大气污染对户外体育锻炼人群心肺功能的影响.docx
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大气污染对户外体育锻炼人群心肺功能的影响
大气污染对人体健康的影响
摘要
随着经济的快速发展，大气污染对人体健康的危害日益受到社会各界的高度重视和关注，人们也开始从不同领域开展了大气污染对人体健康危害的研究，取得了丰硕的成果。
至今为止，主要研究都集中在大气污染物与人体健康之间关系的分析研究方面，而针对大气污染造成的人的健康损失研究却并不多见。
本论文首先分析了大气污染物含义，来源及其对人体健康的危害，并且重点分析了PM10和SO2对人体健康的危害；在此基础上，应用环境毒理学、环境经济学、环境流行病学等学科理论方法，以改进的人力资本法、意愿支付法和成果参照法等评价方法，并对这些方法应用于人体健康经济损失评价可能产生的偏差进行了系统分析。
最后以苏州市为例，对大气污染引起的人体健康损失的经济损失进行计算。
关键词：
大气污染，健康损失，可吸入颗粒，二氧化硫，苏州市
Airpollutioneffectsonhumanhealth
ABSTRACT
Withtherapiddevelopmentofeconomy,harmofairpollutiononhumanhealthhaveattachedgreatimportanceandattentionfromallsectorsofsociety,peoplehavebeguntocarryouttheresearchonhumanhealthhazardsofairpollutionfromdifferentareas,andachievedfruitfulresults.Sofar,themainresearchfocusoftherelationshipbetweenairpollutionandhumanhealth,healthlossagainstatmosphericpollutioncausedbypeoplebutnotmuch.
Thispaperfirstanalyzestheharmofairpollutantsonhumanhealthhazards,andfocusontheanalysisofPM10andSO2onhumanhealth;onthisbasis,theapplicationofenvironmentaltoxicology,environmentaleconomics,environmentalepidemiologyandotherdisciplinestheorymethod,humancapitalmethod,improvedthewillingnesstopaymethodreferencemethodandresultsofevaluationmethod,deviationandthemethodisappliedtothehumanbodyhealtheconomiclossassessmentmayhavecarriedonthesystemanalysis.Finally,takingSuzhoucityasanexample,theairpollutioncausedbythelossofhumanhealtheconomiclosscalculation.
KEYWORDS:
Airpollution，lossofhealth，inhalableparticles，sulfurdioxide，SuZhoucity
目 录
前 言1
第1章大气污染对人体健康的影响3
1.1大气污染相关概念3
1.1.1大气污染概念3
1.1.2大气污染来源3
1.2大气污染对健康的影响3
