空气污染 减人寿命

不久前，一篇发表在《美国科学院院刊》上的论文指出，以淮河为界，烧煤供暖的中国北方地区空气污染水平高于南方，或让北方5亿居民平均每人失去5.5年寿命。该项研究由全球知名大学的4位经济学家共同完成。

　　令人意外的是，这篇论文一经发表，即在国内外引起广泛关注乃至争议。

　　这是一篇什么样的论文？研究为何历时5年才最终完成？几位经济学家为何将目光投向了环保与健康领域？两个领域的跨学科研究碰撞出了怎样的火花？该项研究为人们评估环保问题带来了怎样独特的视角？我们对研究结论该持怎样客观的认识和评价？

　　带着这些疑问，记者专访了作为论文第一作者之一的北大光华管理学院教授陈玉宇。

　　与环保结缘

　　《百科知识》：作为经济学家，您是如何想到跨界从事与环保及健康有关的学术研究呢？

　　答：这和我的研究方向有一定关系，不存在跨界问题。

　　在经济学中有两个分支：一个是环境经济学，另一个是健康经济学。这两个分支学科所关注和研究的是与环境或健康有关的资源配置问题。譬如，就环境而言，环境经济学所关注的是，污染造成的经济损失有多大，折合成国内生产总值（GDP）是多少，怎样以最低成本、最有效的办法治理好环境，等等。

　　简而言之，经济学所研究的就是成本收益问题。虽然造成环境问题的原因很复杂，但与我们缺乏必要的环境成本知识是有关系的。我们所进行的研究可以为政府部门制定环保政策提供有益的参考。

　　《百科知识》：研究环境问题，经济学家有哪些优势？

　　答：人们对空气污染会给身体健康带来不良影响已达成共识，但如何通过科学方法来验证这一因果关系并不容易。经济学家在回答上

　　述问题上有学科优势。因为污染的严重程度及其对健康的确切影响很难通过实验获得。但经济学家恰恰擅长在没有实验的条件进行研究。既然我们不能在实际生活中做实验，那么，能不能发现大自然这个天然实验室做了一个类似的实验。我们也叫准实验或自然实验。

　　我们就是利用类似办法做了一次自然实验。

　　《百科知识》：这次自然实验是怎么做的？大概情况是怎样的？

　　答：关于空气污染与健康方面的关系问题在全世界范围内都研究得不多，原因在于空气污染对健康有多大危害这个问题很难回答。

　　按照常规思路，我们能想到的最可靠的办法就是随机实验。也就是随机选取一定数量的实验对象，比如1000人放在好的空气里，另外1000人放在不好的空气中，在较长时间内，比如至少10年，观察对比两组实验对象的疾病发生率、死亡率状况。再根据死亡率算出他们的预期寿命发生了怎样的变化。

　　这种做法在现实生活中显然是不可能的。既然没有办法做实验，就要想办法突破局限。

　　在20世纪50年代计划经济体制下，我国大致以淮河为分界线，在北方地区普遍建立了集中供暖系统，而在淮河以南没有。这样一来，到了冬天，北方的大气污染相对比南方严重。如果画一张图的话，很容易发现空气污染水平在淮河一带有一个明显的跳跃。这样就如同形成了天然的实验室：以淮河为分界，淮河北边是坏空气的环境，淮河南边是好空气的环境。淮河两边的人就像分别处在两个实验室里，北边是在20年坏空气环境，南边是在20年好空气环境。最终看这两边的人群会否出现健康差异。这是我们最基本的想法。

　　随后的研究中，我们发现淮河北方的污染水平比淮河南边高了大约200微克/立方米，也即50%。在污染水平跳跃的同时，淮河南北两地人群的肺病、呼吸系统疾病的发病率也有一个明显跳跃，北方人比南方人的心肺疾病死亡率多了15%。而我国南北方居民的平均寿命不相上下，但紧靠淮河的南北地区之间却存在巨大差异。我们认为，这增加的15%死亡率就是空气污染带来的。如果折算成预期寿命的话，大致相当于5年。所以媒体报道说，北方人比南方人少活5.5年。

　　这就是故事的真实情况。

　　五年探索

　　《百科知识》：这项研究从什么时候开始的？

　　答：我是从2007～2008年开始做这项研究。其实，早在5年前，我们已经画出了这个分界线图。2009年，在国际顶级经济学杂志发表了相关论文，只是知道这项研究成果的人不多。

　　当发现空气污染水平在淮河南北有了一个跳跃后，我们希望通过进一步研究准确估算空气污染对健康的影响——这是一个更重大的问题。随后，我们用一个没有现在这么理想的数据进行了一项针对婴幼儿健康状况与空气污染水平的研究。我们认为，污染与健康问题值得继续进行深入研究。于是才有了后续的高质量研究。

