大气污染对户外体育锻炼人群心肺功能的影响

大气污染对户外体育锻炼人群心肺功能的影响 洛阳理工学院毕业设计(论文) 大气污染对人体健康的影响 摘 要 随着经济的快速发展，大气污染对人体健康的危害日益受到社会各界的高度重视和关注，人们也开始从不同领域开展了大气污染对人体健康危害的研究，取得了丰硕的成果。至今为止，主要研究都集中在大气污染物与人体健康之间关系的研究方面，而针对大气污染造成的人的健康损失研究却并不多见。 本论文首先分析了大气污染物含义，来源及其对人体健康的危害，并且重点分析了PM和SO对人体健康的危害;在此基础上，应用环境毒理学、环境经济102 学、环境流行病学等学科理论方法，以改进的人力资本法、意愿支付法和成果参照法等评价方法，并对这些方法应用于人体健康经济损失评价可能产生的偏差进行了系统分析。最后以苏州市为例，对大气污染引起的人体健康损失的经济损失进行计算。 关键词:大气污染，健康损失，可吸入颗粒，二氧化硫，苏州市 I 洛阳理工学院毕业设计(论文) Air pollution effects on human health ABSTRACT With the rapid development of economy, harm of air pollution on human health have attached great importance and attention from all sectors of society, people have begun to carry out the research on human health hazards of air pollution from different areas, and achieved fruitful results. So far, the main research focus of the relationship between air pollution and human health, health loss against atmospheric pollution caused by people but not much. This paper first analyzes the harm of air pollutants on human health hazards, and focus on the analysis of PMand SO on human health; on this basis, the application of 10 2 environmental toxicology, environmental economics, environmental epidemiology and other disciplines theory method, human capital method, improved the willingness to pay method reference method and results of evaluation method, deviation and the method is applied to the human body health economic loss assessment may have carried on the system analysis. Finally, taking Suzhou city as an example, the air pollution caused by the loss of human health economic loss calculation. KEY WORDS: Air pollution，loss of health，inhalable particles，sulfur dioxide， Su Zhou city II 洛阳理工学院毕业设计(论文) 目 录 前 言 .................................................................................................. 1 第1章 大气污染对人体健康的影响................................................. 3 1.1 大气污染相关概念................................................................. 3 1.1.1 大气污染概念 .............................................................. 3 1.1.2 大气污染来源 .............................................................. 3 1.2 大气污染对健康的影响......................................................... 3 1.2.1可吸入颗粒物((PM10)对人体健康的危害 .................. 4 1.2.2二氧化硫(SO2)对人体健康的危害 .............................. 4 第2章 健康损失研究评价理论与方法............................................. 5 2.1 健康损失研究评价的理论依据 ............................................. 5 2.1.1经济学理论基础............................................................ 5 2.1.2 环境毒理学 .................................................................. 5 2.1.3 环境流行病学 .............................................................. 6 2.2 评估方法的概述..................................................................... 6 2.2.1 意愿调查法 .................................................................. 6 2.2.2 成果参照法 .................................................................. 7 2.2.3 改进人力资本法........................................................... 7 2.3 大气污染对健康损失评估分析 ............................................. 