疫情期间，中国的空气污染下降且有死亡率改善效益

《柳叶刀-星球健康》(The Lancet Planetary Health)近日发表评论，文章分析了中国此次大规模隔离期间空气污染的变化以及可能由此而避免的死亡。该研究指出，旨在遏制COVID-19疫情的干预措施改善了空气质量，减少了非COVID-19所致死亡，这一死亡人数的减少可能超过了中国因COVID-19而导致的死亡人数。

为了控制2019冠状病毒病(COVID-19)疫情，中国从2020年1月23日起在武汉及周边城市采取了严格的交通限制和自我隔离措施，两天后这一措施覆盖中国所有省份(Figure)。全国范围的交通管制令大大减少了交通尾气排放，同时来自住宅供暖和工业生产的排放量保持稳定或略有下降。[1]在本评论中，我们研究分析了此次大规模隔离期间空气污染的变化以及可能由此而避免的死亡。

Figure: Air pollution levels and avoided cause-specific deaths during the COVID-19 outbreak in China

(A) The coronavirus disease 2019 (COVID-19) epidemic curve and quarantine timeline in Wuhan, Hubei province (outside of Wuhan), and China (outside of Hubei) from Jan 5 to March 14, 2020. New confirmed cases of COVID-19 were reported by the National Health Commission of China. (B) Daily nitrogen dioxide and PM2·5 concentrations from 20 days before the Chinese New Year and 50 days after the Chinese New Year in 2020 (blue line) and 2016–2019 (grey line). (C) The mean nitrogen dioxide tropospheric column density before and during the quarantine period in 2020. (D) The reduction in cause-specific deaths in China due to a decrease in air pollution during quarantine.

截至2020年3月14日，国家卫生健康委员会报告的中国新增确诊COVID-19病例降至20例(Figure)，其中4例来自武汉，中国大多数省份同时降低了应急响应水平。基于此，本研究将隔离期定义为2月10日至3月14日，前隔离期定义为1月5日至1月20日。基于近年研究证据，为避免与隔离措施无关的空气污染变化，本研究排除了农历春节假期(Figure)。本研究收集了中国367个城市在2016年1月1日至2020年3月14日期间的二氧化氮(NO2)和PM2.5的日浓度。NO2和PM2.5均为交通相关的空气污染物，因此本研究重点关注这两种污染物;由于交通管制令和居家隔离NO2和PM2.5的排放量大幅降低，同时中国一项大规模的的流行病学研究建立了NO2和PM2. 5与短期死亡生物浓度反应函数(CRFs)。[2，3] 然后，本研究用倍差法来量化隔离措施所致空气污染变化。具体来说，本研究计算了2020年隔离期与前隔离期的空气质量差异，同时比较2016年至2019年相同农历期间的变化。倍差法比较了2020年与2016-2019年间隔离前后的空气质量变化，也剔除了中国在过去几年实施的清洁空气政策对空气污染长期下降趋势的影响。[4] 为了验证空气质量的变化，我们使用了“哨兵5号”卫星上的对流层监测仪的卫星图像，推导出出隔离期间和隔离前的对流层NO2柱密度平均值。

随后，基于中国272个城市的一项研究得出的短期CRFs和《2018年中国卫生和计划生育统计年鉴》中的特定原因死亡数据，本研究计算了因NO2和PM2.5排放量的减少而避免的死亡。[2，3] 本研究除了非意外总死亡和心血管死亡外，还计算了高血压、冠心病、中风和慢性阻塞性肺病(COPD)等死因别死亡。用归因分数(AF)来估计每天由于空气污染的减少而避免的特定原因死亡。[5] 归因分数定义为: AF=1?e?βΔc

其中，β是CRF的特定原因系数，Δc是隔离引起的空气污染变化。然后将AF乘以每天因特定原因死亡的人数和隔离期的总天数(34天)，从而估计出因空气污染变化而避免的死因别死亡。

本研究发现，隔离措施导致武汉的NO2浓度下降了22.8μg/m3，全国的NO2浓度下降了12.9μg/m3。武汉的PM2.5浓度下降了1.4 μg/m3，而在367个城市PM2.5浓度下降了18.9 μg/m3。武汉PM2.5的下降幅度较小是由于2016-2019年间存在类似的PM2.5下降趋势。哥白尼哨兵-5P卫星的对流层NO2柱密度也显示了隔离期间中国NO2浓度的显著下降(Figure)。

