5.空氣污染與氣候變化協同治理對健康的影響空氣污染對人類健康的負面影響已經得到廣泛證實,而準實驗研究為我們提供了評估空氣污染控制措施健康效益的直接證據。例如,在 2008年北京奧運會期間實施的污染控制措施使 PM2.5濃度顯著下降,這導致了心腦血管疾病死亡率和全因死亡率下降,甚至兒童的出生體重也有所提高。長期空氣質量改善措施,如“大氣十條”和“藍天保衛戰”等政策,顯示出了對人群健康的持續益處,提高了成人的肺功能和認知能力。然而,中國在長期空氣污染控
38、制措施的健康效應研究上還存在不足。應對氣候變化主要通過碳減排,但長期碳減11摘要排政策的健康效應難以用實證研究評估,多依賴模型預測。中國多地已實施“氣候-健康”預警系統,如高溫預警,以增強人群適應能力。研究表明這些預警系統可能與健康改善相關,如費城的高溫預警減少了全因死亡。上海的氣象健康預警服務減少了慢阻肺急性發作概率和醫療開支。中國的氣象健康預警效果尚未進行廣泛評估,實證研究明確預警措施的健康效益。中國的清潔空氣行動通過淘汰或升級低能效、高污染燃燒設施,已在 20132020 年間產生了24.3 億噸的二氧化碳減排量,推動了能源系統的轉型。預計到 2035 年,空氣質量達標所驅動的低碳能源轉
39、型政策將進一步減少大氣污染物排放6-32%,并使二氧化碳排放量降低 22%。此外,碳中和目標的深度低碳能源轉型措施將成為中國空氣質量持續改善的關鍵。研究顯示到 2060 年碳中和情景下,人群 PM2.5年均暴露水平將大幅降低,空氣污染問題得到根本解決,對人民健康產生積極影響。提前退役高污染燃煤機組能減少大量的二氧化碳排放和空氣污染相關死亡。中國的碳中和承諾預示著能源系統的重大變化,對改善空氣質量和提升公共健康具有重要意義。研究表明,實現 2氣候目標能顯著降低與PM2.5和 O3相關的疾病和死亡率,同時節省醫療費用。到2030年,可避免560萬例PM2.5相關疾病,2050 年 PM2.5和 O
40、3導致的過早死亡率將分別下降約 13.5%和 13.3%。碳中和將提高人均壽命并減少數百萬過早死亡案例。農村能源轉型和可再生能源部署將進一步減少污染,降低死亡率,尤其在北方省份。但人口老齡化可能削弱這些氣候響應措施的健康效益。6.結論與展望全球范圍內,99%的人口暴露在超出 WHO空氣質量指導值的空氣中,中國為 PM2.5濃度較高的國家之一。2019 年,空氣污染導致的過早死亡為第四位的全球健康風險因素,導致全球平均預期壽命降低近一年。值得注意的是,在中國,PM2.5濃度每增加 10g/m3,全因死亡率增加8-11%,而臭氧濃度每增加 10g/m3,相關心血管疾病死亡風險增加 9%。然而,這僅
41、僅是冰山一角。氣候變化正導致全球氣溫持續升高,而中國的氣候脆弱性較高,空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告12氣象災害頻發,極端氣象事件直接影響公眾健康,間接影響傳染病分布和食物安全,因此需要制定氣候變化應對和減緩政策。更為復雜的是,空氣污染和氣候變化存在復雜交互作用,可獨立或協同產生健康影響。例如,夏季高溫與臭氧污污染染復合,冬季低溫與 PM2.5復合暴露都顯著影響健康。同時,氣候變化應對措施也應考慮空氣污染對易感人群的影響,如老年人、兒童、孕婦和慢性病患者。因此,治理空氣污染與應對氣候變化需同步進行??蒲泄ぷ髡哒铝τ诮鉀Q這一系列的挑戰,跨領域的合作正在加強,以深入理解這些復雜的
42、交互作用機制,特別是氣溶膠的直接和間接輻射強迫效應,以及極端天氣事件與空氣污染的相互影響等重要議題。為了更好地應對健康危害和社會影響,需要開展更精細的觀測和模型模擬,推動氣候變化與空氣污染耦合模型的進一步完善。中國的“雙碳”戰略目標對公眾健康產生的影響是一個重要議題,因此,需要深入研究低濃度空氣污染對健康的影響,明確其與健康結局之間的因果關系,并評估不同污染組分的健康影響;其次,需要探討不同地區人群的健康風險差異,為人群健康適應性評估提供基礎;再次,針對氣候變化引起的復雜健康影響,需開展流行病學與醫學研究,特別是在全國尺度上開展對傳染病的影響研究,探討氣候變化對疾病譜的全面影響;同時,探索氣候
43、適應性的生物學機制,以及精確評估氣溫暴露對健康的影響,尤其是在室內外環境中的差異。同時,研究“氣象-氣象”和“氣象-大氣污染物”復合暴露的健康效應;此外,健康集成研究需基于空氣與氣象的綜合監測系統進行,以構建復合暴露指標體系,分析長短期暴露的健康效應機制,并明確敏感疾病、脆弱地區與人群等特征,為精準預防策略的制定提供科學支持;最后,以健康效應為導向的空氣污染與氣候變化協同治理研究為科學決策提供有力支持,包括建立環境政策健康效益預評估機制,識別能源系統低碳轉型最優路徑,以及針對社區氣候韌性的準實驗研究等,從而為空氣質量的提升和氣候變化的應對提供動力和激勵。文獻使用方法在評估空氣污染和氣候變化對健
44、康影響的研究中,文獻選取方法須綜合考慮時間范圍、地理位置、數據來源、關鍵詞使用以及篩選原則。首先,我們設定的時間范圍主要是最近五年的文獻,確保信息的時效性和相關性,但對于特定的長期趨勢分析,也包括了歷史文獻。在地區選擇上,重點是中國的研究,但在不足以解釋的情況下,擴大到全球范圍內的研究。數據來源方面,我們整合了來自世界衛生組織(WHO)、中國生態環境部和國內外其他重要數據庫的數據。使用的數據庫涵蓋了 WebofScience、PubMed 和中國知網,以獲取全面的中英文文獻。在關鍵詞的選擇上,我們采用與空氣污染和氣候變化相關的專業術語,如“PM2.5”、“臭氧”和“氣候變化”,并結合健康相關的
45、詞匯,如“死亡率”、“心血管疾病”等,來確保檢索結果的針對性和全面性。篩選原則包括主題相關性和研究的代表性。優先選擇具有代表性的多城市或全國性研究,以及證據等級更高的研究。對于急性和慢性健康效應,分別側重于多中心人群研究和隊列研究。此外,研究的選取還要關注其對炎性反應和氧化應激等機制的揭示,以及是否涉及到相關的生物學調控路徑,如自噬和凋亡。通過以上方法,系統地梳理和整合了國內外的主要數據庫,為后續的科學研究和政策制定提供了扎實的基礎。(相關參考文獻未逐一列出,詳見各章末尾)空氣污染與人體健康空氣污染是現階段影響人類健康最主要的環境風險因素之一,每年數以百萬計的人口早亡與空氣污染暴露有關??諝馕?/p>
46、染已經引起包括全世界的關注,包括世界衛生組織(WHO)和世界氣象組織(WMO)等機構分別針對空氣污染和人體健康開展了相關工作,引導全球不同國家按照各自的情況開展基于健康效應的空氣污染治理工作。本章從空氣污染的暴露現狀、時空分布、暴露效應關系,作用機制和易感人群幾個方面系統梳理空氣污染影響人體健康的科學證據。01空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告14當前,人們高度關注的主要大氣污染物包括顆粒物(Particulatematter,PM)、二氧化氮(Nitrogendioxide,NO2)、臭氧(Ozone,O3)、二氧化硫(Sulfurdioxide,SO2)和 一 氧 化 碳(Ca
47、rbonmonoxide,CO)。顆粒物主要包括直徑小于或等于10m(PM10)和小于或等于 2.5m(PM2.5)的兩種代表性顆粒。全球有 117 個國家的超過 6000 個城市正在監測空氣質量;基于這些監測,世界衛生組織(WHO)建立了一個空氣質量監測數據庫。該數據庫是迄今為止覆蓋地面最廣的空氣污染暴露數據庫,包含了來自 120 多個國家 8600 多個人類社區的空氣質量監測點位1。發布的數據顯示,全球 99%的人口呼吸的空氣中的污染物超過了 WHO 的空氣質量限值,特別是 PM2.5和 NO2,這表明存在顯著的健康風險。中低收入的發展中國家居民受到的影響更大1。WHO 在 2021 年修
48、訂了空氣質量指導值(Airqualityguideline,AQG),旨在幫助各國更好地評估其空氣對健康的影響。我國目前實施的環境空氣質量標準(GB3015-2016)與 WHO 的空氣質量指導值還存在一定差距(表 1-1)??諝馕廴镜娜巳罕┞冬F狀1.1表 1-1WHO AQG 和我國的空氣質量標準大氣污染物平均時間WHO AQG我國標準一級二級PM2.5(g/m3)年平均5153524 小時平均153575PM10(g/m3)年平均15407024 小時平均4550150O3(g/m3)季節峰值60/8 小時平均1001001601 小時平均/160200NO2(g/m3)年平均104040
49、24 小時平均258080SO2(g/m3)年平均/206024 小時平均4050150CO(mg/m3)24 小時平均44415第一章 空氣污染與人體健康1.1.1 全球范圍內空氣污染暴露情況世界衛生組織(WHO)的環境空氣質量數據庫收集了整個城市(而非單個監測站點)的PM2.5、PM10和 NO2地面測量數據的年均濃度,以此來評估城市的空氣質量。據 WHO 的數據和空氣質量指導值顯示,高收入國家的 PM 污染水平較低,只有 17%的城市 PM2.5或 PM10濃度低于 WHO 的空氣質量指導值,但大多數城市依然存在 NO2污染問題。相比之下,在中低收入國家,不到 1%的城市空氣質量(包括
50、PM 和 NO2)達到 WHO 建議的閾值。在過去十年(20102019)中,全球空氣污染的減少并不顯著。2019 年,全球 PM2.5的年均濃度為 31.17g/m3(范圍在30.06 至 33.62g/m3),與 2010 年相比僅降低了 11.65%。在北美和歐洲等發達國家,2019 年的 PM2.5年均濃度為 10.04g/m3(范圍在 9.72至 10.38g/m3),接近 WHO 的指導值。而在東亞和東南亞的發展中國家,年均濃度為 31.56g/m3(范圍在 30.39 至 32.5g/m3),遠超 WHO的指導值。1.1.2 我國空氣污染暴露情況生態環境部最近報告了 2023 年
51、 10 月我國空氣質量狀況2。全國 339 個地級及以上城市平均空氣質量優良天數比例為 93.4%,較 2019 年同期上升 5.3%;平均重度及以上污染天數比例為 0.2%,較 2019 年同期下降 0.2%;PM2.5平均濃度為 28g/m3,較 2019 年同期下降 9.7%;O3平均濃度為 124g/m3,較 2019 年同期上升0.8%;PM10平 均 濃 度 為 51g/m3,同 比 上 升2.0%;SO2平均濃度為 9g/m3,同比持平;NO2平均濃度為 25g/m3,同比上升 13.6%;CO 平均濃度 0.8mg/m3,同比持平;全國 339 個地級及以上城市由沙塵天氣導致的
52、平均超標天數比例為 0.4%。2023 年 1 到 10 月,全國 339 個地級及以上城市平均空氣質量優良天數比例為 85.1%,同比下降 1.2%,較 2019 年同期上升 2.9 個%;平均重度及以上污染天數比例為 1.6%,同比上升 0.8%,較 2019 年同期下降 0.1%。PM2.5平均濃度為 28g/m3,較 2019 年同期下降 17.6%;O3平 均 濃 度 為 147g/m3,較 2019 年 同 期 下降 2.6%;PM10平均濃度為 51g/m3,同比上升6.2%;SO2平均濃度為 8g/m3,同比持平;NO2平均濃度為 20g/m3,同比持平;CO 平均濃度為1.0
53、mg/m3,同比持平;由沙塵天氣導致的平均超標天數比例為 3.5%。2023 年 110 月我國大氣顆粒物和 NO2濃度呈現春東兩季高,夏季顯著降低的趨勢;O3反之,在夏季達到峰值;而 SO2和CO 全年的濃度保持相對穩定(圖 1-1)。中國大氣成分近實時追蹤數據集(TrackingAirPollutioninChina,TAP)3,4,由清華大學空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告16圖 1-1 2023 年 110 月全國六項空氣指標平均濃度變化趨勢1801601401201008060402002023 年 1-10 月全國 PM2.5、PM10和 O3的月平均濃度PM2.5P
54、M10O32023 年 1-12 月2023 年 1-10 月2023 年 10 月2023 年 9 月2023 年 8 月2023 年 7 月2023 年 6 月2023 年 5 月2023 年 4 月2023 年 3 月2023 年 2 月2023 年 1 月監測時間SO2NO2CO3025201510502023 年 1-10 月全國 SO2、NO2和 CO 的月平均濃度2023 年 1-12 月2023 年 1-10 月2023 年 10 月2023 年 9 月2023 年 8 月2023 年 7 月2023 年 6 月2023 年 5 月2023 年 4 月2023 年 3 月202
