随着我国工业化和现代化的进程逐渐加快，能源资源消耗持续增加，与之伴随带来的大气污染日趋严重，以可吸入细颗粒物(PM_2.5)为特征污染物的环境污染问题日益突出。为了切实改善空气质量，我国国务院于2013年9月10日发布了《大气污染防治行动计划》^[1]，期望在五年内逐步消除重污染天气，改善全国空气质量。济南市政府亦随之施行了专项环保行动以改善济南市空气质量^[2]。现通过收集济南市2013年—2017年间PM_2.5的浓度数据以及健康相关数据，分析济南市大气污染治理专项行动实施期间的大气PM_2.5浓度变化趋势，并估算大气污染治理行动实施后济南市居民的长期健康收益，以期为今后大气污染治理行动进一步实施提供健康依据，推动全国大气污染治理行动步伐。

1 对象与方法 1.1 数据收集

1.1.1

PM_2.5浓度数据济南市PM_2.5浓度数据来源于济南市环保局所有空气质量监测站点，经计算得出济南市日均值和各区、县年浓度均值，分别绘制济南市PM_2.5逐日浓度时间序列曲线和济南市各区、县年均值条图。

1.1.2

健康数据济南市人群死亡数据(不含流动人口)来源于济南市疾病预防控制中心。依据国际疾病统计分类编码ICD-10(International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems 10th Revision)，分别计算出心血管疾病(I00-I99^[3])、缺血性心脏病(I20-I25^[3])、脑卒中(I61-I64^[3])、肺癌(C33-C34^[4])和慢性阻塞性肺部疾病(J40-J47^[4])5种疾病分类的2013年和2017年死亡率。常住人口数来源济南市统计年鉴^[5]。具体见表 1。

1.2 健康收益

1.2.1

死亡风险计算采用Richard T. Burnett等^[6]2014年提出的用于评估归因于环境颗粒物暴露的整合风险模型中的推荐值和既往研究结果^[3-4]，估算2013年和2017年济南市归因于PM_2.5暴露带来的人群死亡风险(RR₂₀₁₃和RR₂₀₁₇)：

for z < z_cf, RR_IER(z)=1

for z≥z_cf, RR_IER(z)=1+α {1-exp[-γ (z-z_cf)^δ]}

式中：z—暴露物浓度；

z_cf—基线浓度，低于此浓度的风险为1。(α、γ、δ)为不确定参数, 由既往研究^[7-9]确定。本次研究α、δ取值为1，γ取值既往研究^[3-4]的回归系数β见表 2。

1.2.2

疾病负担计算根据已获得的RR₂₀₁₃和RR₂₀₁₇分别计算2013年和2017年因PM_2.5暴露导致的人群归因分值(PAF₂₀₁₃和PAF₂₀₁₇；表 2)。并进一步估算济南市2013年和2017年人群归因PM_2.5暴露导致的不同疾病负担。计算公式为：

式中：AD(attributable deaths)—相应疾病归因死亡人数；PAF(population attributablefraction)—相应疾病人群归因分值，M(mortality)—相应疾病死亡率，POP(population)—人口数。

1.2.3

健康收益计算2017年比2013年减少的人群死亡负担，作为济南市大气污染治理行动五年来因PM_2.5浓度降低带来的人群长期健康收益估算值。

1.3 统计分析

数据清理、统计分析采用Excel 2016

2 结果 2.1 污染物PM_2.5时间变化趋势

济南市2013—2017年度PM_2.5日均浓度变化如图 1所示。研究期间济南市PM_2.5浓度呈现出逐年下降趋势，各年份年均浓度也表现显著降低，2013—2017年的年均值(μg/m³)分别为110、92、87、75和64，下降幅度为41.8%。同时发现济南市每年取暖季PM_2.5浓度显著高于非取暖季，尤其是在进入1月份寒冬时节时，PM_2.5浓度都会出现一个明显的高峰。

2.2 污染物PM_2.5分地区变化趋势

图 2为济南市各区、县2013—2017年度PM_2.5年均浓度变化情况。各区、县年均浓度自2013年以来也均呈现出明显的下降趋势。2013年各区、县(除市中区97 μg/m³外)年均浓度均在110 μg/m³左右，2017年(除平阴县76 μg/m³外)均已降低到70 μg/m³以下。其中槐荫区的下降幅度最大，为50 μg/m³。市中区PM_2.5浓度在所有区县中历年来最低。