估算结果表明，隔离期间空气质量的改善共避免了8911例NO2相关死亡(95% CI：6950-10866)，其中65%是心血管疾病所致死亡(高血压、冠心病和中风)以及慢性阻塞性肺病所致死亡(Figure)。此外，本研究估计在隔离期内PM2.5水平的下降在中国共避免了3214例与PM2.5相关的死亡(95% CI：2340–4087)，其中73%是心血管疾病所致死亡和慢性阻塞性肺病所致死亡。在1月1日至1月20日的前隔离期也发现了类似结果。

然而，PM2.5和NO2相关死亡之间可能存在交叉，而且隔离措施扰乱了卫生保健系统，可能会影响到慢性病患者的及时治疗进而改变死亡数，因此应谨慎解释上述估算结果。由于双重污染物模型中的系数并不明确，本研究使用了单一污染物模型中的特定原因浓度反应函数。[2]尽管可能存在重复计算的可能，但已有文献的结果表明可能性较小，因为单一污染物模型和双重污染物模型对NO2和PM2.5的影响估计结果非常接近。[3，6] 此外，和既往室外空气污染的流行病学研究结果一样，[7]由于大多数人待在室内可能存在暴露测算误差。

本研究结果表明，旨在遏制COVID-19疫情的干预措施改善了空气质量，减少了非COVID-19所致死亡，这一死亡人数的减少可能超过了中国因COVID-19而导致的死亡人数(截至2020年5月4日有4633人死于COVID-19)。[8]我们的研究结果表明，采取积极的空气污染控制措施来减少车辆排放物，例如旨在缓解气候变化等相关的交通限制或加快向电动车辆的过渡，可以大大降低心血管疾病的发病率和死亡率，带来巨大的健康益处。END

We declare no competing interests. KC and MW contributed equally. KC had full access to all the data in the study and had final responsibility for the decision to submit for publication.

*Kai Chen, Meng Wang, Conghong Huang, Patrick L Kinney, Paul T Anastas

kai.chen@ yale.edu

Yale School of Public Health, New Haven, CT 06520, USA (KC, PTA); University at Buffalo School of Public Health and Health Professions, Buffalo, NY, USA (MW, CH); Boston University School of Public Health, Boston, MA, USA (PLK); and Yale School of Forestry and Environmental Studies, New Haven, CT, USA (PTA)

参考文献(上下滑动查看)

1.China Ministry of Ecology and Environment Heavy air pollution in Beijing-Tianjin-Hebei and surrounding areas and five experts answering the cause of pollution.

http://www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk/xxgk15/202002/t20200211_762584.html

Date: 2020 Date accessed: March 15, 2020

2.Chen R Yin P Meng X et al. Fine particulate air pollution and daily mortality. A nationwide analysis in 272 Chinese cities. Am J Respir Crit Care Med. 2017; 196: 73-81

3.Chen R Yin P Meng X et al. Associations between ambient nitrogen dioxide and daily cause-specific mortality: evidence from 272 Chinese cities. Epidemiology. 2018; 29: 482-489

4.Zhang Q Zheng Y Tong D et al. Drivers of improved PM2.5 air quality in China from 2013 to 2017. Proc Natl Acad Sci. 2019; 11624463

5.Anenberg SC Horowitz LW Tong DQ West JJ An estimate of the global burden of anthropogenic ozone and fine particulate matter on premature human mortality using atmospheric modeling. Environ Health Perspect. 2010; 118: 1189-1195

6.Liu C Chen R Sera F et al. Ambient particulate air pollution and daily mortality in 652 cities.N Engl J Med. 2019; 381: 705-715

7.Wang M Aaron CP Madrigano J et al. Association between long-term exposure to ambient air pollution and change in quantitatively assessed emphysema and lung function. JAMA. 2019; 322: 546-556

8.National Health Commission of China Update on the novel coronavirus pneumonia outbreak. http://www.nhc.gov.cn/xcs/yqtb/list_gzbd.shtml Date: 2020 Date accessed: May 5, 2020

*中文翻译仅供参考，所有内容以英文原文为准。