55、3 年 2 月2023 年 1 月監測時間聯合北京大學、南京大學、復旦大學、中國氣象科學研究院等多家單位開發并維護。目前已上線2000 年至今的不同空間分辨率的中國大氣細顆粒物及主要化學組分濃度數據和 2013 年至今的中國近地面臭氧濃度數據。2023 年 111 月我國 PM2.5人口加權平均濃度為 29.8g/m3,O3平均濃度為 112.9g/m3,其估算值與變化趨勢與前述結果基本保持一致,即 PM2.5在春季達到濃度峰值(13 月平均濃度為 46.7g/m3),而 O3在夏季達峰(68 月平均濃度為 127.6g/m3)。由此可見,全球空氣污染形勢依舊嚴重,特別是中低收入國家的居民承受
56、著更高的大氣污染物暴露風險。盡管我國在空氣污染治理方面取得了顯著成效,空氣質量較歷史時期有所改善,但仍面臨不小的挑戰。我國的 PM 水平高于發達國家和全球平均水平,是主要的大氣污染物。近年來,O3的濃度呈上升趨勢,暴露風險也隨之增加。此外,我國目前實施的環境空氣質量標準與WHO 的指導值相比較高,未來還需要進一步評估和調整。17第一章 空氣污染與人體健康空氣污染健康風險有比較明顯的時空分布特點,在不同時間段、不同地區呈現不同的分布規律。掌握空氣污染人群健康風險的時空分布規律,可為空氣污染治理提供重要參考依據。1.2.1 空氣污染健康風險的時間分布時間效應模式:空氣污染對人群健康的影響具有兩種差
57、異顯著的時間效應模式,即急性效應和慢性效應,前者與空氣污染短期暴露(時間尺度通常小于 1 個月)相關5-10,后者與空氣污染長期暴露(時間尺度通常不少于 6 個月)相關10-18。一些研究發現空氣污染暴露 24 小時內即可引起心律失常、急性心肌梗死、急性冠脈綜合征等心血管急性事件發生風險增加19-21。雖然我國空氣質量近年來明顯改善,以 PM2.5為首要污染物的重污染天數比例明顯下降,各城市空氣質量達標天數增加,但重污染事件相關的健康風險仍較高。北京的一項研究顯示,持續 3 天及以上的 PM2.5極重度污染事件(150g/m3)可增加人群總體心血管疾病以及心絞痛、心肌梗死、缺血性中風和心力衰竭
58、等心血管疾病亞型的住院風險22。長期變化趨勢:由于空氣污染加劇、人口老年化以及人口不斷增長,全球疾病負擔研究發現空氣污染導致的過早死亡人數明顯上升23。有研究顯示,近年來空氣污染濃度有所下降,但與SO2短期暴露相關的健康風險保持相對穩定5,但PM10短期暴露與急診就診風險在不同時間段存在明顯的波動24。國內外基于長時間序列數據的研究探索了大氣污染物短期暴露健康風險的長期變化趨勢(表 1-2),發現健康風險長期變化趨勢不同,原因可能來自污染物濃度、毒性(顆粒物理化性質)、人群暴露模式(室內外活動時間)以及人群易感性的變化。季節變化:由于空氣污染濃度的季節性差異以及人群在不同季節的暴露模式差異,空
59、氣污染的健康風險也存在季節性差異。有研究表明,在冷季,PM2.5、CO 和 NO2短期暴露引起急性冠脈綜合征發病的風險要高于暖季,其原因可能是大氣污染物濃度在冷季更高且心血管疾病在冷季的發病風險更高21。但也有研究發現 PM2.5短期暴露在暖季導致心血管疾病壽命損失年增加的風險要高于冷季25;臭氧長期暴露相關的死亡風險在暖季要高于冷季6。1.2.2 空氣污染健康風險的空間分布地理區域分布:由于不同地區的空氣污染水平、理化性質、人群易感性等因素差異,空氣污染健康風險也呈現一定的空間分布規律。全球多中心的研究結果顯示,與 PM2.5、PM10、CO、NO2和 SO2短期暴露相關的全因死亡風險在西班
60、牙、巴西等國家最高,在英國、葡萄牙等國家較低5-8;而 O3短期暴露相關的全因死亡風險則呈現相反的空間分布特點9(圖 1-2)。我國研究顯示,PM2.5短期暴露相關的心血管疾病和呼吸系統疾病的死亡風險在北方更高,慢性阻塞性肺疾病的死亡風險在南方更高26;孕期 PM2.5的長期暴露導致新生兒發生先天性心臟病的風險在我國北方更高8。國內多項基于全國代表性人群的研究報告了空氣污染短期暴露健康風險的地理分布差異(表 1-3)??諝馕廴窘】碉L險的時空分布1.2空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告18表 1-2大氣污染物短期暴露健康風險的長期變化趨勢長期變化趨勢健康結局時間跨度污染物種類研究區域
61、研究PM2.5短期暴露水平每升高 10g/m3,呼吸系統疾 病 死 亡 風 險 在 2006-2009、2010-2013 及2014-2016 年期間分別增加 0.39%(95%CI:-0.66%,1.46%)、1.12%(95%CI:0.05%,2.20%)、1.91%(95%CI:0.25%,3.60%);PM10短期暴露水平每升高 10g/m3,呼 吸 系統 疾 病 死 亡 風 險 在 2006-2009、2010-2013及 2014-2016 年 期 間 分 別 增 加 0.24%(95%CI:-0.47%,0.96%)、1.01%(95%CI:0.26%,1.77%)、1.37%
62、(95%CI:0.22%,2.53%)。心血管疾病死亡呼吸系統疾病死亡2006-2016PM2.5PM2.5-10PM10廣州Wu,201827NO2短期暴露與急診就診風險之間的關聯隨著時間的推移保持不變(P0.05),而 PM10短期暴露與急診就診風險的關聯存在明顯的時間變化趨勢(P0.05),其關聯的效應值在 2008-2011年期間最小,隨后效應值開始波動上升,并在2012-2015 期間達到最大。急診就診2008-2019PM10NO2上海Zhu,202224SO2、NO2、Ox 等污染物短期暴露與各種疾病死亡風險之間的關聯在不同時期保持相對穩定。而總懸浮顆粒物短期暴露引起心血管疾病死
63、亡風險增加的效應呈現隨著時間下降的趨勢(P=0.03)。非意外死亡心血管疾病死亡呼吸系統疾病死亡1977-2015SO2NO2Ox總懸浮顆粒物日本10 城市Nishikawa,202328PM10短期暴露與全因死亡、心血管疾病死亡、呼吸系統疾病死亡風險的關聯均有明顯的時間趨勢。如 PM10每升高 10g/m3,全因死亡風險在2001-2005、2005-2009、2011-2015 年 期 間分別增加 0.31%(95%CI:0.15%,0.46%)、0.61%(95%CI:0.34%,0.89%)、-0.06%(95%CI:-0.38%,0.25%)。全因死亡心血管疾病死亡呼吸系統疾病死亡2
64、001-2015PM10韓國首爾Choi,201829PM10短期暴露水平每升高 10g/m3,在 2006-2008、2009-2011、2012-2014 年期間,因心血管疾病住院的相對風險(RR)分別為 1.0050(95%CI:0.9965,1.0135)、1.0086(95%CI:1.0000,1.0174)和 1.0103(95%CI:1.0041,1.0165)(P 交互 0.01)。心血管疾病住院呼吸系統疾病住院2006-2014PM10泰國曼谷Phosri,20203019第一章 空氣污染與人體健康未觀察到大氣污染物與非意外死亡的關聯存在明顯的長期變化趨勢。PM10短期暴露水
65、平每升高 10g/m3,在 2001-2005、2006-2010、2011-2014 年期間,非意外死亡風險分別增加 1.16%(95%CI:0.53%,1.79%)、0.99%(95%CI:0.23%,1.77%)和 1.87%(95%CI:1.00%,2.74%),而 NO2短期暴露水平每升高 10g/m3,其對應的死亡風險分別增加 4.20%(95%CI:3.15%,5.25%)、1.78%(95%CI:0.73%,2.85%)、3.32%(95%CI:2.03%,4.63%)。非意外死亡1998-2014PM2.5PM10NO2SO2CO意大利羅馬Renzi,201731未觀察到 N
66、O2、O3短期暴露與非意外死亡的關聯存在明顯的長期變化趨勢。非意外死亡1984-2000NO2O3加拿大24 城市Shin,200832O3短期暴露與循環系統疾病死亡風險之間的關聯在總體上呈現“上升-下降”的長期變化趨勢;該關聯在 2002-2004 年之前呈略微上升趨勢,之后則呈總體下降趨勢。循環系統疾病死亡1984-2012O3加拿大24 城市Shin,202033PM2.5短期暴露水平每增加 10g/m3,呼吸系統疾病住院增加的風險從 1999 年的 0.75%(95%CI:0.05%,1.46%)下降到 2008 年的-0.28%(95%CI:-0.79%,0.23%),然后在 201
67、6 年上升到 1.44%(95%CI:0.00%,2.91%)。未觀察到 PM2.5短期暴露與循環系統疾病住院風險之間的關聯存在統計學上顯著的長期時間變化趨勢。循環系統疾病住院呼吸系統疾病住院1999-2016PM2.5美國173個縣Chen,202134圖 1-2大氣污染物短期暴露與全因死亡風險關聯(變化百分比)的地區差異(數據來源于 MCC 研究)地區PM10PM2.5NO2SO2O3CO澳大利亞1.321.420.640.390.180.39加拿大0.761.700.620.350.231.71中國0.280.410.570.340.140.32日本1.051.420.360.160.2
68、00.63葡萄牙0.110.030.520.670.110.96韓國0.420.410.970.143.09西班牙0.871.960.701.140.062.17瑞士0.470.790.240.800.190.79臺灣0.250.620.52-0.060.10-0.92捷克共和國0.400.46-0.010.18愛沙尼亞0.460.230.400.290.23芬蘭0.070.140.41-0.321.16德國0.620.270.150.75瑞典0.200.080.550.200.02泰國0.610.321.011.35巴西1.220.342.34智利0.330.270.531.26哥倫比亞0.
69、030.310.04希臘0.532.540.620.11意大利0.650.182.11羅馬尼亞0.270.43-0.04英國0.060.170.35美國0.791.580.570.16空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告20健康風險的地理差異健康結局濃度(MeanSD)污染物種類研究區域研究PM2.5-10短期暴露水平每升高 10g/m3,全因死亡風險在南方(160 城市)、北方(112 城市)人群中分別增加0.55%(95%CI:0.35%,0.75%)、0.05%(95%CI:-0.05%,0.14%)全因死亡PM2.5-10短期暴露水平每升高 10g/m3,心血管疾病死亡風險在
70、南方(160 城市)、北方(112 城市)人群中分別增加 0.55%(95%CI:0.26%,0.83%)、0.13%(95%CI:0.00%,0.25%)心血管疾病死亡3923g/m3PM2.5-10272 城市Chen,201935PM2.5-10短期暴露水平每升高 10g/m3,呼吸系統疾病死亡風險在南方(160 城市)、北方(112 城市)人群中分別增加 0.41%(95%CI:0.09%,0.73%)、0.17%(95%CI:-0.07%,0.42%)呼吸系統疾病死亡NO2短期暴露水平每升高 10g/m3,全因死亡風險在南方(140 城市)、北方(107 城市)、西北人群(21 城市
71、)中分別增加 1.26%(95%CI:0.96%,1.55%)、0.41%(95%CI:0.10%,0.72%)、0.54%(95%CI:-1.47%,2.54%)全因死亡3111g/m3NO2143 城市Chen,201836NO2短期暴露水平每升高 10g/m3,心血管疾病死亡風險在南方(140 城市)、北方(107 城市)、西北人群(21 城市)中分別增加 1.30%(95%CI:0.91%,1.69%)、0.46%(95%CI:0.06%,0.85%)、0.71%(95%CI:-1.58%,3.00%)心血管疾病死亡NO2短期暴露水平每升高 10g/m3,呼吸系統疾病死亡風險在南方(1
72、40 城市)、北方(107 城市)、西北人群(21 城市)中分別增加 1.41%(95%CI:0.91%,1.92%)、0.79%(95%CI:0.19%,1.40%)、2.26%(95%CI:-2.79%,7.32%)呼吸系統疾病死亡O3短期暴露水平每升高 10g/m3,全因死亡風險在南方(140 城市)、北方(107 城市城市)、西北(21城市)、青藏地區人群(4 城市)中分別增加 0.24%(95%CI:0.09%,0.39%)、0.28%(95%CI:0.06%,0.51%)、-0.24%(95%CI:-1.75%,1.28%)、0.90%(95%CI:-2.12%,3.93%)全因死
73、亡O3短期暴露水平每升高 10g/m3,心血管疾病死亡風險在南方(140 城市)、北方(107 城市)、西北(21 城市)、青藏地區人群(4 城市)中分別增加0.31%(95%CI:0.09%,0.52%)、0.26%(95%CI:0.01%,0.52%)、0.36%(95%CI:-1.70%,2.42%)、1.47%(95%CI:-0.81%,3.74%)心血管疾病死亡7714g/m3O3272 城市Yin,201737表 1-3大氣污染物短期暴露健康風險的地理分布差異21第一章 空氣污染與人體健康O3短期暴露水平每升高 10g/m3,呼吸系統疾病死亡風險在南方(140 城市)、北方(107
