生態(tài)安全與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

1、生態(tài)安全與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)之北京霧霾健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)報(bào)告目錄 TOC o 1-5 h z 一、問題綜述 1二、危害鑒定3三、釋放評價(jià)3（一）北京的經(jīng)濟(jì)增長與空氣污染水平分析 3（二）北京經(jīng)濟(jì)增長與空氣質(zhì)量的EKC驗(yàn)證5四、暴露評價(jià)7五、后果評價(jià)8六、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)9七、建議10北京霧霾的健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)一、問題綜述隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，近年來在我國京津冀、華東等地區(qū) 霧霾天氣頻發(fā)，特別是在2013年1月，多地遭遇大范圍持續(xù)霧霾， 北京市有26天為霧霾天氣，為1954年以來同期最多，霧霾天氣的 頻繁發(fā)生對城市大氣環(huán)境、群眾健康、交通安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等都帶 來了日益顯著的影響。對80年代以后北京觀象臺的數(shù)據(jù)分析，霾

2、出現(xiàn)的范圍及概率呈 增多趨勢，尤其是1月和2月是霾頻發(fā)時(shí)期。統(tǒng)計(jì)北京歷史數(shù)據(jù)，做出北京地區(qū)自1981年2012年32年北京霧霾變化曲線圖（圖1）,其中霧的天數(shù)為大霧和輕霧天數(shù)的總 和。從圖1中可以看出，北京地區(qū)霧的年際變化曲線呈無規(guī)律的震 蕩變化，這種變化往往與當(dāng)天的天氣形勢有關(guān)，其平均值基本穩(wěn)定 不變。但是霾的變化曲線自2000年以后，呈現(xiàn)出系統(tǒng)性增多的變化 趨勢，這與經(jīng)濟(jì)和城市的快速發(fā)展，人口迅速增多、大量汽車尾氣 和工業(yè)污染物的排放等因素密切相關(guān)，尤其是2005年以后，霾的影響天數(shù)直線上升，2010年霾總數(shù)是63天，2011年92天，2012年達(dá) 到124天，霾的天數(shù)占到了全年總天數(shù)的

3、47%。300. 醯 A 麝1981 年 1985年 1989年 1993年 1997年 2001 年 2005 年 2009年年份Figure L Interannual variations graphs of Fog and Hazein Beijing regionL北京地區(qū)霧融年際變化曲線霧霾是空氣污染和氣象因素共同作用的結(jié)果，霧霾天氣發(fā)生時(shí)，大氣能見度下降，大氣中的顆粒物特別是細(xì)顆粒物（ PM2.5）是 導(dǎo)致能見度降低的主要因素，城市大氣 PM2.5污染影響空氣質(zhì)量，威 脅人群健康，是具有區(qū)域性特征、危害嚴(yán)重的大氣污染物。形成霧霾天氣的有毒、有害顆粒物散播在空氣中，對人類和生 態(tài)系

4、統(tǒng)會造成不同程度的危害，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是霧 霾天氣中的PM2.5比重較大，具顆粒物較小，比表面積相對較大， 可吸附大量有毒、有害物質(zhì)，這些物質(zhì)隨 PM2.5能輕易穿過鼻腔中的 鼻纖毛，直接進(jìn)入肺部，甚至滲進(jìn)血液，而引發(fā)包括心臟病、動脈 硬化、肺部硬化、肺癌、哮喘等各種疾病，影響身體康；二是霧霾 通過對太陽光的吸收與散射，導(dǎo)致太陽輻射強(qiáng)度減弱與日照時(shí)數(shù)減 少，從而影響植物的呼吸和光合作用，會造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、綠地生態(tài) 系統(tǒng)生長受阻等；三是霧霾天氣使能見度降低，容易引起交通阻 塞，發(fā)生交通事故。二、危害鑒定霧霾中含有各種對人體有害的細(xì)顆粒、有毒物質(zhì)達(dá) 20多種， 包括了酸、堿、鹽、胺、酚等

