气候变化:“双碳”战略下的放射学科应对策略 | ![]() |
2. 浙江中医药大学第一临床医学院,浙江 杭州 310053
2. First College of Clinical Medicine, Zhejiang Chinese Medical University, Hangzhou 310053, China
气候变化是一项全球性的问题,对人类社会和自然环境具有巨大的影响[1]。作为世界上最大的发展中国家,我国正面临着严峻的气候变化挑战。2020年9月,我国明确提出2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”的“双碳”战略目标[2],支持鼓励向绿色、低碳的发展道路转型变革。目前,医疗卫生系统是全球温室气体排放的主要来源之一,作为医疗行业的重要组成部分,放射学科的碳足迹不容忽视[3]。随着全球医疗卫生系统向低碳可持续性发展的转型,在“双碳”战略目标的背景下,我国放射学科人员有责任在生活、工作和社会中积极推动变革,以应对气候变化带来的挑战。
1 气候变化与人类健康《联合国气候变化框架公约》将气候变化定义为:经过一段时间的观察,除了自然气候变化以外,由于人类活动直接或间接改变全球大气组成所导致的气候改变[4]。气候变化主要表现在3个方面:全球气候变暖、酸雨和臭氧层破坏。其中,全球气候变暖是目前人类面临的最迫切问题,直接关乎人类的未来命运走向[5]。联合国政府间气候变化专门委员会《2023年气候变化:综合报告》指出,2011—2020年,全球平均温度比工业化前(1850~1900年)基线升高1.1 ℃。如果持续恶化,于21世纪末,地球气温将攀升至两百万年来的最高位[6]。
世界卫生组织2021年《气候变化与健康特别报告:气候行动的健康理由》指出,气候变化是人类目前面临的最大健康威胁[7]。据估计,2030—2050年气候变化将导致每年约25万人的额外死亡[8]。极端天气事件的增加,如暴雨、干旱和飓风等,给人类的健康和生命带来严重威胁[9]。高温事件可导致热应激和中暑,加剧心脑血管疾病的发生[10],而降雨模式的改变可能会引发洪涝和饮用水供应问题[11-12]。此外,气候变化还增加了某些传染病的传播风险,如疟疾和登革热在温暖湿润的气候条件下更易传播[13]。气候变化引起的粮食短缺和饥荒则可能导致人体营养不良和免疫力下降等健康问题[14]。值得注意的是,妇女、儿童、贫困社区、老年人和伴基础疾病等的弱势群体,更易受到这些对气候敏感的健康风险的影响[15]。详细气候变化对人体健康的影响见表 1。
表 1 气候变化对人体健康的影响 |
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2 我国气候现状与“双碳”战略目标
目前,我国的气候变化趋势表现为以下四大特点:气温持续上升、降雨量逐年增加、极端天气事件频发和海平面不断上升[28]。其中,以气温持续上升的影响最大。以1986—2005年为基线,受持续高温影响,2021年我国人均每天安全活动时间损失高达2.04 h[29]。《柳叶刀健康与气候变化倒计时2022年中国报告》指出,65岁以上的中国老年人群更易受到气候变化带来的健康风险影响[29]。在我国逐步迈入老龄化社会的背景下[30],气候变化相关的疾病与经济负担可能会进一步加重。
近年来,由于工业化和城市化进程加速,我国的碳排放量持续增长。作为全球最大的温室气体排放国之一[31],我国对气候变化问题的应对至关重要。2020年9月,我国在第75届联合国大会上明确提出“双碳”战略目标,即“碳达峰”和“碳中和”[2]。“碳达峰”是指我国目前年均碳排放量约100亿吨二氧化碳,预计2030年碳排放量达到顶峰时期,约110亿吨,此后,二氧化碳排放总量将不再增长;“碳中和”政策是通过能源转型、工业减排、地质封存和生态系统碳汇等途径在2060年实现碳排放正负相抵,即净碳排放量的清零[32-33](图 1)。这既是我国为全球气候治理作出的重大承诺,也是我国积极参与全球气候治理、推动绿色低碳发展的具体行动。
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注:蓝色实线代表生态系统碳汇增长;红色实线代表人为碳排放与工程封碳和生态碳汇相互抵消的碳中和途径;红色虚线代表人为碳排放约等于生态系统碳汇的碳中和途径[33] 图 1 我国“双碳”战略目标及其潜在的解决方案 |
