中国石油消费总量控制的健康效应分析.docx
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1、目录Executive Summary5专业术语表7前言81 .石油相关污染对人群健康的危害91.1 石油相关大气污染的健康危害1.2 石油相关水污染的健康危害1.3 塑料污染的健康危害.石油相关大气污染的健康本钱核算181.4 核算方法1.5 量化分析1.6 不确定性分析.结论及展望321.7 主要结论1.8 政策建议361.9 展望参考文献.臭氧(Ozone , O3)臭氧是我国常规监测的6种污染物之一,可由机动车尾气中的氮氧化物和挥发性有 机物通过光化学反响产生。近年来,我国大气浓度不断呈现上升趋势,其对人群健康 的危害越来越受到社会各方面的重视。03具有强氧化性,对人体最突出的危害是刺
2、激眼睛和上呼吸道黏膜,引起眼部黏膜 充血和呼吸道炎症。1952年12月和1955年9月,美国洛杉矶发生了严重的光化学 烟雾事件,数百名老年人在短短2日内死亡,大量市民出现眼睛刺痛、呼吸困难等病症, 严重危害了公众的生命健康。欧盟委员会环境部主席指出,因地面。3污染,欧盟居民人 均寿命减少了 8个月,每年死于地面。3污染的人数超过2 000人。呼吸系统疾病影响:国内外大量流行病学研究发现,无论长期或短期暴露于大气。3 , 都能显著增加人群呼吸系统疾病的发病率、住院率和死亡率口6, 37。董继元等38人的研 究发现,大气。3浓度每上升10|jg/m3,人群总死亡率和呼吸系统疾病死亡率分别增加 0.
3、400%和0.461%。Yang等使用每日最大8h平均浓度评价。3对人群呼吸系统 疾病的影响,结果发现最大8h O3滑动平均浓度每增加10|jg/m3,呼吸系统疾病死亡率 增加4.47%O循环系统疾病影响:除了对人体呼吸系统具有不良影响外,大气。3暴露还可以显著 增加心血管疾病的死亡率。Atkinson等【的对既往队列研究资料进行Meta分析,结果 显示大气。3浓度每升高lOjjg/n?,心血管疾病死亡率增加1.01%o我国一项多城市研 究刊也发现,大气。3浓度每上升10ug/m3,广州、中山、上海和苏州心血管疾病的死 亡风险分别增加0.98%、0.77%, 0.53%和0.63%。其他疾病影
4、响:大气。3暴露还可能对神经系统和生殖系统存在一定危害。研究说明, 长期。3暴露会损害中枢神经系统,导致思维紊乱、认知反响减少、头疼等病症14%母亲 孕期接触高浓度。3可导致新生儿睑裂狭小发生率显著上升,高浓度。3还可对精子产生明 显的毒性作用,导致精子活动率下降2的。5 .铅铅是有毒的重金属元素,机动车燃油大多数掺有四乙基铅防爆剂或甲基铅,其燃烧 后生成的铅元素和化合物均为有毒物质,城市大气中的铅60%以上来源于含铅汽油的 燃烧。人体中铅含量超标可引发心血管系统疾病,并影响肝、肾和神经系统的功能。由于 铅尘比重大,通常积聚在1米左右高度的空气中,靠近儿童青少年的呼吸带,因此对 儿童的威胁最大
5、口51。我国已于2000年7月1日全国停止销售和使用含铅汽油,汽油燃 烧引起的铅尘污染问题也逐渐淡出了公众视野。1.2石油相关水污染的健康危害除了大气污染外,石油开采、运输和加工过程中带来的水污染问题也不容忽视。石油 相关水污染对生态环境和人体健康的危害主要表现为两个方面:一方面,石油开采和运输 过程中泄露的原油会在水面上形成一层油膜,将水体和大气隔绝,从而降低水中溶解氧的 含量和水面的透光性,导致大量水生植物因缺氧、光照缺乏而死亡,使水质恶化,危害流 域周边居民的生命健康。另一方面,石油加工和消费过程中会产生大量的工业废水,包括氨氮、 化学需要量(Chemical Oxygen Demand