5、，以及塵埃、花粉、螭蟲、流感病 毒、結(jié)核桿菌、肺炎球菌等，其含量是普通大氣水滴的幾十倍。對呼吸系統(tǒng)的影響 大氣中可吸入性懸浮物顆?？呻S呼吸而進(jìn) 入支氣管、細(xì)支氣管，最后沉降于肺泡，可引起支氣管炎、肺炎， 促發(fā)哮喘，加重老慢支和肺氣腫等急慢性呼吸道疾病。另外，長期 生活在霧霾環(huán)境中，會提高肺癌的發(fā)病率。對心腦血管的影響霧霾天氣增加了原有心血管疾病患者發(fā)生急性呼吸道感染的機(jī)會，并影響其心臟的功能，加重心臟的負(fù)擔(dān)， 可導(dǎo)致心衰。原有腦血管病患者的癥狀加重，嚴(yán)重者可促發(fā)中風(fēng)。對眼鼻喉的影響可吸入性懸浮物顆粒對眼、鼻、咽喉有刺激作用，會使眼產(chǎn)生干、澀、癢、流淚、畏光等癥狀，發(fā)生結(jié)膜炎 ； 可出現(xiàn)流涕、噴

6、嚏癥狀，發(fā)生過敏性鼻炎 ；咽喉部可出現(xiàn)咽干、咽 癢、咽痛或嗓子不舒服等癥狀。對皮膚的影響皮膚可出現(xiàn)搔癢、紅斑、丘疹，發(fā)生過敏性皮炎。對情緒的影響在霧霾天，終日霧霾繚繞，太陽光弱，人體中的松果體會分泌出較多的松果體素，它使得甲狀腺素、腎上腺素的 分泌減少。甲狀腺素、腎上腺素是喚起細(xì)胞工作的激素，一旦減 少，細(xì)胞就會“偷懶”，變得極不活躍，人就顯得沒精打采。三、釋放評價(jià)（一）北京的經(jīng)濟(jì)增長與空氣污染水平分析研究表明，當(dāng)一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低的時(shí)候，環(huán)境污染的 程度較輕，但是隨著人均收入的增加，環(huán)境污染由低趨高，環(huán)境惡 化程度隨經(jīng)濟(jì)的增長而加劇；當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展達(dá)到一定水平后，也就是 說，到達(dá)某個臨界點(diǎn)

7、或稱“拐點(diǎn)”以后，隨著人均收入的進(jìn)一步增 加，環(huán)境污染又由高趨低，其環(huán)境污染的程度逐漸減緩，環(huán)境質(zhì)量 逐漸得到改善，總體過程呈現(xiàn)倒“ U型曲線關(guān)系。2中；一？山口 ,. ： 1.二：1JP數(shù)據(jù)來淞：同方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫從圖2可以看出，北京人均 GDP逐年增加，2010年北京的 人均GDP大概是1992年的8倍，反映了北京經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。一，業(yè)二氧化三= goom IX茶 三產(chǎn); EOQE _=. 三51 666 一 X661 A66】 三季一 gw匚 二寫一 -.W.三 -?二3數(shù)據(jù)滎源：同方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫由圖3可知，工業(yè)二氧化硫和工業(yè)粉塵的排放量總體上呈下降趨勢，說明北京的空氣質(zhì)量有逐年提高的趨勢。結(jié)

8、合圖 1和圖2 ,我們可以看出，隨著北京人均 GDP的逐年增加，北京工業(yè)二氧化 硫和工業(yè)粉塵的排放量總體上有下降的趨勢，因此，我們猜想北京 經(jīng)濟(jì)增長與工業(yè)二氧化硫和工業(yè)粉塵的排放量之間存在環(huán)境庫次涅 茨曲線（EKC）,并且可能已經(jīng)過了拐點(diǎn)。（二）北京經(jīng)濟(jì)增長與空氣質(zhì)量的 EKC驗(yàn)證經(jīng)濟(jì)增長與工業(yè)二氧化硫排放量和工業(yè)粉塵排放量間關(guān)系的回 歸結(jié)果。以人均國民收入即人均 GDP為解釋變量，工業(yè)二氧化硫排 放量和工業(yè)粉塵排放量為被解釋變量，建立如下回歸模型：LNYSV = +產(chǎn)+7（上八% J +勺LNYD.=八 + BJNX1 + 小（LNX, ）2 + 6Q）式（1）和（2）中：YSt和YDt分別