2.3 健康收益

假定2013年度的PM_2.5浓度降低到2017年水平，估算可以减少心血管疾病、缺血性心脏病、中风、肺癌和慢性阻塞性肺部疾病死亡数分别为3 920、2 236、1 437、357和351人。

3 讨论

我国自2013年发布了《大气污染防治行动计划》^[1]以来，全国大气污染情况有了显著的改观^[11]。本次分析也发现济南市PM_2.5年均浓度逐年下降，从2013年的110 μg/m³下降到了2017年的64 μg/m³，下降幅度41.8%。一项对2013—2017年间中国74个重点城市的调查结果显示^[11]，PM_2.5年均浓度整体上降低了33%，但明显低于济南市结果。地区分析结果也再次显示，济南市各区县五年来浓度均有大幅度下降，提示大气污染治理行动在全市的全面实施，也促进了PM_2.5污染改善的整体性效果。

济南市每年的取暖季PM_2.5浓度都会出现一个高峰，这与既往多个城市研究^[12-14]一致。取暖季的PM_2.5污染加重，除了由于燃煤排放增加外，也与冬季的不利气象条件密切相关^{[13, 14]}。为此，也提示今后做好北方城市冬季取暖季的颗粒物污染防治工作，应是大气污染防治治理行动的重点和关键。

WHO定期对全球大气PM_2.5导致的疾病负担进行评估。2013年全球疾病负担评估报告(Global Burden of Disease Study 2013)显示^[15]，有292.6(95%CI：277.7~306.6)万例死亡归因于大气颗粒物暴露。2017报告^[16]中为294(95%CI：250~336)万例死亡，归因死亡人数差异不大，且2017年略高于2013年。但是，济南市研究结果显示，归因于PM_2.5污染改善后的心血管疾病、缺血性心脏病、中风、肺癌、慢阻阻塞性肺部疾病死亡数均出现大幅度降低，取得了明显的死亡收益，减少了健康损失。可见在全国大气污染行动下，相比全球平均水平，济南市取得了更为显著的健康收益，环保行动取得成效。

心血管疾病与PM_2.5暴露联系密切。一项双盲试验^[17]结果显示PM_2.5浓度在数小时内降低57%，循环炎症和血栓形成生物标志物(单核细胞趋化蛋白-1、白细胞介素-1β等)以及血压都会显著降低。本次估算的长期健康收益结果显示五年间因PM_2.5浓度的显著下降，已减少归因心血管疾病死亡人数3 920人，接近20%。可见有效大气污染治理措施的采取，均可获得显著的长期和短期心血管疾病健康收益。

肺癌、缺血性心脏病、中风和慢阻肺被GBD^[16]认为与PM_2.5联系密切。2015年一项研究^[18]也认为1990—2010年间，我国这四种疾病病死率与空气污染呈显著相关趋势。我国台湾地区的研究^[19]中，这四种疾病2014年合计归因死亡人数为6 282人。我国台湾地区人口稳定在2300多万。与之相比济南市估计减少四种疾病合计为4381死亡人数(2013年611万人口)，PM_2.5下降的健康收益比较显著。不过此研究的PM_2.5暴露浓度范围为(11.04~34.37) mg/m³, 远远低于济南市平均浓度，会对比较结果有一定影响。

本次研究的局限性包括：①2013—2017年间，济南市环保局空气质量监测站点在2016年后，监测站点数量由原来的14个增加至32个，虽然本研究取其均值，但仍可能会对PM_2.5浓度监测结果产生不确定性影响；②由于国内缺乏评估PM_2.5暴露与人群死亡影响的队列研究，因此尚无法获得国内人群的长期暴露反应关系系数，评估结果可能存在一定的偏差。

总体来看，本研究首次评估了2013—2017年间《大气污染防治行动计划》在济南市的实施效果及长期健康收益，大气PM_2.5浓度和归因死亡人数显著下降，提示今后应继续大力推进污染防治行动，尤其需要关注重点时期取暖季。