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.pdf
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1、 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Development of health-oriented standards of ambient air quality:Methodology to set and its practice in Shanghai,China 复旦复旦大学大学 公共卫生学院公共卫生学院 2022023 3.5 5.1212 School of Public Health,Fudan University May 12th,2023 目录 研究背景.1 1.我国环境空气质量标准直接借鉴 WHO 指南.1 2.我国空气质量得到明显
2、改善.1 3.WHO 及其他国家逐步收紧空气质量指南/标准.2 4.我国缺少地方性环境空气质量标准.3 项目执行情况.4 1.研究目的.4 2.研究内容.4 3.项目考核指标.4 4.项目完成情况.5 第一章 国际环境空气质量标准制/修订经验.6 1.WHO全球空气质量指南制/修订经验.6 1.1 制定准则的范围与关键问题.6 1.2 对相关研究证据进行系统综述.7 1.3 文献检测策略.8 1.4 评估系统综述研究证据的确定性.12 1.5 形成空气质量标准值.14 2.美国的环境空气质量标准制/修订经验.18 2.1 现况.18 2.2 环境空气质量标准制定流程.19 3.其他国家的环境空
3、气质量标准制/修订经验.23 3.1 加拿大.23 3.2 欧盟.24 3.3 日本.24 4.地方性环境空气质量标准制/修订经验.26 4.1 美国加利福尼亚州的空气质量标准现况.26 4.2 美国加利福尼亚州空气质量标准制修订.28 第二章 我国环境空气质量标准制/修工作流程及方法.31 1.我国环境空气质量标准发展及现状.31 1.1 我国环境空气质量标准的演变过程.31 1.2 我国环境空气质量标准修订原则与思路.33 1.3 环境空气质量标准(GB3095-1996)修订工作过程.34 1.4 我国环境空气质量标准修订方法的不足.35 2.我国环境空气质量标准制/修工作流程及方法建议
4、.37 2.1 基于健康的环境空气质量标准制/修订工作流程.37 2.2 我国环境空气质量标准制/修订具体方法以 PM2.5为例.38 第三章 PM2.5健康研究证据科学评估.46 1.我国 PM2.5健康研究证据科学评估.46 1.1 前言.46 1.2 方法.48 1.3 结果.52 1.4 结论.68 2.上海地区 PM2.5健康研究进展.71 2.1 上海地区 PM2.5短期暴露健康研究进展.71 2.2 上海地区 PM2.5长期暴露健康研究进展.74 参考文献.76 第四章 上海市 PM2.5暴露评估.82 1.上海市 PM2.5浓度历史变化趋势.82 1.1 上海市 PM2.5浓度
5、年均值的历史变化趋势.82 1.2 上海市 PM2.5浓度日均值的历史变化趋势.85 2.上海市 2022 年 PM2.5污染水平现状.86 参考文献.87 第五章 上海市 PM2.5相关的死亡负担和经济健康损失评估.89 1.数据与方法.90 1.1 数据收集.90 1.2 归因死亡数评估.90 1.3 健康经济损失评估.91 1.4 不同 PM2.5控制目标的影响评估.91 1.5 不确定性分析.91 2.结果与讨论.91 2.1 上海市各区基本信息.91 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.92 2.3 不同 PM2.5控制目标的影响.95 2.4 与其他研究
6、的比较.95 3.结论.99 参考文献.100 第六章 专家访谈综述.104 1.访谈问题设置.104 2.专家访谈总结.104 阶段性研究成果小结.109 1.主要研究结论/成果.109 2.研究创新点.109 1 研究背景 1.我国环境空气质量标准直接借鉴 WHO 指南 环境空气质量标准指在一定平均时间内,环境空气污染物对特定对象(人、其他生物或生态系统)不产生不良或有害影响或影响很小的最大剂量或浓度。我国现行的环境空气质量标准于 1982 年首次发布,1996 年第一次修订,2012年第二次修订。2012 年修订标准时,重点关注调整污染物项目、限值、统计要求等一系列急需解决的突出问题。从