2024年4月29日,以“落实‘双碳’行动,建设美丽中国”为主题的2024碳达峰碳中和绿色发展论坛在北京举行,与会各方深入研讨了“双碳”工作与经验,为大力推动绿色低碳转型、实现高质量发展提供了依据[34]。2024年5月7—16日,我国气候变化事务特使率团赴美进行会谈,中美双方围绕《关于加强合作应对气候危机的阳光之乡声明》等双方共识及推进中美气候合作取得成果等内容进行深入交流[35]。
3 医疗行业与放射学科的碳排放医疗卫生系统是全球温室气体排放的主要来源之一,每年排放超过20亿吨的二氧化碳,约占发达国家温室气体排放总量的5%~8.5%[36]。如果全球医疗卫生系统是一个国家,它将是地球上第五大温室气体排放国[37]。目前,医疗卫生系统碳排放最多的前2位国家是美国和中国,分别占全球医疗卫生系统排放总量的27%和17%[38]。若全球医疗卫生系统支出以每年3.8%的速度增长,按2014年9.2万亿美元计算,到2040年将高达24.2万亿美元[39]。这样的高速增长如不与减碳战略相结合,预计到2050年,医疗卫生领域的碳足迹可能会翻倍,甚至3倍,直接与全球气候目标相冲突。
作为医疗行业的重要组成部分,放射学科的碳足迹不容忽视。目前,放射领域的碳排放约占全球温室气体排放总量的1%[40],大部分的排放来自于医疗成像设备生产和为其提供动力所需的能量,以及维持设备和操作机房温度和湿度所需的能量。其中,MRI的排放量高于CT的排放量[41]。既往研究表明,3台CT、4台MRI及其相关冷却系统的1年电力供应,相当于一座852人小镇全年的用电量[42]。Martin等[41]研究发现,一项腹部MRI检查所消耗的能量足以让一个三居室的房子冷却1 d,其所产生的温室气体排放量相当于驾驶一辆汽车行驶约290 km。当设备未被积极使用时,大部分能量被低效地利用[43]。此外,计算机工作站是放射学科温室气体排放的另一个重要来源。在瑞士的一家医院,32台放射科报告站消耗的能源可供12个家庭使用,且大部分能源是在报告站闲置时消耗的[44]。McCarthy等[45]研究提示,27台计算机和25台PACS工作站在一年中夜间和周末开机状态产生的温室气体排放量相当于10辆汽车的年排放量。
4 放射学科的应对策略放射学科长期处于科技变革的前沿,应在解决气候变化问题中发挥积极引导与推动作用。在“双碳”战略目标背景下,面对日益严峻的气候变化挑战,放射专业人员有必要采取积极的应对策略。
4.1 采用高效、节能的影像设备采用高效、节能的影像设备主要有以下3方面举措:①推广应用更加节能高效的扫描技术和检查设备是降低碳排放的关键。鼓励推动供应商研发低能耗的医学成像软件与设备,将有助于提高能源利用效率和减少碳排放[46]。在新加坡举行的2024年国际医学磁共振学会年会上,超低场强MRI成为会议的热点话题[47]。超低场强MRI具有低成本、低消耗及可便携式等优点,且图像质量相对可靠,有望为减少碳排放作出更多贡献。②加强能源管理,减少设备的闲置时间,包括在夜间和周末关闭大型医学影像设备电源等,也是重要举措[45, 48]。既往研究表明,约2/3的CT能耗发生在非工作或非负载状态下,约1/3的MRI能耗发生在系统关闭状态下[42]。因此,降低医学影像设备在待机和关闭状态下的能耗对于节能减排至关重要。③人工智能技术的发展日新月异,通过人工智能技术辅助医学影像检查图像采集,可有效缩短扫描时间、提高检查效率,进而降低放射领域的碳排放[49-50]。
4.2 倡导绿色环保的放射学实践绿色环保的放射学实践包括推动检查结果互认、合理规划影像学检查计划、推行数字化影像与远程医疗技术:①检查结果互认是接受并认可非本院影像检查的数据结果。检查报告结果互认,在减轻患者经济负担的同时,也降低了碳排放[51]。一份覆盖全国26省的1个季度内450例患者的调研显示,影像学重复检查发生率达41.82%,其中高达84.78%的重复检查不影响疾病的诊断[52]。②合理规划影像学检查和治疗计划,适当延长肺小结节等疾病的随访时间,可有效避免医疗资源挤兑,降低不必要的辐射剂量和碳排放[53]。③推行数字化影像与远程医疗技术,也可减少放射学相关交通和出行上的碳排放[54]。