6、, COD )、挥发酚和辄化物等污染物,对公 众健康产生不良影响。1 .氨氮氨氮是水体中以钱离子(NH;)和游离钱(NH $形式存在的氮,是造成水体富营养 化的重要物质。当大量氨氮进入水体后,可引起藻类和浮游生物迅速繁殖,消耗大量的溶 解氧,造成水质迅速恶化、鱼类和其他生物大量死亡。此外,水中的氨氮可经过一系列反 应生成亚硝酸盐和硝酸盐,进入机体后可导致胃肠道疾病(46)、甲状腺功能异常卬)、高铁血 红蛋白血症网和癌症(49等疾病。2 . CODCOD是水体中能被强氨化剂箕化的还原性物质的量,是测定水体中有机物含量的 间接指标。需氧有机物对生态环境和人体健康的危害主要表现为以下几个方面:一方面
7、, 需氧有机物进入水体后,能被好氧微生物分解,大量消耗水中的溶解氧,造成水体缺氧 状态,危害水生生物的生长,甚至导致鱼类大规模死亡。当溶解氧耗尽后,有机物转入厌 氧分解过程,产生硫化氢、氨类等有害物质,使水质进一步恶化。另一方面,全球水体 中已鉴别出的致突变性、致癌性有机物已达100余种,居民长期接触或饮用被致癌性有 机物污染的饮用水,可导致癌症的发病风险显著增加5。1。3 .挥发酚挥发酚是指能随水蒸气一起挥发的酚类物质,对人体健康存在巨大危害。水体中的 酚类物质可经皮肤和消化道进入人体,导致蛋白质变性、沉淀,短时间内接触一定量的 酚类物质可导致肌肉无力、抽搐、吞咽困难甚至昏迷等急性中毒现象】
8、。长时间饮用被 酚类物质污染的饮用水,可引起头痛、皮肤瘙痒、造血器官损害及多种神经系统病症。 也有研究说明,局部酚类物质具有内分泌干扰作用,可导致内分泌功能障碍【52】。此外,高浓度的酚使水的感官性状明显恶化,产生恶臭和异味,威胁水中动植物的生存,破坏 水体的生态系统。4 .富化物银化物是一种致命的剧毒物质,口服0.7mg/kg3.5mg/kg的氢银酸,或吸入空气 中0.5mg/L的氢银酸即可致死。废水中的银化物主要由皮肤、消化道进入体内,局部作 业工人在处理工业废水时,也可能会接触到空气中的银化物。当人体短时间内摄入一定量 的窝化物后,窗根离子可阻断呼吸链,造成组织缺氧,可在数秒内导致呼吸困
9、难、昏迷、甚 至死亡15%慢性辄化物中毒或长期微量接触富化物可导致神经衰弱病症(头疼、乏力、失 眠等)及植物性神经功能紊乱(流涎、多汗、血压降低等)1切。塑料是重要的石油化工产品,被广泛运用于食品包装、汽车零件、建筑材料和医疗 器械等行业中。随着工业化进程的不断推进,人类对塑料的需求与日俱增,全球塑料产 量已由1950年的200万吨增加到了 2015年的3.8亿吨,至2015年底,人类已累 计生产了83亿吨塑料。各种塑料制品给人类的日常生活带来了极大的便利,但与此同时,大 量塑料消耗也导致了严重的环境污染问题,大约三分之二的塑料被释放到环境中,造成 了土壤污染、水污染及海洋污染。塑料对人体健康
10、的危害贯穿了生产加工、消费和处置环节。在生产和加工环节,大 量石油的消耗带来了严重大气污染问题,危害人体的呼吸、心血管和生殖等多个系统, 显著提升了癌症的发生风险。在消费和处置环节,微塑料和化学添加剂等多种有害物质 被释放到环境中,直接或间接进入人体,导致生殖功能障碍、内分泌功能紊乱,甚至是 癌症的发生。1 .塑料生产加工环节的健康危害塑料的精炼和加工过程会向大气中释放大量的CO、NOx、颗粒物和VOCs ,危害 人体的呼吸、心血管等多个系统,并提升癌症的发生风险。一些研究也发现,除了具有 致癌性外,甲苯、苯乙烯和烷烧等VOCs还可导致中枢神经功能抑制55)、生殖功能减弱 网和儿童发育缓慢卬。
11、与普通社区居民相比,石油化工行业的作业工人暴露于高浓度致癌物和内分泌干扰物的时间更长,因此更容易发生肿瘤和生殖功能障碍。2 .塑料使用环节的健康危害在塑料使用的过程中,微塑料和化学添加剂可随水和食物进入人体,危害公众的生 命健康。微塑料是指直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒,可分为初生微塑料和次生微塑料。 初生微塑料是指由人类生产的塑料颗粒工业产品,如:牙膏、沐浴露等个人护理产品中 的颗粒,以及作为工业原料的塑料颗粒和树脂颗粒。次生微塑料是人类随意丢弃的塑料 垃圾在环境中经过一系列物理、化学反响产生的塑料颗粒。在塑料的使用环节,微塑料 可随水、食物或个人护理产品进入人体,目前关于微塑料对人体健康的