74、 城市)、西北(21城市)、青藏地區人群(4 城市)中分別增加 0.29%(95%CI:-0.05%,0.63%)、0.03%(95%CI:-0.56%,0.62%)、-0.02%(95%CI:-3.94%,3.91%)、-1.23%(95%CI:-5.14%,2.68%)呼吸系統疾病死亡CO 短期暴露水平每升高 1mg/m3,心血管疾病死亡風險在南方(140 城市)、北方(107 城市)、西北(21城市)、青藏地區人群(4 城市)中分別增加 1.25%(95%CI:0.06%,2.44%)、1.05%(95%CI:0.06%,2.44%)、1.73%(95%CI:-2.25%,5.71%)、
75、-4.02%(95%CI:-11.39%,3.35%)心血管疾病死亡1.20.38mg/m3CO272 城市Liu,201838PM2.5短 期 暴 露 水 平 每 升 高 一 個 四 分 位 間 距(InterquartileRange,IQR)(36.0g/m3),急 性冠脈綜合征風險在南方、北方、西北、青藏地區人群中 分 別 增 加 1.78%(95%CI:1.27%,2.29%)、1.51%(95%CI:1.16%,1.86%)、0.23%(95%CI:-0.64%,1.10%)、3.87%(95%CI:-13.64%,7.00%)急性冠脈綜合征發作44.345.5g/m3PM2.53
76、18 城市Chen,202221NO2短期暴露水平每升高一個 IQR(29.0g/m3),急性冠脈綜合征風險在南方、北方、西北、青藏地區人群中分別增加 3.23%(95%CI:2.54%,3.92%)、4.76%(95%CI:4.06%,5.47%)、1.77%(95%CI:-0.90%,4.50%)、-0.64%(95%CI:-15.19%,16.41%)急性冠脈綜合征發作33.724.6g/m3NO2SO2短期暴露水平每升高一個 IQR(9.0g/m3),急性冠脈綜合征風險在南方、北方、西北、青藏地區人群中分別增加 0.78%(95%CI:0.38%,1.18%)、1.02%(95%CI:
77、0.70%,1.35%)、0.05%(95%CI:-0.65%,0.75%)、-5.01%(95%CI:-10.44%,0.76%)急性冠脈綜合征發作14.019.8g/m3SO2CO 短期暴露水平每升高一個 IQR(0.6mg/m3),急性冠脈綜合征風險在南方、北方、西北、青藏地區人群中分別增加 1.33%(95%CI:0.81%,1.86%)、1.79%(95%CI:1.35%,2.23%)、0.15%(95%CI:-1.28%,1.61%)、0.16%(95%CI:-7.82%,8.84%)急性冠脈綜合征發作0.90.7mg/m3CO空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告22第一
78、章 空氣污染與人體健康城鄉或不同社會經濟發展水平區域差異:有研究顯示美國少數族裔以及低收入人群大氣污染物的暴露水平要高于白種人群和高收入人群39,同時該人群面臨的空氣污染健康風險也更高,這可能與其居住環境以及醫療衛生服務的可及性相對較差有關16,40,41。我國研究顯示社會經濟因素(教育、職業、家庭人均收入等)相對較好、城市地區以及漢族人群對空氣PM2.5、NO2等污染物的暴露水平更高42,相應的健康風險更高10,11,43-45;但也有研究顯示,農村人群空氣 PM2.5長期暴露相關的心血管疾病發病風險要高于城市人群9。室內、外空氣污染健康風險差異:人們大多數時間是在室內度過的,室內空氣污染造
79、成了嚴重的疾病負擔。然而,隨著清潔能源如電和天然氣的普及,室內空氣污染導致的健康問題已明顯下降46,47。盡管如此,目前關于室內外空氣污染對健康風險差異的直接比較研究還相對缺乏,這需要未來的研究去進一步探究。本節簡要介紹了空氣污染與健康風險的時空分布,包括時間效應模式、長期趨勢、季節性變化、不同地理區域、城鄉及社會經濟發展水平差異以及室內外環境的差別等方面。未來,應根據空氣污染健康風險的這些特點,制定并實施有針對性的防控措施,以減少空氣污染對健康的影響。23第一章 空氣污染與人體健康空氣污染與健康效應的暴露反應關系可量化單一大氣污染物單位濃度變化相關的特定健康效應終點的變化幅度,主要基于人群流
80、行病學研究獲得,是空氣污染健康風險評估的重要基礎參數。本節關注室外大氣污染物 PM2.5、O3和 NO2的短期和長期暴露與疾病死亡或發病結局之間的暴露反應關系,且主要納入基于我國人群研究獲得的證據,當我國研究證據不充分時則考慮全球研究證據。1.3.1 我國空氣污染的短期健康危害通常,空氣污染的短期健康效應指的是人們在短時間內(從幾小時到幾周)接觸大氣污染物后,可能導致疾病發生或加速、癥狀惡化,甚至引發死亡的現象。在中國,已有廣泛研究探討空氣污染短期暴露與居民死亡率之間的關系。早期的研究大多集中在單個城市,但基于多中心的研究由于樣本量大、代表性強、統一的分析方法和較少的發表偏倚,被認為更可靠。中
81、國最大規模的多城市時間序列研究表明,PM2.5、O3和 NO2短期暴露濃度每增加 10g/m3,全因死亡風險分別增加 0.22%、0.24%和 0.90%36,37,48;此外,這些研究還發現這些污染物對心肺系統疾病死亡率的不良影響。除了死亡率,中國的多中心研究還發現空氣污染對疾病發病率的不良影響。例如,研空氣污染與健康效應的暴露反應關系1.3空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告24究發現 PM2.5暴露濃度每增加 10g/m3,多種心腦血管疾病的入院率增加 0.19%-0.31%49;還有研究報告了空氣污染短期暴露與呼吸系統疾病死亡風險之間的顯著關聯(表 1-4)50-52。暴露-
82、反應曲線擬合的結果與國際研究類似,我國研究發現短期 PM2.5暴露與死亡風險的關系在低濃度段呈現線性,隨著 PM2.5污染水平升高,兩者關聯的斜率變??;而 NO2與死亡風險的關系接近于線性36,48。1.3.2 我國空氣污染的長期健康危害空氣污染長期暴露(從數月至數十年)可能引起疾病發病和加劇,甚至導致死亡。據估算,2019 年全球因空氣污染暴露導致 667 萬的過早死亡,在導致過早死亡的眾多因素中排在第四位,也是首要的環境風險因素53。其中,PM2.5是對健康危害最大的大氣污染物,使得全球人口平均預期壽命降低近 1 年,大氣 O3暴露使得全球人口平均預期壽命降低 0.07 年54,55。隊列
83、研究提供的暴露反應關系是證明空氣污染與健康結局之間因果關聯的關鍵證據,也是健康風險評估的核心參數之一。近年來,基于我國人群的前瞻性隊列研究逐漸增多,但主要集中在 PM2.5的研究上?;谖覈行躁犃?、China-PAR 隊列和 CLHLS 跟蹤調查的研究發現 PM2.5每增加 10g/m3,全因死亡率增加 8-11%(表 1-5)15,56-58。但是不同研究中 PM2.5與總死亡風險的暴露-反應曲線特征存在差異。例如,男性隊列和 China-PAR 隊列顯示在 PM2.5濃度較高時斜率更陡,而基于 CLHLS的研究觀察到這一關系在較低PM2.5濃度時更陡。此外,針對分疾病別死亡風險的研究發現
84、,PM2.5濃度每增加 10g/m3,心血管疾病死亡、慢阻肺死亡、肺癌死亡的危險比分別為 1.09-1.16、1.12 和 1.1215,57,58。除死亡結局外,隊列研究還發現了 PM2.5對特定疾病發病風險的影響,但各研究間的疾病種類和暴露反應系數存在較大差異。例如,國家癌癥登記中心的研究發現,PM2.5兩年平均濃度每增加 10g/m3,男性肺癌和女性肺癌發病的相對風險為 1.06 和 1.1559。CKB 隊列的研究發現PM2.5暴露水平每增加 10g/m3心血管疾病發病風險增加 4%60。China-PAR 隊列的研究則顯示 PM2.5暴露水平每增加 10g/m3與心血管疾?。℉R:1
85、.25)、冠心?。℉R:1.43)、卒中(HR:1.13)、糖 尿 ?。℉R:1.16)和 高 血 壓(HR:1.11)發病風險增加有關(表 1-6)13,15,61-64。對于氣態污染物,基于中國人群的隊列研究較少。一項基于中國慢性疾病危險因素調查的隊列研究發現,暖季臭氧每升高 10g/m3,心血管疾病死亡風險增加 9%,缺血性心臟病死亡風險增加 18%,中風死亡風險增加 6%,且暴露反應關系近似線性10。另一項基于全球多個隊列的薈萃分析報告稱,NO2濃度每上升 10g/m3,總死亡風險升高為 2%,呼吸系統疾病死亡風險升高3%65。因此,在過去十年中,基于我國人群的研究逐漸增多,關注空氣污
86、染短期和長期暴露對健康的影響。這些研究包括一系列高質量的多中心研究和隊列研究,報道了顆粒物、O3和NO2污染對居民總死亡(或發?。┖头旨膊e死亡(或發?。╋L險的不良影響。這些研究主要關注心肺系統疾病和代謝相關疾病,為高污染環境下空氣污染與健康效應之間的暴露反應關系提供了證據。在中國隊列研究中,關注的污染物主要為顆粒物,而氣態污染物長期暴露對人群健康影響的研究相對較少。不同研究得到的暴露反應關系系數差異可能與研究納入的研究對象數量、生物學因素水平、污染物污染特征和分析方法等因素相關。25第一章 空氣污染與人體健康表 1-4基于我國多中心研究報道的空氣污染短期暴露的急性健康危害效應值健康結局濃度(
87、Mean SD,g/m3)污染物種類研究區域研究PM2.5每升高 10g/m3,全因死亡風險增加 0.22%(95%PI:0.15%,0.28%),心血管疾病死亡風險增加 0.27%(95%PI:0.18%,0.36%),呼吸系統疾病死亡風險增加 0.29%(95%PI:0.17%,0.42%)死亡5620PM2.5我國 272 個城市Chen,201748O3每升高 10g/m3,每日總死亡風險增加 0.24%(95%PI:0.13%,0.35%),心血管系統疾病死亡風險增加 0.27%(95%PI:0.10%,0.44%),呼吸系統疾病死亡風險增加 0.18%(95%PI:0.11%,0.
88、47%)死亡7714O3我國 272 個城市Yin,201737NO2每升高 10g/m3,全死因死亡風險增加 0.9%(95%PI:0.7%,1.1%),總 心 血管系統疾病死亡風險增加 0.9%(95%PI:0.7%,1.2%),總呼吸系統疾病死亡風險增加 1.2%(95%PI:0.9%,1.5%)死亡3111NO2我國 272 個城市Chen,201836PM2.5每 升 高 10g/m3,心 腦 血 管 疾 病的 入 院 率 增 加 0.26%(95%PI:0.17%,0.35%)發病5034PM2.5我國 184 個城市Tian,201949PM2.5-10濃度每升高 10g/m3,
89、因呼吸系統疾病住院的人數增加 1.52%(95%CI:1.00%,2.05%)發病28.718.3PM2.5-10四川省 21個市Qiu,202051PM2.5濃度每升高 10g/m3,總呼吸系統疾病的每日入院風險增加 0.29%(95%PI:0.23%,0.34%)發病Mean:50.6PM2.5我國 252 個城市Gu,202050O3濃度每升高 10g/m3,總呼吸系統疾病的每日入院風險增加 0.18%(95%PI:0.11%,0.25%)發病Mean:87.2O3臭氧濃度每升高 10g/m3,肺炎入院率增加 0.14%(95%CI:0.03%,0.25%)發病8913O3我國 184
90、個城市Tian,202052空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告26表 1-5基于我國隊列研究報道的空氣污染長期暴露對居民死亡的影響效應健康結局濃度(g/m3)污染物種類樣本量研究區域研究PM2.5每升高 10g/m3,非意外死亡風險 HR 為 1.09(95%CI:1.08,1.09);心血管系統疾病死亡風險 HR 為 1.09(95%CI:1.08,1.10);慢阻肺死亡風險HR為1.12(95%CI:1.10,1.13);肺癌死亡風HR為1.12(95%CI:1.07,1.14)死亡Median:38.9Range:4.2383.8PM2.5189,79345 個地區Yin,2
91、01758PM2.5每升高 10g/m3,非意外死亡率HR 為 1.11(95%CI:1.08,1.14);心臟代謝性疾病死亡風險 HR 為 1.22(95%CI:1.16,1.27)死亡MeanSD:64.914.2PM2.5116,82115 個省Yang,202057PM2.5每升高 10g/m3,心血管系統疾病發病風險 HR 為 1.25(95%CI:1.22,1.28);心血管系統疾病死亡風險 HR為 1.16(95%CI:1.12,1.21)發病/死亡MeanSD:67.415.1PM2.5116,97215 個省Liang,202015PM2.5每升高10g/m3,全因死亡的風險
