揣小明，韩艳俊，周海霞，范超

（1.河南理工大学 安全与应急研究中心，河南 焦作 454000；2.河南理工大学 图书馆，河南 焦作 454000）

0 引言

近年来，河南省环境空气质量指标一直处于较高水平，是雾霾污染的高度敏感区［1］，2015—2019年，PM2.5质量浓度为47.67～91.45μg/m3，远远高于国家标准值（中华人民共和国国家标准GB3095-2012规定值：一级标准35μg/m3）。国内外大量研究表明，空气污染，特别是PM2.5污染会引发人体的呼吸、心血管、神经和免疫系统疾病等［2-5］。可见，大气污染，尤其是PM2.5污染对公众的身体健康状况具有显著影响，开展大气污染健康经济损失核算方面的研究非常必要。

目前，国内外学者对大气污染健康经济损失评估方面的研究多采用流行病学方法——利用暴露-反应关系评价大气污染造成的健康经济损失［6］，也有学者利用疾病成本法、支付意愿法、人力资本法、生命价值法、情景分析法等计算出健康经济损失。已有学者对我国整体健康经济影响进行评估，如XIA Y等［7］、ZHANG X等［8］相继计算出我国大气污染造成的健康经济损失；也有学者对某个城市做出健康经济损失评估，如曹彩虹等［9］、阚海东等［10］、魏国茹等［11］等分别评估了北京、上海、西安的大气污染对当地居民健康的影响及大气污染带来的健康经济损失。

作为人口大省和经济大省，河南省目前针对PM2.5污染的健康经济损失评估方面的研究还相对较少，只有少数学者对郑州做了健康经济损失方面的研究，如李慧娟等［12］运用环境健康风险与环境价值评估法得出2015年郑州市健康经济损失，约为93.29亿元，占GDP的1.53%；韩士杰等［13］采用泊松回归相对危险模型研究得出2014—2016年PM2.5质量浓度达标后带来的经济效益，分别为178.8，216.5，172.5亿元，分别占郑州市当年生产总值的2.6%，3.0%，2.1%。本文选取河南省18个地市为研究对象，运用泊松回归相对危险模型计算这些地市的健康损失效应及其城际的健康经济损失值。

1 材料与方法

1.1 数据来源

河南省2015—2018年PM2.5质量浓度值摘自《河南省环境状况公报》。2015—2018年各市人口数（常住人口数）、GDP、日均工资水平等均摘自《河南统计年鉴》和各地市《国民经济与社会发展统计公报》，住院、门诊等费用均摘自《中国卫生健康统计年鉴》（原名为《中国卫生与计划生育统计年鉴》）。

1.2 泊松回归相对危险模型评估方法

首先计算健康损失效应，采用泊松回归相对危险模型，并结合暴露-反应关系函数计算PM2.5污染导致的致病人数和受限天数。计算式为

式中：β为暴露-反应关系系数；P为当前的暴露人口数；C和C0分别为大气中PM2.5的实际质量浓度和参考质量浓度，μg/m3，本文中C为河南省当年的PM2.5年均质量浓度，C0为环境空气污染物二级质量浓度限值；E和E0分别为相应质量浓度下人群的健康风险；ΔE为归因于PM2.5污染带来的致病人数和受限天数。

河南省PM2.5污染的健康经济损失包含死亡、住院、看门诊和劳动受限4部分。选取全因死亡，心脑血管疾病、儿童支气管炎（0～14岁）、肺炎（＞14岁），儿科门诊、内科门诊和劳动受限作为7项健康终端，建立河南省PM2.5污染的健康经济损失计算模型：

式中：APHC为细颗粒物PM2.5污染带来的健康经济损失值；Ii为大气污染物PM2.5实际质量浓度下健康终端i的人群健康风险；APHCpi为单位健康风险变化对应的价值；λ为城际健康经济损失修正指数。

1.3 数理统计方法

利用SPSS25.0软件对PM2.5质量浓度、人口数量与全因死亡数量（比率）、心脑血管患病数量（比率）、肺炎患病数量（比率）和居民污染受限天数等指标进行Pearson相关分析。

1.4 作图方法

采用Origin2018分析PM2.5质量浓度的时空变化规律，并利用ArcGIS10.0作图，显示2015—2018年城际间健康经济损失值的空间分布特征。

2 结果与讨论

2.1 河南省各地市PM2.5污染现状分析

2015—2018年，河南省PM2.5质量浓度呈下降趋势（图1），但超标现象仍严重，其超标率分别为130.65%，105.25%，91.97%，89.60%，69.60%。除信阳外，其他地市PM2.5质量浓度均高于国家标准值（GB3095-2012）。2015—2018年，安阳、焦作和郑州3个地市PM2.5平均质量浓度分别为83.48，77.50，77.48μg/m3，远高于驻马店和信阳的PM2.5质量浓度均值（驻马店62.71μg/m3，信阳56.92μg/m3）。据统计，2015—2018年河南安阳、焦作、郑州等地市污染严重，从整体看，PM2.5污染情况有好转，其中郑州、新乡、信阳等地改善效果显著（p＜0.05）。