12、作用机制尚不明 确,可能与炎症、基因损伤、氧化应激和细胞凋亡有关,最终可导致组织损伤和纤维化, 甚至是癌症的发生581。塑料的添加剂是改善塑料性能或降低制造本钱的化学助剂。常见的添加剂有增塑剂、 软化剂、着色剂和阻燃剂等,其中增塑剂是全球消费量最大的塑料助剂之一。双酚A (Bisphenol A, BPA )和邻苯二甲酸酯类(Phthalates, PAEs )是使用最广泛的增塑 剂,已被美国、日本和欧盟等多个国家和组织证实为环境内分泌干扰物,可导致内分泌功 能异常。另有研究发现,多澳联苯酸、多氯联苯等助燃剂可蓄积在水生动物的脂肪中,当人体 长期摄入被助燃剂污染的鱼类后,可出现神经功能障碍和甲
13、状腺功能异常等病症网。3 .塑料处置环节的健康危害塑料处理是控制塑料污染的重要环节,然而,自1950年以来,60%的塑料被随意 丢弃或填埋于环境中,12%的塑料被燃烧处理,仅有9%的塑料被回收和循环利用6。塑料垃圾的燃烧过程会向大气中释放大量重金属、二恶英、味喃类有机物和多环芳 烧等有害物质,危害人类和动植物健康。二恶英是最受公众重视的垃圾燃烧污染物,在 环境中具有稳定性和累积性。环境中的一局部二恶英可经呼吸道和皮肤接触直接进入人 体,另一局部二恶英可在生物体内蓄积,并随食物链传递进入人体中。人体摄入过量二 恶英可引起肝、免疫、内分泌和生殖功能障碍,甚至产生不可逆的致癌、致畸和致突变的 “三致
14、”作用】。在全球范围内,每年有大量的塑料垃圾被随意丢弃或掩埋,遍布了土壤、淡水和海洋。各 类塑料在自然界的降解周期长达数十年至数百年之间,土壤中的废弃塑料破坏了土壤结 构,并影响土壤的通透性,抑制植物的生长发育;海洋中的废弃塑料可缠绕海洋动物的躯 体,或阻塞其消化道,影响其生长发育,甚至造成死亡。近年来,微塑料对生态系统和人 类健康的危害也越来越受到重视。大量塑料垃圾可在环境中经一系列反响分解为次生微塑料,可被海洋中的鱼类、贝类和海藻摄入和富集,经食物链传递进入人体。此外,中 国的一项研究还在食盐中发现了微塑料降)。次生微塑料对人体健康的危害主要表现为两 个方面:一方面,微塑料可能与炎症、氧化
15、应激和细胞凋亡等机制有关,可引起组织损伤 或癌症的发生;另一方面,微塑料粒子具有较强的吸附能力,可携带具有毒性的持久性有 机物和病原微生物网进入人体,引起一系列不良反响。综上所述,石油相关污染对生态环境和人体健康的危害贯穿了开采、加工和消费环节, 严重威胁了人类及动植物的生命健康。因此,相关部门应出台政策控制石油相关废气、废水的 排放,推动塑料回收利用技术的开展,并向公众倡导绿色消费、节能环保的生活方式,以 降低石油相关污染造成的健康损失。2.1核算方法.大气污染物数据石油消费不仅能造成大气颗粒物污染,还能产生大量的NOx和VOCs ,导致臭氧污 染和二次颗粒物污染。大气PM2.5和。3是我国
16、主要的大气污染物,也是世界各国评估 大气污染所致疾病负担的首选指标。因此,本研究以PM2.5和。3作为大气污染指标, 2015年31个省/直辖市的PM、和。3年均浓度数据来源于生态环境部各省环境状况 公报64),74个重点城市的PM2.5和。3年均浓度数据来源于中国统计年鉴2016卷(651。1 .健康结局数据大气污染对循环系统疾病和呼吸系统疾病的健康危害已经得到了广泛证实,参考较 为权威的全球疾病负担研究(Global Burden of Disease, GBD )阐,本研究以缺 血性心脏病(Ischemic Heart Disease, IHD )、卒中(Stroke )、肺癌(Lung
17、 Cancer, LC )和慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Diseases, COPD )的死亡数作为健康结局指标,以评估大气PM2.5对人群健康危害的 长期效应;并以COPD的死亡数作为健康结局指标评估大气。3对人群健康危害的长期 效应。目前研究地区未直接公布上述4种疾病的死亡数,本研究采用如下公式进行推算:式(1)在上式中,R为某地区2015年上述疾病的死亡人数;Ni和R分别为该地区2015年常 住人口数和总死亡率,二者乘积即该地区2015年的总死亡人数;G为我国2015年缺 血性心脏病、卒中、肺癌或慢性阻塞性肺病占总死亡人数的比例(以下简称