9 2.3.1 大气污染物阀值........................................................... 9 2.3.2 剂量-反应关系式及其系数的确定 ........................... 10 2.3.3 Meta-分析 ..................................................................11 2.4 评估的不确定性分析........................................................... 12 2.4.1研究对象导致的偏差.................................................. 12 2.4.2健康效应终端导致的偏差.......................................... 12 2.4.3 计算过程中带来的偏差............................................. 13 2.4.4 剂量-反应关系选取的偏差和不确定性 ................... 13 第3章 研究区基本概况及其污染状况........................................... 15 3.1 苏州市的基本情况............................................................... 15 III 洛阳理工学院毕业设计(论文) 3.1.1 地理位置 .................................................................... 15 3.1.2 气候因素 .................................................................... 15 3.1.3 社会经济情况 ............................................................ 16 3.2 苏州市大气环境污染状况................................................... 16 3.2.1 可吸入颗粒 ................................................................ 16 3.2.2 二氧化硫 .................................................................... 17 第4章 大气污染造成的健康损失价值分析................................... 18 4.1 PM、SO浓度值分析 ........................................................ 18 102 4.2 评价基准浓度值分析........................................................... 19 4.2.1 污染物浓度超基准值情况......................................... 20 4.2.2 各月份污染物浓度超基准值情况............................. 20 4.3 暴露人群评估....................................................................... 21 4.4 数据整理 .............................................................................. 21 4.4.1 死亡率的调查 ............................................................ 21 4.4.2 医疗与门诊费用的调查............................................. 21 4.5 剂量-反应系数分析 ............................................................. 22 4.6 经济损失评估与计算........................................................... 22 4.6.1 过早死亡经济损失..................................................... 22 4.6.2 慢性支气管炎经济损失............................................. 24 4.6.3其他疾病治疗经济损失.............................................. 24 4.6.5 误工经济损失 ............................................................ 25 4.6.6 健康经济总损失总结................................................. 26 结 论 ................................................................................................ 27 谢 辞 .................................................................................................. 29 参考文献 ............................................................ 错误～未定义书签。 附 录 ................................................................ 错误～未定义书签。 外文资料翻译 .................................................... 错误～未定义书签。 IV 洛阳理工学院毕业设计(论文) 前 言 英国工业革命以后，蒸汽机的发明并且在全世界得到广泛应用以及其他工业企业的快速崛起，使全世界的经济得到了飞速的发展，但同时也发现了一些事情，因为过量的燃烧煤等自然资源，世界上因为空气污染而造成的人体伤害事件越来越多，这就使得城市空气污染的情况越发严重。到了20世纪中叶，随着人类社会的进步，人们已经学会了石油的开采和炼制，随之而来的是内燃机的发明和广泛使用，这样一来，城市空气污染日趋严重，对人们产生的影响更为厉害。