基于健康的推动环境空气质量标准修订-环境空气质量标准制修订方法及在上海实践

Developmentofhealth-orientedstandardsofambientairquality:MethodologytosetanditspracticeinShanghai,China复旦大学公共卫生学院SchoolofPublicHealth,FudanUniversityMay12th,2023关于作者ABOUTTHEAUTHORSQingyanFu，professor-levelseniorengineer，shanghaiEnviroACKNOWLEDGEMENT 2 3 4 4 4 4 5 6 6 6 7 8 23 23 24 24 26 26 28 31 31 31 33 34 352.我国环境空气质量标准制/修工作 372.1基于健康的环境空气质量标准制 37 38 46 46 46 48 71 71 74 76 82 89 90 90 90 91 91 91 91 912.2上海市各区PM2.5污染相关的死 92 95 95 1环境空气质量标准指在一定平均时间内，环境 22.532、SO2、CO等六种主要空气污染物的指导值水平和过渡阶段目标值，前者为;42.5关系的暴露—反应曲线，对我国目前的标准制修订政策现状进行梳理分析，p形成并提交《环境空气质量标准制修订方法及在上海实践》研究技术561.1制定准则的范围与关键问题该过程包含多个步骤，需要由专家分别对污染物证据的强度，污染物-结局（1）优先级框架n首先，应考虑关注健康结局的因果关系证据，参考标准包括加拿大卫生部、国际癌症研究机构、美国环境保护署的最新决议，以及其他科学综合评估。7（2）重要健康结局（3）其他健康结局1.2对相关研究证据进行系统综述8元素解释PECOS1.3文献检测策略（1）检索策略（2）研究证据的确定9元素纳入标准排除标准P中国全年段的一般人群（包括风险人群如儿E不对共同暴露的污染物的调整情C同一人群或对照人群暴露于目标空气污染物OS不涉及人类的研究（体内、体外（3）文献筛选和管理这是为了保证研究的可重复性，同时也方便对（4）数据提取（5）研究证据整合分析，或对研究作者的决议与判断进行定性1.4评估系统综述研究证据的确定性该过程需对文献综述中单个研究的偏倚风险以及研究证据整体的确定性进（1）偏倚评估（如单城市研究中阴性结果不报告的偏倚应尽量使用多城市（多中心）分析（2）研究证据确定性分级暴露-结局的证据质量，以助于确定环境空气标准值。评估研究证据的确定性是【确定性降级】【确定性升级】（3）因果判定1.5形成空气质量标准值（1）综合研究证据判定文献【排除不符合要求的健康结局】【根据纳入的健康结局进一步排除文献】（2）确立标准值标准值包含以数月至数年为衡量单位的长期暴露污染物浓度及以数小时或数天为衡量单位的短期暴露污染物浓度。长期暴露研究结果协助制定年均【长期标准值】步骤具体内容与解释第一步第二步第三步第四步第五步第六步第七步做法：采用定性或者定量的方式对不在系统综述中的新证据进行评第八步【短期标准值】同一污染物-结局的短期标准值。除了第三步“确定健康结局最小相关增量”有所表1-4短期暴露PM2.5-结局场景及相场景描述场景一（1）短期和长期标准值需保持内部一致性，长期标准值水平可以场景二（3）不确定性评价反应关系特征的研究已成为环境流行病学研究的重点和难点问题之一。暴露-反下的数据密度较低、暴露与健康效应的关联存在个体差异等，往往使得暴露-反2.1现况2.2环境空气质量标准制定流程（1）计划阶段（2）综合科学评估阶段【文献检索】【研究筛选】【研究质量评价】【跨学科证据的评估、综合和整合以及科学结论和因果关系的确立】跨学科证据的一致性可以增加对关联因果性的推【公众健康和福祉影响】（3）风险/暴露评估阶段风险/暴露评估利用综合科学评估中提供的信息和结论，对于与近期空气质（4）政策评估阶段政策评估为美国环境保护署管理层在制定政策之前考虑的替代政策选项提供了透明的科学依据。这种对政策影响的评估旨在弥合综合科学评估和风险/暴露评估中提出的科学评估与美国环境保护署管理层决定是否保留或修订环境空（5）政策制定阶段提供足够的安全边际旨在针对研究尚未确定的危险提供合理程度的保护。