图1 2015—2019年河南省18个地市PM2.5年均质量浓度变化趋势Fig.1 Annual average PM2.5 concentration change trends in the 18 municipalities in Henan Province from 2015 to 2019

2.2 河南省各地市PM2.5污染的健康风险分析

本文的暴露人口采用LIU J等［14］的估算，利用监测网络对当前中国506个PM2.5检测点进行直接测量，从而提供更可靠的暴露评估，并利用区域空气质量模型，得出我国约有83%的人口暴露于超过35μg/m3（《环境空气质量标准》限值）的PM2.5质量浓度中。借鉴前人研究结果［15-18］，选取暴露-反应系数β和健康风险值E，如表1所示。过早死亡终端的暴露-反应系数表示PM2.5质量浓度每增加1μg/m3导致死亡率增加的比率，其他终端的暴露-反应系数表示PM2.5质量浓度每增加1μg/m3导致的人均致病增加次数，其中受限天数终端已经包含了工作日的损失。PM2.5增加或减少相应会带来健康风险E的增加或减少。

表1 暴露-反应系数及健康风险值Tab.1 Exposure-response coefficients and health risk values

2.2.1 PM2.5污染导致的全因死亡情况分析

2015—2018年河南省各地市PM2.5污染导致的全因死亡统计情况见图2，主要呈现如下规律：（1）河南省各地市PM2.5污染导致的全因死亡人数最高的6个地市分别是郑州、周口、南阳、洛阳、安阳和商丘，2015—2018年PM2.5污染导致的全因死亡人数分别达到2337，1577，1536，1425，1398，1357人，三门峡、鹤壁和济源3个地市PM2.5污染导致的全因死亡人数最少，这与各地市PM2.5质量浓度和人口数量显著相关（p＜0.05）；（2）安阳、焦作、郑州、新乡、平顶山和洛阳是PM2.5污染导致全因死亡比率最高的6个地级市，2015—2018年全因死亡率年均值分别为6.81×10-5，6.09×10-5，5.98×10-5，5.76×10-5，5.35×10-5，5.23×10-5，驻马店、南阳和信阳3个地市是PM2.5污染导致全因死亡率最低的3个地市。相关分析表明，PM2.5污染是其最显著的影响因素（p＜0.05）；（3）河南省PM2.5污染导致的全因死亡人数占死亡总人数比例最高的6个地市为郑州、焦作、安阳、洛阳、新乡和漯河，2015—2018年的年均比例分别为1.30%，0.99%，0.98%，0.86%，0.85%，0.84%，且PM2.5质量浓度越高，PM2.5污染导致的全因死亡人数占死亡总人数的比例越高，如所有地市2015年的比例均显著高于其他年份（p＜0.05）。

图2 2015—2018年河南省各地市PM2.5污染导致的全因死亡情况分析Fig.2 Analysis on all-cause deaths caused by PM2.5 pollution in the 18 municipalities of Henan Province from 2015 to 2018

2.2.2 PM2.5污染导致的心脑血管疾病情况分析

2015—2018年河南省各地市PM2.5污染导致的心脑血管疾病发病情况统计见图3，主要呈现出如下规律：（1）河南省各地市PM2.5污染导致心脑血管疾病发病人数最高的6个地市分别是郑州、周口、南阳、洛阳、安阳和商丘，2015—2018年PM2.5污染导致的心脑血管疾病发病数量分别达到6448，4345，4242，3958，3872，3742人次，三门峡、鹤壁和济源3个地市PM2.5污染导致的心脑血管疾病发病人数最少，这与各地市PM2.5质量浓度和人口数量显著相关（p＜0.05）；（2）安阳、焦作、郑州、新乡、平顶山和洛阳是PM2.5污染导致心脑血管疾病发病率最高的6个地级市，2015—2018年全因死亡率分别为18.85×10-5，16.85×10-5，16.49×10-5，15.81×10-5，14.76×10-5，14.53×10-5，驻马店、南阳和信阳3个地市是PM2.5污染导致心脑血管疾病发病率最低的3个地市。相关分析表明，PM2.5污染是其最显著的影响因素（p＜0.05）；（3）河南省各地市心脑血管疾病发病率随着PM2.5污染质量浓度的升高而升高，如2015—2018年河南省心脑血管疾病的发病率分别为18.05×10-5，12.92×10-5，12.73×10-5，10.12×10-5。