1930年比利时马斯河谷事件，1940年美国洛杉矶烟雾事件，1984年美国多诺拉事件，1952年英国伦敦烟雾事件。这一件件因为大气污染而引起的公害事件一次又一次为我们的生命敲响警钟。大气污染已然成为了当今世界人们最为重视和关注的焦点问之一，它不仅危害了人们的的身体健康，带来疾病痛苦的同时也给社会经济制造了压力。全世界每天死于空气污染的人数不计其数。每年过早死亡的人数有好几十万，而更多的人患有各种各样慢性或者急性疾病。 改革开放以来，我国经济取得了令人瞩目的骄人成绩，但是因为经济发展使我国大气污染状况变的令人担忧。2006年，我国二氧化硫排放量为2365.3万t;烟尘气体排放量为1282.5万t;工业生产粉尘排放量为941.2万t，是世界上公认的大气污染物排放量最大的国家之一。所以我们不能效仿西方，进行“先污染，后治理”的道路，不然会付出更加昂贵的代价。所以我们国家必须走可持续发展道路，人类与自然和谐发展。 本论文依据流行病学、环境卫生学、环境毒理学为理论基础，并查阅相关的健康损失的资料，采用国际卫生组织(WHO)提供的浓度值进行比较，然后对因为大气污染而带来的健康损失引起的经济损失进行评价，最后以苏州市为例，进行实践研究调查。 1 洛阳理工学院毕业设计(论文) 2 洛阳理工学院毕业设计(论文) 第1章 大气污染对人体健康的影响 1.1 大气污染相关概念 1.1.1 大气污染概念 大气污染是指由于人类生产活动或自然演化过程中导致的某些物质进入大气中，随后出现足够的浓度，并且在空气中有较长时间的停留，由此而直接的妨碍了人们的生活，危害了人体的健康甚至破坏了宝贵的生态资源。上面所说的生产活动，不仅仅单纯指的是人类在生产中带来的污染，同样也包括人类做饭，交通等一些常规的生活活动。自然过程，包括火山的喷发，地壳的活动、植被的焚烧以及许多空气运动，这些都属于自然演化过程。从科学的角度来说，其实大气中那么多的污染物的排放，大都是人类进行的活动而不可避免的造成的。因为我们都知道，每一个自然环境都有自己的物理化学和生物技能，这就是我们所说的自净作用，简单的说，由于自然造成的污染，它其实可以通过自身的系统生态恢复，在一定的时间内可以自动去除。这也就是我们常说的生态平衡自动恢复。 1.1.2 大气污染来源 大气污染的来源经过通俗的划分，我们可以把它分为两类，一类是自然创造的，即自然污染源，包括台风、地壳的滑动、岩石风化等等，还有一类则为人类活动引起的大气污染，我们称之为人为污染源，它是由人类生活活动和人类生产活动两部分组成的。 1.2 大气污染对健康的影响 大气污染物对人体健康的影响很大，通常来说，最主要的就是使我们的呼吸道及眼鼻等粘膜组织受损，这些器官组织一旦受损，正常人则有很大几率患病，假使人们在高浓度的大气污染环境下工作，很有可能造成急性污染中毒，还有可能就是使以前的病症进一步的恶化，严重的可以导致死亡。但是不是不在高浓度下就没有问题了呢,其实，如果一个人长期在 3 洛阳理工学院毕业设计(论文) 一个有大气污染的环境中工作，即使它的浓度不高，但是长年累月的呼吸这种有害的空气，势必会造成一些疾病，例如慢性支气管炎等等。所以说，大气污染对人体健康的影响很大很大，应该趁早治理。 1.2.1可吸入颗粒物((PM10)对人体健康的危害 PM10就是我们平常说的粒径在2.5微米到10微米之间的可吸入颗粒物。当人体吸入这些颗粒物之后，常常会沉积在人体的呼吸系统中，这样就会导致很多疾病的产生。我们可以将颗粒物再分为组颗粒物和细颗粒物，组颗粒物可以诱发哮喘病，从而使呼吸系统受损。然而细小的颗粒物对人体健康的影响更大，它可能会导致心脏病，肺病和一些呼吸道疾病的频发，同样的，老人，小孩儿还有已患有呼吸道疾病的患者，更加容易感染，属敏感人群。 而根据科学证明，粒径大于10微米的颗粒物，一般可以通过咳嗽排除体外，但是像PM10这类的颗粒，就不是那么的简单了，它可以随着我们的呼吸一起进入到我们的肺部，并且会不断的累计，更严重的是，可能会进入到我们的肺泡、血液中。慢慢的，时间久了之后，当沉积物达到一定的界限时，就会损害我们的肺泡，危及肺组织细胞，从而引起我们常说的肺病、慢性支气管炎和哮喘等疾病，严重的可能会危及生命健康。 1.2.2二氧化硫(SO2)对人体健康的危害 二氧化硫对人体的危害主要表现在呼吸道疾病，人一旦因为吸入了含有二氧化硫气体的空气，由于二氧化硫的特点，它会和水相容，而我们的呼吸道上有大量水分，也就是说，二氧化硫很有可能会滞留在我们的上呼吸道上，因为溶于水的原因，就会在我们的粘膜组织上形成具有腐蚀性的硫酸、硫酸盐，这样一来，便加重了呼吸道疾病产生如气喘、咳嗽等症状。如果本身就有哮喘、心血管、慢性气管炎等疾病的患者还有老人和儿童，那么他们被二氧化硫侵害的可能就会显得更高。值得一提的是，单纯的二氧化硫没有与颗粒物共存时的危害大。我们也知道，如果二氧化硫形成的硫酸烟雾和酸雨，即使浓度只有单一二氧化硫的1/10，那么它带来的危害和给人们引起的生理反应却要比单独存在的二氧化硫强5~15倍。 4 洛阳理工学院毕业设计(论文) 第2章 健康损失研究评价理论与方法 2.1 健康损失研究评价的理论依据 2.1.1经济学理论基础 环境经济学探讨如何从经济角度和利用经济杠杆来解决对环境污染问题，使环境的价值体现得更为具体，把环境的价值收纳到日常生产和生活的成本中去，以此来阻断无偿使用和污染环境的通路，运用经济杠杆，也是至今为止解决环境污染问题最直接和最有效果的方法。 随着环境经济学研究的发展,有些经济学家认为,只是把经济的发展而导致的环境退化看成一种特别的福利经济问题，然后，要求生产者来请付危害环境而造成的损失费用，或者将环境看作一样商品，和其他的任何商品没有差别，消费者应当付出代价，并没有切实抓住人类活动所引起的环境问题的本质。很多研究者提议在经济发展规划中应当重视生态因素。让经济发展不仅能满足人们生活的基本要求，而且同样也不能超出环境所能承受的负荷。当经济发展超过了环境所能承受的负荷，就会带来很严重的环境问题，这样的话，经济发展就会收到制约。我们要把握这种经济与环境的变化的，让环境有持续的生长和生产能力，和谐的发展，这样合理的利用资源才能有效的使经济得到增长。 2.1.2 环境毒理学 环境毒理学，是环境科学和毒理学的一个分支。它是利用医学及生物学，应用毒理学方法对环境中有害因素危害人体健康进行研究的学科。其主要工作是研究环境污染物对生物体可能发生的生物效应，作用机理及早期损害的指标，对制定环境卫生标准的工作人员给予环境保护的科学依据。 环境毒理学是一门应用毒理学方法，探究环境污染物对人体健康的影响及其原理的学科。它同样是环境医学的一个重要分支，也是毒理学的一 5 洛阳理工学院毕业设计(论文) 个不可分割的组成部分。 环境毒理学主要工作是通过对动物的实验，从而来研究环境污染物的毒作用。环境污染物对生物体的作用一般有接触剂量较小;长时间内反复接触甚至终生接触;多种环境污染物同时作用于机体;接触的人群既有青少年和成年人，又有老幼病弱，易感性差异极大等几大特点。 2.1.3 环境流行病学 环境流行病学时应用传统流行病学的方法，结合环境与人群健康关系的特点，从宏观上研究外环境因素与人群健康关系的科学。 