7、 2013 年 1 月 1 日首批城市开始实施,环境空气质量标准(GB 3095-2012)实施时间已经接近 10 年,期间针对 21 项监测标准进行了修改。中国工程院专题评估表明,标准内容总体科学、可行,在引领环境管理、促进空气质量改善方面发挥了积极作用。目前,我国环境空气质量标准制修订尚未形成体系,现行的环境空气质量标准制修订方法和流程主要参考世界卫生组织(WHO)。近年来,我国的大气污染形势发生了新的变化,为适应新时期环境空气质量管理需求,提升大气污染防治科学化、精准化水平,统筹环境保护与经济发展,有必要对我国现行的环境空气质量标准进行修订。需要结合我国大气污染防治重点,研究主要大气污染
8、物相关的人群健康效应,并进一步探索环境空气质量标准制修订方法,为确立方法体系提供支撑。2.我国空气质量得到明显改善 中国于 2013 年至今实施了大气污染防治行动计划等一系列举措,大气污染问题得到了大幅改善。以颗粒物 PM2.5、PM10为例,中国基本达到了 WHO全球空气质量标准指南(2005 年)过渡阶段 IT-1 要求,但距离实现 WHO 空气质量标准指南的指导值水平依然任重道远。2012-2017 年间,我国人口老龄化导致 PM2.5相关死亡人数增加了 34 万,大幅抵消了空气质量改善带来的保护效益相关死亡人数减少 41 万。其次,欧美等国家经过长年污染治理和相关产业转移,空气质量水平
9、达到或接近 WHO全球空气质量标准指南(2005 年),然而在上述地区仍能观测到低浓度空气污染暴露的健康危害,因此有必要加严标准,进一步保护人群健康。2 2020 年,中国宣布了 2030 年前实现“碳达峰”、2060 年前实现“碳中和”的目标,给我国空气质量的持续改善提供了巨大驱动力。有研究估算,如果我国在 2060 年完成低碳能源转型,并采取积极的大气污染控制措施,全国人群 PM2.5年均暴露水平将达到8 g/m3左右,78%的人群PM2.5年均暴露水平低于10 g/m3。在此基础上,有必要更新我国现行的环境空气质量标准。3.WHO 及其他国家逐步收紧空气质量指南/标准 自 1987 年开
10、始,WHO 定期发布基于健康的全球空气质量指南,上一个版本更新于 2005 年,近年来,环境科学领域的科学家们基于真实世界研究和流行病学研究,对于空气污染如何影响人类健康有了更清晰和全面的认识。研究证据表明,空气污染暴露可伤害儿童呼吸系统发育、诱发呼吸道感染和加剧哮喘,还可会增加成人患肺癌、缺血性心脏病、卒中等致死性疾病的风险,并可能与慢阻肺、糖尿病和退行性神经疾病存在关联。近年来,在老龄化、世界经济两极化、气候变化等发展趋势的影响下,保护人类社会的健康面临更为艰巨的挑战。为进一步降低环境大气污染物的全球公共健康风险,2021 年,WHO 基于 500 余篇学术论文提供的科学证据,修订并发布了
11、 全球空气质量标准指南(2021 年)。指南文件涵盖了 PM2.5、PM10、O3、NO2、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,前者为基于科学研究结果判断的人群暴露于空气污染引致健康风险的空气污染最低浓度值,后者基于不同空气污染浓度下健康影响的风险水平,为制定空气质量管理阶段性目标提供参考。全球空气质量标准指南适用于室内和室外环境,但是不适用于特定职业环境。基于低浓度水平健康影响的新证据,收紧了 PM2.5、PM10的长期暴露指标年均目标值,其中 PM2.5年均目标值由 10 g/m下调到 5 g/m。根据全球多中心的研究述,调整了 24 小时浓度水平与年均浓度水平
12、的比率并更新了 PM2.5、PM10的 24 小时目标值。全球尚未有国家能够全面达到全球空气质量指南(AQG)的目标要求。根据世卫组织的快速分析结果,如果将 2016 年的 PM2.5水平降低到新的 AQG 水平 5 g/m,全球与 PM2.5相关的过早死亡人数将减少近 80%。中国于 2013 年至今实施了大气污染防治行动计划等一系列举措,大幅改善了3 大气污染。以颗粒物 PM2.5、PM10为例,中国基本达到了全球空气质量标准指南(2005 年)过渡阶段 IT1 要求,但距离实现全球空气质量标准指南(2005年)指导值水平依然任重道远。在我国“双碳”战略的背景下,我国的环境空气质量标准也应