　　由于研究需要大量高质量的数据，且数据收集难度颇大，此项研究耗时近5年时间。

　　《百科知识》：研究数据是怎么搜集到的？

　　答：最初，我们并没有这20年的空气污染

　　数据。因为当时国内对有关数据的采集和研究并不重视，数据质量很差，各个城市的探测点不够多，准确度也不行。我们想办法从世界银行拿到一部分数据。因为世界银行比国内研究人员更早关注中国的空气污染问题，然后从环保统计年鉴上把200多个城市这20年的空气污染数据搜集齐全。这还不是最难的。

　　接下来是搜集可以更好地表达人们健康的数据。以前所做的婴幼儿研究数据很局限。国内当时最好的健康数据是死亡监测数据。我们团队中的以色列研究者在另一项国际研究中获准使用这些数据——从1980年到2000年的死亡监测数据。然后他被邀请加入到我们的研究团队中，以便我们可以使用这些数据。

　　有人质疑我们为什么不使用2000年以后的数据，那是因为我们拿不到这样的数据。

　　《百科知识》：在这项研究之前，国内外所做的有关研究都是从哪些方面做的？和您的研究结果一致吗？

　　答：全世界有一些类似研究。比如说，美国用不同县的污染水平与寿命水平相比较。他们利用多元回归法，控制了污染水平、教育水平、营养状况等，然后发现污染对预期寿命有影响。但这个研究结论很难说是高估还是低估了。因为方法上存在缺陷，设计人员不太可能控制住所有影响因子。美国一位研究者做过不错的研究，和我们的方法类似，利用1971年通过《清洁空气法案》这个契机。该法案要求美国地方政府（主要以县为单位）不管以前的空气污染物排放量有多少，必须在一定时间内把空气质量改进到某一数量级别。

　　这项研究就是利用美国的空气质量在20世纪70年代初出现的大的跳跃来进行的。去掉了很多不容易剔除的影响因素，单独看空气污染水平对健康的影响。利用这个实验，美国学者证实空气污染对婴儿死亡率影响较大。

　　在全球范围内，比较全面地评估空气质量对于死亡率或预期寿命影响的论文不是很多。比较可靠的大约有10篇。

　　我们的研究是利用了总悬浮颗粒物（TSP）。每100微克总悬浮颗粒物（TSP）可以换算为30微克细颗粒物（PM2.5），也就是说，每立方米空气中PM2.5多30微克，人的预期寿命会减少3年。前提是长期暴露在这种污染环境中，比如10年。

　　其他研究是每立方米空气中PM2.5增加30微克，会带来1.5～5年以上的预期寿命减少，而我们的估计是3年。

　　姑且不论我们的研究方法如何，模型可靠与否，至少在结论上与以前的研究成果相比是可能的，并不是一个令人惊讶的数字。

　　《百科知识》：这项研究最大的成果是什么？

　　答：总的来看，我们的研究有几大贡献：

　　一是发现这两个“跳跃”意义非常重大。

　　一直以来，科学地评估空气污染对人类健康的影响非常困难，如何排除污染程度不同的地区间人群迁徙和收入水平、受教育程度、初始健康水平等因素对研究结果的影响，是研究者一直面对的难题。过去人们解决类似问题没法做实验，只好采用统计学的多元回归法，看不同城市的空气污染水平与预期寿命等方面的关系。但这种方法有一些问题，如果某个城市的人比另一个城市的人教育水平高，健康知识丰富，那你就无法解释，这个城市的人之所以

　　寿命相对较长，是因为空气污染水平低，还是因为健康知识丰富所引起的。研究人员必须要找所比较的不同城市之间健康知识水平差不多的人群进行比对。用专业术语讲，就是控制了健康知识水平这个因素后，再去分析空气污染与健康之间的关系。但是，除了健康知识这个因素，还有饮食习惯、运动情况等诸多影响因素，而这些因素往往很难被同时控制。

　　当然，这种实验也能够提供一些指引性的知识，虽然这些结论的可靠性值得商榷。

　　我们的实验则剔除了那些影响健康的正反面因素，只看空气污染这个单一因子的影响。这种方法就类似做了一个自然实验，能够确定空气污染因素对健康的因果性影响。

　　至于空气污染致人减寿的影响是通过什么机制实现的，怎样实现的，虽然论文中也提到主要增加了与肺和心脏有关的疾病的发生率。但更具体原因分析，不是我们要回答的。

　　综上所述，我们的第一个贡献就是非常直接、简单地做了一个虚拟实验，利用南北方空气污染水平的跳跃，通过一些方法把健康习惯、营养状况等其他影响健康的因素去掉，看还有哪些影响因素在淮河出现了跳跃性变化。