1.2.1可吸入颗粒物（（PM10）对人体健康的危害4
1.2.2二氧化硫（SO2）对人体健康的危害4
第2章健康损失研究评价理论与方法5
2.1健康损失研究评价的理论依据5
2.1.1经济学理论基础5
2.1.2环境毒理学5
2.1.3环境流行病学6
2.2评估方法的概述6
2.2.1意愿调查法6
2.2.2成果参照法7
2.2.3改进人力资本法7
2.3大气污染对健康损失评估分析9
2.3.1大气污染物阀值9
2.3.2剂量-反应关系式及其系数的确定10
2.3.3Meta-分析11
2.4评估的不确定性分析12
2.4.1研究对象导致的偏差12
2.4.2健康效应终端导致的偏差12
2.4.3计算过程中带来的偏差13
2.4.4剂量-反应关系选取的偏差和不确定性13
第3章研究区基本概况及其污染状况15
3.1苏州市的基本情况15
3.1.1地理位置15
3.1.2气候因素15
3.1.3社会经济情况16
3.2苏州市大气环境污染状况16
3.2.1可吸入颗粒16
3.2.2二氧化硫17
第4章大气污染造成的健康损失价值分析18
4.1PM10、SO2浓度值分析18
4.2评价基准浓度值分析19
4.2.1污染物浓度超基准值情况20
4.2.2各月份污染物浓度超基准值情况20
4.3暴露人群评估21
4.4数据整理21
4.4.1死亡率的调查21
4.4.2医疗与门诊费用的调查21
4.5剂量-反应系数分析22
4.6经济损失评估与计算22
4.6.1过早死亡经济损失22
4.6.2慢性支气管炎经济损失24
4.6.3其他疾病治疗经济损失24
4.6.5误工经济损失25
4.6.6健康经济总损失总结26
结 论27
谢辞29
参考文献30
附 录32
外文资料翻译33
前 言
英国工业革命以后，蒸汽机的发明并且在全世界得到广泛应用以及其他工业企业的快速崛起，使全世界的经济得到了飞速的发展，但同时也发现了一些事情，因为过量的燃烧煤等自然资源，世界上因为空气污染而造成的人体伤害事件越来越多，这就使得城市空气污染的情况越发严重。
到了20世纪中叶，随着人类社会的进步，人们已经学会了石油的开采和炼制，随之而来的是内燃机的发明和广泛使用，这样一来，城市空气污染日趋严重，对人们产生的影响更为厉害。
1930年比利时马斯河谷事件，1940年美国洛杉矶烟雾事件，1984年美国多诺拉事件，1952年英国伦敦烟雾事件。
这一件件因为大气污染而引起的公害事件一次又一次为我们的生命敲响警钟。
大气污染已然成为了当今世界人们最为重视和关注的焦点问题之一，它不仅危害了人们的的身体健康，带来疾病痛苦的同时也给社会经济制造了压力。
全世界每天死于空气污染的人数不计其数。
每年过早死亡的人数有好几十万，而更多的人患有各种各样慢性或者急性疾病。
改革开放以来，我国经济取得了令人瞩目的骄人成绩，但是因为经济发展使我国大气污染状况变的令人担忧。
2006年，我国二氧化硫排放量为2365.3万t；烟尘气体排放量为1282.5万t；工业生产粉尘排放量为941.2万t，是世界上公认的大气污染物排放量最大的国家之一。
所以我们不能效仿西方，进行“先污染，后治理”的道路，不然会付出更加昂贵的代价。
所以我们国家必须走可持续发展道路，人类与自然和谐发展。
本论文依据流行病学、环境卫生学、环境毒理学为理论基础，并查阅相关的健康损失的资料，采用国际卫生组织（WHO）提供的标准浓度值进行比较，然后对因为大气污染而带来的健康损失引起的经济损失进行评价，最后以苏州市为例，进行实践研究调查。
第1章大气污染对人体健康的影响
1.1大气污染相关概念
1.1.1大气污染概念
大气污染是指由于人类生产活动或自然演化过程中导致的某些物质进入大气中，随后出现足够的浓度，并且在空气中有较长时间的停留，由此而直接的妨碍了人们的生活，危害了人体的健康甚至破坏了宝贵的生态资源。