13、该向 AQG 靠拢,适当收紧环境空气质量标准。4.我国缺少地方性环境空气质量标准 目前,我国各个地区实行统一的国家标准。伴随着中国自 2013 年以来的空气质量持续改善,现行标准对于大部分已达标城市而言不再具有强有力的引领作用,以深圳为代表的领先城市已经先行对标欧盟标准,设置了更有野心的空气质量管理目标。生态环境部表示“十四五”期间的空气质量浓度改善目标考虑设置为全国地级及以上城市 PM2.5平均浓度要下降 10,也超过了现行标准限值要求的目标强度。上海作为我国经济发展水平高,空气质量改善明显的城市之一,有必要在综合考虑上海地区经济实力和管理能力等实际情况条件下,推行更加严格的环境空气质量标准
14、,将敦促上海市政府采取一系列措施治理空气污染,促进经济增长模式、产业结构和技术的转型与升级,推动清洁能源使用和绿色经济发展。这些举措与习近平总书记在联合国大会上宣布中国将致力于在 2060 年实现碳中和的目标高度一致,有助于该目标的实现。上海试点的成功经验若能推广到全国,促进全国各个地方根据各地自身情况“一地一策”地进行空气质量控制,将有望带来更大的环境、健康和经济收益。4 项目执行情况 1.研究目的 n 以 PM2.5为例,提出适合我国国情的环境空气质量标准制/修订方法,为后续标准制/修订提供技术支持。n 提出上海地区本地化标准建议,推动现阶段上海 PM2.5分级标准出台,进而促进上海地区空
15、气质量进一步改善、居民健康得到充分保护。2.研究内容 l 总结国外环境空气质量标准制/修订的方法学经验,评估我国现行环境空气质量标准的适用性及存在的问题;l 基于我国环境健康领域研究成果,以 PM2.5为例,绘制我国空气污染与健康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,并结合我国的社会、经济、技术等因素,提出符合我国国情的环境空气质量标准制/修订的方法学及工作流程;l 遵循提出的方法学及工作流程,提出全国 PM2.5水平基准的建议值;l 选取上海作为试点城市,结合上海本地的 PM2.5与健康的暴露-反应曲线和当前的空气质量现状,经过严格的健康风险评估程序,同时考虑上海地
16、区的社会、经济、技术等因素和可接受的风险,提出上海地区 PM2.5分级标准的建议值并评估其适用性。3.项目考核指标 p 总结 WHO 制修订空气质量标准指南的方法学经验;p 总结我国环境空气污染健康研究成果,梳理我国当前环境空气质量标准制/修订工作流程,提出我国本土化工作流程和方法学,形成政策建议提交生态环境部;p 提出上海本地化 PM2.5分级标准,提交上海市生态环境局;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报告;5 p 在项目阶段会议的基础上,组织 12 次专题研讨会和专家咨询会。4.项目完成情况 调研了 WHO 制/修订空气质量标准指南的方法学经验,并总结出一套相关
17、工作流程;梳理了美国、欧盟、加南大、日本等国家在制/修订环境空气质量标准时的工作流程和方法学经验;总结了美国加州基于全国标准制定本地标准的方法学经验;梳理了我国当前环境空气质量标准制/修订背景、原则、工作流程、方法学,并总结了其存在的不足;基于以上成果,提出了我国环境空气质量标准制/修订方法建议;调研我国环境空气污染健康研究成果,完成 PM2.5健康研究科学评估总做。完成上海市 PM2.5污染暴露评估与健康风险评估。开展 1 次专家咨询会。6 第一章 国际环境空气质量标准制/修订经验 1.WHO全球空气质量指南制/修订经验 1.1 制定准则的范围与关键问题制定准则的范围与关键问题 初步咨询是制
18、定标准的第一步,其目的是收集专家的观点及指导意见,以明确及讨论关于空气污染健康效应及减少污染暴露的干预措施的最新证据。审查内容包括有关大气污染物、方法论、暴露影响及干预研究的科学证据。确定标准制定范围包括选择空气污染物,以及选择与每个污染物的暴露时间和范围相关的重要健康结局两方面的内容。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-结局之间的因果关联,其他因素如健康结局的严重性、疾病负担、预期的暴露增长,结合政策进行评估。为了确定在制定标准值时需进行系统综述的健康结局,可参照 WHO 指南制定小组提出的优先级框架,基于以上优先级框架,可确定与颗粒物污染相关的健康结局:(1)优先
19、级框架)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。研究证据中的特定效应可被划分为多个级别,包括因果关系、可能的因果关系、暗示性因果关系、不适宜推断因果关系、或不太可能有因果关系。n 当未被证实具有因果关系或可能有因果关系时,应按照预防性原则考虑可能产生的最严重健康效应。考虑的因素包括:对疾病负担的贡献度(如患病率、伤残比重)、政策影响,以及未来某污染物的预期暴露增长量。n 应考虑疾病的严重程度。在某些情况下可能会对某一污染物与两个及以上不同健康结局的研究证据进行系统评估(例如,其中一个健康