　　我们最终得出的结论是，每立方米空气中的总悬浮颗粒物（TSP）增加100微克，人类的预期寿命会减少3年。因为北方比南方的总悬浮颗粒物浓度多了差不多200微克，所以推算出北方人的预期寿命比南方人少了5.5年。

　　《百科知识》：这个结论有外推价值吗？

　　答：这个结论具有广泛的适用性。

　　你拿这个结论到其他国家去，比如某个国家近10年每立方米TSP增加了100微克，同样可以得出当地人的预期寿命比10年前减少了3年。淮河只是一个实验设计。我们是想通过实验告诉人们，如果每立方米TSP降低100微克，可以避免3年的预期寿命损失。并且你还可以据此进行其他计算。假如一年的寿命值1万元，如果受影响的人群是1亿人，3年预期寿命就意味着3万亿元。如果实施减少空气污染的政策需要投入1万亿元，以便将空气中每立方米的TSP浓度减少100微克，由此带来的收益是2万亿元。

　　《百科知识》：其他贡献还有什么？

　　答：除了建立空气污染与健康的因果关系这一贡献外；这项研究的又一个贡献就是，我们是在相对高污染水平上估算出的结果。

　　在此之前所进行的一些研究相对都是基于低污染水平。举例说，美国人的研究是估计PM2.5分别为5微克/立方米与20微克/立方米之间影响的差异；可我们如果要问，PM2.5在150微克/立方米和200微克/立方米的空气质量差异对健康的影响差别如何？你就不能把以前的结论简单地线性外推、套用原有结论。人类缺乏高污染水平对健康危害的知识，特别是针对空气污染比较严重的发展中国家，而我们提供了这个知识。这就是研究的第二个贡献。

　　第三，这项研究观察的是长期（10年）暴露于恶劣空气环境中所受的影响。

　　过去所做的大多数研究——包括美国的一些研究——是基于短期暴露的研究。譬如说，某一天PM2.5数值很高时，危重病人是不是增加了。这种研究虽然也有一定意义，但其干扰因素更多，而且这种研究主要针对危重病人，不能推广到一般人群中。而我们研究了长期暴露于恶劣空气环境中的人群。据我了解，国外研究的时间段最长也就是10年。从某种意义上说，不是因为有他们的研究结果，我们的研究结果才变得可靠；而是因为有了我们的长期研究结果，才让他们的

　　短期研究变得可靠。当然，也可以说，我们的研究结果是互相支持。

　　第四，我们研究所使用的数据质量和水平是最好的。

　　与已经发表的其他10篇有关研究论文相比，我们所用的数据足够大，足够系统，时间足够长。这也是为什么我们的论文能够发表在全球顶级学术期刊上的原因。

　　为什么是淮河

　　《百科知识》：为什么是淮河？这个界限是怎样得出来的？只是在秦岭-淮河一线才存在这种数值的突然跳跃吗？答：其实关于跳跃真的可以研究很多问题。空气污染程度与纬度之间平滑的变动关系在淮河被打破，出现一个明显跳跃。淮河北岸空气中的总悬浮颗粒物比相邻的南岸跳跃性地高出200微克/立方米。给我们审稿的一位院士说，他都不知道淮河南北有这么大跳跃。他奇怪，怎么这么多年都没人研究这个问题。

　　研究第一阶段发现这个跳跃带确实具有偶然性，然后会去找原因，最终发现可能是燃煤等因素所致。

　　当然，即使这个跳跃本身，也有很多值得研究的。比如为什么跳跃带会在此出现。事实上，我们在卫星云图上看到，空气污染确实在淮河地区有一个很大的跳跃地带。

　　《百科知识》：为何大家对报告所提出的结论会有那么强烈的反应？

　　答：研究中不可避免涉及许多技术性处理，也是专业人士相互之间争议比较大的部分。需要说明的是，我们并不是假设南北方的人在各方面都一样，我们可以允许淮河南北的人在很多方面不一样，比如饮食、生活习惯，以及其他与健康有关的因素等。也就是说，这个结论并不是建立在人们生活条件完全一致的基础上。当然，这种不一致也应该体现为一个平滑、连续的变化曲线，在穿越淮河分界线时不会出现明显的跳跃性变化。

　　比如有人质疑我们的研究只考虑了纬度问题，没有考虑各监测点距离东部海岸远近问题，因为毕竟东西部存在巨大差异，这些差异最终会对健康有影响。其实，我们也对有关方面做了检查，最终发现这种差异对研究结果没有大的影响。

