臭氧长期暴露显著提升儿童健康风险 – 浅谈臭氧的健康危害和治理
作者:梁斯炜 艾濛 刘欣
臭氧长期暴露显著提升的健康风险
臭氧是我国环境空气质量标准中规定的六项常规大气污染物之一,其无色无味的特性使其容易被公众所忽视,但它可引起哮喘、慢性阻塞性肺病等多种呼吸道疾病。已有研究表明,长期臭氧暴露每年可导致全球约36.5万成人的早逝[1]。为控制臭氧污染对人群的短期急性健康效应,我国现行标准中通过日最大八小时160微克每立方米的标准限值予以约束。世界卫生组织(WHO)在2021年修订的最新版《全球空气质量指南》第一次提出了以“暖季平均浓度小于60微克每立方米”作为臭氧长期暴露的管控目标[2]。然而,臭氧污染对人群的长期慢性健康效应,特别是对包括儿童在内的敏感人群的影响,仍需要深入的研究,相关研究尤其在中低收入国家几近空白。
为探寻臭氧长期暴露对儿童的健康影响,能源基金会支持北京大学朱彤和薛涛研究团队开展了臭氧暴露与五岁以下儿童死亡关系的相关研究,并估算了中低收入国家的相关疾病负担,该研究成果在最新一期《柳叶刀-星球健康》杂志上发表。研究通过固定效应模型分析,发现臭氧长期暴露浓度每增加10微克每立方米,五岁以下儿童死亡风险增加3.2%。疾病负担评估结果显示,臭氧长期暴露每年导致约15.3万名五岁以下儿童死亡,占五岁以下儿童总死亡人数的2.3%。五岁以下儿童总人数约占世界总人口的0.35%[3],而臭氧长期暴露导致的五岁以下儿童死亡人数竟相当于同年臭氧长期暴露导致的成人早逝人数的57%。由此可见,臭氧污染对儿童的健康影响比成人更大,而超过WHO推荐值的臭氧暴露是儿童死亡负担的重要风险因素之一,臭氧长期暴露对儿童的健康相关风险不可忽视。
能源活动是人为源臭氧污染的重要成因
为应对臭氧对人群健康和生态环境带来的负面影响,我国近年来加强了对臭氧污染治理的重视。去年11月,生态环境部公布了《深入打好重污染天气、消除臭氧污染防治和柴油货车污染治理攻坚战行动方案》,成为继“大气十条”和“打赢蓝天保卫战”之后,应对“十四五”时期臭氧污染持续上升、重污染天气依然高发等新挑战的标志性文件。然而,今年1-7月,全国339个地级及以上城市臭氧平均浓度为149微克/立方米,同比上升了2.1%,而平均重度及以上污染天数比例为2.2%,同比上升了1.1个百分点[4]。据中国生态环境状况公报显示,2022年全国有92个城市臭氧超标,占27.1%[5],臭氧治理仍然任重而道远。
臭氧污染的形成受人为源和自然源前体物排放、气象气候及大气化学反应影响,而前体物排放是臭氧浓度上升的主要贡献者。臭氧的前体物包括氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOC),前者主要来源于燃烧过程,其中化石能源燃烧占绝大多数。后者除了天然源之外,煤、油、气的生产、储存、运输、使用、以及转化(溶剂使用行业)等都会有明显排放。相关研究表明,臭氧50%来源于燃油全链条排放(油气开采、石油化工、交通和日用消费品),80%来源于化石燃料,与能源活动显著相关,与二氧化碳等主要温室气体的排放具有高度的同源性(图 1)。近年来臭氧浓度反弹原因除了气象影响因素外,也与化石能源消费总量的升高有关。
图1. PM2.5、二氧化碳和臭氧来源分析[6]
臭氧治理需要系统设计和全社会参与
总体而言,臭氧成因复杂,对人群的健康影响显著,是我国大气污染防治进程中继PM2.5后下一个要啃的“硬骨头”。当前,臭氧污染防治仍面临巨大挑战和机遇,应充分借鉴今年第9次全国生态环境保护大会最新顶层设计要求,完善顶层设计,构建全社会共同参与的治理体系,加速实现“四个重大转变”:
一是由重点整治转向系统治理,将臭氧污染防治融入美丽中国、健康中国等系统性顶层制度框架,建立多污染物协同控制体系。在“双碳”大局中主动将臭氧污染治理重点与四大结构转型推动环境治理改善有机结合,设立气候协同的臭氧改善目标,促进臭氧与温室气体的协同减排;
二是由被动应对转向主动作为,以能源结构调整为抓手,进一步明确臭氧治理的改善目标和工作重点,并针对不同地区制定分阶段协同治理路径和方案,将高位臭氧浓度带来的人群健康影响纳入路径选择,提高治理的精准性、科学性和有效性。对燃油消费总量、石化行业排放、交通运输排放和溶剂使用行业实行控制。对石化行业应从产业结构调整、替代燃料以及生产工艺调整上行动,全面促进减污降碳。在交通运输方面应推动车油路一体化管理,加强充电站桩及绿电的应用。溶剂使用应进行源头替代,减少使用有机溶剂从而减少对石化行业产品需求。同时,相关管理部门应尽早研判,并明确在空气质量标准中增加臭氧长期暴露浓度指标的必要性,在标准修订中也应考虑如何增强对儿童等脆弱人群的保护。
三是由全球环境治理参与者转向引领者,加强面向国际社会的大气治理和减污降碳经验分享,建立臭氧污染治理国际协作机制,建立更完善的臭氧监测体系,推动跨地区和跨国臭氧污染传输的联合应对,如今年的国际蓝天日的主题“Let's come together for clean air”,各方应联手合作,加强国际联动,制定更加清洁、美丽和健康的空气质量目标。
四是由实践探索转向科学理论指导,结合实践需求,加强臭氧对健康危害的研究与成果传播,促进公众参与,提升公众对臭氧污染的认知(即对“看不见的健康”认识的提升),统筹协同治理大环境、小环境以及微环境,助力我国空气质量从“颜值”、“气质”到“品质”的转变,进一步改善整体环境空气质量[7]。
[1]Murray, Christopher JL, et al. "Global burden of 87 risk factors in 204 countries and territories, 1990–2019: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2019." The lancet 2020
[2]朱彤;万薇;刘俊;薛涛;宫继成;张世秋;世界卫生组织《全球空气质量指南》修订解读;科学通报;2022年08期
[3] https://www.childstats.gov/americaschildren/tables/pop1.asp
[4]https://www.mee.gov.cn/ywdt/xwfb/202308/t20230822_1039078.shtml
[5] https://www.mee.gov.cn/hjzl/sthjzk/zghjzkgb/202305/P020230529570623593284.pdf
[6]数据来源:清华大学长三角大气气候协同战略研究,能源基金会支持.