20、结局与污染物之间存在因果关系或可能的因果关系,而另一种健康结局为暗示性因果关系,但该健康结局更严重,或在人群中患病率更高),此时则应取最严重的健康效应的因果关系作为参考依据。严重程度的判定参考欧洲联合呼吸学会最新提出的科学证据以及美国胸科学会关于空气污染对健康影响的政策声明(包括致死性,效应持续性,易感人群和医疗/功能意义,自主性丧失和生活质量下7 降等方面)。n 最后,应基于研究证据和专家评估,明确特定健康结局的测量方法,在标准制定过程中进行健康风险定量评估。(2)重要健康结局)重要健康结局 n 非意外总死亡;n 疾病别死亡:根据 ICD-10,纳入心血管疾病(I00-I99)、呼吸系统疾病
21、(J00-J99)及肺癌(C30-C39)。(3)其他健康结局其他健康结局 n 其他疾病别死亡、发病(门诊、急诊、住院就医)等;n 功能障碍:肺功能、心功能、血压、血脂、肾功能等;n 不良妊娠结局:早产、低出生体重等。1.2 对相关研究证据进行系统综述对相关研究证据进行系统综述 在确立制定范围后,环境空气质量标准值的制定应进一步明确需解决的综述问题,推动科学证据检索及综述形成。因此,综述问题的设定至关重要。初步提出综述问题后,由标准委员会进行判定并确立最终的综述问题。为获得制定环境空气质量标准相关的必要流行病学证据,WHO 指南制定小组建议应在明确 PECOS 框架的基础上提出综述问题。PEC
22、OS 包含五个重要元素,指的是研究人群(Population)、暴露(Exposure)、对照(Comparator)、结局(Outcome)和研究设计(Study design)。这一框架广为应用,具有丰富的内涵,具体介绍见表 1-1。8 表表1-1 PECOS 框架所包含的元素 元素元素 解释解释 P 一般人群,包含全年龄段,来自发达和发展中国家,居住在城市和农村地区的任何人群。不单独考虑职业场所以及室内环境暴露。适宜情况下,可对空气污染效应的敏感亚人群,包括已存在特定健康状况(如呼吸系统或心血管系统疾病)的人群、孕妇、新生儿、儿童或老年人的健康效应进行单独评估。E 长期(数月到年)或短期
23、(数小时到天)暴露于任何来源的空气污染物水平 C 长期(数月到年)或短期(数小时到天)暴露于任何来源空气污染物的最低水平 O 在制定标准值时,纳入考虑的与各污染物相关的健康结局 S 研究设计类型,包括队列研究和病例对照研究(长期),时间序列研究、病例交叉研究和定群研究(短期)。注:空气污染物来源同时包括室内、外环境。1.3 文献检测策略文献检测策略 为了回答提出的综述问题,应对空气质量与健康相关的文献进行调研,使用多个权威数据库(如 PubMed、Web of Science、EMBASE 等)全面检索和筛选相关文献,以确定可用的系统综述和荟萃分析结果。(1)检索策略检索策略 确定符合综述问题
24、的检索策略是系统综述的基本步骤。一般而言,需尽量提高敏感度以确保纳入文献的全面性,同时也要尽量提高特异度,保障文献检索的准确性。因此,检索词的设定应做到全面而准确。根据综述问题,可从几个方面设定检索词:中国(或中国境内各地区)、颗粒物、空气污染、健康结局。制定检索策略时,可与相关领域的专家讨论具体细节与检索词设定的问题,以确保充分检索。(2)研究证据的确定研究证据的确定 文献纳入和排除需要遵照统一标准进行,可参照 PECOS 框架制定纳入筛选标准,详见表 1-2。9 表表1-2 短期或长期暴露系统综述中文献的纳入排除标准 元素元素 纳入标准纳入标准 排除标准排除标准 P 中国全年段的一般人群(
25、包括风险人群如儿童、孕妇、老人及特定疾病患者),居住在城市和农村地区,无地理限制;主要通过吸入大气空气暴露于 PM2.5(涵盖室外和室内环境中的暴露)职业人群;暴露于单独的室内环境 E 长期(数月到年)暴露于大气 PM2.5,浓度单位为 g/m3;短期(数小时到数天)暴露于任何来源的大气PM2.5,浓度单位为 g/m3 可获得的数据少于 1 年(长期);不对共同暴露的污染物的调整情况设置排除标准 C 同一人群或对照人群暴露于目标空气污染物的最低浓度 O 全死因死亡;疾病别死亡:心血管疾病死亡(I00-I99)、呼吸系统疾病死亡(J00-J99)、肺癌(C30-C39)死亡(长期)等;发病就诊(
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