92、HR為1.08(95%CI:1.06,1.09)死亡Median:50.7Range:6.7113.3PM2.513,34422 個省Li,201856表 1-6基于我國隊列研究報道的空氣污染長期暴露對居民發病的影響效應值結局濃度(g/m3)污染物樣本量研究區域研究PM2.5每升高 10g/m3,男性肺癌發病的相對風險為 1.06(95%CI:1.038,1.072),女性肺癌發病的相對風險為 1.15(95%CI:1.120,1.178)發病未報告PM2.5368,76275 個全國腫瘤登記社區Guo,201659PM2.5每升高 10g/m3,心血管疾病發病風險增加:HRs=1.04(95
93、%CI:1.02,1.07)發病MeanSD:52.310.6PM2.5512,68910 個地區Liu,202260PM2.5每升高 10g/m3,冠心病發病風險增加,HRs=1.43(95%CI:1.35,1.51)發病Mean:64.96Range:31.1796.96PM2.5118,22915 個省Li,202062PM2.5每升高 10g/m3,卒中發病風險增加,HR=1.13(95%CI:1.09,1.17)發病MeanSD:64.914.2PM2.5117,57515 個省Huang,201913PM2.5每升高 10g/m3,糖尿病發病率的多變量調整百分比增加估計為 15.6
94、6%(95%CI:6.42%,25.70%)發病MeanSD:79.113.8PM2.588,39715 個省Liang,201963PM2.5每升高 10g/m3,高血壓發病風險增加,HR=1.11(95%CI:1.05,1.17)發病MeanSD:77.713.2PM2.559,45615 個省Huang,201961PM2.5每升高1個IQR(IQR=27.9g/m3),總心血管疾病的HR為1.291(95%CI:1.147,1.454),高血壓的HR為1.326(95%CI:1.151,1.528)發病MeanSD:47.619.4PM2.514,33125 個省Liu,2021642
95、7第一章 空氣污染與人體健康大氣污染物如 PM2.5和 O3進入人體后,通過呼吸系統進入血液循環,與不同器官接觸,引發多種健康問題。這些問題主要包括內皮功能損傷、脂質代謝紊亂、免疫功能失調,甚至細胞凋亡和自噬,最終導致各類疾?。▓D 1-3)。炎癥反應和氧化應激是目前已知的兩個主要的健康影響機制。污染物的暴露會導致血液中 C反應蛋白、IL-6、TNF-等炎性物質水平升高,引起全身性炎癥。同時,污染物還能誘導氧化應激,產生的活性氧(ROS)與生物大分子(如脂質、蛋白質、DNA)反應,破壞其結構和功能,引發心肺系統和全身性功能障礙。這兩者之間的相互作用和順序目前尚不清楚。一方面,大氣污染物可能先誘導
96、炎癥介質或血管活性分子的釋放,損傷身體;另一方面,可能先引發氧化應激,進而激活炎癥性轉錄因子(如 NF-B 和 AP-1),引起炎癥基因的表達。在氧化應激過程中,ROS 的產生可能導致表觀遺傳改變。低水平 ROS 可作為第二信使,調節基因表達;高水平則直接損傷細胞,引起 DNA 結構改變,甚至基因突變。目前的研究主要關注氧化應激對表觀遺傳修飾的影響,特別是 DNA 甲基化的改變。研究表明大氣污染物誘導的 DNA 去甲基化修飾過程,可能涉及 DNMT1 介導的被動去甲基化和 TET1/TET2 介導的主動去甲基化。這種DNA 甲基化水平的改變與癌癥、衰老、老年癡呆等多種疾病密切相關。另外,RNA
97、 甲基化也是一種重要的表觀遺傳調控方式,大氣污染物暴露可能導致肺臟RNA高甲基化,與多種癌癥發病相關??傮w來說,炎癥反應和氧化應激是目前公認的空氣污染導致不良健康效應的主要機制,位于調控機制的頂層。在此基礎上,還有許多更細致和精準的調控路徑,如細胞自噬和凋亡、DNA 甲基化水平變化、脂質代謝紊亂和鐵、銅穩態失衡,甚至大氣污染物還可能通過影響腸道菌群分布和多樣性,進而影響膽固醇代謝和炎癥反應,導致免疫和新陳代謝異常。厘清暴露過程的潛在生物標志物及調控過程和方式,將會為明確疾病預防靶點、空氣污染健康基準/標準的制/修訂提供理論依據??諝馕廴緦е陆】祿p傷的毒理機制1.4圖 1-3空氣污染導致健康損傷
98、的毒理機制示意圖免疫失衡、自噬、脂質代謝紊亂、內皮功能損傷、鐵穩態失衡、腸道菌群失調等大氣污染機體炎性介質表觀遺傳炎癥反應氧化應激空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告28空氣污染健康效應的易感人群1.5影響個體對空氣污染健康效應敏感性的因素主要分為社會因素(如居住地區、收入、教育水平等)和生物學因素(如年齡、性別、健康狀況等)。在中國,空氣污染水平在不同地區差異較大,尤其是中東部地區的 PM2.5濃度較高,加之人口密集,導致當地居民的疾病負擔較為顯著。2015 至2019 年,中東部地區由 PM2.5長期暴露導致的疾病負擔占該地區總疾病負擔的 18.5-24.2%,超過全國平均水平
99、17%69。NO2和 O3等其他污染物也表現出類似的地區差異70,71。研究顯示,老年人、婦女、兒童、心肺疾病患者、低收入和教育程度較低的人群對空氣污染的短期(日尺度)和長期(年尺度)健康影響更為敏感(圖 1-4),特別是老年人,由于更高的慢性病風險和較弱的免疫力,對 PM2.5的敏感性尤為明顯。一項涵蓋 272 個中國城市的研究發現,PM2.5短期暴露與全因、心血管及呼吸系統死亡風險顯著相關,老年人、婦女、教育程度較低者更易受影響69。此外,PM2.5短期暴露與心血管、呼吸系統、代謝系統疾病的住院率升高顯著相關,表明患有相關疾病的人群對空氣污染更敏感70,71,值得注意的是,兒童(尤其是新生
100、兒)對 PM2.5短期暴露引發的死亡風險顯著高于成人72。提示對空氣污染健康效應的干預應當覆蓋人的全生命周期。除 PM2.5外,其他污染物如 NO2、O3等短期暴露亦會顯著影響老年人、女性等易感人群健康73,74。針對空氣污染長期暴露的影響,一項涵蓋29第一章 空氣污染與人體健康圖 1-4空氣污染健康效應的易感人群老年人兒童心肺代謝疾病患者低收入/受教育程度人群婦女空氣污染易感人群細顆粒物,黑碳,金屬元素,超細顆粒物,二氧化氮,臭氧等11.7 萬人的全國隊列研究發現,老年人、農村居民、高血壓患者對 PM2.5長期暴露相關的心血管疾病死亡風險更敏感75,76。該研究還揭示了PM2.5長期暴露與心
101、腦血管疾病、糖尿病等發病顯著相關,老年人、農村居民、女性風險尤為顯著77,78。此外,老年人對 O3長期暴露引發的心血管疾病死亡風險也更敏感79。PM2.5中的黑碳、金屬元素、有機物等組分可能是影響敏感人群健康的重要因素80。測量亞臨床指標和生物標志物有助于解釋人群敏感性的生物學機制。多項研究發現,空氣污染可能通過氧化應激、炎癥反應、內皮和凝血功能、糖脂代謝、表觀遺傳等機制影響易感人群的健康。例如,PM2.5短期暴露與兒童呼吸系統的炎癥及氧化應激升高顯著相關81,82;長期暴露與青少年高血壓和肥胖風險增大相關,年幼者更易受影響83,84。此外,PM2.5長期暴露與老年人和教育程度較低者的血糖、
102、膽固醇升高有關85,86。對于患慢性疾病的人群,糖尿病前期、慢阻肺、高血壓患者可能對 PM2.5、NO2、黑碳、超細顆粒物短期暴露相關的炎癥反應、血管功能損傷、激素失調等效應更敏感87-90。多組學技術的應用為揭示人群易感性機制提供了新的證據。例如,轉錄組學和代謝組學研究發現,缺氧誘導因子和泛醌代謝通路、氧化脂代謝通路可能是超細顆粒物引發慢阻肺患者血糖升高和血栓形成的介導因素91,92。綜合來看,老年人、兒童、婦女、低收入和教育程度較低的人群以及慢性心血管代謝疾病患者對空氣污染更敏感。其中,氧化應激、炎癥反應、血管功能和代謝失調、表觀遺傳改變等機制在這種易感性中起著重要作用??諝?氣候-健康集
103、成研究計劃與交流平臺旗艦報告301WHO.WHOAmbientAirQualityDatabase(update2023).Version6.0.Geneva,WorldHealthOrganization,2023.2生 態 環 境 部 通 報 10 月 和 110 月 全 國 環 境 空 氣 質 量 狀 況.https:/ Niu,Y.etal.Long-termexposuretoozoneandcardiovascularmortalityinChina:anationwidecohortstudy.LancetPlanetHealth6,e496-e503(2022).11 Li,G
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147、fineparticlesinpatientswithchronicobstructivepulmonarydisease:rolesoflipidperoxidationandsystemicinflammation.Part.FibreToxicol.19,65(2022).氣候變化與人體健康氣候變化是 21 世紀人類面臨的最大挑戰,對公眾健康和社會發展構成了嚴重威脅。氣候變化會導致海平面上升,熱浪、干旱、洪水、臺風等極端天氣事件頻發,從而對清潔空氣、安全飲用水、營養食品供應和安全住所的可及性產生威脅。根據世界衛生組織估算,在2030-2050 年期間,氣候變化仍可導致全球每年至少25 萬
148、人死于營養不良、瘧疾、腹瀉和熱應激。未來,氣候變化很可能會超過環境污染而成為全人類健康的最大風險因素。因此,在減緩氣候變化,有效、經濟和公平地實現“碳中和”目標的過程中,亟需采取保護人類健康的適應性措施,以降低氣候變化對人類健康的影響。02空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告362.1.1 氣候及氣候變化的定義氣候是地球上某一地區多年時段大氣的一般狀態,是該時段各種天氣過程的綜合表現。氣候變化是指氣候平均值和氣候離差值出現了統計意義上的顯著變化,如平均氣溫、平均降水量、最高氣溫、最低氣溫,以及極端天氣事件等的變化。2.1.2 全球和我國氣候變化的變化趨勢據世界氣象組織(WMO)報道,
149、2022 年全球地表平均氣溫較工業化前水平(18501900 年平均值)高出 1.15,可能是有完整氣象觀測記錄以來的八個最暖年份之一1。聯合國政府間氣候變化專門委員會(IntergovernmentalPanelonClimateChange,IPCC)第六次氣候變化評估報告指出,全球 2011-2020 年的平均地表氣溫比工業化前水平高出了 1.09,而 2013-2022 年的平均氣溫則高出了 1.14,說明全球氣溫的升高速度正在加快2。我國的氣候變化趨勢也比較明顯,1951-2021年期間,我國地表年平均氣溫增速達 0.26/10年,高出全球平均水平(0.15/10 年)3。2022年
150、,全國平均氣溫 10.51,較常年偏高 0.62,為 1951 年以來歷史次高,其中 3 月、6 月和 8 月氣候變化的態勢和人群暴露現狀2.137第二章 氣候變化與人體健康圖 2-1氣候變化對人類傳染性疾病影響的可追溯證據16的氣溫為歷史同期最高4。1961 年以來,我國區域性干旱事件頻次呈微弱上升趨勢,并且具有明顯的年代際變化特征:20 世紀 70 年代后期至 80 年代區域性氣象干旱事件偏多,90 年代偏少,2003-2008 年階段偏多,2009 年以來總體偏少3。2.1.3 氣候變化的主要驅動因素氣候變化的主要驅動力來自地球氣候系統之外的外強迫因子以及氣候系統內部因子間的相互作用(圖
151、 2-1)。自然強迫因子包括太陽活動、火山活動等。人類活動也是氣候變化的重要驅動因素,尤其是工業化時代燃燒石化燃料等排放的大量溫室氣體、氣溶膠等物質,同時土地利用方式的改變也影響了大氣輻射的收支平衡,進而影響氣候變化。全球氣候變化的背景下,全球氣溫的升高速度正在加快,而我國地表年平均氣溫增速更是超過全球平均水平。作為世界上主要的“氣候脆弱區”之一,未來我國氣象災害也將越來越頻繁。因此,亟需實施氣候緩解和適應的相關政策,降低氣候變化對人群健康產生的威脅??諝?氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告382.2.1 氣候變化對媒介生物性傳染病的影響氣候變化一方面影響病原體在媒介體內的繁殖與擴增,另
152、一方面也會導致媒介生物數量和分布的變化,進而影響人群與媒介生物的互作關系。登革熱、瘧疾和流行性乙型腦炎,經伊蚊或按蚊傳播,是我國乃至全球重要蚊媒傳染病。研究表明,環境溫度不僅會增加蚊媒傳染病的傳播風險,而且具有延遲效應。例如,珠江三角洲滯后 2 月的月均氣溫每升高 1,登革熱傳播風險增加 101.05。蘇州市的日平均氣溫在 10以上時,每升高 5,瘧疾病例在 4 周后增加22%6。此外,水文氣象條件也會對登革熱暴發產生重要影響。例如,極端濕潤和極端干旱均能增加登革熱發病風險,極端濕潤在滯后第 1 個月時效應最大;極端干旱表現出更長的滯后性,在第6 個月效應最大7。氣候變化可能會影響以發熱伴血小