环境流行病学是环境医学的一个重要分支学科。它利用环境流行病学的理论和方法，对环境中自然因素和污染因素危害人群健康的规律进行研究，特别是探究环境因素和人体健康之间的联系，即说明暴露-效应关系，又被称为接触-效应关系，可以为制定环境卫生标准及其采取预防措施提供相关科学依据。 环境流行病学开始于对由于自然因素而引起的疾病的研究，例如地方性氟中毒、地方甲状腺肿等。 2.2 评估方法的概述 2.2.1 意愿调查法 意愿调查法又称意愿调查价值评估法(Contingent Valuation Methord,CVM)，是一种依赖于对非市场物品的调查和对服务价值评估的方法，使用调查问卷直接询问人们对于环境质量改善的支付意愿或忍受环境损失的受偿意愿，从而非间接引导有关物品或者相关服务的价值。意愿调查法被普遍用于公共品的定价，利用公共品具有非排他性和非竞争性的特点，在模拟市场中进行价值评估。 意愿调查法是可以说是目前唯一比较全面衡量疾病和死亡风险给人们的损失的一种评估方法。其衡量的内容不只有每个人因为疾病而付出的医疗费用，还有生病而损失的个人时间的价值，甚至也包含疾病给人们带来的精神痛苦和生活压力(并没有包括在医疗该疾病中社会所承担的那部分 6 洛阳理工学院毕业设计(论文) 成本)。意愿调查法在我国的应用可以说是才刚起步，但是，在现在的大部分西方国家，却得到了广泛并且满意的成果，也获得了不少成就，此方法目前依然很多人在研究调查，不断完善之中。 2.2.2 成果参照法 严格来说，成果参照法并不是一种很好的环境价值的评估方法，它是将不是自己的地区或国家的环境价值评价做出的参数、暴露-反应关系或函数、支付意愿调查所得到的结果，直接作为当地或本国的评价的一种成果转移，即是一种代替性的转移方法。但是在实际操作应用当中，研究的工作量很大，基础性的调查和研究又相当的费时间和经费，考虑到研究工作的复杂性和高难度性，所以成果参照法不失为一种很好的环境价值评估的方法，进行近似的代替可以帮助节省很多时间和精力。 我们将参照己有案例研究的评估函数，然后直接代入我们所要评估的区域中的变量，从而得到该项目环境影响价值的方法称为直接参照单位价值法。而另一种方法则是在收集相关文献进行meta分析获得。同时，在运用成果参照法的时候，我们一般不会局限于一个地方或者是国家，如果在两个情况不同的地方或国家应用成果参照法时，首先必须得分析的是他们研究出来这个参数、结果或函数的肯定是具有地方特点的，要综合考虑两地的主要影响因素和地理位置的差异，再根据这些不同点，对参照的成果进行分析，并且做适当的科学修正之后，再运用到自己的研究中。 我们也发现，众多的研究资料大多都来自于美国和其他发展中国家，中国在这方面的研究相当的有限，所以做出的结果也值得商讨。所以目前我国常用的做法是根据人均GDP或人均收入进行支付意愿的调整。这种调整实际上暗示着每一个单位的环境影响的经济价值可能取决于人们的相对收入水平抑或是支付能力。所以说在进行调查研究时，因为影响因素是多种多样的，好多因素没有考虑到，例如文化背景，消费习惯等，而它仅仅考虑了收入水平的差异，所以，在应用此方法时一定要慎重。 2.2.3 改进人力资本法 传统的人力资本法其实就是一种评估方法，用来评估非市场物品价 7 洛阳理工学院毕业设计(论文) 值。而我们所说的人力资本法评价的是在不同的环境质量的条件下，人们因为患病病或死亡造成的对社会贡献的差异，不是简单的人的生命价值，用这些差异来作为大气污染对人体健康影响的经济损失。 在对健康危害经济评价中，一般的人力资本法认可的由于过早死亡而损失的经济成本是，因为过早死亡而损失了期望寿命，在丧失了期望寿命年内，然后获取人力资本投资回报的机会，那么这个丧失的预期收入现值便可以作为过早死亡的成本。举个例子，年龄为t岁的人因为环境污染而造成过早死亡的损失相当于他在剩下的正常寿命之间的收入现值，关系式(2-1)为: T,t,E,t，it，i , E= (2-1) ic(1，r)1 i,式中: Ec——因为环境质量变化而导致的过早死亡收入损失; Π——年龄为t岁的人活到t+1岁的概率; t+i E——年龄为t+i岁时的预期收入; t+i r——贴现率; T——正常的期望寿命。 人力资本法因其计算数据不难求得，计算方法中的经济学含义非常明显，并且在反映污染引起的人体健康损失的底限上也有一定程度的可利用价值，但人力资本法是以未来工资收入来衡量人的价值，因此不同年龄人存在的价值也不尽不同，因为，这其中隐含着不同收入的人的生命价值不同的假设，理所当然的引起了很大的争议。为了解决这一问题，学者们就提出了修正的人力资本法。 很明显的发现，上述所说的传统的人力资本法有着一个很明显的缺陷，即伦理道德缺陷。因此，为了减少这个缺陷，我们这里采用的是修正人力资本法，不是用未来的工资收入来估算污染引起早死的经济损失，换一个代替量，即用人均GDP来进行统计，考虑到社会的因素，也就是说我们从社会的角度去做评估而不是盲目的从理论出发。这种方法相比于一般人力 8 洛阳理工学院毕业设计(论文) 资本法有点在于从全社会的角度出发去考察，避免了个人差异，即考虑的损失了的期望寿命，是指同时出生的一代人活到某一年龄时，尚能生存的平均年数。也就是说人力资本损失相当于期望寿命年内对GDP的贡献。 参考传统人力资本法中以个体收入来评估过早死亡的经济损失的做法，在修正的人力资本法中采用基准年的人均GDP替代了个人的收入。 dvitt,(1，) GDP,GDP,,,pcoiHCL= (2-2) m(1，r)ii,1,1Pci 式中: HCLm——修正的人均人力资本损失; t——人均损失寿命年; dv——未来第i年的人均GDP贴现值; GDPPci GDP——基准年的人均GDP; Pco α——人均GDP增长率; r——社会贴现率。 在以上的计算过程中要我们要注意三个方面:第一，在计算中我们将社会期望寿命与平均死亡年龄之差来作为人的过早死亡损失的生命年数，但社会在进步，人的寿命在延长，因此，期望寿命可能伴随着时间的前进而逐步增加，所以必须对社会期望寿命要采用适当的预测和修正;第二，未来的社会GDP也需要进行预测;第三，健康损失计算的是现值，未来的社会GDP需要贴现，贴现率的选择对评价结果的影响较大。 2.3 大气污染对健康损失评估分析 2.3.1 大气污染物阀值 污染阀值就是我们平常所说的最小浓度值，也就是污染物有可能产生对健康不利的最小浓度值。依据毒理学的研究表明，污染物并不能完全作 9 洛阳理工学院毕业设计(论文) 用于人体之上，因为人体存在一定的适应和调节能力。但是超出人体自我调节的能力范围的污染物浓度，有可能产生各种各样的病理性的变化，从而使人体健康面临危险。环境流行病学的研究也发现，由于大气污染的浓度达到一定的极限值之后，同样人们的发病率和死亡率会出现明显的变化。国际卫生组织提议在大气污染健康损失研究中采用准则中的大气环境质量标准作为污染阈值，因为其颁布的《空气质量准则》( Air Quality Guideline AQG)认为存在导致健康损失的污染阀值。然而，很多的也说明，健康损害存在于任何浓度的大气污染物曝露之下，就是说很多的大气污染物没有极限值。