然而，3.1加拿大加拿大环境空气质量标准是以保障公共健康为基础的室外空气污染物浓度（1）空域管理框架（2）空气质量管理级别3.2欧盟（1）现况（2）空气质量标准修订质量指南更紧密地结合起来；②改进立法框架，包括关于处罚和公共信息的规定；③加强空气质量监测、建模和规划，以帮助地方当局实现更清洁的空气质日本的环境基本法和环境质量标准界定了环境空气质量标准的制定原则和，4.1美国加利福尼亚州的空气质量标准现况确定每个区域在洲际和美国国家环境空气质（1）区域分类类别在评价类别时不能排除出相应的考量程序。空气质量数据显示在最近的日历年该区域每个站点违反了该污染物的洲际（2）区域分类过程（3）指示值最高指示值。当某污染物有多个标准时，则为每个标准确定一个指示值。例如，（4）指示区域大小（5）数据要求这意味着它们满足美国环境保护署和加州空气资源委员会规定的特定选址和质4.2美国加利福尼亚州空气质量标准制修订（1）基本原则拟议的修正案为企业和政府提供了有关工人（2）最新修订建议（3）区域类别的影响【未达标区域】未达标地区可以选择制定并实施达标计划或通过法规来控制造成这些污染物超未达标-过渡为该区域提供了一个信号，即该区域可以适当地审查，甚至修改其【达标或未分类区域】【其他】第二章我国环境空气质量标准制/修工作流程1.1我国环境空气质量标准的演变过程（1）1982年的《大气环境质量标准（GB3095-82）》（2）1996年的《环境空气质量标准（GB3095-1996）》n环境空气质量标准分级：一类区执行一级标准，二类区执行二级标准，n主要监测的污染物除了之前监测的二氧化硫、总悬浮颗粒、氮氧化物、（3）2000年的《环境空气质量标准（GB3095-1996）》修订单（4）2012年的《环境空气质量标准（GB3095-2012）》（5）2018年的《环境空气质量标准（GB3095-2012）》修订单n将监测状态统一采用标准状态，修改为气态污染物监测采用参考状态1.2我国环境空气质量标准修订原则与思路（1）修订原则（2）修订思路;;1.3《环境空气质量标准（GB3095-1996）》修订工作过程根据会议意见进一步完善并形成了标准文本研讨会，对标准文本的技术内容进行了深入的研1.4我国环境空气质量标准修订方法的不足（1）尚缺乏基于本土健康证据设立的基准并没有考虑我国本土数据的环境基准研究结果。然（2）缺少定期修订的机制（3）缺少地方性空气质量标准2.1基于健康的环境空气质量标准制/修订工作流程基于健康的环境空气质量标准制/修订工作流程如图2-2所示，2.2我国环境空气质量标准制/修订具体方法—以PM2.5为例（1）成立环境空气质量标准制/修订工作组环境空气质量标准制/修订工作组召开科学政策研讨会，根据我国大气环境（2）确定目标污染物及待评估健康结局专业委员会专家组应对PM2.5污染物证据的强度、PM2.5与健康结局之间的科学证据以及美国胸科学会关于空气污染对健康（3）完成本土研究证据的科学评估在文献检索过程中，确保文献资料收集的灵敏度（全面覆盖提高文献搜索的特异性（查准率主要纳入我国本土的研究证据，同时兼顾国外高质量的证据等级描述研究类型强弱（4）综述及meta分析量n文献编号：按照顺序依次对纳入的文献进行编号，确保每篇文献的唯一性，n研究地区/城市：优先考虑研究地区在我国及重点地区/城市的研究（三区九n暴露-反应关系关键参数：提取研究所应用的模型类型（单污染物/双污染物区间（主模型和其他的调整模型暴露-反应关系的形状和效应阈值。（5）确定标准推荐值暴露的健康效应的标准取值时间。对比我国与（6）确定并论证标准推荐值由标准编制组下面的风险评估小组邀请环境与健康领域和政策评估领域的n计算达到不同空气质量标准限值的健康总效益，验证标准进一步收紧的n结合不同人群对空气易感性，评估健康收益的人群分布特征（如儿童和n计算在不同时间达到空气质量标准限值，相应健康效益的差异，体政策成本评估主要考虑不同行业的减排措施的成本，也需充分考虑“双碳”（7）不确定性分析间的协调配合，紧密合作。在此过程中，每一步骤的工作都可能带来不确定性。反应关系特征的研究已成为环境流行病学研究的重点和难点问题之一。