9、為t年的工業(yè)二氧化硫和工 業(yè)粉塵的排放量，Xt為t年的人均國民收入，豳、自、。和 3囚 交均為帶估計(jì)參數(shù)，和修均為隨機(jī)擾動項(xiàng)。當(dāng) 白0和“0 時(shí)，工業(yè)二氧化硫排放量與經(jīng)濟(jì)增長之間存在倒“U型關(guān)系；當(dāng)已0和交0時(shí)，工業(yè)粉塵排放量與經(jīng)濟(jì)增長之間存在倒“U關(guān)系。利用Eviews 6.0對式（1）和（2）進(jìn)行普通最小二乘法估 計(jì)，得到如下回歸結(jié)果：(-3.448) j 0.003lA YS -1 5258 + 4,292*/?VX-0.251 * (LNX)2(3)(-2.179)(3.016)0E5|0I)08|T=19 RW1949F= 148 296LV7 O尸 一46.103 +10.520*

10、LVX- 0575* (LX)2 (4)(-3.539)0.003s,=0.246(-2.918)(3277)f0.010| f (10051T=19 R-=().862F=50J42式(3)和(4)中，括號里是參數(shù)估計(jì)值對應(yīng)的t值而中括號 里的數(shù)值是t值所對應(yīng)的伴隨概率。模型的判決系數(shù)較高，說明模 型的擬合優(yōu)度較好。F值較大，表明模型整體關(guān)系顯著。在 5%的顯 著水平下，自由度為16的t的臨界值為t0.025 ( 16) =2.12,因此上 述模型均通過回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)。由模型(3)和(4)可知， 24.2920和4=-0.2510和歸-0.5750,說明工業(yè)粉塵排放量與經(jīng)濟(jì)增長之間的

11、確存在倒“U型關(guān)系。下面計(jì)算工業(yè)二氧化硫排放量和工業(yè)粉塵排放 量的EKC拐點(diǎn)&和：(-4.292/(2 *(-()251)=5114617 (-10520/(2*(-0575)二9344.944當(dāng)北京人均 GDP小于5114.617元時(shí)，工業(yè)二氧化硫排放量隨 著人均GDP的增加而增加；當(dāng)人均 GDP大于5114.617元時(shí)，工業(yè) 二氧化硫排放量隨著人均 GDP的增加而降低；當(dāng)人均 GDP達(dá)到 5114.617元時(shí)，工業(yè)二氧化硫排放量達(dá)到最大值，該點(diǎn)就是北京工 業(yè)二氧化硫排放量的理論拐點(diǎn)；當(dāng)北京人均GDP小于9344.944元時(shí)，工業(yè)粉塵排放量隨著人均 GDP的增加而增加；當(dāng)人均 GDP大 于9

12、344.944元時(shí)，工業(yè)粉塵排放量隨著人均 GDP的增加而降低； 當(dāng)人均GDP達(dá)到9344.944元時(shí)，工業(yè)粉塵排放量達(dá)到最大值，該 點(diǎn)就是北京工業(yè)粉塵排放量的理論拐點(diǎn)，這也證實(shí)了剛才的猜想是 正確的。從圖2可知，北京的人均國民收入已經(jīng)超過了工業(yè)二氧化硫和 工業(yè)粉塵排放量的理論拐點(diǎn)，我們認(rèn)為北京之所以會出現(xiàn)持續(xù)的大 霧現(xiàn)象，是因?yàn)楸本┦苤苓叺貐^(qū)的影響，如圖 4所示。L E爵I 就三 /i. -t- /k 6 I G QM A 4- I k 二 I =1 mp一兒律巾（萬蛇）河北省行隨）山西?。ㄈf仲）內(nèi)徒古（Sot）遼寧?。ㄈf盹）.-J Doom.J zm 一二二.I M二 工士二 n 土季-

