中國北方居民「因霾折壽五年」——美國科學家如何得出這一結論？

早在上世紀末，我國就已深陷空氣污染泥潭。時任國務院總理朱鎔基曾半開玩笑地批評北京市官員：我在這兒工作，起碼少活五年。

十幾年後，一位美國科學家在PNAS發表的空氣污染調查論文顯示，朱總理估算得……很准……

撰文 Bryan Bumgardner

編譯 徐寒易 張士超

2013年，一項發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上的研究表明「中國的空氣污染會讓中國5億人口的預期壽命總共降低25億年」。（論文基本信息請見文末）這項研究統計了污染數據和人口死亡記錄，並分析了燃煤這種空氣污染的主要來源是否在上世紀末對中國北方的公共健康造成了危害。這項研究為全球的發展中國家敲響了警鐘。

「最合適的研究對象」

該研究的通訊作者 Michael Greenstone 教授來自麻省理工學院（MIT），曾任奧巴馬政府的經濟、能源顧問。他希望探究這樣一個問題：「在空氣污染嚴重的環境下度過一生會付出多大代價？」這個問題並不容易回答，因為僅比較不同地區的污染以及健康水平就已經十分錯綜複雜了。

例如，人口會在不同地區間移動，從而接觸到不同水平的污染。因此並不能確信所有人都接觸到了同等水平的污染。另外，全世界不同人群享受到的醫療條件也是不同的。Greenstone 表示，「十多年來，我一直在追尋能回答這個問題的最佳地點。」

幾年前，Greenstone 的一個同事在中國政府實施的一項長達幾十年的政策中看到了契機。從1950年到1980年，中國政府經歷了一段社會轉型期。在這段期間，秦嶺-淮河一線南北供暖線政策出台，使得秦嶺-淮河以北、橫跨東西大半個中國的居民和寫字樓可以享受免費的供暖用煤炭。與此同時，由於財政預算的限制，淮河以南的中國南方地區就不能享受免費的供暖用煤炭了。在此期間，人口流動性受到限制，許多人在一個地方常住數十年之久。

因此，Greenstone 認為中國是研究這個問題的最佳對象。

提供數據的疾病監測點。圖中實線以北地區普遍採用集中供暖。圖片來源：論文原文

淮河「天塹」

通過比較淮河兩岸的死亡率和呼吸相關疾病，Greenstone 的團隊有了發現：淮河以北的人口預期壽命更低、污染濃度更高，而這個地區的煤炭燃燒是非常普遍的。「我們對數據進行了非常嚴格的處理，因為我們想知道，向北越過淮河之後空氣污染是否激增，」 Greenstone 表示，「事實的確如此。而淮河兩岸的其他因素沒什麼差別。」

秦嶺-淮河線兩側的 TSP 濃度：北方（右側綠色圓點）高於南方，其中淮河線處有明顯提升。圖片來源：論文原文。

為了研究這些因素之間的聯繫，Greenstone 的團隊分析了1981年到2000年間中國數個地點的污染數據。然後他們從145個中國國家疾病監測點調取了死亡率的數據。這些疾病監測點準確涵蓋了中國人口的財富以及地理分布情況。

經過了長達5年的數據收集後，Greenstone 的團隊將數據輸入一些測量淮河兩岸死亡率對空氣污染水平敏感度的計算模型中。他們發現，在1981年到2000年間，中國北方空氣的日均 TSP 濃度為551.6微克/立方米，而南方的日均值則為354.7微克/立方米，或直接導致北方居民因心肺疾病「折壽」5.52年。並且，生活環境中的 TSP 每升高100微克/立方米，預期壽命就會減少三年。

在美國，1971年到1987年間的法定空氣質量標準為75微克/立方米。作者在論文末尾寫道，這或許可以解釋為何中國經濟發展迅猛，而人均壽命增長卻不那麼明顯。

大多數 TSP 是可見的，並非所有 TSP 都會對人體健康有不利影響。加利福尼亞大學戴維斯分校的健康與環境中心主任 Kent Pinkerton 表示：「一般來說，我們的呼吸系統具有應付環境中各種物質的能力。」鼻腔、呼吸道中的粘液、肺部的細胞都能夠過濾外來物質，讓人呼吸到清潔的空氣。