153、板減少綜合征(severefeverwiththrombocytopeniasyndrome,SFTS)為代表的蜱傳疾病的暴發或流行。例如全國 SFTS 病例數與周平均氣溫的關系呈反 U 型,高溫在滯后 0 周時相對風險值(Relativerisk,RR)最高,低溫在滯后 13 周時 RR 最高8。2.2.2 氣候變化對介水傳播疾病的影響霍亂和細菌性痢疾是典型介水傳染病。多種氣候因素如降雨量、溫度等通過影響霍亂弧菌在水生環境中的發生、生長和分布,從而影響霍亂的發病風險。在溫暖的月份,低降水和高溫使霍亂弧菌更快復制9。細菌性痢疾的發病與各氣象因素密切相關。隨著氣溫的升高,多個地區細菌性痢疾的風險
154、顯著增加10。2.2.3 氣候變化對食源性疾病的影響氣象因素,如氣溫、降雨量等都會影響食源性疾病的發病率11。例如,一項研究表明高溫、高濕與沙門氏菌住院呈正相關,相對于 13,氣溫在 30.5時沙門氏菌住院的 RR 可達 6.1312。2.2.4 氣候變化對經空氣傳播疾病的影響氣溫和相對濕度是影響流感發生和流行的重要因素,并且不同地區間的關系也存在差異。有研究發現在我國北方,絕對濕度降低,流感活動增加,而在南方,絕對濕度與流感活動呈正相關13。目前有多項研究探索氣象因素與新型冠狀病毒感染的關系,但結論不一??傮w來說,較低的環境溫度和較低的濕度與新型冠狀病毒感染風險增加有關。例如,中國多個省會城
155、市日均氣溫與每日確診病例數呈現負相關,相應的總 RR 為 0.8014。2.2.5 氣候變化對其他傳染病的影響其他傳播途徑傳染病的暴發或流行也與多種氣象因素有關。手足口病在我國兒童發病率較高,可經呼吸道、消化道和間接接觸等多種途徑傳播,而溫暖潮濕的氣候條件會增加傳播風險。例如,2009-2018 年陜西省的降雨量與手足口病發病率呈正相關:縣月累計降雨量每增加 1%,本縣手足口病發病率增加 0.071%,周邊縣手足口病的發病率增加 0.218%。月均氣溫每升高 1,周邊縣手足口病發病率將增加 0.450%15。全球氣候變化背景下,氣象因素變化和極端天氣事件的發生會影響多種傳染性疾病的傳播方式及流
156、行特征,進而影響發病格局和分布。氣候變化對傳染性疾病的影響2.239第二章 氣候變化與人體健康2.3.1 氣候變化對心血管疾病的影響心血管疾病是最主要的氣候變化敏感疾?。焊邷責崂?7、低溫寒潮18和溫度變異19均會增加該類的疾病發病和死亡風險。2019 年,我國約有40 萬心血管疾病死亡歸因于非適宜溫度(高溫和低溫),主要來自缺血性心臟?。?5 萬)和腦卒中(22 萬)20。此外,多種心血管疾病,如急性心肌梗死、腦卒中、心率失常等對異常氣溫敏感,發病風險不僅在當天或數天(短期效應)內,甚至在數小時(超短期)內都可能升高21。2.3.2 氣候變化對呼吸系統疾病的影響氣候變化主要影響慢性阻塞性肺病
157、、上下呼吸道感染和哮喘等疾病。據估計,2013-2015 年全國約有 10%的呼吸系統疾病死亡歸因于非適宜溫度,在 2019 年達到 30%,約 18 萬人死亡22。呼吸系統疾病還受到極端天氣的影響,如寒潮23和熱帶氣旋24。此外,氣候變化增加野火的發生風險,造成突發空氣污染(特別是細顆粒物),增加呼吸系統疾病發病風險25。氣候變化還可通過增加花粉和其它自然過敏原加劇兒童哮喘、過敏性鼻炎等呼吸道過敏性疾病26。2.3.3 氣候變化對消化系統疾病的影響氣候變化與消化系統疾病的關聯近年來逐漸得到研究證實。夏季高溫條件下,胃病發病率明顯升高27,而冬季低溫與上消化道出血和消化性潰瘍的發病有關28。熱
158、浪、干旱、洪澇等極端天氣事件也會導致水源短缺和水質問題,影響居民的飲水安全,誘發消化系統疾病29。2.3.4 氣候變化對泌尿系統疾病的影響2019 年,我國大約有 3 萬(1.8%)糖尿病和腎臟疾病的死亡歸因于非適宜溫度,且低溫的氣候變化對非傳染性疾病的影響2.3空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告40圖 2-2氣候變化對非傳染性疾病的影響短期效應暴露暴露暴露精神心理疾病生殖系統疾病心血管疾病呼吸系統疾病消化系統疾病泌尿系統疾病非傳染性疾病氣 候 變 化發病和死亡急診、門診住院、救護車結局年小時天變量溫度濕度降雨量空氣污染極端天氣熱浪寒潮野火熱帶氣旋洪澇干旱等暴露種類高溫低溫溫度變異
159、強降雨低氣壓低濕度等有害暴露方式影響大于高溫30。高溫、低相對濕度及降雨量增加會誘發泌尿系統疾病,如腎絞痛、腎炎和尿路感染的門診量和救護車調度量上升有關31,32。2.3.5 氣候變化對生殖系統疾病的影響氣候變化對生殖系統影響當下主要聚焦于非適宜溫度與出生結局的關系。孕期高溫和低溫暴露均可能增加早產風險,且孕晚期暴露風險更高33。據估計高溫熱浪平均每年在我國引起 1.3 萬早產,其中 25.8%的早產與人為因素導致的氣候變化有關34。孕中期和孕晚期的低溫暴露與孕婦血壓升高和妊娠期高血壓患病率增加有關35。2.3.6 氣候變化對精神心理疾病的影響氣候變化會影響認知、情緒及行為:如高溫和低溫增加焦
160、慮、抑郁和精神分裂癥的發病風險。據最新研究表明:全國每年 15.2%的自殺死亡與非適宜溫度相關36。此外,洪水會增加創傷后應激障礙的發病率37。氣候變化導致長期的環境變化(如干旱、野火和降水模式改變)也在世界多地報道會降低幸福感,威脅精神心理健康38。因此,氣候變化不僅會影響循環系統疾病和呼吸系統疾病的發病和死亡,消化系統疾病、泌尿系統疾病、生殖系統疾病和精神系統疾病同樣會受到氣候變化的影響。41第二章 氣候變化與人體健康氣候變化通過一系列廣泛而復雜的過程影響公共健康,其主要方式包括熱浪、寒潮、洪澇和臺風等極端氣象事件的發生直接影響健康,以及改變傳染病媒介生物的分布、糧食減產、空氣質量惡化等間
161、接方式,對健康造成影響。2.4.1 氣候變化直接影響的機制熱浪:熱應激引起的出汗和皮膚血流量增加會導致人體短時間內大量水分流失,加劇心血管壓力,導致急性腎損傷和腎衰竭,而慢性脫水可導致腎纖維化和慢性腎病39-41。伴隨血漿容量的減少,紅細胞和其他血液成分濃度增加,以及血液粘度上升和膽固醇濃度升高,致使血栓栓塞、缺血性中風和心臟病的風險升高42,43。體溫過高引起血液再分配后的缺血和氧化應激,可導致細胞、組織和器官的損傷。此外,體溫過高引起血液再分配后的缺血和氧化應激,可造成細胞、組織和器官的損傷,最終導致內皮功能障礙和細胞毒性作用,可引發心肌梗塞、急性冠脈綜合征和內毒素血癥44。寒潮:低溫寒潮
162、可通過影響血壓和血漿、血液粘度以及炎癥反應等因素引起心血管應激45,46。低溫可誘發血管收縮,血壓、血液膽固醇、血小板計數和紅細胞計數增加,這些均為動脈粥樣硬化斑塊破裂和心肌梗死等心血管疾病的危險因素47。寒冷還可通過吸入冷空氣干燥鼻腔和氣道的黏膜,引起呼吸道支氣管收縮,抑制氣道黏膜纖毛清除功能和其他免疫反應,導致局部炎癥反應,增加哮喘、慢性阻塞性肺病和呼吸道感染的風險48-50。洪澇:洪澇通常由暴雨、風暴潮和海平面上升等因素引起,洪水可造成溺水事故和嚴重傷亡,并對當地基礎設施與衛生資源造成嚴重的破壞51,同時,也不利于救援行動的展開。洪澇還可能引發不良的心理健康結果,如抑郁和創傷后應激障礙5
163、2。臺風:臺風對健康的直接影響主要來自意外氣候變化健康影響的機制2.4圖 2-3高溫影響人體健康的機制1 出汗、血流量增加2 急性腎損傷、腎衰竭 3 膽固醇濃度升高CholesterolBRAIN STROKE 6 細胞、組織和器官損傷5 外周血管舒張、心率失常4 血栓栓塞、缺血性中風空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告42傷害,其中包括撕裂傷害、觸電和跌倒等53,54。臺風可摧毀房屋和基礎設施,造成人員傷亡,影響用水、用電與糧食安全,導致醫療資源短缺和衛生條件惡化。臺風過后,人群中出現精神障礙的風險較高,如急性應激、睡眠障礙和創傷后應激障礙55,56。2.4.2 氣候變化間接影響的
164、機制媒介分布:氣候變化導致的升溫和降雨模式的改變等,對傳染病病原體、宿主、媒介等產生影響,從而改變傳染病流行模式,增加瘧疾、登革熱等傳染性疾病的風險57。氣候變化影響節肢動物媒介的生命周期,包括存活率、種群數量、媒介病原體相互作用、病原體復制,有利于提升媒介生物傳播潛力58。糧食安全:氣候變化可影響農業、漁業、畜牧業和水產業等,進而影響人類健康。其中,氣候變化可降低糧食中礦物質與維生素等人體必需元素成分的占比,導致營養不良型疾病的發生,使得人群免疫功能下降,更易感染傳染性疾病59。洪水會導致化學污染物侵蝕土壤、污染水源,并可能被作物吸收,增加食源性疾病的風險60,61。由于全球變暖,高海表溫度
165、可能會加速沿海地區水傳播病原體的擴散,如霍亂弧菌、創傷弧菌和副溶血性弧菌,食用受污染的海鮮會導致人群受到感染62??諝馕廴荆簹鉁厣?、降水減少、風速降低都不利于大氣污染物的擴散。氣候變暖會增加逆溫層出現的頻率。正常氣象條件下,污染物從氣溫高的低空向氣溫低的高空擴散,但逆溫條件下,逆溫層阻礙了空氣的垂直對流運動,近地面大氣污染物沉積,加劇地面空氣污染,對人群健康產生短期和長期影響63。同時,頻發的高溫熱浪與干旱事件、閃電模式的改變,增加野火的風險;而野火燃燒排放大量的 PM2.5、一氧化碳、氮氧化物、黑碳、揮發性有機碳以及其他有毒有害物質,加劇空氣污染對公共健康的危害38。由此可知,氣候變化影響
166、公共健康的主要方式包括通過熱浪、寒潮、洪澇和臺風等極端氣象事件直接影響健康,以及改變傳染病媒介生物的分布、造成糧食減產、空氣質量惡化等間接方式對健康造成影響。鑒于氣候變化對人類健康影響的復雜性,未來需要加強機制性研究,尤其是社會經濟因素、人群適應性等因素的影響,進而可通過對中介因素的干預來降低氣候變化相關的人群健康風險。圖 2-4低溫影響人體健康的機制循環系統呼吸系統1 血壓升高、紅細胞計數增加2 心肌梗死3 抗利尿激素水平下降,水分排出4 支氣管收縮、抑制氣道粘膜纖毛清除功能5 引起炎癥反應6 增加呼吸道感染的風險43第二章 氣候變化與人體健康圖 2-5媒介分布受氣候變化的因素空氣-氣候-健
167、康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告442.5.1 氣候變化健康風險概述氣候是自然界的重要組成部分,是人類賴以生存和發展的基礎。氣候變化使人類的生存環境變得日益復雜,對人體健康造成顯著影響。氣候變化導致的升溫、降水規律改變、極端天氣事件增加等可直接或間接影響人群健康。2.5.2 氣象因素對不同地區主要健康結局的影響差異氣候變化引起健康風險具有明顯的時空異質性。高溫對北方居民造成的健康風險高于南方居民,而低溫對南方居民造成的健康風險則高于北方居民64。氣候變化對農村地區居民造成的健康風險普遍高于城市地區。這種區域的差異與不同地區居民對氣溫的適應能力有關,例如南方居民長期生活在高溫環境中,一旦遇到低溫
168、天氣,短期內生理功能難以適應,加上缺乏供暖設施等,易引發心血管疾病等,甚至導致死亡。另外,氣候變化可影響多種傳染病的流行模式,并且具有明顯的時空異質性。例如,氣候變暖使我國南方的登革熱流行風險增加;同時,隨著未來氣候變暖加劇,登革熱的流行區域向北方和高海拔等地區擴散65。2.5.3 不同人群對氣候變化的易感性差異氣候變化對健康的影響也存在人群異質性,不同人群對氣候變化的敏感性不同。老年人、兒童、孕產婦、貧困人群以及慢性疾病患者等受氣候變化的影響一般較大,健康風險較高,這與他們的適應能力密切相關66-68。因此,在氣候變化日趨明顯的未來,需要加強對這幾類人群的保護。因此,氣候變化對不同地區和人群
169、的影響存在異質性。如高溫對北方居民造成的健康風險較高,而低溫對南方居民造成的健康風險較高。氣候因素對農村地區居民造成的健康風險普遍較高。老年人、兒童、孕產婦、貧困人群以及慢性疾病患者等受氣候變化的影響一般較大。需要加強對氣候脆弱人群健康的關注。氣候變化健康風險的空間分布和易感人群2.545第二章 氣候變化與人體健康未來全球所有地區的氣候變化都將加劇,氣溫呈加速上升態勢,非適宜溫度相關的人群健康風險也將顯著升高69,70。在不同氣候區域及人口變化的情景下,預測未來氣候變化對人群健康造成的影響,有助于健康干預策略的制定和實施,以減少由氣候變化造成的不利影響。2.6.1 未來氣候變化對傳染性疾病負擔
170、的影響氣候變化使得傳染病發病率增加、傳染病分布范圍擴大、人群對疾病易感性增強。過去研究發現,在氣候變化情境下,未來大部分地區細菌性痢疾的疾病負擔都呈現上升趨勢,其中華北,東北,內蒙古地區疾病負擔升高尤為顯著71。此外,在多種排放情境下,未來我國斑疹傷寒病例數均呈現先上升后下降的趨勢。病例數達到峰值時,相比 2010 年基線水平將增加 35-39%72。未來氣候變暖導致的傳染性疾病風險,對脆弱人群(孕產婦、未成年人、老年人)威脅巨大。根據一項全國性研究預測,在中等排放情景下,與 2009-2014 年基線相比,兒童手足口病感染率到本世紀30 年代和 90 年代分別增加 1.5%和 3.2%。內蒙