13、l*w 二2ON 工房4數(shù)據(jù)來源：同方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫由圖4可知，北京周邊地區(qū)的二氧化硫排放量整體呈上升趨 勢。之所以會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，是因?yàn)楸本┲苓叺貐^(qū)為了縮小與北京 的差距而采用粗放型經(jīng)濟(jì)增長方式。我們大家都知道，PM2.5的一個特點(diǎn)就是它在空中停留的時(shí)間長，漂浮的距離遠(yuǎn)，因此如果北京周 邊地區(qū)不改變現(xiàn)狀，那么北京的空氣質(zhì)量整體上很難改變。四、暴露評價(jià)美國科學(xué)院（NAS）對公眾健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的定義描述為人類暴 露于環(huán)境危害因素之后，出現(xiàn)不良健康效應(yīng)的特征。首先確定暴露程度，然后將危險(xiǎn)的類型和程度與暴露的程度聯(lián) 系起來評估風(fēng)險(xiǎn)人群目前的和潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。有毒有害物質(zhì)釋放 遷移是一個緩慢的長期的過程，與

14、人體接觸的濃度一般都比較低， 影響時(shí)間長，所產(chǎn)生的效應(yīng)主要是慢性效應(yīng)，故采用慢性效應(yīng)中非 致癌參考劑量RfDmg/（kg?d）和致癌斜率因子SFmg/（kg?d）-1來標(biāo)定 其對人體的危害。對于非致癌污染物的危害效應(yīng)計(jì)算公式如下：HI“ 二 CDI /RfD” （1）式中：HI污染物1途經(jīng)j引起的非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，無量 綱；CDI污染物1途經(jīng)j的人體單位質(zhì)量日均暴露劑量， mg/(kg?d); RfD 非致癌參考劑量，mg/(kg?d)。計(jì)算吸入污染物日均暴露劑量，mg/(kg?d),采用如下計(jì)算公式：CDIy =品1, Lw (7)式中：暴露點(diǎn)空氣中有毒有害物質(zhì)的濃度，mg/m, L in

15、人體每天吸入的空氣量，m3 /d ;斗“吸入人體的有毒有害物質(zhì)中被人體吸 收的百分比，; BW暴露人群質(zhì)量，成人平均為70kg,兒童平均 為 16kg。如果可接受的攝入量等于參考劑量，那么根據(jù)定義，小于或等 于1.0的健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)是可以接受的。對于致癌物的致癌效應(yīng)采用 如下公式計(jì)算：川廣51廠SF-(3)SF致癌斜率因子，mg/(kg?d)-1。根據(jù)前三步的結(jié)果綜合評定特定人群暴露的健康風(fēng)險(xiǎn)，特別注 意的是致癌污染物同樣具有非致癌危害效應(yīng)，對其非致癌危害效應(yīng) 同樣采用公式(1)計(jì)算，以上計(jì)算公式中每種污染物對應(yīng)的 SF值 和RfD值在資料中選取。五、后果評價(jià)我國大氣PM2.5,濃度每增加10w

16、 g/m,人群急性病死率、呼吸 系統(tǒng)疾病和心血管疾病病死率分別增加 0.40%、1.43%和0.53%。 而在西安的研究中，PM2.5濃度每升高100W g/m,人群總死亡率，呼 吸系統(tǒng)疾病、心血管疾病、冠心病、卒中、慢性阻塞性肺氣腫 (COPD)的病死率分別增加 4.1%, 8.3%、6.2%、8.3%、5.1 %和 7.3%,表明大氣PM2.5濃度的升高會引起相應(yīng)疾病病死率的增加。在霧霾天氣發(fā)生時(shí)，受空氣污染物影響的人群范圍也迅速擴(kuò) 大。國外多項(xiàng)研究顯示，灰霾期間人群呼吸道癥狀明顯增加，如上呼吸道感染、哮喘、結(jié)膜炎、咳嗽、呼吸困難等，甚至導(dǎo)致心血管 系統(tǒng)紊亂。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的報(bào)告