暴露-反（8）我国环境空气质量标准的编制与发布【编写初稿】【征求意见稿及修改】理技术发展水平及全行业达到污染物排放标准所要付出的成本包括管理成本等【发布】2.5年平均人口加权浓2.52.5导致的年均人口加权PM2.5、（1）文献检索PM2.5（2）文献筛选文献纳入标准为：调查中大陆国地区PM2报道了多个亚组的效应值，因此会出现效应值数目多（3）偏倚风险评估象的选择是否存在偏性；暴露评估领域主要考虑用的混杂因素分为了关键混杂因素（Criticalconfounders）和其他混杂因素（4）Meta分析（5）证据确定性评估采用theGradingofRecommendationsAsses会被降低到一个或两个水平。如果高偏倚风险研究的效应量与低/中偏倚风险研的PI是95%的置信区间的2倍时，则认为存在严重的异质性；④不精确性E值=RRobseTved×%RRobseTved×(RRobseTved−1)其中RRobserved是此次meta分析所发现的效应值。对于长期效应研究来说，一则染物和结局之间的关联向零效应转化，则进行升级；③浓度-反应梯度结局RRU注：RRu为温度和死亡率之间关联的效应值（SciTotalEnviron.2017May（1）文献基本信息描述归模型近几年我国学者基于多支大型历史队列，如中国老年健康影响因素跟对较好，而基于死亡注册数据库的研究收集的（2）Meta分析结果等人[14]结合死亡监测系统数据和卫星模型（1!1km）评估的PM2.5暴露，在北2.5-非意外全病因；（B）PM2.5-心血管系统疾病C）PM2.5-呼吸系统疾病表3-2PM2.5短期和长期暴露与死亡关联的met结局（死亡）效应值个数长期暴露6短期暴露4（3）偏倚风险评估表3-3偏倚风险评估：长期PM2.5领域子领域低度偏倚偏倚高度偏倚是否使用了合适的统计学方法总体评价0660500510012.选择偏倚总体评价6600003.暴露评估暴露评估方法不因暴露情况而变总体评价6646400202000004.结局评价总体评价6666000000005.缺失值总体评价6660000006.选择报告偏倚作者报告了先验的主要和次要总体评价660000表3-4偏倚风险评估：长期PM2.5暴露和心领域子领域低度偏倚偏倚高度偏倚是否使用了合适的统计学方法总体评价0440300310012.选择偏倚总体评价4400003.暴露评估暴露评估方法不因暴露情况而变总体评价4434300101000004.结局评价总体评价4444000000005.缺失值总体评价4440000006.选择报告偏倚作者报告了先验的主要和次要总体评价440000表3-5偏倚风险评估：长期PM2.5暴露和领域子领域低度偏倚偏倚高度偏倚是否使用了合适的统计学方法总体评价0220100110012.选择偏倚总体评价2200003.暴露评估暴露评估方法不因暴露情况而变总体评价2222200000000004.结局评价总体评价2222000000005.缺失值总体评价2220000006.选择报告偏倚作者报告了先验的主要和次要总体评价220000表3-6偏倚风险评估：长期PM2.领域子领域低度偏倚偏倚高度偏倚是否使用了合适的统计学方法总体评价0111100000002.选择偏倚总体评价1100003.暴露评估暴露评估方法不因暴露情况而变总体评价1101000101000004.结局评价总体评价1111000000005.缺失值总体评价1110000006.选择报告偏倚作者报告了先验的主要和次要总体评价110000表3-7偏倚风险评估：短期PM2.5暴露领域子领域低度偏倚偏倚高度偏倚是否使用了合适的统计学方法总体评价110010012.选择偏倚总体评价00003.暴露评估暴露评估方法不因暴露情况而变总体评价-10-0100-114.结局评价总体评价010100005.缺失值总体评价2200006.选择报告偏倚作者报告了先验的主要和次要总体评价0000表3-8偏倚风险评估：短期PM2.5暴露和心领域子领域低度偏倚偏倚高度偏倚是否使用了合适的统计学方法总体评价110010012.选择偏倚总体评价00003.暴露评估暴露评估方法不因暴露情况而变总体评价-10-0100-004.