因此，想要找到确切存在的阈值很困难。 2.3.2 剂量-反应关系式及其系数的确定 泊松回归模型、考克斯比例危险模型以及逻辑回归模型是流行病学研究常用的三种统计分析技术。因此采用哪种模型的剂量一反应关系函数并不是关键，我们用式2-1来加以综合。在研究计算中，将相对危险度来代替C-R系数，同样β也可以通过式2-1计算。大气污染的健康效应我们依据公式2-2进行计算。 lnRR (2-1) ,,,C E,POP,M,exp[,(C,C),l)] (2-2) 0 式中: RR:相对危险度 3ΔC:污染物浓度的变化， g/m, 3C0:基线污染物浓度， g/m, 3C:设定污染物浓度， g/m, β:剂量-反应关系系数 E:超额患病或死亡例数 POP:暴露人口数 M:基线死亡率或患病率 某些剂量一反应关系系数R是基于颗粒物浓度的平方根与健康效应的 10 洛阳理工学院毕业设计(论文) 线性关系。这样，我们便可以用公式3-3来计算超额患病或死亡例数 (3-3) E,POP,M,,(C,C),0 2.3.3 Meta-分析 基于从当地调查得出的C-R系数，然后对健康损失开始量化，是存在于理想条件之下的。因为由于获得每个区域的C-R系数的难度非常大，这样的话，我们就可以利用成果参照法，就是说借鉴国内外在C-R上的研究理论成果。这种方法确定的剂量一反应关系是基于Meta分析。上世纪八十年代，有一种方法称为“Meta-Analysis”。是心理学家G V Glass第一个将统计量合并利用，从而再对文献进行综合分析研究而得到的方法。Meta-分析方法是一种多个同类研究结果进行合并汇总，然后再从统计学的规律来讲，从而达到了增大样本含量的效果，最终可以提高检验效能，特别说明的是，如果有多个研究结果不一致同时也没有统计学意义时，采用此分析方法便可得到更加具体，实用，真实的综合分析结果。 为了更好的对空气污染的健康效应进行研究，我们可以找到流行病学研究的资料，这些资料是关于某一种污染物的健康效应范围和危害机理的因为，来自于对不同地区的研究资料可能对研究结果会有影响。因此，考虑到这一点，Meta-分析必须需要对多个研究进行异质性检验来得到更完整的结果，以便于可以判断多个研究是否具有同质性，同样也可以有效减少个别研究的不确定性。依据统计学原理，拥有不同质的资料并不能进行多个研究的合并统计量，那样的话一点要进行异质性检验的方法，所以同质性对于研究来说至关重要，而异质性则多用卡方检验(Chi square test)。如果异质性检验的结果显示为P>0.05时，那么就可以认为多个独立研究具拥有同质性，因此，就能选择固定效应模型来计算其合并统计量。然而，如果同质性检验的结果为P<0.05时，这时候就可认为多个研究有异质性，对于这种情况，我们为了达到同质之后，以便使用固定效应模型，这时候就可使用敏感性分析抑或用分层分析等异质性处理方法。最后有一点说明的是，假使经异质性分析和计算后，依然存在多个独立研究的结果不具有同质性时，我们就可选择随机效应模型(random effect model)计算其合并统计量。 11 洛阳理工学院毕业设计(论文) 2.4 评估的不确定性分析 2.4.1研究对象导致的偏差 由于我国国内经济的飞速发展，带来的问题也很多，城市人口流动也前所未有的加剧，变的很快很快。本论文研究的暴露人口数量由于人口流动带来的人群数量上面的变动，所以无法获得准确的数据和资料，但是还是得进行计算和分析，因此能做的就是来估算城市暴露人口数据，估算必然会对结果产生或多或少的影响和偏差，因此存在不确定性。 2.4.2健康效应终端导致的偏差 众多的研究显示，环境的不正常的变化对人体健康的损害其实是要经历一个演变过程，是从身体内部各项技能的损害到引发疾病。被吸入的污染物首先在体内的增加，是体内各项机能损害，如果增加到一定程度，代谢、生理功能或组织器官形态结构会发生改变，假设这种变化不断的增大后则会转变成病理生理意义的改变，但如果说出现某些临床症状，还为时过早。但存在一个极限值，如果说损害程度增加，并且超过了这个极限值，那么就会出现临床病症，出现死亡的可能也不是没有。形象地说，以金字塔模型为例，人体内吸入污染物负荷逐渐的增加到临床症状，再到患病死亡。我们可以清楚的看到，金字塔底层受害的人越多，那么就可以知道，越是上层的受害程度也就会越来越深。 我们知道从导致病理、生理意义上的改变那时候起，大气污染物已经开始对人体产生危害，但是出现各种微妙的生理变化，同样也可能引起大部分临床和亚临床症状，如咳嗽带痰、呼吸气短、肺功能损害以及新生儿低出生体重等的变化，并不是很容易被观察和进行长期的健康评价，也由于此原因，很难被计算到健康效应终端中。不仅如此，而且只有不多的因为健康效应终端而造成的经济损失被列入计算范围，所以在计算过程中，我们就会发现，取得的数据和结果都会受到很大的限制，从而导致评价结 12 洛阳理工学院毕业设计(论文) 果偏低。 2.4.3 计算过程中带来的偏差 健康效应带来的经济损失并不能完全包含所有的情况，疾病和死亡给人们物质上带来的损害的同时精神上也带来了无法估量的损害，这一些都是上述所论述的方法所无法去计算的，属于盲点。例如，亲朋好友的疾病给他们带来的痛苦无法去捕捉，同样，还有亲人的过世或者说病床上饱受痛苦的病人，给他人带来的苦痛和压力都是一些无形的伤害，在进行计算和数据整理的时候，都是无法去估量的，这就产生了偏差。上文列出的改进人力资本法和成果参照法都不能很好的衡量。但是意愿调查法一直以来都是被外界认可，认为是一种可以很好地衡量人们对疾病和死亡所带来的损害，从而进行货币化的转化。但是，我们忽略的一点就是，这样方法同样也存在不足的地方，例如由公共部门负责的疾病治疗、护理甚至医疗研发支出等这种成本。所以，健康效应带来的损失的实际经济损失必然是一个被低估的过程。 2.4.4 剂量-反应关系选取的偏差和不确定性 因为本论文，应用其他人研究的剂量-反应关系，我们知道一要进行参考和应用，首先一个前提，就是所要计算评估的区域要和参考区域的最基础因素有相似的地方。例如区域内的健康情况、大气污染物的物理化学组成、地方季节性因素、研究区暴露在户外的时间、通常的行为，不仅如此，大气监测器和人口的空间关系都和参考区的情况相似，并且还要在这些研究成果中筛选，筛选出适合我们计算评估的区域所能用到的实验结果，这样就导致了，或多或少的偏差。虽说每个国家的研究结果总归有那么点类似，存在某一种一致性，但是毕竟是借鉴过来的实验结果，并不能保证完全符合评价区域的实际情况，很难去判断是否真的有用。还有一点就是，当地大气污染物的特性和对人体健康的影响机理、影响因素，在现在的医学认知上本来就是没有很好证明，基本属于空白。因此，上文所说的剂量-反应关系建立的本生就是一个估算，都存在一定的偏差，这就导致了对整个评价过程肯定会带来不可避免的不确定。 13 洛阳理工学院毕业设计(论文) 不仅仅局限于此，我们撰写论文时查询的资料，尤其是中国的卫生医疗数据缺失较多，那么必然有假设的成分，例如，有某个年龄段资料的缺失或者不足或者说是数据不可得时，我们就会采用上一年的数据进行代替。