17、指出，東南亞受灰霾污染 最嚴(yán)重的地區(qū)，2003年住院死亡率前10位的疾病中，哮喘、上呼 吸道感染均與較差的空氣質(zhì)量有關(guān)。而我國對于霧霾的人群健康影 響研究還處于起步階段，一般多采用調(diào)查統(tǒng)計(jì)的方法，在分析空氣 污染物對門診人次的影響時(shí)，需考慮滯后性，殷永文等分析了上海 市PM。PM2.5的日均濃度和氣象資料與當(dāng)?shù)?6所大中型醫(yī)院呼吸 科和兒呼吸科的逐日門診人次的相關(guān)性，并分析了滯后期為07 d的大氣污染效應(yīng)，結(jié)果表明PM2.5、PMi。污染對日門診人數(shù)影響的 累積效應(yīng)大于當(dāng)日效應(yīng)，且在霾污染暴發(fā) 6d時(shí)達(dá)到最大化。六、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)應(yīng)對霧霾和PM2.5的健康危害，根本措施是降低環(huán)境空氣中的 PM2.5

18、污染水平，實(shí)施多污染物協(xié)同控制，強(qiáng)化多污染源綜合管理， 開展區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控，做到科學(xué)治理、依法治理、全民治理。這是一 個需要作出長期努力的過程。首先，建議我國公共衛(wèi)生和環(huán)境管理部門可推出“霧霾天氣（或PM2.5）健康指數(shù)”，以直觀告訴公眾當(dāng)前的空氣質(zhì)量對健康危害的 程度，指導(dǎo)人們采取適當(dāng)?shù)拇胧┓婪犊諝馕廴镜慕】低{。當(dāng)前， 空氣污染指數(shù)（API）或空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）常用來定量反映每日的空 氣質(zhì)量狀況，但這類指數(shù)側(cè)重于反映環(huán)境空氣的質(zhì)量，其數(shù)值取決 于超標(biāo)最嚴(yán)重的污染物，而沒有充分考慮到空氣中多個污染物的健 康危害。近期，國內(nèi)外科研工作者相繼開發(fā)了空氣質(zhì)量健康指數(shù) （AQHI）,以綜合反映多個

19、污染物的健康危害。有研究發(fā)現(xiàn)，通過污 染程度與死亡關(guān)系而建立的AQHI ,能較好地預(yù)測多種發(fā)病結(jié)局（如 急診和住院），其與居民健康數(shù)據(jù)的關(guān)系遠(yuǎn)好于現(xiàn)行的 API或AQI。第二，建議在出現(xiàn)霧霾天氣或大氣 PM2.5濃度較高時(shí)，居民盡量 呆在室內(nèi)，減少室外活動的時(shí)間或強(qiáng)度，并保持門窗緊閉。有文獻(xiàn) 報(bào)道，通過顆粒物的沉降作用，門窗緊閉可減少PM2.5,從室外到室內(nèi)的滲透速率、降低室內(nèi)PM2.5濃度。第三，可適當(dāng)佩戴有顆粒物防護(hù)作用的口罩。北京此前開展的 一項(xiàng)針對心血管患者的研究表明，科學(xué)合理地佩戴口罩，可降低居 民個體暴露于顆粒物的濃度水平，改善心血管系統(tǒng)癥狀指標(biāo)。需要 注意的是，普通口罩防護(hù)PM2.5作用有限。第四，食用具有抗氧化作用的營養(yǎng)品有可能降低霧霾天氣對健 康的危害，但尚需要更多循證醫(yī)學(xué)的證據(jù)支持。PM2.5影響健康的可能性機(jī)制包括氧化應(yīng)激和炎癥作用。因此，國外有研究認(rèn)為，補(bǔ)充 抗氧化營養(yǎng)品可緩解大氣污染的居民健康危害。七、建議我國霧霾天氣和PM2.5的健康研究還處于起步階段，未來有必要 針對以下方面開展工作。第一，加強(qiáng)環(huán)境與健康立法、完善相關(guān)法律制度是解決我國包 括PM5在內(nèi)的環(huán)境與健康問題的根本出路。針對頻出的環(huán)境與健康 問題，部分國家已制定專門的