上面所说的生产活动，不仅仅单纯指的是人类在生产中带来的污染，同样也包括人类做饭，交通等一些常规的生活活动。
自然过程，包括火山的喷发，地壳的活动、植被的焚烧以及许多空气运动，这些都属于自然演化过程。
从科学的角度来说，其实大气中那么多的污染物的排放，大都是人类进行的活动而不可避免的造成的。
因为我们都知道，每一个自然环境都有自己的物理化学和生物技能，这就是我们所说的自净作用，简单的说，由于自然造成的污染，它其实可以通过自身的系统生态恢复，在一定的时间内可以自动去除。
这也就是我们常说的生态平衡自动恢复。
1.1.2大气污染来源
大气污染的来源经过通俗的划分，我们可以把它分为两类，一类是自然创造的，即自然污染源，包括台风、地壳的滑动、岩石风化等等，还有一类则为人类活动引起的大气污染，我们称之为人为污染源，它是由人类生活活动和人类生产活动两部分组成的。
1.2大气污染对健康的影响
大气污染物对人体健康的影响很大，通常来说，最主要的就是使我们的呼吸道及眼鼻等粘膜组织受损，这些器官组织一旦受损，正常人则有很大几率患病，假使人们在高浓度的大气污染环境下工作，很有可能造成急性污染中毒，还有可能就是使以前的病症进一步的恶化，严重的可以导致死亡。
但是不是不在高浓度下就没有问题了呢？
其实，如果一个人长期在一个有大气污染的环境中工作，即使它的浓度不高，但是长年累月的呼吸这种有害的空气，势必会造成一些疾病，例如慢性支气管炎等等。
所以说，大气污染对人体健康的影响很大很大，应该趁早治理。
1.2.1可吸入颗粒物（（PM10）对人体健康的危害
PM10就是我们平常说的粒径在2.5微米到10微米之间的可吸入颗粒物。
当人体吸入这些颗粒物之后，常常会沉积在人体的呼吸系统中，这样就会导致很多疾病的产生。
我们可以将颗粒物再分为组颗粒物和细颗粒物，组颗粒物可以诱发哮喘病，从而使呼吸系统受损。
然而细小的颗粒物对人体健康的影响更大，它可能会导致心脏病，肺病和一些呼吸道疾病的频发，同样的，老人，小孩儿还有已患有呼吸道疾病的患者，更加容易感染，属敏感人群。
而根据科学证明，粒径大于10微米的颗粒物，一般可以通过咳嗽排除体外，但是像PM10这类的颗粒，就不是那么的简单了，它可以随着我们的呼吸一起进入到我们的肺部，并且会不断的累计，更严重的是，可能会进入到我们的肺泡、血液中。
慢慢的，时间久了之后，当沉积物达到一定的界限时，就会损害我们的肺泡，危及肺组织细胞，从而引起我们常说的肺病、慢性支气管炎和哮喘等疾病，严重的可能会危及生命健康。
1.2.2二氧化硫（SO2）对人体健康的危害
二氧化硫对人体的危害主要表现在呼吸道疾病，人一旦因为吸入了含有二氧化硫气体的空气，由于二氧化硫的特点，它会和水相容，而我们的呼吸道上有大量水分，也就是说，二氧化硫很有可能会滞留在我们的上呼吸道上，因为溶于水的原因，就会在我们的粘膜组织上形成具有腐蚀性的硫酸、硫酸盐，这样一来，便加重了呼吸道疾病产生如气喘、咳嗽等症状。
如果本身就有哮喘、心血管、慢性气管炎等疾病的患者还有老人和儿童，那么他们被二氧化硫侵害的可能就会显得更高。
值得一提的是，单纯的二氧化硫没有与颗粒物共存时的危害大。
我们也知道，如果二氧化硫形成的硫酸烟雾和酸雨，即使浓度只有单一二氧化硫的1/10，那么它带来的危害和给人们引起的生理反应却要比单独存在的二氧化硫强5~15倍。
第2章健康损失研究评价理论与方法
2.1健康损失研究评价的理论依据
2.1.1经济学理论基础
环境经济学探讨如何从经济角度和利用经济杠杆来解决对环境污染问题，使环境的价值体现得更为具体，把环境的价值收纳到日常生产和生活的成本中去，以此来阻断无偿使用和污染环境的通路，运用经济杠杆，也是至今为止解决环境污染问题最直接和最有效果的方法。