结局评价总体评价000000005.缺失值总体评价3301106.选择报告偏倚作者报告了先验的主要和次要总体评价0000表3-9偏倚风险评估：短期PM2.5暴露和领域子领域低度偏倚偏倚高度偏倚是否使用了合适的统计学方法总体评价110010012.选择偏倚总体评价00003.暴露评估暴露评估方法不因暴露情况而变总体评价-10-0100-004.结局评价总体评价000000005.缺失值总体评价3301106.选择报告偏倚作者报告了先验的主要和次要总体评价0000（4）证据强度评级【降级原因】n不精确性：队列研究对大量的人群进行了长时间的随访，产生了较大【升级原因】n混杂效果：混杂因素的调整并不总是将暴露和结局之间的关联往零效应 下调上调结局研究局限性间接性不一致不精确性发表偏倚效应值足够混杂效果浓度-反应梯度证据强度仅限大陆地区长期暴露（00）应大级（00）应大级短期暴露下调上调结局研究局限性间接性不一致不精确性发表偏倚效应值足够混杂效果浓度-反应梯度证据强度应大释效应估计.应值相差较大.应大释效应估计.应大2.1上海地区PM2.5短期暴露健康研究进展海已有部分时间序列、病例交叉和固定群组研究海已有部分时间序列、病例交叉和固定群组研究（1）死亡2.50.36%（95%CI；0.11%，0.61%心血管疾病死亡率增加0.41%（95%CI；露-反应曲线提示PM2.5短期暴露与全病因死亡率和心血管疾病死亡率具有非线为平坦。而PM2.5短期暴露与呼吸系统疾病死亡的暴露-反应关系曲线则近似线部发起的中国空气污染与健康影响研究（ChinaAirPollutionandHealthEffects2.5NO2依然稳健。然而，该项研究中，PM2.5对脑血管疾病死亡率的影响却无统计男性和高血压受试者群体可能对PM2.5诱导的致死性中风更（2）发病在高浓度时趋于平缓[30]。丹等人收集上海地区2013~2015年每日污染物和医院急诊内科就诊资料，分析一项病例交叉研究探究了上海地区环境空气影响，结果显示PM2.5水平与当日AMI住院人数的增加呈正相关（P是并没有发现其与房扑之间有显著关联[37]。暴露对儿童哮喘就诊人次的影响没有阈值[42-44]。一项小型（n=101）病例交露与精神类疾病就诊率升高具有显著关联[38]。2.2上海地区PM2.5长期暴露健康研究进展2.5长期暴露健康研究较少。长期关联通常指的是持续几个月到几十年的暴露对健康的慢性影响。PM2.5浓度通常由具有一定时探索孕期PM2.5暴露与不良出生结局的关联，发现孕测个体PM2.5暴露水平，分析孕期PM2.5暴露与妊短期暴露与呼吸系统疾病死亡率的关联研究结果不一致。与此同时，上海地区preventprematuredeathsinChina[J].particulatematter(PM(10)andPM(2.5)),nitrogendioxide(NO(2)),an[5]WHO.RiskofbiasassessmentinstrumentforsystematicreviewsinformingWHOconfidenceorpredictionintervals?[J].EurJEpid[8]MORGANRL,THAYERKA,BEROL,etal.GRADE:AssessingthequalityofevidenceinenvironmentalandocAssessthePotentialEffectofUnmeasuredConfoundinginObsff[13]SONGX,WANGS,HUY,etal.Impactofambienttemperaturmortality:Anoverviewofreviews[J].PM2.5andadultmortalityinurbanBeijing,China[J].EnvtoambientPM2.5andconstituentsonmandNonaccidentalandCause-s[17]LIJ,LUX,LIUF,etal.ChronJournalofhygieneresearch,2004,33(3):293-297.