这样的代替之后，并不能反映出当年这个年龄段确切的数据，势必会导致结果的不确定性。所以说，在进行数据整理和计算时，如何将已经得到或者是计算出来的数据，科学的校正，以便于更好的运用到我们要研究的区域，显得尤为重要。 14 洛阳理工学院毕业设计(论文) 第3章 研究区基本概况及其污染状况 3.1 苏州市的基本情况 3.1.1 地理位置 苏州市，是长江三角洲重要的中心城市之一，也是我国的著名的历史文化名城和重要的风景旅游城市苏州位于江苏省东南部，东临上海，南接浙江，西抱太湖，北依长江。苏州市区中心地理坐标为北纬31?19'，东经120?37'。 3.1.2 气候因素 苏州市位于太湖之滨，是长江南岸的入海口处，京沪铁路、京沪高铁(在建)和多条高速公路都会经过全境。是中华人民共和国的特大城市之一，和经国务院批准的较大的市。苏州市是中国经济高度发达的地区，不仅是江苏省的经济中心、工商业和物流中心城市，而且也是重要的文化、艺术、教育和交通中心，管辖之下的常熟市、昆山市、吴江市、太仓市和张家港市等五个县级市的经济实力均列全国百强县(市)前十位，其中昆山、张家港、常熟分别位居第一，第三位。 苏州地处温带，四季分明，气候温和，雨量充沛。属北亚热带湿润季风气候，年均降水量1100毫米，年均温15.5?，1月均温2.5?。7月均温28?。 15 洛阳理工学院毕业设计(论文) 。 3.1.3 社会经济情况 2011年，全市生产总值3450亿元，按可比价计算比上年增长17.6%;地方财政一般预算收入219.6亿元，增长28.8%，剔除出口退税等因素后增长45.9%;全社会固定资产投资1554.8亿元，增长10.3%。农业获得全面丰收。粮食总产量达到117.7万吨，增长 4.4%。粮食购销市场深化改革，建设商品粮生产基地、粮食批发市场和储备体系，粮食供应得到有效保护。政府全力抗御禽流感疫情，有效抑制疫情发作的同时，也促进了畜牧业稳步发展。水产、蔬菜、蚕桑、园艺等也实现了比上年翻番的好成绩。农产品质量建设扎实推进，大力推广无公害农产品、绿色食品和有机食品。以上三种食品稳居江苏省第一。在工业方面，也取得了骄人的成绩，工业运行质量不断提升。全市工业总产值增长36.4%，规模以上工业产品销售收入、利税总额分别增长35.5%和30.5%。高新技术产品产值占规模以上工业总产值的比重达到38.7%，比上年提高1.3个百分点， 苏州被列为首批国家电子信息产业基地。随着沪宁线的优势的高新技术产业带的出现，伴随着基础性产业的不断上升，全市工业企业“退城进区”迎来了一个良好的开端。 3.2 苏州市大气环境污染状况 3.2.1 可吸入颗粒 据苏州环境监测站资料表明，在2007~2010年期间，苏州市共采集颗粒物有效日均数据3983个，各点位日均值范围为8 ~1234μg/m3，日均值超标率为17.30%，峰值出现在2009年3月9日的市区点位，最大超标倍数为7.1;年平均浓度范围为97~129μg/m3，除去2010年以外，2007-2009年均超过了GB3095-1996。空气质量标准中的年均值二级标准。我们可以从超标状态看出来，每一年均有超过标准的现象，这都和苏州市地理位置及气候条件有关，春季频发的沙尘也是导致可吸入浓度增加的主要原因，以下为2007年~2009年可吸入颗粒物平均浓度。见表4-1. 16 洛阳理工学院毕业设计(论文) 表4-1 2007~2009年苏州市可吸入颗粒物平均浓度 单位:μg/m3 2007 2008 2009 2010 均值 129 120 106 97 3.2.2 二氧化硫 2006-2010年期间，根据苏州市环境监测站资料显示，苏州共采集二氧化硫有效日均数据4534个，各点位日均值范围为1~446μg/m3，日均值超标率为5.23，年均浓度范围为29~55μg/m3，均低于GB3095-1996空气质量标准中的年均值二级标准。我们可以从超标状态看出来，每一年均有超过标准的现象，超标日大都出现在采暖季节的第一和第四季度;2006年~2010年二氧化硫平均浓度。见表4-2. 表4-2 2006~2010年二氧化硫平均浓度 单位:μg/m3 2006 2007 2008 2009 2010 均值 48 55 45 29 38 17 洛阳理工学院毕业设计(论文) 第4章 大气污染造成的健康损失价值分析 4.1 PM、SO浓度值分析 102 根据苏州市各监测站点监测的数据，我们收集了5年内苏州市大气污染物PM、SO数据，由于数据的缺失，2006年为总悬浮颗粒物(TSP)102 的数据，详情见4-1、4-2。我们可以从表中可以看出苏州市PM浓度每一10年都有所降低，并且到了2010年，大气污染物PM年平均浓度值已达到10 国家?级标准，但是，也可以看出SO浓度5年的均值均未超过国家?级2 标准。 表4-1 苏州市5年内颗粒物浓度值 单位:μg/m3 TSP PM 10 2006 2007 2008 2009 2010 1月 265 167 120 98 102 2月 215 162 114 123 110 3月 266 140 126 121 178 4月 208 129 137 136 117 5月 191 168 211 118 88 6月 192 140 121 114 72 7月 256 124 108 88 63 8月 229 94 81 79 70 9月 202 93 97 94 61 10月 235 79 93 91 68 11月 199 129 98 99 110 12月 256 131 143 104 108 年平均值 311 128 120 106 95 3附:TSP转换为PM方法，其转换系数为0.55，即1μg/m3 PM10=0.55×1μg/mTSP 10 18 洛阳理工学院毕业设计(论文) 3 表4-2 苏州市5年内SO浓度值 单位:μg/m2 2006 2007 2008 2009 2010 1月 69 105 116 80 72 2月 49 92 118 55 98 3月 37 48 48 25 33 4月 28 25 17 19 13 5月 12 23 14 11 11 6月 12 18 15 16 12 7月 11 16 18 13 16 8月 13 28 14 9 16 9月 10 32 15 10 21 10月 20 101 59 54 63 11月 129 101 59 54 63 12月 185 95 77 65 77 年平均 48 52 45 31 38 4.2 评价基准浓度值分析 世界卫生组织(WHO)最新定制的指导值普遍被得到应用，因此本文将其作为大气污染健康损失价值评估的基准值，同样由于世界卫生组织(WHO)并没有说明污染物月平均浓度值，所以，我们在计算时，遇到月平均浓度值时，则选取世界卫生组织(WHO)标准中污染物的年均值作为月平均标准值。