图3 2015—2018年河南省各地市PM2.5污染导致的心脑血管疾病发病情况分析Fig.3 Analysis on cardiovascular and cerebrovascular diseases caused by PM2.5 pollution in the 18 municipalities of Henan Province from 2015 to 2018

2.2.3 PM2.5污染导致的肺炎发病情况分析

除了前6名城市排序不一致（郑州、周口、南阳、洛阳、商丘和安阳）外，河南省PM2.5污染导致肺炎发病情况与其导致的心脑血管疾病发病趋势一致（图4），即PM2.5污染和人口规模共同决定了各地市肺炎的发病人数，PM2.5污染质量浓度决定了各地市肺炎的发病率。在此基础上，对比分析了0～14岁和14岁以上两个群体肺炎发病情况：无论是发病数量，还是发病率，0～14岁群体都显著高于14岁以上的，如14岁以上2015—2018年受影响总数量约85万人次，0～14岁受影响总数量约137万人次，超出61.18%，其主要原因是：（1）0～14岁群体属于易感人群，其呼吸系统相对较脆弱，更容易受到PM2.5污染影响，从而引发肺炎症状；（2）该群体属于重点关注群体，其就诊比例也显著高于14岁以上群体的（表2）。

图4 2015—2018年河南省各地市PM2.5污染导致的肺炎情况分析Fig.4 Analysis on pneumonia caused by PM2.5 pollution in the 18 municipalities of Henan province from 2015 to 2018

表2 2015—2018年河南省18个地市PM2.5污染导致肺炎发病情况统计Tab.2 Statistical of pneumonia caused by PM2.5 pollution in the 18 municipalities of Henan Province from 2015 to 2018 人次

2.2.4 PM2.5污染导致的门诊就诊情况分析

2015—2018年河南省各地市PM2.5污染导致的门诊就诊情况统计见表3，主要呈现如下规律：（1）河南省各地市PM2.5污染导致的门诊就诊总人数最高的6个地市分别为郑州、周口、南阳、安阳、商丘和新乡，2015—2018年PM2.5污染导致的就诊数量分别达到2586，1745，1700，1458，1501，1545万人次，三门峡、鹤壁和济源3个地市PM2.5污染导致的就诊人数最少，这与各地市PM2.5质量浓度和人口数量显著相关（p＜0.05）；（2）儿科门诊就诊人数是内科门诊的1/3左右，但儿科门诊就诊人数占当地0～14岁人口数量的比例比内科门诊的高，且二者中占比最高的均是郑州、焦作、新乡和安阳。

表3 2015—2018年河南省18个地市PM2.5污染导致的门诊就诊情况Tab.3 Outpatient services of patients caused by PM2.5 pollution in the 18 municipalities of Henan province from 2015 to 2018 百万人次

2.2.5 PM2.5污染导致的劳动受限情况分析

PM2.5污染导致的劳动受限指空气污染直接或间接限制劳动的人数与天数的乘积，2015—2018年全省劳动受限情况见表4。受限天数呈逐年下降趋势，如2018年相对于2015年减少了22.1%，相对于其他6种健康终端减少率较少。其中南阳、郑州、周口受限天数最多，鹤壁、济源最少。根据河南省统计年鉴数据的人均GDP而言，2015年相对于2018年多出的1536万天·人次的劳动受限而减少的健康损害，相当于1536万人一天产生的效益，相当于全体郑州市人两天产生的效益，也相当于约4万人一年生产的效益。

表4 2015—2018年河南省18个地市因PM2.5污染导致的劳动受限情况Tab.4 Labor-limits caused by PM2.5 pollution in the 18 municipalities of Henan Province from 2015 to 2018 万天·人次

2.3 河南省各地市PM2.5污染导致的健康经济损 失评估研究

全因死亡、劳动受限的价值摘自《河南统计年鉴》的人均工资水平。肺炎费用取值为儿童（0～14岁）支气管炎的费用和14岁以上细菌性肺炎（多因空气污染所致）的费用。考虑到数据的可获得性，本文心脑血管疾病住院费用的取值为脑出血、脑梗塞、急性心肌梗塞、充血性心力衰竭4种病的平均医疗费用，其单位健康经济损失情况见表5。