[20]GENGF,HUAJ,MUZ,etal.Differenti[21]方博,钱耐思,陈蕾,etal.2013-2017年上海市PM_(2.5)短期暴露对人群weatherconditionanddailynon-accidentalm[24]CHENR,LIY,MAY,etal.environment,2011,[25]顾怡勤,陈仁杰.大气颗粒物与上海市闵行区居民心脑血管疾病死亡的病例交叉研究[J].环境与职业医学,seriesstudy[J].Envir[27]QIANY,YUH,CAIB,etal.AssociationbetweenincidenceoffatalintracerebralFatalHemorrhagicStrokeIncidence[31]杨敏娟,黄云彪,赵宜静,etal.[32]YEX,PENGL,KANH,etpollutiononacutemyocardialinfa[35]WENGL,LIN,FENGT,etal.Short-TermAssociationofAirPoEvidenceFromShanghai,China[hospitalization:Howtheassociatassociationbetweenexposuretoambientfineparticulate[38]CHENC,LIUC,CHENR,etal.Amb[44]LIUL,LIUC,CHENR,etal.Associationsofshort-termGeochemHealth,2021,43(10):[46]SUNXW,CHENPL,RENL,etal.Thecumulativeeffectofairpollutantsonthe[48]王文朋,姜利平,陈智英,etal.上海市浦东新区大气污染物短期暴露对小学cardio-metabolicbiomarkersin[50]HOUD,GEY,CHENC,etal.Associationsoflong-termexposuretoparticulatematterandn[53]CAOZ,MENGL,ZHAOY,eta1.1上海市PM2.5浓度年均值的历史变化趋势从中国大气成分近实时追踪数据集获取上海市2000~2021年的1!1km分表4-12000-2021年上海市时空连续的网格化年平均PM2.5浓年份平均值标准差最小值P25P50P75最大值1.2上海市PM2.5浓度日均值的历史变化趋势年份平均值标准差最小值P25P50P75P99最大值PM2.5浓度的平均水平控制较好，但高位浓度仍然与指导指南存在一定差距。提此外，从季节变化趋势图来看，PM2.5月均浓度呈现AtmosphericChemistryandPhysics,2021,21(12):9475-[5]WHO.WHOglobalairqualityguidelines.PaPM2.5值得注意的是，愈来愈多的研究证据显示PM鼓励采用地方化的环境空气质量标准[12,1为上海市因地制宜制订空气质量标准和开展大1.1数据收集2021年上海市各区的PM2.5年均浓度数据通过上海市生态环境局获取年上海市国民经济和社会发展统计公报》[16]获取，取为5.59%。1.2归因死亡数评估死亡人数。GEMM是Burnett等[17]提出的用于评估PM2.5长iz)f1）式中，zi为PM2.5年均浓度；RR(Δzi）为PM2.5处于zi水平时对应的相对死2.5i=pOpi*M*（RR(Δzi）1）/RR(Δ1.3健康经济损失评估应用当前常见的统计生命价值法估算单位死亡的经济价值，以进一步评估因此援引一项全国支付意愿研究的成果[18]，1.4不同PM2.5控制目标的影响评估32.52.5空1.5不确定性分析PM2.5与死亡的暴露－反应关系存在一定的不确定性。GEMM方法评估了β的95%置信区间（confidenceinterval，CI）上下限，取值分别为0.1784172和2.1上海市各区基本信息行政区划常住人口生产总值（亿元）PM2.5年均浓度2.2上海市各区PM2.5污染相关的死亡负担和健康经济损失上海市各区之间归因于PM2.5污染的死亡行政区划超额死亡数（人）人群归因分数（%）健康经济损失（亿元）经济损失占比（%）2.3不同PM2.5控制目标的影响的健康影响并无明显的安全阈值。