但是某些污染顆粒卻會讓身體的天然防禦系統過載，造成肺部炎症。這種炎症會導致呼吸困難，加重原有的病情，甚至在一些極端情況下導致死亡。

隨著許多亞洲和非洲國家正在向工業化大步邁進，空氣污染問題也日益突出。在中國，1981年到2001年間，TSP 的濃度由早先的200微克/立方米增長了一倍多，是美國平均水平的5倍以上，甚至比美國1970年通過《清潔空氣法案》前的水平還高。

根據美國安保評估公司平克頓（Pinkerton）的報告，空氣污染問題並不僅限於室外，一些發展中國家的室內空氣也遭受著污染；世界上大約一半的人口還在用柴火、木炭和煤炭做飯，這些燃料都是常見的空氣污染源頭。

「發展中國家正致力於在發展經濟、消除貧困的同時保護環境、維護公共健康，」 Greenstone 表示，「我認為這項研究能夠幫助他們，因為它展示了污染和健康之間的聯繫。」

爭議與餘波

這篇文章發表後不久， 美國楊百翰大學經濟學家 C. Arden Pope III 和哈佛大學環境與公共衛生專家 Douglas W. Dockeryb 亦在PNAS發表評論，支持 Greenstone 的研究結果。

二人在評論中回顧了以往研究空氣污染導致心肺疾病的案例，發現以往研究認為，每30微克/立方米的 PM 2.5（近似於 每100微克/立方米的 TSP）將導致1.1~5.4年的壽命縮短，因而Greenstone 研究中聲稱的3.0年的壽命縮短有較好的可信度，是「改善空氣質量可提高居民壽命」的重要證據。

C. Arden Pope III 引用的另一項研究認為，空氣污染導致的「折壽」年數為2.2年。

中國環境保護部科技標準司副司長劉志全曾回應稱，Greenstone 的研究有失偏頗。雖然煤煙污染所排放的重金屬、細粒子、二氧化硫和氮氧化物等物質一定會影響人體健康，但至於對壽命時間的影響，目前還沒有充分證據，國際上就該數值的演算法存在較大爭議，且需要長期觀察。

從研究方法來看，Greenstone 採用了數據調查+模型分析，而非具體實驗。雖然作者在研究中修正了人口流動、民族構成、經濟收入等諸多干擾因素，但想要徹底排除其他因素的影響還是很難做到的。霧霾對人體健康的危害毋庸置疑，至於具體會「折壽」多久，也許還不能如此肯定。

參考資料：

https://www.scientificamerican.com/article/air-pollution-linked-to-health/

http://www.pnas.org/content/110/32/12861.full.pdf

http://www.chinanews.com/gn/2013/07-10/5024668.shtml

論文基本信息

【題目】Evidence on the impact of sustained exposure to air pollution on life expectancy from China』s Huai River policy

【作者】Yuyu Chen, Avraham Ebensteinb, Michael Greenstone, and Hongbin L

【期刊】Proceedings of the National Academy of Sciences

【日期】06 August 2013

【摘要】This paper s findings suggest that an arbitrary Chinese policy that greatly increases total suspended particulates (TSPs) air pollution is causing the 500 million residents of Northern China to lose more than 2.5 billion life years of life expectancy. The quasi-experimental empirical approach is based on China』s Huai River policy, which provided free winter heating via the provision of coal for boilers in cities north of the Huai River but denied heat to the south. Using a regression discontinuity design based on distance from the Huai River, we find that ambient concentrations of TSPs are about 184 μg/m3[95% confidence interval (CI): 61, 307] or 55% higher in the north. Further, the results indicate that life expectancies are about 5.5 y (95% CI: 0.8, 10.2) lower in the north owing to an increased incidence of cardiorespiratory mortality. More generally, the analysis suggests that long-term exposure to an additional 100 μg/m3of TSPs is associated with a reduction in life expectancy at birth of about 3.0 y (95% CI: 0.4, 5.6).

【鏈接】http://www.pnas.org/content/110/32/12936.full.pdf