表5 单位健康经济损失参考值Tab.5 Reference values of unit health economic losse

曾德珩等［19］、孟昭伟等［20］研究表明，社会经济因素和自然因素均为PM2.5的驱动因素，影响城际间的健康经济损失核算，经筛选具显著相关性的有12项（表6），根据自然因素、社会经济发展相关子项目及PM2.5的污染程度，将河南18个地市根据相关因素的影响程度分为6类（表7），高影响增加健康经济损失，低影响减少健康经济损失，据此在单位健康经济损失的基础上修正各地市的单位健康经济损失值，修正系数λ（0＜λ≤2）如表7所示，计算得出河南省18个地市因PM2.5导致的健康经济损失值（图5）。综合考虑PM2.5污染、人口、经济和自然等因素的耦合作用，2015—2018年郑州PM2.5污染导致的健康经济损失最大，且始终位于颜色第一梯度，健康损失值分别为50.78，39.18，38.80，45.14亿元，占总健康损失值的21.25%，19.17%，19.83%，20.23%；除郑州外，PM2.5质量浓度高的安阳和焦作的经济损失则位于颜色第二梯度（20亿元＜APHC≤25亿元）和第四梯度（10亿元＜APHC≤15亿元）；位于第三梯度（15亿元＜APHC≤20亿元）的地市最少的分别为平顶山和周口，平顶山，新乡，平顶山；开封、濮阳、许昌始终位于第五梯度（5亿元＜APHC≤10亿元），而驻马店健康损失值减少，由第四梯度转为第五梯度；南阳和信阳污染质量浓度值与健康损失值都较低，位于颜色第六梯度（0＜APHC≤5亿元），2015—2018年南阳健康损失值为2.02，1.57，1.50，1.71亿元，信阳为1.22，0.89，0.85，0.97亿元。位于第六梯度的还有三门峡、鹤壁、漯河和济源。

图5 2015—2018年河南省健康经济损失核算（亿元）Fig.5 Health economic losses calculation in the 18 municipalities of Henan Province from 2015 to 2018（100 million yuan）

表6 健康经济损失的影响因素Tab.6 Influencing factors of health economic losse

表7 河南省城市类型划分及λ值Tab.7 Classification of city types andλvalues in Henan Province

时间上，相对于PM2.5质量浓度降低而言，2015—2017年河南省因PM2.5污染导致的健康经济损失值下降总幅度相对较小，甚至2018年还有微弱增长趋势；2015—2018年健康经济损失占全省GDP的比例分别为0.64%，0.50%，0.44%，0.46%，主要原因是PM2.5污染对健康损害的影响具有累积效应。空间上，河南省PM2.5污染导致的健康经济损失主要呈现如下规律：郑州PM2.5污染导致的健康经济损失最高，安阳、洛阳和新乡等次之，信阳、南阳和驻马店最低。

2015—2018年因PM2.5污染造成的7项健康终端的健康经济损失见表8，（1）单项健康经济损失上，PM2.5污染导致的劳动受限经济损失值最大，为370.29亿元；PM2.5污染导致的全因死亡、肺炎和心脑血管疾病损失值分别居第2，3，4位，其健康经济损失分别为327.69，149.73，9.96亿元；内科门诊损失值大于儿科门诊的，门诊共花费4.44亿元。（2）时间上，各健康终端的健康经济损失趋势均为先降低，2018年略有上升，但仍小于2015年费用。2015—2018年，河南省因PM2.5污染带来的总健康经济损失值为862.03亿元，约占GDP的0.50%，PM2.5污染导致的河南省健康经济损失不容忽视。PM2.5污染和人口数量是健康经济损失的关键影响因素，污染的累积效应限制了河南省大气PM2.5污染健康经济损失的降低。

表8 2015—2018年河南省各健康终端的健康经济损失Tab.8 Health economic losses for each health terminal in Henan Province from 2015 to 2018 亿元

3 结论

（1）河南省18个地市中，郑州因PM2.5污染导致的健康经济损失最高，信阳、南阳和驻马店最低。2015—2018年间，郑州、周口、南阳、洛阳、安阳和商丘6个地市的全因死亡、心脑血管疾病和肺炎患病数量最多，三门峡、鹤壁和济源3个地市患病数量最少，说明PM2.5污染水平和人口数量显著影响全省各地市全因死亡人数、心脑血管疾病和肺炎患病数量（p＜0.05）。安阳、焦作、郑州、新乡、平顶山、洛阳6个地市全因死亡、心脑血管疾病和肺炎患病率最高，驻马店、南阳和信阳的患病率最低，说明PM2.5污染水平是河南省全因死亡、心脑血管疾病和肺炎患病率的决定性因素（p＜0.05）。因此，河南省PM2.5污染导致的健康损害较严重的地市为郑州、安阳和洛阳，控制PM2.5污染水平和减少人口暴露是降低其损害的主要路径。

（2）0～14岁肺炎发病数量和比率均显著高于14岁以上人群，儿科门诊就诊比率显著高于成人门诊的（p＜0.05），说明0～14岁群体是PM2.5污染健康损害防控的重点之一。

（3）2015—2018年，河南省因PM2.5污染造成的健康总成本先下降后上升，单项健康经济损失上，PM2.5污染导致的劳动受限、全因死亡、肺炎和心脑血管疾病的健康经济损失最高。