171、古、東北、青藏、華北地區增長顯著,其中內蒙古地區上升最大73。氣候變化同時會增加跨物種病毒傳播風險。有研究顯示,氣候變化、棲息地遭破壞迫使動物遷徙以及人與動物之間的接觸增加,病毒外溢不斷增加,并將在未來50年內加速,氣候變化可能成為跨物種病毒傳播的主要驅動因素74。2.6.2 未來氣候變化對非傳染性疾病負擔的影響在氣候變化背景下,未來氣溫升高會造成循環系統,呼吸系統等非傳染性疾病負擔顯著升高。研究預測,在高排放情景下,未來熱相關超額死亡率將從 2010 年代的 1.9%增加到 2030 年代的2.4%,到 2090 年代將升高到 5.5%。其中,心血管系統和呼吸系統的超額死亡率升高最為顯著(圖
172、 2-6)75。另外,在高排放情景下,到 2080年代,北京急性缺血性心臟病和缺血性中風的氣溫相關死亡數相比 20 世紀 80 年代將分別增長約20%和 100%76。氣候變化還會導致意外傷害和意外死亡事件風險升高。模型預測研究發現,與 2010 年代相比,在中等排放情景下,2090 年代氣溫變化導致的總傷害死亡人數將增加到 67,895 人(4.88/10 萬人)77。其中,前三大傷害死亡事件分別為溺水、交通傷害和自殺。此外,針對自殺事件的研究發現,不同氣候變化情景下,全國不適溫度相關的自殺死亡數在 2050 年代將增加 8.3%-11.4%,2090 年代將增加 8.5%-21.7%,其中
173、華南地區和冬季的增長率最高36。未來氣候變化使得傳染病發病率增加、傳染病分布范圍擴大、人群對疾病易感性增強,同時還會會增加跨物種病毒傳播風險。未來氣溫升高會造成循環系統、呼吸系統等非傳染性疾病負擔顯著升高,并引起意外傷害和意外死亡事件等風險升高。未來氣候變化情景下的疾病負擔變化2.6空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告46圖 2-6非意外死亡、心血管系統和呼吸系統疾病熱相關超額死亡的變化趨勢72YearsNon-accidental mortalityExcess mortality(%)RCP4.5RCP8.51086420-22010s2030s2050s2070s2090s20
174、10s2030s2050s2070s2090sCardiovascular mortalityExcess mortality(%)RCP4.5RCP8.51086420-22010s2030s2050s2070s2090s2010s2030s2050s2070s2090sYearsIHD mortalityExcess mortality(%)RCP4.5RCP8.51086420-22010s2030s2050s2070s2090s2010s2030s2050s2070s2090sYearsCOPD mortalityExcess mortality(%)RCP4.5RCP8.510864
175、20-22010s2030s2050s2070s2090s2010s2030s2050s2070s2090sYearsRespiratory mortalityExcess mortality(%)RCP4.5RCP8.51086420-22010s2030s2050s2070s2090s2010s2030s2050s2070s2090sYearsStroke mortalityExcess mortality(%)RCP4.5RCP8.51086420-22010s2030s2050s2070s2090s2010s2030s2050s2070s2090sYears47第二章 氣候變化與人體健
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214、在空間和時間尺度上存在明顯差異,但它們之間存在著密切的相互作用關系1-3。一方面,大氣污染物會改變輻射強迫,從而影響氣候;另一方面,氣候變化可能導致空氣質量惡化,進一步加劇空氣污染對環境和健康的負面影響3-7。03空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告523.1.1 氣候變化對空氣污染的影響機制(1)氣候變化對自然源排放的影響 氣候變暖導致溫濕度和降水發生變化,進而影響生態系統、植被分布、土壤和海洋等環境,并對生物地球化學循環產生影響,從而改變自然源排放情況。生物揮發性有機物排放(BVOCs)BVOCs主要包括異戊二烯和單萜烯等,是大氣中臭氧和二次顆粒物的重要前體物質8。輻射、溫度、葉
215、片狀態和大氣中 CO2的濃度會對 BVOCs 的排放產生影響8,9。野火排放野火排放大量的黑碳、有機碳及其他有毒有害物質,是重要的空氣污染源10。氣候變暖,尤其是溫度和降水的變化,通常會改變野火發生的風險,同時土壤濕度、閃電和風等因素也會對野火發生產生影響11。沙塵排放沙塵的發生和強度受土壤成分、土壤粒徑、土壤濕度、大氣穩定性、降水、近地面風速和植被等因素的影響12。同時,氣候變化也會影響沙塵的傳輸和沉降。土壤 NOx排放土壤中的 NOx排放與硝化和反硝化過程有關,這些過程對溫度、降水、土壤水分以及碳和養分含量敏感13。由于酶活性隨著溫度升高而增加,預計到本世紀末,非農業生態系統的總固氮量可能
216、比 2000 年增加 40%3。閃電 NOx排放 閃電排放的 NOx約占全球NOx總排放量的 10%14。氣候變暖將伴隨云頂高度的抬升和雷電強度的增強,從而導致雷電排放的 NOx顯著增加15。濕地甲烷排放濕地是大氣中甲烷排放的主要來源之一16。濕地甲烷排放與溫度和水位高度等因素相關17。由于氣候變化的影響,2007-2021 年全球甲烷年均排放量較2000-2006年增加了5-6%18。海洋排放海洋排放主要包括海洋飛沫排放的顆粒物以及浮游植物排放的二硫化物(DMS)19。氣候變化引起的溫度和風速變化會影響海洋排放,而 CO2變化也會影響海洋的酸度,從而影響海洋浮游植物排放 DMS20。(2)氣
217、候變化對人為源排放的影響除對自然源排放的影響以外,氣候變化也會通過對人類活動、能源系統、社會經濟等方面的影響對人為源排放產生深遠影響。例如,溫度升高可增加肥料中氨的揮發,影響作物產量,農民往往通過增加施肥量以彌補氮損失,但最終導致更多的氨揮發21。此外,隨著溫度的改變,居民冬季取暖和夏季制冷的需求增加,由此帶來生活源排放的增加22。氣候變化對人為源排放影響的機制復雜,亟待進一步研究。(3)氣候變化對大氣化學、傳輸和沉降的影響除對排放影響之外,氣候變化還通過影響污染物的物理過程和化學生成、大氣傳輸、干、濕沉降等對空氣質量產生影響23。溫度是影響局地空氣質量的重要氣象因素,因此全球氣溫上升,可能會
218、影響一系列大氣物理、化學過程。例如,溫度升高會降低過氧乙酰硝酸酯的大氣壽命,影響臭氧的生成23。同時,溫度可以通過改變光化學反應速率影響二次顆粒物的生成,還可以通過調節氣固平衡影響某些顆粒物組分濃度24,25。氣候對空氣污染的影響3.153第三章 空氣污染與氣候變化的交互影響大氣污染物的傳輸受風向、風速、鋒面等與氣候變化有關的多尺度因素影響26-28。氣候變化可能降低中緯度氣旋和冷鋒的發生頻率,改變風的速度和方向,影響大氣污染物的長距離傳輸,導致靜穩天的頻率增加,易于污染物累積29-32。此外,氣候變化可能會改變大氣的穩定性和混合層高度,從而影響大氣污染物的垂直擴散23。氣候變化可能改變降水的
219、模式和強度,從而影響大氣污染物的濕沉降。例如,如果氣候變暖導致降雨增加,可能會增加污染物從大氣到地表的移動,反之則可能會減少。同時,溫度和濕度的變化,可能會影響大氣污染物的性質和地表的性質,從而改變污染物干沉降的速率33。3.1.2 極端氣候事件對空氣污染的影響(1)極端高溫-干旱對空氣污染的影響隨氣候變化,極端氣候事件越來越頻繁,持續時間和發生強度也越來越大。極端高溫天氣會加劇空氣污染的程度,研究發現中國華北平原超50%的臭氧污染都伴隨著極端高溫34。一方面,高溫提高了大氣中的化學反應速率35,促進了對VOCs 等物質的氧化,直接影響臭氧生成的速率36;另一方面,高溫天氣往往伴隨著下沉氣流,
220、大氣循環處于靜穩狀態,風速較低37,使得污染物更容易積聚在地面,加劇了空氣污染。此外,高溫往往伴隨著干旱事件的發生,高溫天氣會使得蒸發加劇,濕度降低,土壤和植被水分流失。在干旱條件下,植物的光合作用和蒸騰作用都會受到抑制,從而導致 VOCs 排放量的下降38,進而影響顆粒物和臭氧的濃度。(2)臺風對空氣污染影響目前觀測和模式模擬表明,隨著全球氣候變暖,西北太平洋海盆中臺風發生頻次減少,但臺風強度在緩慢地加強39-41。因此,氣候變化背景下臺風特性的改變對中國空氣污染狀況可能會產生重要的影響。臺風影響范圍內的大風和極端降水夠使臭氧和顆粒物濃度迅速降低42,43,但臺風外圍的天氣條件對夏季、秋季中
221、國的空氣污染形成和發展有顯著的促進作用34,44。臺風的臨近極大地增強了生物源排放和跨區域臭氧輸送,增量分別達到 78.0%和 22.5%34。(3)極端低溫對空氣污染的影響低溫會促使人們增加對取暖設備的使用,進而導致顆粒物和其他污染物的排放增加;極端低溫通常伴隨著靜穩天氣條件,即風速減小和大氣穩定性增加,從而降低大氣污染物的擴散能力,使污染物更容易積累;同時,低溫環境還可能降低混合層高度,限制了污染物的垂直擴散;此外,低溫會影響大氣化學反應的過程。雖然某些光化學反應在低溫條件下可能會減慢,但在低溫和高濕度條件下,一些顆粒物形成的化學反應卻可能得到促進。例如,低溫可能會加速硫酸鹽的液相生成速率
222、45,46,從而進一步推高顆粒物的濃度??諝?氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告54短壽命氣候強迫因子(SLCFs)不僅會對氣候產生影響,它們本身也是大氣污染物。SLCFs 主要包括氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、PM2.5、PM10、臭氧(O3)、揮發性有機化合物(VOCs)、氨氣等。相較溫室氣體,多數SLCFs在空氣中存留的時間較短,一般只有幾個小時到幾個月。這些污染物可以通過改變地氣系統的輻射平衡從而影響氣候。例如,氣溶膠不僅可以吸收、散射短波和長波輻射,還作為云凝結核和冰核影響云的輻射特性、云的生命期及降水特性,對氣候有冷卻或者增暖的作用47,48。3.
223、2.1 典型污染事件對天氣氣候的影響(1)沙塵事件對天氣氣候的影響沙塵可以通過散射和吸收地球-大氣系統中的短波和長波輻射來直接影響氣候49,50,沙塵氣溶膠的增加能夠降低地表溫度,對全球變暖產生負反饋效應51,52。沙塵還可以充當云凝結核或冰核,通過改變云反照率和降雨分布間接影響氣候53。同時,當沙塵顆粒沉積在海洋表面時,可以為海洋生態系統提供營養物質,進而刺激浮游植物的生長,從大氣中吸收二氧化碳,最終可能影響全球碳循環54,55。(2)野火事件對天氣氣候的影響野火事件產生的氣溶膠和溫室氣體在地球氣候系統中扮演著重要角色,是全球氣候變化的重要驅動因子之一56,57。野火排放的顆粒物能夠散射太陽
224、輻射、延長云壽命并提高云反照率,從而產生降溫作用;此外,野火又通過破壞地表植被來影響下墊面反照率、潛熱和感熱通量等,進一步對大氣產生反饋作用。(3)COVID-19 封控期間污染物減排對天氣氣候的影響新冠疫情導致 2020 年全球人類活動顯著降低,交通、工業和商業活動的減少使得氣溶膠排放量也相應減少,這對大氣輻射平衡以及天氣氣候產生了重要影響。研究發現 COVID-19 期間氣溶膠及其前體排放的減少,使得人為氣溶膠減少引起的大氣冷卻效應減弱,導致全球不同區域產生一定的地表增溫,區域增溫最高可達+0.3,但對全球平均地表溫度的影響僅約為+0.0358。另有研究發現新冠疫情期間北半球大陸地區的地表
225、溫度顯著升高,并且隨著減排時間的持續增加,大氣增溫的影響越來越明顯59。疫情封控措施對區域極端降水也具有重要貢獻。研究發現受封控影響,中國東部地區氣溶膠排放量減少,導致該區域大氣異常加熱,加劇了夏季海陸溫差,導致西北太平洋出現海平面氣壓正異常,從而增強了向中國東部的水汽輸送及該區域的降水60。另有研究發現封控期間亞洲地區氣溶膠的減少增加了到達地表的太陽輻射,使北印度-青藏高原地區升溫約 1.5K,加速了水汽向印度大陸的輸送,使印度中部的夏季平均降雨量增加了 5%-15%61。3.2.2 長期污染防控政策對氣候的影響在過去幾十年里,隨著歐美地區長期污染防控政策的實施,使這兩個地區氣溶膠及其前體物
226、的排放量減少62,63。各種長期地面觀測、衛星反演及模式模擬的數據均顯示,1980 年以來氣溶膠的減少導致了美國東部大氣層頂+0.8W/m2的直空氣污染對氣候的影響3.255第三章 空氣污染與氣候變化的交互影響接輻射效應和+1.0W/m2的間接輻射效應,使得美國中東部出現了 0.5-1.0的增溫64,65。在歐洲地 區,相 比 19811985 年,20012005 年 間氣溶膠減少造成大氣層頂產生+1.26W/m-2的輻射效應66,19802018 年期間硫酸鹽的減少造成+2.0W/m-2輻射效應67。自 2013 年中國實施“大氣污染防治行動計劃”等一系列污染防控政策以來,顆粒物污染防治取