此外，当前死亡负担较2.4与其他研究的比较度一样呈逐年递减趋势。为了与既往研究结果进行直接比较，本次评估应用但是，2021年上海市PM2.5污染相关的死亡人数则明显低于既往研究的评估结行政区划超额死亡数（人）超额死亡数（人）超额死亡数（人）超额死亡数（人）8行政区划AQG（5µg/m3）经济损失（亿元）%经济损失（亿元）%经济损失（亿元）%经济损失（亿元）%有必要进一步采取有效的空气污染控制措施，这也将 推动清洁能源使用和绿色经济发展，形成以碳中和目标为驱动的低碳政策[33-36]。对于PM2.5与死亡的暴露－反应关系的要来源，可应用GEMM方法进行量化。既往研究结果也显示GEMM方法可能比IER模型更适用于我国人口特征等存在较大差异，这可能造成较大评估结果显示，采用更严格的PM2.5污染控PM2.5暴露对上海市居民造成了严重的死亡负担和健康经济损失，建议结合healthinChina:Evidence,challeng2022,3(6):100312.in652cities[J].NewEnglandJournalofMedicine,2019,381(8):[3]BeelenR,Raaschou-Ntoairpollutiononnatural-causemortality:ananalysisof22EuropeancohortswithinthemulticentreESCAPEproject[J].Lancet,[4]GBD2019RiskFactEnvironmentInternational,2022,166:107331./hjzl/sthjzk/zghjzkgb/202205/P0202206083382028[9]CarvalhoH.NewWHOglobalairqualityguidelinesreduceairpollutionlevels[J].Lanc[10]BurkiT.WHOintroducofPublicHealth,2021,66:1604483.prematuredeathsinChina[J].NationalJournalofEnvironmentalSciences(China),2023,123:255-262021,5(6):e356-e367.[15]上海市统计局.上海市第七次全国人口普查主要数据公报[EB/OL]/tjgb/20210517/2d1d4f05a2cc42ea94f[16]上海市统计局.2021年上海市国民经济和社会发展统计公报[EB/OL]/tjgb/20220314/e0dcefec098c47a8b34[17]BurnettR,ChenH,SzyszkowiczM,etal.Globalestimwithlong-termexposuretooutdoorfineNationalAcademyofSciencesofTheUnitedStatesofAmerica,2018,115(38):9592-[18]HaoY,ZhaoM,LuZN.Whatisthehealthcostofhazep康经济学评价[J].气象学报,2022,80(3[20]MajiKJ,AroraM,DikshitAK.Burdenofdis[21]MajiKJ,DikshitAK,AroraM,etal.EstimatingprematuremortalityattributabletoPM2.5exposureandbenefitofairpolluScienceofTheTotalEnvironmenassessmentfor338Chinesecities[J].EnvironmentInandozonepollutioninChina[J].EnvironmentInternational,201healtheffectsinChina:A[26]SongC,HeJ,WuL,et[J].EnvironmentalPollutiinterventioninChina[J].Environmenta[28]HuangJ,PanX,GuoX,etaandcontrolactionpla