　　有人认为，我们只用100多个城市的数据跑统计模型，这种方式不科学；但其实我们甚至比较了远至沈阳乃至厦门的数据，而不是只用了论文中的27个纬度带观测点数据。我们发现，这种距离差异对最终结果不构成重大影响。

　　还有人提出，论文对疾病的分类不够科学；其实，我们的归类是根据中国疾控中心（CDC）的归类结果，请医学家将其中与呼吸系统有关的心肺疾病列出来。其中，与心肺疾病无关的不过以下几种：不是肺癌的其他癌症、自杀、其他事故导致的死亡等。

　　有人认为，空气污染是冬季燃煤所致，中国的采暖季为冬季3个月，而总悬浮颗粒物（TSP）年均值的影响因素除了受冬季取暖以外，还受全年度的工业排放、气象条件等其他因素影响。但因为我们用的是TSP的平均浓度观察长期暴露于污染环境对健康的影响，所以，季节等因素也不会影响最终结果。

　　最终发表的论文虽然只有6页，但后面有13个表，详细考虑了各种可能会对研究结果产生影响的因素。

　　那些不为人知的结果

　　《百科知识》：论文附录上的13个表分别检查了哪些内容？

　　答：我们分别检查了死亡率，把不同年龄、不同疾病种类、不同城市来源的死亡率一一进行统计；检查了淮河南北的饮食结构、营养结构以及吸烟情况的差异；做了男女性别的差异比较等。

　　结果发现，空气污染对女性的影响更大一些。空气污染导致北方女性的预期寿命比南方女性差不多减少将近1年时间。原因在于淮河南北的男性在吸烟比例上基本一致，为70%，女性

　　的吸烟比例大概为4%～5%。南方男性因为吸烟将呼吸好空气所带来的预期寿命延长给抵消了。而南方女性多数既不吸烟，又呼吸较好的空气，所以预期寿命更长。

　　接着，我们还检查了不同年龄段的人受污染影响的情况。总的结论是空气污染对不同年龄组的影响基本一致，老年人可能稍微高一点点。这意味着，不仅仅是老年人和婴幼儿更易受空气污染影响，青壮年同样易受空气污染影响，由此造成的经济损失会更大。

　　研究尚未结束

　　《百科知识》：作为经济学家，最后的研究无可避免还是要落回到经济领域。如果淮河北岸人均预期寿命缩短5.5年，由此造成的损失会有多大？改变这种情况的成本有多高？

　　答：如果把它折合成收入来计算，不太好说，但有一点可以肯定，大家都愿意花很多钱来延长自己的寿命。

　　至于个体愿意花多少钱来延长自己1年的寿命，各国的经济水平不同，所花费的金额也不同。美国的估计大约是10万美元，也就是说，每个美国人愿意花10万美元延长自己1年的寿命。根据我国人民的意愿，为了避免空气污染带来的寿命损失，如果集体决策的话，大家乐于把GDP当中的两个点用于改进环境，使得每立方米空气中的细颗粒物（PM2.5）浓度减少30微克，或者是总悬浮颗粒物（TSP）的浓度减少100微克/立方米。GDP的两个点如果用去年的数值计算，大约是1万亿人民币。我认为这仍旧是一个被严重低估的数值。

　　《百科知识》：未来是否还会把空气污染与健康的研究进行下去？

　　答：我们现在正在做一份有关在未来10～15年将我国PM2.5浓度降低30%的报告。除了研究PM2.5对经济所造成的损失外，更重要的是找到更节约、更有效的减排办法，为政府部门制定相关政策做参考。譬如说，经研究发现，大量烧煤的企业所排放的污染占PM2.5的80%，而汽车尾气的影响只有20%；那么，我们就不能只盯在机动车尾气减排上，而要把更多精力投入到燃煤锅炉的技术改造上。

　　环境问题对经济的影响都是数以万亿计的，所以花多大的成本和时间进行有关研究都是划算的。我们的研究就是让大家了解空气污染对健康危害的大小，是真真实实的健康损害以及量化损害数值，从而使全社会形成共识，就此做更多研究，找到更好、更有效的低成本做法改善空气质量和环境质量。

　　针对空气污染对健康的影响，我们仍有很多地方需要学习。大量证据显示，与燃煤相关的细颗粒物，甚至在普通人群暴露水平下，仍会使全球各地的人们增加心肺疾病的死亡率和减少人均预期寿命。也有令人鼓舞的证据显示，改善空气质量有助于改善人类健康。

　　我们经济发展了这么多年，现在应该也到了有能力也有意愿更好地面对环境问题的时候了。