随着环境经济学研究的发展,有些经济学家认为,只是把经济的发展而导致的环境退化看成一种特别的福利经济问题，然后，要求生产者来请付危害环境而造成的损失费用，或者将环境看作一样商品，和其他的任何商品没有差别，消费者应当付出代价，并没有切实抓住人类活动所引起的环境问题的本质。
很多研究者提议在经济发展规划中应当重视生态因素。
让经济发展不仅能满足人们生活的基本要求，而且同样也不能超出环境所能承受的负荷。
当经济发展超过了环境所能承受的负荷，就会带来很严重的环境问题，这样的话，经济发展就会收到制约。
我们要把握这种经济与环境的变化的，让环境有持续的生长和生产能力，和谐的发展，这样合理的利用资源才能有效的使经济得到增长。
2.1.2环境毒理学
环境毒理学，是环境科学和毒理学的一个分支。
它是利用医学及生物学，应用毒理学方法对环境中有害因素危害人体健康进行研究的学科。
其主要工作是研究环境污染物对生物体可能发生的生物效应，作用机理及早期损害的检测指标，对制定环境卫生标准的工作人员给予环境保护的科学依据。
环境毒理学是一门应用毒理学方法，探究环境污染物对人体健康的影响及其原理的学科。
它同样是环境医学的一个重要分支，也是毒理学的一个不可分割的组成部分。
环境毒理学主要工作是通过对动物的实验，从而来研究环境污染物的毒作用。
环境污染物对生物体的作用一般有接触剂量较小；长时间内反复接触甚至终生接触；多种环境污染物同时作用于机体；接触的人群既有青少年和成年人，又有老幼病弱，易感性差异极大等几大特点。
2.1.3环境流行病学
环境流行病学时应用传统流行病学的方法，结合环境与人群健康关系的特点，从宏观上研究外环境因素与人群健康关系的科学。
环境流行病学是环境医学的一个重要分支学科。
它利用环境流行病学的理论和方法，对环境中自然因素和污染因素危害人群健康的规律进行研究，特别是探究环境因素和人体健康之间的联系，即说明暴露-效应关系，又被称为接触-效应关系，可以为制定环境卫生标准及其采取预防措施提供相关科学依据。
环境流行病学开始于对由于自然因素而引起的疾病的研究，例如地方性氟中毒、地方甲状腺肿等。
2.2评估方法的概述
2.2.1意愿调查法
意愿调查法又称意愿调查价值评估法（ContingentValuationMethord,CVM），是一种依赖于对非市场物品的调查和对服务价值评估的方法，使用调查问卷直接询问人们对于环境质量改善的支付意愿或忍受环境损失的受偿意愿，从而非间接引导有关物品或者相关服务的价值。
意愿调查法被普遍用于公共品的定价，利用公共品具有非排他性和非竞争性的特点，在模拟市场中进行价值评估。
意愿调查法是可以说是目前唯一比较全面衡量疾病和死亡风险给人们的损失的一种评估方法。
其衡量的内容不只有每个人因为疾病而付出的医疗费用，还有生病而损失的个人时间的价值，甚至也包含疾病给人们带来的精神痛苦和生活压力（并没有包括在医疗该疾病中社会所承担的那部分成本）。
意愿调查法在我国的应用可以说是才刚起步，但是，在现在的大部分西方国家，却得到了广泛并且满意的成果，也获得了不少成就，此方法目前依然很多人在研究调查，不断完善之中。
2.2.2成果参照法
严格来说，成果参照法并不是一种很好的环境价值的评估方法，它是将不是自己的地区或国家的环境价值评价做出的参数、暴露-反应关系或函数、支付意愿调查所得到的结果，直接作为当地或本国的评价的一种成果转移，即是一种代替性的转移方法。
但是在实际操作应用当中，研究的工作量很大，基础性的调查和研究又相当的费时间和经费，考虑到研究工作的复杂性和高难度性，所以成果参照法不失为一种很好的环境价值评估的方法，进行近似的代替可以帮助节省很多时间和精力。
我们将参照己有案例研究的评估函数，然后直接代入我们所要评估的区域中的变量，从而得到该项目环境影响价值的方法称为直接参照单位价值法。
而另一种方法则是在收集相关文献进行meta分析获得。