227、得了顯著的成效68,人為氣溶膠排放量2013-2017 年減少了 21-59%68,74 個城市年均細顆粒物的濃度在此期間下降了 33.3%69。雖然顆粒物污染得到改善,但是對流層臭氧污染加劇70,71。這期間中國氣溶膠的減少造成中國東部大氣層頂產生+1.18W/m-2的輻射效應,對流層臭氧的增加加劇了正的輻射效應72。研究發現20132017 年中國氣溶膠的減少造成中國東部增溫 0.09,對流層臭氧的增加進一步使氣候變暖,協同作用造成中國東部增溫 0.1673。綜上所示,大氣污染物-氣候系統相互作用同時涉及到大氣環境、天氣、氣候變化這幾個關系到國計民生和社會經濟協調發展的重要研究領域。大氣中
228、短壽命的化學物質臭氧和氣溶膠對人體健康和生態系統均有著直接的危害,是當前空氣污染治理的主要對象。同時這些化學物質還是僅次于長壽命溫室氣體影響氣候變化的重要大氣成分。對流層臭氧能夠引起氣候增暖。氣溶膠吸收、散射短波和長波輻射,還作為云凝結核影響云的輻射特性、云的生命史及降水特性,從而導致氣候變化。同時,大氣污染物除了受到排放的影響而外,還受到氣候變化的影響。氣候變化引起大多數自然源排放以及一些人為排放的排放量發生變化,從而導致氣候反饋。氣候變化(例如邊界層厚度、風速風向、溫度、濕度和降雨等的變化)還會影響大氣化學和物理過程(例如大氣化學反應速率、污染物的傳輸和沉降等),從而影響大氣成分導致氣候反
229、饋。圖 3-1空氣污染與氣候系統的相互作用(翻譯自:IPCCA R6 WGI 報告,圖 6.1)74SLCFs(短期氣候爆發物)的來源和過程對氣候系統的影響氣候系統變化氣候反饋空氣污染效應人為排放自然源排放空氣污染大氣成分大氣化學物理輻射強迫吸收散射反射率變化冰凍圈天氣模態降水溫度空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告561Fiore,A.M.etal.Globalairqualityandclimate.ChemicalSocietyReviews41,6663-6683(2012).2West,J.J.etal.Co-benefitsofmitigatingglobalgreenh
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267、同健康.效應氣候變化與空氣污染是當前全球面臨的兩大主要挑戰。氣象條件對大氣污染物的形成、積累、擴散等產生強烈影響,而全球氣候變化引起的氣象條件改變進一步影響空氣污染的特征,包括發生頻次、理化成分和嚴重程度等,進而直接或間接地影響人群健康1,2。04空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告62臭氧(O3)和 PM2.5都是對人類健康具有重大影響的大氣污染物。臭氧是一種二次污染物,由氮氧化物和揮發性有機物等前體物質在陽光照射下的光化學反應產生。影響臭氧濃度的主要氣象因素包括紫外線輻射、云量、溫度、風向和風速等1,3。PM2.5的來源多樣化,既包括交通尾氣、野火、發電廠等直接排放源,也包括前體
268、氣體在大氣中的化學反應產生的二次源4。不利的氣象條件是導致嚴重霧霾和持續性空氣污染的主要外部原因之一。氣溫通過調節大氣環流和影響化學反應,與大氣污染物濃度緊密相關。降雨可以通過濕沉降作用減輕空氣污染,增加的風速有助于加強近地表空氣流動,有利于污染物的擴散和稀釋。而高濕度條件下,氮氧化物和硫化物更易從氣相轉化為顆粒相,增加了霧霾事件的發生概率5。頻繁出現的極端降水事件可能與溫室氣體和氣溶膠污染有關。在中國長三角地區的一項研究發現,空氣污染會增加形狀參數-斜率參數關系、降雨動能-降雨強度關系的不確定性6。四川盆地的大氣模擬實驗表明,氣溶膠通過吸收太陽輻射和增加盆地大氣的日間穩定性來抑制對流。多余的
269、潮濕空氣被輸送到山區并隨地形抬升,導致夜間產生強對流和極端強降水7。復合極端事件是指兩個或多個極端事件同時發生,或多個事件組合加強形成一個極端事件8。由于相似的氣象驅動因素,空氣污染事件與極端天氣事件容易形成更具有健康威脅的復合事件。同時,二者的健康效應往往是非線性的,因此復合極端事件暴露的健康影響不同于單一極端事件健康影響的加和9,10。熱浪與 O3污染通常在溫暖季節同時發生,目前已成為全球范圍內對健康威脅最大的復合事件之一11,12。停滯的高壓系統有利于熱量和 O3前體物的積累,是熱浪與 O3污染復合事件發生的主要驅動因素13。一項預估研究探討了全球范圍內高溫與 O3污染復合暴露日及其對人
270、口的影響,結果表明這種復合事件正呈快速增長趨勢。與 1995-2014 年的基線相比,到 2071-2090 年,在中高等強迫情景下(SSP3-7.0),年平均復合事件天數預計增加 34.6 天,人群暴露量增加 9350 萬人日11。冬季顆粒物污染事件受逆溫和大氣停滯現象影響,并可能與寒潮形成復合極端事件。一項關于氣候變化對中國空氣質量影響的預測研究顯示,在代表性濃度路徑 4.5(RCP4.5)下,與 2006-2010 年相比,到 2046-2050 年,中國 74 個主要城市冬季 PM2.5濃度超標天數預計將顯著增加,其中大氣停滯事件與高污染天數的重疊超過70%14。對于熱浪與 O3復合暴
271、露事件的健康影響,目前已逐漸形成共識。隨著近年來熱浪事件的頻繁發生,探索應對這種復合暴露事件的適應性行為變得尤為必要和迫切。此外,低溫引起的健康風險也不容忽視,尤其是與顆粒物污染的復合暴露可能導致更嚴重的健康影響。這些復合暴露的健康效應以及在氣候變化背景下的未來發展趨勢仍需進一步研究??諝馕廴九c氣候變化復合暴露的關鍵因素4.163第四章 空氣污染與氣候變化的協同健康效應空氣污染和氣象因素已被證明可獨立產生不良健康效應,同時大氣污染物修飾氣象因素的健康效應正逐步受到關注??諝馕廴究赡芗觿》沁m宜溫度短期暴露相關的死亡風險,尤其 PM10和 O3對高溫相關的死亡風險具有修飾作用15-19。一項包括中
272、國在內的對全球 482 個地區開展的多中心人群研究結果顯示,PM2.5、O3和 NO2水平升高可導致與高溫相關的心血管系統和呼吸系統疾病死亡風險增大,其中對呼吸系統疾病死亡的修飾作用更強(表4-1)15。上海的一項研究也報道了 PM2.5暴露可增加寒流對呼吸系統疾病死亡率的影響16??諝馕廴緦Ψ沁m宜溫度暴露相關的人群疾病發病和患病風險可能存在效應修飾作用,然而研究證據相對有限,目前主要關注的健康結局包括兒童哮喘20,21和水痘22。同時,有證據表明空氣污染可能修飾溫度變異度相關的健康風險23,24,如高濃度 PM2.5條件下,溫度變異度相關的兒童哮喘住院風險高于低濃度 PM2.5的情況24???/p>
273、氣污染對其他氣象因素(如濕度、降水)暴露相關的不良健康效應也可具有修飾作用。研究顯示,對于氣象因素暴露相關的傳染病發病、患病風險,空氣污染具有明顯的效應修飾作用25,26。例如,高濃度 SO2條件下環境濕度相關的兒童手足口病發病風險低于低濃度 SO2時的情況25??諝馕廴拘揎棜庀笠蛩禺a生不良健康效應的可能機制涉及氧化應激、炎癥反應和細胞凋亡等27??諝馕廴究赡芤鹁奘杉毎麚p傷、植物神經功能失調和細胞周期阻滯等,導致暴露人群更易受到氣象因素的影響28??諝馕廴緦Ψ沁m宜溫度短期暴露相關的死亡風險具有修飾作用,但對非適宜溫度暴露相關的發病和患病風險,以及其他氣象因素(如濕度、降水)暴露相關的健康風險
274、是否存在修飾作用仍有待進一步研究??諝馕廴緦庀笠蛩叵嚓P健康效應的修飾作用使得空氣污染及氣候變化的同步監測和治理變得更加迫切,提示在制定氣象因素危害閾值或高溫熱浪預警系統時也需考慮空氣污染的影響??諝馕廴拘揎棜庀笠蛩氐膮f同健康效應4.2表 4-1空氣污染修飾熱相關人群死亡風險15(*:P75%分位數)O3濃度每升高 10g/m3,每日非意外死亡、心血管疾病和呼吸系統疾病死亡風險分別增加0.44%、0.42%和 0.50%;而在較適宜溫度條件下(25%75%分位數),O3暴露相關的三類死亡風險分別增加 0.36%、0.34%和 0.39%30。我國深圳的一項時間序列研究顯示,低溫可加劇 NO2暴
275、露相關老年人和男性的心血管疾病死亡風險31。此外,氣象因素可能修飾空氣污染長期暴露相關的人群死亡風險32。中國老年健康影響因素跟蹤調查顯示,在 65 歲及以上老年人群中,NO2長期暴露的全因死亡風險在較冷氣候條件和季節溫度變化較大的地區更高32。氣象因素對空氣污染暴露的人群疾病發病和患病風險存在修飾作用29,33。高溫可增加 PM2.5、PM10、NO2、SO2、O3和 CO 污染相關的特異性皮炎門診人次,呼吸和循環系統疾病及偏頭痛急診人次,院外心臟驟停發生,以及 II 型糖尿病、中風和冠心病住院風險。低溫也能增加 PM2.5、PM10、CO 和 SO2污染相關的神經系統疾病急診人次,心力衰竭
276、住院和死亡,急性冠脈綜合征發生,以及慢性阻塞性肺疾病住院風險29。季節也對空氣污染相關疾病的發病存在修飾作用。在溫暖季節 CO 和 O3污染相關的發病率更高,SO2和NO2污染相關的發病率更低,且 18 歲以下的兒童和 75 歲及以上的老年人是易感人群,但 PM2.5和PM10污染相關的發病率不存在季節性差異33。氣象因素對空氣污染暴露相關的不良妊娠結局和兒童健康風險具有修飾作用34-36。高溫可增加孕早期 PM2.5、CO、NO2、SO2和 O3暴露相關子代先天性心臟病風險34。在溫暖季節懷孕時,低溫和低濕氣候均能增加 PM10污染相關子代低出生體重風險36。研究顯示,氣象因素能干擾細胞因子
277、的生成并引發系統性炎癥,也可導致血壓和血液流變學指標改變37-39,這或許是其造成暴露人群更易受到空氣污染影響的原因。氣象因素對空氣污染相關健康效應的修飾作用因氣象條件和污染物不同而存在差異,其中發育期胎兒、兒童及老年人均為易感人群。目前的證據多來自時間序列研究,效應觀察時間較短,且主要集中在氣溫及與之相關的季節因素上面,后續應采用隊列研究進一步驗證氣象因素的修飾作用,并揭示其潛在的作用機制。氣象因素修飾大氣污染物的協同健康效應4.365第四章 空氣污染與氣候變化的協同健康效應空氣污染事件與極端天氣事件復合暴露的協同健康效應4.4圖 4-1寒潮與高濃度 PM2.5事件復合暴露協同增加人群死亡風
278、險43PM2.5寒潮暴露風險全因死亡循環系統疾病死亡呼吸系統疾病死亡復合暴露情景 A時間線時間線時間線情景 B情景 C全球范圍內高溫熱浪、干旱、洪水、臺風等極端天氣事件的發生頻率、強度和持續時間呈現不同程度的增加。中國大陸地區極端偏暖事件有所增多,極端偏冷事件明顯減少,氣象干旱事件頻率和影響范圍增加,極端強降水事件持續增多。柳葉刀 2020 年中國健康與氣候變化倒計時報告指出:與 20012005 年相比,20162019年中國 24 個省份人群的野火暴露天數有所增加,中國北部和東北地區增長最為迅速。同時,20002019 年間我國強臺風發生頻率大幅增加40。政府間氣候變化專門委員會第六次評估
279、報告指出,隨著未來氣候變暖加劇,空氣污染與極端天氣事件同時發生的概率將增加,極端事件的復合暴露已成為新的氣候危機41。全球疾病負擔研究已將空氣污染與高溫分別作為具有明確病因學證據的環境類危險因素42。近年來,流行病學研究發現空氣污染事件與極端天氣事件復合暴露可能產生協同健康效應。研究顯示,寒潮與高濃度 PM2.5污染復合暴露相關的人群死亡風險高于兩者單獨暴露相關的死亡風險總和(圖 4-1)43?;谥袊v向健康長壽調查隊列人群的研究顯示,高溫熱浪與高濃度 PM2.5污染復合暴露對我國 65 歲及以上老年人高血壓發病率存在升高的協同健康效應44。廣州出生隊列的研究顯示,孕期 PM2.5暴露與強度
280、較小的熱浪復合暴露對早產結局存在升高協同效應45。我國 7個城市的學齡前兒童回顧性隊列研究顯示,生命早期高溫和高污染物水平(包括 PM10和 SO2)復合暴露增加兒童哮喘發病風險46。近年來,我國沙塵暴事件復現趨勢明顯。氣候變化下,沙塵暴的頻頻發生對人群健康構成了嚴峻威脅。顆粒物(PM10、PM2.5-10)是與沙塵事件復合暴露的典型大氣污染物。關于顆粒物污染與沙塵事件復合暴露是否具有協同健康效應,目前的研究結論尚不一致47,顆粒物暴露相關的健康風險可能在沙塵日更高48、更低49、或與非沙PM2.5PM2.5PM2.5寒潮寒潮寒潮空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告66塵日無差異50
281、,51。氣候變化下,空氣過敏原(如花粉)的種類、反應強度和分布特征會隨之發生改變52。盡管有證據表明大氣污染物與空氣過敏原的復合暴露具有協同健康效應,但目前相關研究證據比較有限,結論尚不明晰53,54。當前我國空氣污染事件與極端天氣事件復合暴露的相關研究證據仍有待完善。雖有研究分析二者共同暴露的復合健康效應,但沒有開發建立復合暴露指標。因此迫切需要開展系統性研究,明確空氣污染事件和極端天氣事件的復合暴露與人群健康的關系,并進一步厘清其空間異質性、敏感疾病、脆弱人群等特征,支撐精準預防策略的制定。67第四章 空氣污染與氣候變化的協同健康效應1Zhang,H.,Wang,Y.,Park,T.-W.