见表4-3 3表4-3 世界卫生组织,WHO,标准值 单位:μg/m 污染物 取值时间 WHO标准 二氧化硫(SO) 年平均 20 2 日平均 20 可吸入颗粒物(PM) 年平均 20 10 日平均 50 19 洛阳理工学院毕业设计(论文) 4.2.1 污染物浓度超基准值情况 取苏州市2006年至2010年PM、SO的检测数据，我们可出得苏州102 市PM、SO的5年内年平均浓度值超过基准值的情况，在这其中，由于102 2006的数据为总悬浮颗粒物浓度，所以，在进行计算时将总悬浮颗粒物浓度必须要转换成我们所需要的可吸入颗粒物浓度(PM)，见表4-3. 10 3表4-3 苏州市污染物浓度超基准值 单位:μg/m 2006 2007 2008 2009 2010 SO 28 32 25 11 18 2 PM 151 108 100 86 75 10 由上表可看出～苏州市PM、SO浓度5年均超过了基准值～不过总体的趋势在102 不断减少～仅仅SO浓度在2010年时较比2009年有些许的上升。 2 4.2.2 各月份污染物浓度超基准值情况 根据苏州市各监测站点2010年各月份的监测数据的平均值，我们将其作为苏州市各月份的污染物浓度值，并且与世界卫生组织(WHO)的污染物标准值进行相比较，就可得污染物超过基准值的情况，见表4-4 3表4-4 苏州市2010年各月份的污染物超基准值 单位:μg/m SO PM 210 1月 52 79 2月 78 90 3月 13 159 4月 -7 94 5月 -9 70 6月 -8 52 7月 -9 42 8月 -4 50 9月 1 39 10月 10 48 11月 43 88 12月 57 88 20 洛阳理工学院毕业设计(论文) 由上表可以看出，S0浓度超过基准值的月份为1月、2月、11月和2 12月。而PM浓度则一整年都均超过基准值，然而峰值则出现在3月份。 10 4.3 暴露人群评估 本文在选取暴露人群的时候，将市区的人口作为暴露人群进行评估，因为城市市区的大气污染最为严重，所以，居住在苏州市市区范围之内的人口都属于暴露人群。但同时也考虑到流动人口的原因，在最终选取人口时，我们以常住人口计算，而不是以户籍人口为准。 4.4 数据整理 4.4.1 死亡率的调查 为了获得苏州市2006至2009年死亡率，我们依据《2009年苏州市统计年鉴》的调查同居，但是，发现并没有2010的数据得，为了方便统计与计算。因此假设2009年死亡率相当于2010年的。 见表4-5. 表4-5 苏州市死亡率 2006 2007 2008 2009 2010 死亡率 5.67‰ 5.69‰ 5.74‰ 5.81‰ 5.81‰ 表4-5显示，苏州市5年内自然死亡率呈现比较小的增长，变化范围不是不大，只是从2006年的5.67‰增长到2009年的5.81‰。 4.4.2 医疗与门诊费用的调查 本文在对苏州市人均医疗费用和门诊费用计算和整理时，因各种原因，数据不易取得，所以，在进行健康损失的计算时，本文采用江苏省人均医疗费用和门诊费用代替。见表4-6. 表4-6 江苏省人均医疗费用和门诊费用 单位:元 2006 2007 2008 2009 2010 人均医疗费用 115.40 130.69 139.70 149.70 181.00 人均门诊费用 110.50 117.60 124.40 135.60 138.10 21 洛阳理工学院毕业设计(论文) 4.5 剂量-反应系数分析 由于世界银行曾在印度尼西亚的雅加达成功使用的剂量-反应系数得到国际广泛的认可，因此本文采用成果参照法，将案例直接运用到本文中之中。据资料显示，该方法在国内也得到了相当多的应用。所以，本文选用此剂量-反应系数来进行计算和评估，可吸入颗粒物(PM)剂量-反应10关系见表4-7，二氧化硫(SO)剂量-反应关系见表4-8。 2 表4-7 可吸入颗粒物,PM,剂量-反应关系 10 健康影响 剂量-反应关系 过早死亡 死亡率的变化率=0.096×PM的超标值×正常死亡率×1/100 10 患呼吸道疾病人数 每十万人呼吸道疾病人数的变化率=1.20×PM的超标值 10 急诊人数 每十万人中急诊人数变化率=23.54×PM的超标值 10 限制活动人数 没人每年活动受限天数的变化率=0.0575×PM的超标值 10 儿童下呼吸道疾病 支气管的变化率=0.00169×PM的超标值 10 哮喘 哮喘的变化率=0.0326×PM的超标值 10 呼吸道症状 每人每年症状的变化率=0.183×PM的超标值 10 慢性支气管炎 慢性支气管炎的变化率=0.0000612×PM的超标值 10 表4-8 二氧化硫,SO,剂量-反应关系 2 健康影响 剂量-反应关系 过早死亡 死亡率的变化率=0.048×SO的超标值×正常死亡率×1/100 2 呼吸道症状 每1000个儿童咳嗽发病率的变化率=0.0181×SO的超标值 2 胸部不适 每年胸部不适的发病率的变化率=0.010×SO的超标值 2 4.6 经济损失评估与计算 4.6.1 过早死亡经济损失 本文采用上述所列出的改进人力资本法，对大气污染造成的过早死亡损失进行计算，其计算公式为 dvitt(1，),GDP,GDP, HCL= ,,mpcoi(1，r),1,1iiPci 22 洛阳理工学院毕业设计(论文) 式中除去人均GDP是我们知道的以外，其他参数t, r和a均是不知道的，必须先要知道这三个参数才能求出HCL。由参考资料可知，取苏m 州人均损失寿命年(t)为18年，人均GDP增长率(a)为6%，社会贴现率(t)为8%。其他的按照前文所述，取苏州市人均GDP值，计算出苏州市近几年的过早死亡的人力资本损失。见表4-9. 表4-9 苏州市过早死亡的人力资本损失 2006 2007 2008 2009 2010 人均生产总值17943 24007 35177 38950 52416 (元) 人力资本损失316954 424072 621384 688032 925902 (元/人) 由过早死亡而导致的经济损失，我们可以用过早死亡人数乘以过早死亡的人力资本损失来计算经济损失，其计算公式为4-1: V,E，HCL (4-1) 11m 式中:V—为过早死亡经济损失; 1 E—为过早死亡的人数; 1 HCL—为修正的人力资本损失。 m 根据上述公式表明，可以得出苏州市因大气污染造成的过早死亡经济损失，见表5-10. 表4-10 苏州市过早死亡的经济损失 单位:万元 2006 2007 2008 2009 2010 PM10过早死亡经济损失 13455 13024 17887 17264 24696 SO2过早死亡经济损失 1248 1930 2236 1104 2963 总死亡经济损失 14703 14954 20123 18368 27659 23 洛阳理工学院毕业设计(论文) 4.6.2 慢性支气管炎经济损失 由于慢性支气管炎对人体健康危害相当大，如果得了此病，那么一生都会饱受疾病的苦痛，严重影响患者的生活质量，慢慢的，就会丧失全部的劳动能力，由慢性支气管炎带来的经济损失绝对不是很简单的用医疗费用所来代替的。所以，本论文将应用患病失能法对慢性支气管炎进行经济损失的评价。有关资料显示，慢性支气管炎的失能权重为40%，因此由慢性支气管炎造成的经济损失为人力资本损失的40%，其计算公式为(4-2) V,,，E，HCL (4-2) 22m 式中:V一为慢性支气管炎经济损失; 2 E一为患慢性支气管炎的人数; 2 γ一为慢性支气管炎的失能权重; HCL—为修正的人力资本损失。 