同时，在运用成果参照法的时候，我们一般不会局限于一个地方或者是国家，如果在两个情况不同的地方或国家应用成果参照法时，首先必须得分析的是他们研究出来这个参数、结果或函数的肯定是具有地方特点的，要综合考虑两地的主要影响因素和地理位置的差异，再根据这些不同点，对参照的成果进行分析，并且做适当的科学修正之后，再运用到自己的研究中。
我们也发现，众多的研究资料大多都来自于美国和其他发展中国家，中国在这方面的研究相当的有限，所以做出的结果也值得商讨。
所以目前我国常用的做法是根据人均GDP或人均收入进行支付意愿的调整。
这种调整实际上暗示着每一个单位的环境影响的经济价值可能取决于人们的相对收入水平抑或是支付能力。
所以说在进行调查研究时，因为影响因素是多种多样的，好多因素没有考虑到，例如文化背景，消费习惯等，而它仅仅考虑了收入水平的差异，所以，在应用此方法时一定要慎重。
2.2.3改进人力资本法
传统的人力资本法其实就是一种评估方法，用来评估非市场物品价值。
而我们所说的人力资本法评价的是在不同的环境质量的条件下，人们因为患病病或死亡造成的对社会贡献的差异，不是简单的人的生命价值，用这些差异来作为大气污染对人体健康影响的经济损失。
在对健康危害经济评价中，一般的人力资本法认可的由于过早死亡而损失的经济成本是，因为过早死亡而损失了期望寿命，在丧失了期望寿命年内，然后获取人力资本投资回报的机会，那么这个丧失的预期收入现值便可以作为过早死亡的成本。
举个例子，年龄为t岁的人因为环境污染而造成过早死亡的损失相当于他在剩下的正常寿命之间的收入现值，关系式（2-1）为:
Ec=
（2-1）
式中：
Ec——因为环境质量变化而导致的过早死亡收入损失；
Πt+i——年龄为t岁的人活到t+1岁的概率；
Et+i——年龄为t+i岁时的预期收入；
r——贴现率；
T——正常的期望寿命。
人力资本法因其计算数据不难求得，计算方法中的经济学含义非常明显，并且在反映污染引起的人体健康损失的底限上也有一定程度的可利用价值，但人力资本法是以未来工资收入来衡量人的价值，因此不同年龄人存在的价值也不尽不同，因为，这其中隐含着不同收入的人的生命价值不同的假设，理所当然的引起了很大的争议。
为了解决这一问题，学者们就提出了修正的人力资本法。
很明显的发现，上述所说的传统的人力资本法有着一个很明显的缺陷，即伦理道德缺陷。
因此，为了减少这个缺陷，我们这里采用的是修正人力资本法，不是用未来的工资收入来估算污染引起早死的经济损失，换一个代替量，即用人均GDP来进行统计，考虑到社会的因素，也就是说我们从社会的角度去做评估而不是盲目的从理论出发。
这种方法相比于一般人力资本法有点在于从全社会的角度出发去考察，避免了个人差异，即考虑的损失了的期望寿命，是指同时出生的一代人活到某一年龄时，尚能生存的平均年数。
也就是说人力资本损失相当于期望寿命年内对GDP的贡献。
参考传统人力资本法中以个体收入来评估过早死亡的经济损失的做法，在修正的人力资本法中采用基准年的人均GDP替代了个人的收入。
HCLm=
（2-2）
式中：
HCLm——修正的人均人力资本损失；
t——人均损失寿命年；
——未来第i年的人均GDP贴现值；
GDPPco——基准年的人均GDP；
α——人均GDP增长率；
r——社会贴现率。
在以上的计算过程中要我们要注意三个方面：
第一，在计算中我们将社会期望寿命与平均死亡年龄之差来作为人的过早死亡损失的生命年数，但社会在进步，人的寿命在延长，因此，期望寿命可能伴随着时间的前进而逐步增加，所以必须对社会期望寿命要采用适当的预测和修正；第二，未来的社会GDP也需要进行预测；第三，健康损失计算的是现值，未来的社会GDP需要贴现，贴现率的选择对评价结果的影响较大。
2.3大气污染对健康损失评估分析
2.3.1大气污染物阀值