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309、,Hess,J.J.&Huang,C.-R.Climatechange,airpollution,andallergicrespiratorydiseases:acalltoactionforhealthprofessionals.ChineseMedicalJournal133,1552-1560(2020).53 Anenberg,S.C.,Haines,S.,Wang,E.,Nassikas,N.&Kinney,P.L.Synergistichealtheffectsofairpollution,temperature,andpollenexposure:asystematicrevie
310、wofepidemiologicalevidence.EnvironmentalHealth19,1-19(2020).54 Lam,H.C.Y.,Jarvis,D.&Fuertes,E.Interactiveeffectsofallergensandairpollutiononrespiratoryhealth:Asystematicreview.ScienceoftheTotalEnvironment757,143924(2021).空氣污染與氣候變化協同治理對健康的影響無論中國還是世界其他國家及地區都針對空氣污染和氣候變化開展了不同程度的控制措施。從健康收益方面評估相關政策實施的效果可以
311、為我們提供空氣污染和氣候變化協同治理的新思路。在雙碳目標下開展的“降碳、減污、擴綠、增長”工作已經證明了二者協同治理的可行性和必要性。本章從空氣污染和氣候變化控制政策的健康效益、協同治理路徑以及協同治理的健康和經濟收益等四方面系統闡述空氣污染與氣候變化協同治理對健康的影響。05空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告72大量流行病學研究證明空氣污染的短期和長期控制措施可顯著改善人群健康。由于空氣污染治理可以視為對公共健康的一次公共干預,因此相關研究也被稱為“準實驗研究”,是明確空氣污染與健康的因果關系的重要依據之一。根據研究對象是急性或慢性健康效應,我國空氣污染相關的準實驗研究可以分為如
312、下兩類。首先,研究急性健康效應往往以空氣污染短期控制的保障性事件為契機。例如,2008 年北京奧運會和 2014 年南京青奧會等。2008 年為了保障奧運期間的空氣質量,北京及其周邊實施了嚴格的控制措施,期間 PM2.5下降了 31%。朱彤研究團隊利用定群研究追蹤多組人群中的健康生物標志物的變化,在成人組中發現奧運期間 P-選擇素、C-反應蛋白和收縮壓的改善1,呼出氣一氧化氮和 8-羥基鳥苷水平的下降2;在兒童組發現類似的呼吸道炎癥3和全身氧化應激水平4的大幅下降?;诔R幗】档怯洈祿ㄋ劳龅怯?、醫院門診住院登記、婦幼保健院出生登記數據,也可利用類似方法探究 2008 奧運期間的變化規律,發
313、現空氣質量管控可顯著降低心腦血管疾病死亡率5、全因死亡率6、哮喘門診率7、提高出生體重8。2014 年南京青奧會的空氣質量管控也揭示了類似的結論,發現了管控顯著降低健康青年人系統炎性反應。無獨有偶,國外的空氣污染短期控制也展示了類似結果,包括 1996年美國亞特蘭大奧運會9和 2002 年釜山亞運會10期間交通污染管控可降低哮喘住院率。值得一提,上述研究往往觀測到在短期空氣污染控制措施結束后,健康回復到控制前的水平。其次,研究慢性健康效應往往依賴空氣污染的長期治理。在中國,以 2013 年以來的清潔空氣行動包括“大氣十條”、“藍天保衛戰”為典型代表,長期空氣污染控制措施也被證明可持續改善人群健
314、康。利用中國老老齡調查隊列,依據“大氣十條”治理目標的高低劃分對照和干預組,并通過對比兩組人干預前后健康水平的變化,發現清潔空氣行動顯著改善老年人認知功能11。利用類似方法分析中國健康與養老追蹤調查隊列,發現“大氣十條”期間,成人肺功能12、血脂代謝13、腎功能14、精神健康15、行為活動能力16和家庭醫療支出17等多維度的顯著改善。值得說明,中國清潔空氣行動迅速改善了 PM2.5為代表的污染物水平,是全球獨有的準實驗研究契機。與國際上的空氣污染準實驗研究相比,我國研究仍有如下不足。首先,我國缺少精細的、特定的空氣污染長期控制措施健康效應的相關研究。與之對比,歐美國家往往在規劃一項污染治理措施
315、時,同時規劃相關人群研究,用以評估相關政策對人群健康的促進作用。例如,歐美研究曾證明倫敦設立超低排放區對兒童呼吸功能的改善18,猶他州煉鋼廠關停對新生兒健康的改善19,都柏林禁止燃煤對死亡率的降低作用20,德國電廠強制安裝脫硫裝置對嬰兒死亡率的影響21,上述研究夯實了空氣污染暴露與健康的因果關系。未來應在我國開展類似的、針對具體空氣污染控制措施的準實驗研究。其次,揭示空氣污染長期控制措施的健康影響,往往需要累積數幾十年的人群健康數據,例如,加州兒童隊列研究通過整合橫跨 30 多年的人群數據,揭示了長期清潔空氣行動對兒童呼吸功能及其發育的改善作用22,23。建議我國應該針對空氣污染治理(以及其它
316、可能影響空氣質量的環境政策,例如,碳達峰、碳中和政策)規劃長期的、跨代際的人群研究,用以紀錄這些政策對人群健康的改善作用。.空氣污染治理與健康5.173第五章 大氣污染與氣候變化協同治理對健康的影響相比空氣污染控制措施,氣候變化的主要治理措施是碳減排,其不僅作用時間長,且往往對人群暴露水平無均一、穩定的影響。根據典型的氣候變化情景,即便是“碳中和”等強力政策,依然不會明顯逆轉全球變暖的平均趨勢,因此,關于長期碳減排政策如何影響當前人群暴露和健康水平,基于真實世界數據的實證研究幾乎無能為力,往往需要求助于模型估算結果。在個體水平,針對氣候變化的應對措施是建立“氣候-健康”預警機制、增強人群的氣候
317、適應能力,我國部分城市和地區推出了極端氣候預警系統,尤以“高溫預警”為代表。盡管現存研究不多且多局限于西方國家和地區,已有分析利用規范的因果推斷方法、證明氣候變化適應措施與人群健康改善存在潛在的聯系。例如,美國20 個城市的研究并未觀測到高溫預警與全因死亡率降低的一致關聯,僅在費城發現高溫預警可減少 4.4%的全因死亡24。與之類似,在蒙特利爾的全人群中并未發現高溫預警與全因死亡降低的關聯,但發現對顯著減少老人、低教育水平等脆弱人群的死亡有影響25。紐約市于 2008 年通過降低溫度閾值、提高了高溫預警等級,研究發現這次政策修訂可進一步減少全因死亡26。此外,還有部分研究應用傳統流行病學方法評
318、估了高溫預警的健康效應。例如,通過分析英國熱浪行動計劃實施前后、溫度-死亡暴露反應關系是否發生變化,作為該措施是否保護健康的間接證據,但該研究并未得出具有統計顯著性的結果27。在我國,上海氣象局曾為慢性阻塞性肺病人群提供氣象健康預警服務,通過與未被干預的對照組病人相比,發現氣象健康預警服務能夠減少慢阻肺急性發作概率、減少病人就醫次數和醫療開支28。氣象健康預警效應的研究難點在于其不同于傳統的干預措施,不同人群很可能對干預具有不同的響應模式,因此,相關研究設計和統計方法應該進一步優化。例如,2023 年我國疾控局發布了首個高溫熱浪公眾健康防護指南,然而,我國尚缺少多中心的、關于氣象健康預警效果的
319、評估研究,應盡快采取類似實證研究,明確各地區的預警措施在改善健康效果上的差異。綜上,可在以下三方面采取協同措施,應對空氣污染和氣候變化的健康危害。首先,大氣污染物和溫室氣體同源,采取協同減排策略可以從根本上遏止氣候變化和減少空氣污染,在人類世的時間尺度上,是減少兩者相關疾病負擔的根本途徑。因此,協同減排政策必將產生緩慢但持續的健康改善效果。其次,起效最快的對空氣污染和氣候變化健康影響的協同應對措施是增強人群韌性和適應能力包括對極端天氣、空氣污染事件的及時預警,提高人群對相關健康危害的認知,建立、建全人群對相關暴露的個體防護指南從根本上降低人群對空氣污染和極端天氣暴露的易感性。最后,極端氣候和空
320、氣污染相互影響,往往造成復合暴露事件,可能造成更為嚴重的健康危害。針對上述復合暴露事件及其健康風險給與精準的風險分級和預警,是最直接的協同應對措施。氣候變化應對與健康5.2空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告74碳減排與清潔空氣行動的協同效益5.3一方面,以清潔空氣行動為指導的結構性調整措施具有降碳的效果,有利于推動我國實現碳達峰碳中和目標。中國清潔空氣行動淘汰或升級了低能效、高污染的落后燃燒設施,起到了減少化石燃料消耗、推動中國能源系統的轉型的效果。通過控制能源消費總量、調整能源結構和提升能源效率的相關措施,中國清潔空氣行動產生了顯著的碳減排協同效益2,5?,F有研究顯示,實施中國清
321、潔空氣行動措施在 20132020 年間帶來了24.3 億噸的二氧化碳協同減排量,超過同期中國二氧化碳排放量的累計增長量(20.3 億噸),其氣候效益十分可觀29?!懊利愔袊睉鹇詫諝赓|量的要求會在未來進一步推動低碳能源政策的實施,到 2035 年,由空氣質量達標所驅動的低碳能源轉型政策可將主要大氣污染物的排放量進一步降低 632%,同時使二氧化碳排放量在國家自主貢獻的能源情景(NDC)基礎上進一步降低 22%,這與實現全球 2溫升目標、我國 2060年碳中和目標所需的深度脫碳要求相一致30。反過來,達峰行動和碳中和行動在實現碳減排目標的同時,也具有顯著的空氣質量改善效益。已有研究表明,實施
322、氣候政策可顯著減排 SO2和NO2,通過提高能源利用效率、推動產業升級和結構調整,達峰行動將顯著減少污染物排放,進而改善空氣質量,為居民健康和生態環境提供顯著的益處31,32。2030 年之后,由于末端治理措施的減排潛力基本耗盡,碳中和目標下的深度低碳能源轉型措施將成為我國空氣質量持續深度改善的動力源泉33,34。Cheng 等人36的研究進一步強調了中遠期的碳中和行動對空氣質量的積極影響。在碳中和情景下,到 2060 年中國將基本完成低碳能源轉型,與此同時,全國人群 PM2.5年均暴露水平達到 8g/m3左右,78%的人群 PM2.5年均暴露水平低于 WHO 指導值,這意味著空氣污染問題將得
323、到根本解決,對人民的健康和生活環境將產生顯著積極的影響37。除了以目標為導向的效益探究,路徑變化帶來的中短期效益也值得關注。這對人口密度大、當前高污染的地區非常關鍵,也是成本效益高的關鍵舉措之一38。研究發現 20102018 年間約 92%與電力排放有關的死亡發生在中國、印度等新興經濟體。這一健康影響對未來氣候-能源軌跡的敏感度很高,在雄心勃勃的氣候目標(RCP1.9)下,提前退役高污染高排放燃煤機組能夠減少 235Gt 二氧化碳和 1200 萬例空氣污染相關死亡 39。另有研究表明若我國電廠退役前實現 1%、5%、20%的碳減排,則分別可貢獻全國潛在協同健康效益的 20%、40%和 70%
324、,研究證明了基于健康效益的中國退煤路徑相較于傳統路徑可獲得更大收益,并發現健康效益在山東省、長三角、珠三角等地區較為顯著,而在京津冀、內蒙古等地區相對較低40。75第五章 大氣污染與氣候變化協同治理對健康的影響在全球氣候治理的背景下,中國作為世界上最大的碳排放國,承諾努力爭取 2060 年前實現碳中和,這將引發能源系統的根本性變革,推動建立清潔低碳、安全高效的現代能源體系,因此也將對空氣污染改善和人群健康水平提升產生積極作用28。目前關于在不同氣候變化減緩情景下空氣污染協同治理健康影響評估研究主要集中在以下三個方面。碳減排通過改善空氣質量以減少與空氣污染相關的疾?。òㄏ?、慢性支氣管炎、呼吸
325、道疾病和心腦血管疾病等)發病率,并節省公眾的醫療支出41。Wang 等42發現中國實現 2溫控目標對減少中國及其下風向跨界地區(日本和南韓)因 O3暴露而導致的致病例數有積極影響,與參考情景相比,2030 年和 2050 年呼吸道疾病將分別減少 2500 萬例和 5400 萬例。在中國,實現2溫控目標可在 2030 年避免 560 萬例與 PM2.5暴露相關的致病數,并減少 12 億美元醫療支出43。在部門層面,一項基于歷史數據的研究表明,通過優化居民部門的能源消費結構,石家莊、鄭州、太原和濟南四個城市在 20172019 年累計減少呼吸系統疾病 948 萬例,同時節省醫療支出 24.2億元4
326、4。碳減排通過改善空氣質量以減少與空氣污染相關的過早死亡人數和經濟損失45,46。在中國,Wang 等47分 別 量 化 了 在 RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0 和 RCP8.5 情景下由 PM2.5和 O3暴露引起的致死影響,結果顯示,RCP4.5 可以帶來更顯著的健康協同效應。且與 2010 年相比,RCP4.5情景下 2050 年由 PM2.5和 O3暴露導致的過早死典型協同路徑下的健康影響評估5.4空氣-氣候-健康集成研究計劃與交流平臺旗艦報告76亡率將分別降低 13.5%和 13.3%。Zhang 等48指出,與參考情景相比,實現碳中和目標將使中國人口預期壽命在 2060
327、年提高 0.882.80 歲,并可在 20202060 年累計避免 22005000 萬例過早死亡數,同時減少健康經濟損失。在部門層面,Peng 等49發現與參考情景相比,實現中國居民部門半脫碳化電力供應將在 2030 年避免5.56.9 萬例過早死亡人數。農村居民能源向現代能源轉型對于中國實現“碳中和”目標、空氣質量改善目標至關重要。通過構建“居民能源-空氣質量-公眾健康”的模型框架,在省級層面探究中國農村居民部門實現碳中和目標的低碳轉型路徑,分析空氣質量改善帶來的健康影響,發現推廣電炊事設備和空氣源熱泵有助于農村家庭向現代能源轉型、實現“碳中和”目標、顯著改善北方地區的空氣質量,且大部分省
328、份的貨幣化人群健康效益可抵消技術轉型成本。北方地區因此獲得顯著的空氣質量改善和人群健康效益。2050 年,北方大部分省份的PM2.5濃度降低超過 2g/m3,避免約 52000 例/年過早死亡,占全國 70%50。大規模部署可再生能源帶來各省有別的空氣質量改善和健康協同。中國是全球可再生能源裝機容量最高的國家。大規模發展可再生能源可減少對化石燃料的使用,從而減少溫室氣體的排放、降低空氣污染,有助于增強經濟和環境的可持續性。發展可再生能源將大幅度減少與空氣污染相關的過早死亡人數,且該正效應在東部和中部地區較為顯著。中國東部和中部地區通過發展可再生能源可在 2030 年和 2050 年分別避免 0
329、.29 萬(占減少的空氣污染相關死亡總人數的 73%)和0.44 萬(73%)例與空氣污染相關的過早死亡人數51。碳減排背景下空氣質量提升將減少工作時間損失52。研究指出,2溫控目標情景下 2050 年避免的由 O3暴露引起的工作日損失將是 2030 年的 3 倍46。與 2015 年相比,碳達峰情景下 2030年將避免超過 100%的傷殘調整壽命年損失53。在部門層面,2溫控目標情景下中國道路運輸業對減少人群工作時間損失的貢獻約為全行業的8.7%49。人口老齡化因素將減弱氣候減緩政策通過改善空氣質量而產生的健康協同效益。研究顯示,目前中國因長期 PM2.5暴露而導致的過早死亡人數為每年 22
330、3 萬人。由于人為排放的減少,SSP1-2.6 情景下的 PM2.5及其組分濃度明顯下降。但到本世紀中葉,因長期 PM2.5暴露導致的過早死亡人數將增加 76%,主要原因可能是老齡化顯著抵消了空氣質量改善帶來的健康收益54。77第五章 大氣污染與氣候變化協同治理對健康的影響1Rich,D.Q.etal.AssociationbetweenchangesinairpollutionlevelsduringtheBeijingOlympicsandbiomarkersofinflammationandthrombosisinhealthyyoungadults.Jama307,2068-2078(
331、2012).2Huang,W.etal.InflammatoryandoxidativestressresponsesofhealthyyoungadultstochangesinairqualityduringtheBeijingOlympics.AmericanJournalofRespiratoryandCriticalCareMedicine186,1150-1159(2012).3Lin,W.etal.Acuterespiratoryinflammationinchildrenandblackcarboninambientairbeforeandduringthe2008Beijin
332、gOlympics.EnvironmentalHealthPerspectives119,1507-1512(2011).4Lin,W.etal.AssociationbetweenchangesinexposuretoairpollutionandbiomarkersofoxidativestressinchildrenbeforeandduringtheBeijingOlympics.AmericanJournalofEpidemiology181,575-583(2015).5Su,C.etal.Assessingresponsesofcardiovascularmortalitytop
333、articulatematterairpollutionforpre-,during-andpost-2008Olympicsperiods.EnvironmentalResearch142,112-122(2015).6He,G.etal.TheeffectofairpollutiononmortalityinChina:Evidencefromthe2008BeijingOlympicGames.JournalofEnvironmentalEconomicsandManagement79,18-39(2016).7Li,Y.etal.Airqualityandoutpatientvisitsforasthmainadultsduringthe2008SummerOlympicGamesinBeijing.ScienceoftheTotalEnvironment408,1226-1227