4.3 加强高质、规范的影像耗材管理在医学影像设备的使用和维护过程中,精确控制废物处理的碳排放。限制一次性医疗器材的使用及过度包装,对可重复使用产品,进行材料回收[55]。调查显示,仅产品包装就占介入放射学手术相关产品重量的55%,其中76%的包装可回收[56]。更高的包装密度可使医疗用品包装面积减少33%,也会相应减低运输和配送成本[57]。
4.4 推行切实可行的碳中和与可持续发展政策目前,能源因素仍不是大多数医院采购决策考虑的一部分。积极参与碳交易市场,将减排标准纳入设备招标流程,推行绿色可持续性的采购政策,是推动放射学科向碳中和方向发展的有效途径[37, 46]。
5 结语应对气候变化需要全球各行各业的共同努力,在“双碳”战略目标的背景下,放射学科既面临挑战,也拥有机遇。通过采用高效节能的影像设备、倡导绿色环保的放射学实践、加强高质规范的影像耗材管理及推行切实可行的碳中和与可持续发展政策,可有效地降低其碳足迹,对抗气候变化带来的威胁。在未来的工作中,放射学科应制订和实施更加有效的低碳策略,在实现“双碳”战略目标的同时,为解决全球气候变化问题作出更多的贡献。
[1] |
MALHI Y, FRANKLIN J, SEDDON N, et al. Climate change and ecosystems: threats, opportunities and solutions[J]. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 2020, 375(1794): 20190104. DOI:10.1098/rstb.2019.0104 |
[2] |
新华社. 习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话[EB/OL]. [2020-09-22]. http://www.xinhuanet.com/politics/leaders/2020-09/22/c_1126527647.htm.
|
[3] |
SCHOEN J, MCGINTY G B, QUIRK C. Radiology in our changing climate: a call to action[J]. J Am Coll Radiol, 2021, 18(7): 1041-1043. DOI:10.1016/j.jacr.2021.02.009 |
[4] |
UNITED NATIONS. United nations framework convention on climate change[R]. Rio de Janeiro: United Nations, 1992.
|
[5] |
AHIMA R S. Global warming threatens human thermoregulation and survival[J]. J Clin Invest, 2020, 130(2): 559-561. DOI:10.1172/JCI135006 |
[6] |
The Intergovernmental Panel on Climate Change. Climate change 2023: synthesis report[EB/OL]. [2023-03-13-19]. https://www.ipcc.ch/report/ar6/syr/.
|
[7] |
World Health Organization. COP26 special report on climate change and health: the health argument for climate action[EB/OL]. [2021-10-11]. https://www.who.int/publications/i/item/9789240036727.
|
[8] |
World Health Organization. Climate change and health[EB/OL]. [2021]. https://www.who.int/health-topics/climate-change#tab=tab_1.