污染阀值就是我们平常所说的最小浓度值，也就是污染物有可能产生对健康不利的最小浓度值。
依据毒理学的研究表明，污染物并不能完全作用于人体之上，因为人体存在一定的适应和调节能力。
但是超出人体自我调节的能力范围的污染物浓度，有可能产生各种各样的病理性的变化，从而使人体健康面临危险。
环境流行病学的研究也发现，由于大气污染的浓度达到一定的极限值之后，同样人们的发病率和死亡率会出现明显的变化。
国际卫生组织提议在大气污染健康损失研究中采用准则中的大气环境质量标准作为污染阈值，因为其颁布的《空气质量准则》（AirQualityGuidelineAQG）认为存在导致健康损失的污染阀值。
然而，很多的研究报告也说明，健康损害存在于任何浓度的大气污染物曝露之下，就是说很多的大气污染物没有极限值。
因此，想要找到确切存在的阈值很困难。
2.3.2剂量-反应关系式及其系数的确定
泊松回归模型、考克斯比例危险模型以及逻辑回归模型是流行病学研究常用的三种统计分析技术。
因此采用哪种模型的剂量一反应关系函数并不是关键，我们用式2-1来加以综合。
在研究计算中，将相对危险度来代替C-R系数，同样β也可以通过式2-1计算。
大气污染的健康效应我们依据公式2-2进行计算。
（2-1）
（2-2）
式中：
RR：
相对危险度
ΔC：
污染物浓度的变化，
C0：
基线污染物浓度，
C：
设定污染物浓度，
β：
剂量-反应关系系数
E：
超额患病或死亡例数
POP：
暴露人口数
M：
基线死亡率或患病率
某些剂量一反应关系系数R是基于颗粒物浓度的平方根与健康效应的线性关系。
这样，我们便可以用公式3-3来计算超额患病或死亡例数
（3-3）
2.3.3Meta-分析
基于从当地调查得出的C-R系数，然后对健康损失开始量化，是存在于理想条件之下的。
因为由于获得每个区域的C-R系数的难度非常大，这样的话，我们就可以利用成果参照法，就是说借鉴国内外在C-R上的研究理论成果。
这种方法确定的剂量一反应关系是基于Meta分析。
上世纪八十年代，有一种方法称为“Meta-Analysis”。
是心理学家GVGlass第一个将统计量合并利用，从而再对文献进行综合分析研究而得到的方法。
Meta-分析方法是一种多个同类研究结果进行合并汇总，然后再从统计学的规律来讲，从而达到了增大样本含量的效果，最终可以提高检验效能，特别说明的是，如果有多个研究结果不一致同时也没有统计学意义时，采用此分析方法便可得到更加具体，实用，真实的综合分析结果。
为了更好的对空气污染的健康效应进行研究，我们可以找到流行病学研究的资料，这些资料是关于某一种污染物的健康效应范围和危害机理的因为，来自于对不同地区的研究资料可能对研究结果会有影响。
因此，考虑到这一点，Meta-分析必须需要对多个研究进行异质性检验来得到更完整的结果，以便于可以判断多个研究是否具有同质性，同样也可以有效减少个别研究的不确定性。
依据统计学原理，拥有不同质的资料并不能进行多个研究的合并统计量，那样的话一点要进行异质性检验的方法，所以同质性对于研究来说至关重要，而异质性则多用卡方检验（Chisquaretest）。
如果异质性检验的结果显示为P>0.05时，那么就可以认为多个独立研究具拥有同质性，因此，就能选择固定效应模型来计算其合并统计量。
然而，如果同质性检验的结果为P<0.05时，这时候就可认为多个研究有异质性，对于这种情况，我们为了达到同质之后，以便使用固定效应模型，这时候就可使用敏感性分析抑或用分层分析等异质性处理方法。
最后有一点说明的是，假使经异质性分析和计算后，依然存在多个独立研究的结果不具有同质性时，我们就可选择随机效应模型（randomeffe
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