18、“疾病死亡占 比”)。研究地区的总人口数和死亡率数据来源于国家统计局中国统计年鉴2016卷阴 及各城市的国民经济和社会开展公报,疾病死亡占比来源于GBD2015数据库mi。2 .大气污染物源解析数据自2014年以来,我国局部重点城市陆续开展了大气PM2.5的源解析工作,探索交通污染、煤炭燃烧、工业排放和扬尘等因素对大气PM2.5产生的贡献。通过PM2.5源解析, 可定量评估有多少比例的大气PM2.5来源于石油消费,并以此计算石油相关大气污染的 健康本钱。我国石油消费对大气PM2.5形成的贡献率数据来源于环境规划院的研究,移动源排 放对PM2.5的贡献率为9.8%0目前我国未开展大规模的大气。3
19、源解析调查,本研究石 油消费对。3的贡献率来源于WU等回)的研究,移动源和石油衍生品的使用对大气。3 的总贡献率为37.0%。3 .大气污染造成的健康损失计算本研究采用整合暴露-反响关系模 型(Integrated Exposure-Response Model, IER Model)计算各地区2015年大气PM25的相对危险度RR值,公式如下:式(2)式(3)式(2)式(3)在上式中,Z是2015年某地区PM/年均浓度;Zd是观察到的阈值浓度,IER模型假 定低于此浓度时大气PM25不具有健康损害风险;RR是相对危险度;a、丫、b是未知 参数,可由非线性回归方法推算,具体参数选择见Burne
20、tt等人的研究龄)。本研究使用对数线性暴露-反响关系模型计算大气臭氧对COPD死亡人数的相对危 险度,公式如下:其中,X是2015年某地区。3年均浓度;P是暴露反响关系系数,来源于美国一项 长达24年的队列研究a。)。在获得相对危险度RR值后,采用基于泊松回归的比例风险模型计算大气污染造成 的健康损失,公式如下:式(5)其中:E为某地区大气PM2.5或。3污染造成的健康损失;ni为病因别死亡人数。4 .石油相关大气污染的健康损失计算在得到石油消费对大气污染的贡献率后,可通过如下公式,计算石油相关大气污染 的健康本钱。虱”=E X 式(6 )其中p为石油消费对PM2.5或。3的贡献率。5 .石油
21、相关大气污染造成的健康价值损失计算石油相关大气污染造成的经济损失等于其造成的健康损害人数和人均统计生命价 值的乘积,具体公式如下:Costoil = Eoil X VSL式(7)在上式中,Costoil代表石油相关大气污染造成的经济损失;Eoil代表石油相关大 气污染造成的健康结局变化量,即造成的超额死亡人数;VSL为人均统计生命价值(防 止一个社会成员过早死亡所愿意付出的价值)。迄今为止,我国关于统计生命价值的研究结果为15万-80万美元之间,不确定性 较大。本研究采用北京大学张世秋团队的最新成果,北京市大气污染相关的统计生命价 值为230万元(CI: 150万元,350万元)71。由于统计
22、生命价值与人均收入水平密 切相关,可使用“成果参照法“(Benefit Transfer Approach )推算出其他研究地 区的统计生命价值,公式如下:VSLt =VSLbj X)Elasticity式(8)在上式中,VSLi是某地区的统计生命价值;VSLBJ是北京市统计生命价值; Incomei和IncomeBJ分别是该地区和北京市2015年的居民人均可支配收入; Elasticity是弹性系数。各地区的居民人均可支配收入来源于中国统计年鉴2016卷165)和国民经济与社 会开展公报;目前关于弹性系数的研究无统一的取值,国内外既往研究的取值在02之间,本 研究弹性系数的取值参考了穆泉国和
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