|
[9] |
EBI K L, VANOS J, BALDWIN J W, et al. Extreme weather and climate change: population health and health system implications[J]. Annu Rev Public Health, 2021, 42: 293-315. DOI:10.1146/annurev-publhealth-012420-105026 |
[10] |
EBI K L, CAPON A, BERRY P, et al. Hot weather and heat extremes: health risks[J]. Lancet, 2021, 398(10301): 698-708. DOI:10.1016/S0140-6736(21)01208-3 |
[11] |
WASKO C, WESTRA S, NATHAN R, et al. Incorporating climate change in flood estimation guidance[J]. Philos Trans A Math Phys Eng Sci, 2021, 379(2195): 20190548. |
[12] |
DELPLA I, JUNG A V, BAURES E, et al. Impacts of climate change on surface water quality in relation to drinking water production[J]. Environ Int, 2009, 35(8): 1225-1233. DOI:10.1016/j.envint.2009.07.001 |
[13] |
WU X, LU Y, ZHOU S, et al. Impact of climate change on human infectious diseases: empirical evidence and human adaptation[J]. Environ Int, 2016, 86: 14-23. DOI:10.1016/j.envint.2015.09.007 |
[14] |
DEVI S. Climate change driving east Africa towards famine[J]. Lancet, 2022, 400(10347): 150-151. DOI:10.1016/S0140-6736(22)01325-3 |
[15] |
LIU J, VARGHESE B M, HANSEN A, et al. Heat exposure and cardiovascular health outcomes: a systematic review and meta-analysis[J]. Lancet Planet Health, 2022, 6(6): e484-e495. DOI:10.1016/S2542-5196(22)00117-6 |
[16] |
CORVALAN C, GRAY B, VILLALOBOS PRATS E, et al. Mental health and the global climate crisis[J]. Epidemiol Psychiatr Sci, 2022, 31: e86. DOI:10.1017/S2045796022000361 |
[17] |
CLAYTON S. Climate anxiety: psychological responses to climate change[J]. J Anxiety Disord, 2020, 74: 102263. DOI:10.1016/j.janxdis.2020.102263 |
[18] |
ZHOU L, HE C, KIM H, et al. The burden of heat-related stroke mortality under climate change scenarios in 22 East Asian cities[J]. Environ Int, 2022, 170: 107602. DOI:10.1016/j.envint.2022.107602 |
[19] |
EGUILUZ-GRACIA I, MATHIOUDAKIS A G, BARTEL S, et al. The need for clean air: the way air pollution and climate change affect allergic rhinitis and asthma[J]. Allergy, 2020, 75(9): 2170-2184. DOI:10.1111/all.14177 |
[20] |
TRAN H M, CHUANG T W, CHUANG H C, et al. Climate change and mortality rates of COPD and asthma: a global analysis from 2000 to 2018[J]. Environ Res, 2023, 233: 116448. DOI:10.1016/j.envres.2023.116448 |
[21] |
ALAHMAD B, KHRAISHAH H, ROYÉ D, et al. Associations between extreme temperatures and cardiovascular cause-specific mortality: results from 27 countries[J]. Circulation, 2023, 147(1): 35-46. DOI:10.1161/CIRCULATIONAHA.122.061832 |
[22] |
CISSÉ G. Food-borne and water-borne diseases under climate change in low- and middle-income countries: further efforts needed for reducing environmental health exposure risks[J]. Acta Trop, 2019, 194: 181-188. DOI:10.1016/j.actatropica.2019.03.012 |
[23] |
RATTER-RIECK J M, RODEN M, HERDER C. Diabetes and climate change: current evidence and implications for people with diabetes, clinicians and policy stakeholders[J]. Diabetologia, 2023, 66(6): 1003-1015. DOI:10.1007/s00125-023-05901-y |
[24] |
SASAI F, RONCAL-JIMENEZ C, ROGERS K, et al. Climate change and nephrology[J]. Nephrol Dial Transplant, 2023, 38(1): 41-48. DOI:10.1093/ndt/gfab258 |
[25] |
SEGAL T R, GIUDICE L C. Systematic review of climate change effects on reproductive health[J]. Fertil Steril, 2022, 118(2): 215-223. DOI:10.1016/j.fertnstert.2022.06.005 |
[26] |
LI J, FENG C, YANG J. Climate attribution of interpersonal violence: International evidence[J]. Environ Res, 2023, 236(Pt 2): 116836. |
[27] |
FRIEL S. Climate change, society, and health inequities[J]. Med J Aust, 2022, 217(9): 466-468. DOI:10.5694/mja2.51731 |
[28] |
中国气象局气候变化中心. 中国气候变化蓝皮书(2022)[M]. 北京: 科学出版社, 2022.