m 由以上公式可以计算出苏州市因为大气污染而引起的慢性支气管炎导致的经济损失，见表5-11. 表4-11 苏州市慢性支气管炎的经济损失 单位:万元 2006 2007 2008 2009 2010 慢性支气管炎(万元) 5881 5981 8049 7347 11064 4.6.3其他疾病治疗经济损失 儿童下呼吸道疾病和哮喘的病例包含于其他疾病治疗经济损失之中，其计算公式采用(4-3) m V,(P，F),ii3 (4-3) t 式中:V—为其他疾病治疗经济损失; 3 Pi一为第i种疾病患病人数，本研究中指儿童下呼吸道疾病和哮喘; Fi—为第i种疾病平均医疗费用。 由以上公式可知，可计算得到苏州市其他疾病治疗经济损失，见表4-12 24 洛阳理工学院毕业设计(论文) 表4-12 苏州市其他疾病治疗经济损失 单位:万元 2006 2007 2008 2009 2010 儿童下呼吸道疾病经济损失 1521 1242 1233 1138 1463 哮喘经济损失 29341 23955 23791 21954 28217 总其他疾病治疗经济损失 30862 25196 25025 23093 29679 4.6.4 微小病例经济损失 我们对微小病例经济损失进行数据整理的时候，大部分的数据不容易得到，因为造成的经济损失包括:由于身体不适选购药品所产生的经济损失、由于身体不适引起的工作效率低下所引起的经济损失等。因此我们主要以人们去医院的门诊费用为主，所以本论文利用上文所提到的人均门诊费用来计算微小病例经济损失，见表4-13. 表4-13 苏州市微小病例经济损失 单位:(万元) 2006 2007 2008 2009 2010 呼吸道症状 PM 157711 121000 118925 111633 120852 10 呼吸道症状 SO 3 4 3 1 3 2 胸部不适 1598 1959 1625 780 1585 总微笑病例经济损失 159311 122963 120553 112415 122440 4.6.5 误工经济损失 误工经济损失主要是指受限制活动可能会导致的缺勤的损失，相关研究表明，1个受限制活动天数相当于0.25个因病缺勤天，本论文按照这一研究成果对误工经济损失进行计算，其计算公式为(4-4) V,0.25，D，GDP，1/365 (4-4) 5pco 式中:V—为误工经济损失; 5 D—为受限制活动天数; GDP—为人均GDP pco 由以上公式表明，苏州市误工经济损失的结果见表4-14 25 洛阳理工学院毕业设计(论文) 表4-14 苏州市误工经济损失 单位:万元 2006 2007 2008 2009 2010 误工经济损失 5511 5316 7237 6901 9872 4.6.6 健康经济总损失总结 表4-15 苏州市因大气污染引起的健康经济损失 单位:万元 2006 2007 2008 2009 2010 过早死亡经济损失 14703 14954 20123 18368 27659 慢性支气管炎 5881 5981 8049 7347 11064 其他疾病治疗损失 30862 25196 25025 23093 29679 微小病例损失 159311 122963 120553 112415 122440 误工损失 5511 5316 7237 6901 9872 总损失 216269 174410 180988 168124 200714 占当年GDP 3.65% 2.19% 1.54% 1.29% 1.14% 26 洛阳理工学院毕业设计(论文) 结 论 随着国内经济的飞速发展，于此同时，带来的环境污染也越来越严重，已经引起了社会各界的高度重视和关注，由此而引起对人们的健康损失的研究也越来越多。在社会众多研究中，如流行病学、环境毒理学等，都已经证实了这一点，大气污染会对人们的身体健康带来严重影响，带来健康损失的同时，也同样导致了人们健康损失而造成的经济损失。因此，通过研究我国大气污染对人们健康的影响，以此来估算出我国因此造成的经济损失，显得尤为必要。这样的研究，不仅可以使决策者和人民群众真正把握环境成本，而且有利于我国的可持续发展和政策的制定。 本文运用环境经济学、环境流行病学、环境毒理学等学科的理论和方法，结合各类文献的检索、数据的收集、理论分析和案例研究等方法，通过对苏州市的研究分析，探讨了研究区健康损失的评估的理论基础，构建大气污染物的健康损失评估的方法体系，并且将理论应用于苏州市这个案例区，得到以下的结论。 1、本论文从大气污染的有关概念和来源，以及对人体健康产生的危害分析着手，探寻了大气污染对人体健康的影响，其中认为大气颗粒物(PM)和二氧化硫(SO)是最主要的健康污染物。危害主要是对呼吸102 道系统产生影响，造成呼吸系统疾病和心血管系统疾病的患病率增加、病情加重，引起患病者过早死亡。 2、本论文应用环境经济学、环境流行病学和环境毒理学等理论依据以及理论分析结果，对健康损失带来的经济损失在经济学理论基础上进行了阐述，确定了大气污染造成的健康损失的内容为人群过早死亡带来的直接经济损失和误工损失等带来的间接经济损失等。 3、本论文应用修正的人力资本发、疾病成本法和成果参照法等评估方法。构建健康损失评估体系，采用剂量-反应法为计算方法。同样也对体系中不确定性和资料等产生的偏差进行了分析。 4、在论文第四章中得到结论:2007年~2009年的苏州市PM10浓度的均值为128μg/m3，120μg/m3，106μg/m3，95μg/m3。SO2的浓度均值为55μg/m3，45μg/m3，29μg/m3，38μg/m3。虽然逐年有所下降，但是还是很 27 洛阳理工学院毕业设计(论文) 严重，需要治理。 5、根据本论文建立的评估体系，对2006年,2010年健康损失价值损失，从论文第五章得出结论，2006年的健康总损失为216269万元，占当年GDP3.65%，而2010年的健康总损失为200714，占全年GDP的1.14%。我们可以很明显看出苏州市因为大气污染而造成的经济损失还是很严重，但是逐年转好，有良好的发展趋势，这是因为近几年，苏州市政府对环保这一方面的高度重视和关注。 28 洛阳理工学院毕业设计(论文) 谢 辞 大学四年很快的过去了，两个月的时间，终于将我的毕业论文完成了。在我写论文的过程中碰到了许多的困难和不懂的地方，在这里我要感谢我的同学，也是和我一组的成员王翰林，他对我的帮助很多，在我遇到困难的时候，帮我一起查资料，鼓励我，支持我。但尤其要感谢我的论文指导老师——刘琼老师，她对我进行了很好的指导和帮助，总是在我不知道如何进行下去的时候帮助我，还一直督促我的论文并帮我修改和改进。老师这种精益求精的态度，和对我们学生无微不至的关心，使我终生受益。另外，本文引用了多位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。同样，由于我的学术水平有限，经验的匮乏，所写论文难免有不足之处和考虑不详的地方，希望各位老师多加批评和指正～ 29