|
[29] |
CAI W, ZHANG C, ZHANG S, et al. The 2022 China report of the Lancet Countdown on health and climate change: leveraging climate actions for healthy ageing[J]. Lancet Public Health, 2022, 7(12): e1073-e1090. DOI:10.1016/S2468-2667(22)00224-9 |
[30] |
国务院第七次全国人口普查领导小组办公室. 2020年第七次全国人口普查主要数据[M]. 北京: 中国统计出版社, 2021.
|
[31] |
WANG S, WANG X, TANG Y. Drivers of carbon emission transfer in China-An analysis of international trade from 2004 to 2011[J]. Sci Total Environ, 2020, 709: 135924. DOI:10.1016/j.scitotenv.2019.135924 |
[32] |
新华社. (受权发布)中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见[EB/OL]. [2021-10-24]. http://www.news.cn/politics/zywj/2021-10/24/c_1127990632.htm.
|
[33] |
于贵瑞, 郝天象, 朱剑兴. 中国碳达峰、碳中和行动方略之探讨[J]. 中国科学院院刊, 2022, 37(4): 423-434. |
[34] |
人民日报. 落实"双碳"行动建设美丽中国[EB/OL]. [2022-11-14]. http://env.people.com.cn/n1/2024/0428/c1010-40225286.html.
|
[35] |
新华社. 中方将赴美开展气候变化会谈[EB/OL]. [2023-05-07]. http://www.news.cn/world/20240507/584fdbcc721e479e8e6f489abf361987/c.html.
|
[36] |
ECKELMAN M J, HUANG K, LAGASSE R, et al. Health care pollution and public health damage in the united states: an update[J]. Health Aff (Millwood), 2020, 39(12): 2071-2079. DOI:10.1377/hlthaff.2020.01247 |
[37] |
BROWN M, SCHOEN J H, GROSS J, et al. Climate change and radiology: impetus for change and a toolkit for action[J]. Radiology, 2023, 307(4): e230229. DOI:10.1148/radiol.230229 |
[38] |
Health Care Without Harm. Health care's climate footprint: how the health sector contributes to the global climate crisis and opportunities for action[EB/OL]. [2019]. https://noharm-global.org/documents/health-care-climate-footprint-report.
|
[39] |
Institute for Health Metrics Evaluation. Financing Global Health 2016[EB/OL]. [2016]. https://issuu.com/ihme/docs/ihme_fgh2016_technical-report.
|
[40] |
PICANO E, MANGIA C, D'ANDREA A. Climate change, carbon dioxide emissions, and medical imaging contribution[J]. J Clin Med, 2022, 12(1): 215. DOI:10.3390/jcm12010215 |
[41] |
MARTIN M, MOHNKE A, LEWIS G M, et al. Environmental impacts of abdominal imaging: a pilot investigation[J]. J Am Coll Radiol, 2018, 15(10): 1385-1393. DOI:10.1016/j.jacr.2018.07.015 |
[42] |
HEYE T, KNOERL R, WEHRLE T, et al. The energy consumption of radiology: energy- and cost-saving opportunities for CT and MRI operation[J]. Radiology, 2020, 295(3): 593-605. DOI:10.1148/radiol.2020192084 |
[43] |
HANNEMAN K, ARAUJO-FILHO J A B, NOMURA C H, et al. Climate change and sustainability[J]. Radiology, 2023, 307(4): e230903. DOI:10.1148/radiol.230903 |
[44] |
HAINC N, BRANTNER P, ZAEHRINGER C, et al. "Green Fingerprint" project: evaluation of the power consumption of reporting stations in a radiology department[J]. Acad Radiol, 2020, 27(11): 1594-1600. DOI:10.1016/j.acra.2019.11.011 |
[45] |
McCARTHY C J, GERSTENMAIER J F, O'NEILL A C, et al. "EcoRadiology"--pulling the plug on wasted energy in the radiology department[J]. Acad Radiol, 2014, 21(12): 1563-1566. DOI:10.1016/j.acra.2014.07.010 |
[46] |
Canadian Coalition for Green Health Care. Medical imaging equipment study: assessing opportunities to reduce energy consumption in thehealth care sector[EB/OL]. [2017-03-31]. https://greenhealthcare.ca/wp-content/uploads/2016/11/Medical-Imaging-Equipment-Energy-Use-CCGHC-2017.pdf.
|
[47] |
The International Society for Magnetic Resonance in Medicine. Low field MRI: new opportunities[EB/OL]. [2024]. https://submissions.mirasmart.com/ISMRM2024/Itinerary/ConferenceMatrixEventDetail.aspx?ses=P-01.
|
[48] |
BROWN M, SNELLING E, DE ALBA M, et al. Quantitative assessment of computed tomography energy use and cost savings through overnight and weekend power down in a radiology department[J]. Can AssocRadiol J, 2023, 74(2): 298-304. |
[49] |
EDALATI M, ZHENG Y, WATKINS M P, et al. Implementation and prospective clinical validation of AI-based planning and shimming techniques in cardiac MRI[J]. Med Phys, 2022, 49(1): 129-143. DOI:10.1002/mp.15327 |
[50] |
HAWKINS J E, TREMBLAY B. Nurses and climate change: ten strategies for reducing carbon emissions in the radiology department[J]. J Radiol Nurs, 2023, 42(1): 39-42. DOI:10.1016/j.jradnu.2022.10.003 |
[51] |
李瑞芳, 谷佳伟, 孙艳, 等. 医疗机构检查检验结果互认存在的问题与发展策略[J]. 中国医院管理, 2023, 43(4): 93-96. |
[52] |
孙刚, 魏梦迪. 影像学重复医疗检查现状及对策分析[J]. 中国公共卫生, 2018, 34(3): 334-336. |
[53] |
WINTERMARK M, ROSENKRANTZ A B, REZAⅡ P G, et al. Predicted cost savings achieved by the radiology support, communication and alignment network from reducing medical imaging overutilization in the medicare population[J]. J Am Coll Radiol, 2021, 18(5): 704-712. DOI:10.1016/j.jacr.2020.12.011 |
[54] |
LINDSEY J S, FREDERICK-DYER K, CARR J J, et al. Modeling the environmental and financial impact of multi-dose vs. single-dose iodinated contrast media packaging and delivery systems[J]. Acad Radiol, 2023, 30(6): 1017-1023. DOI:10.1016/j.acra.2022.12.029 |
[55] |
Healthcare Plastics Recycling Council. Circularity for Healthcare Plastics: The Challenges and Opportunities[EB/OL]. [2017]. https://www.hprc.org/wp-content/uploads/2022/04/White-Paper-on-Circular-Healthcare-Plastics.pdf.
|
[56] |
CLEMENTS W, CHOW J, CORISH C, et al. Assessing the burden of packaging and recyclability of single-use products in interventional radiology[J]. CardiovascIntervent Radiol, 2020, 43(6): 910-915. |
[57] |
DUPONT. Redesigning healthcare packaging for a more sustainable lifecycle[EB/OL]. [2022]. https://www.dupont.com/about/sustainability/sustainability-report-2022/redesigning-healthcare-packaging-for-a-more-sustainable-lifecycle.html.
|