大气污染健康损害成本估算方法及应用的研究

摘要

大气污染对居民健康的影响日益受到重视，健康损害成本可以从货币的角度反映大气污染对人群健康的影响。现有的健康损害成本估算的技术路线由于缺乏准确的排放清单的建立或仅关注某一种污染物对人群健康影响的危险度评价，很难准确地全面反映大气污染物的健康损害成本。随着国民经济持续的发展，大气污染物的排放量也随之增大，环境成本也将随之增加。所以建立如何估算健康损害成本的技术路线已是许多研究学者关注的课题。 本文在研究了大量国内外资料的基础上提出了从排放清单建立、大气扩散模型模拟、人群暴露响应关系建立到人群健康影响的货币化计算的一条适合我国大气污染健康损害成本计算的技术路线，并应用于杭州市2004年大气常规污染健康损害成本的估算。 基于该技术路线，本研究设计了一套收集区域大气污染物排放情况的污染源管理信息系统，该系统收集的数据包括企业能源的消耗水平、排气筒相关参数、污染物排放情况等。为进一步进行大气扩散模型模拟污染物的浓度分布奠定了基础。 本论文选择杭州市作为案例进行了该技术路线的实施，首先采用国家环保局推荐的大气扩散模型AERMOD模型预测杭州市2004年的浓度分布情况，并与2004年杭州市六个监测站点的监测数据进行了对比分析，结果表明：除下沙站点SO<,2>、NO<,x>的监测数据高于预测结果外，其余站点的监测数据与预测数据相近，但是各站点的PM<,10>监测数据明显高于预测的数据，这说明1、模型中污染源的数据没有包括杭州六城区周边的污染源；2、杭州市二次形成的PM<,10>不容忽视。 本研究同时进行了大量的调研工作，调查了杭州市人口分布情况，建立了杭州市1Km×1Km的人口分布图，同时建立了与上述网格匹配的大气污染物浓度分布图。首次采用“暴露程度”的地理信息系统来表征杭州市大气污染人群暴露的危险程度。 本研究采用国内人群危险度评价的研究资料，用Meta分析的方法建立了SO<,2>、NOx和PM<,10>不同健康终点下的人群暴露响应关系函数，结果表明SO<,2>的总死亡、呼吸系统疾病住院、心血管系统住院和慢性支气管炎的效应值(每增加1μg/m<'3>的污染物，β％)分别为0.1034、0.192、0.192、0.12；NOx的总死亡的效应值为0.1413；PM<,10>的总死亡、呼吸系统疾病、呼吸系统疾病住院、慢性支气管炎、心血管系统住院、肺炎和脑中风住院的效应值分别为0.0189、0.315、0.124、0.0845、0.0538、0.1408和0.154。 根据每个网格人口数和浓度均值计算出每个网格中人群的生病和死亡发生数量。估算出杭州市2004年大气污染造成总死亡、呼吸系统疾病、呼吸系统疾病住院、慢性支气管炎、心血管系统住院、肺炎和脑中风住院发生人数分别为4546、1359、1140、2692、1386、131和352人。 本文采用我国已有的Willingness to pay(WTP)的研究结果和常用的疾病成本法，通过收入比价换算到杭州的WTP和直接成本的货币值进行杭州市2004年大气污染健康损害成本的计算，结果表明：2004年杭州市的大气污染健康损害成本为874,435.47万元，占到当年GDP的3.48％。 本论文进一步采用“长期能源可替代规划系统LEAP模型”(Long-range EnergyAlternatives Planning System)分析未来25年杭州不同的能源方案下大气污染物排放量，并从空间上预测今后25年内杭州市居民暴露于现在和未来不同能源方案下大气污染健康损害成本，经计算表明：杭州市到2015年采用能源方案2的情况下，大气污染环境总成本为314.95亿元，预计比2004年增加了227.51亿元；杭州市到2025年采用能源方案2的情况下，大气污染环境总成本预计为6953.36亿元。

目录

摘要

第一章文献综述

1.1大气污染物的危害

1.2环境污染成本研究现状

1.3城市级空气污染危害度评估的研究现状

1.3.1大气污染物排放清单

1.3.2空气环境质量综合评价及预测

1.3.3大气污染物的人群健康暴露响应关系的建立

1.3.4大气污染扩散模型

1.4地理信息系统在城市空气污染研究中的应用

1.5空气污染对人群健康暴露水平研究

1.6本文研究内容

参考文献

第二章空气污染健康损害成本方法学研究

2.1技术路线设计

2.2污染物的选择

2.4评价方法的选择

第三章污染源数据获取方法和工具

3.1污染源数据库设计

3.2大气污染源数据收集设计

3.2.1大气污染源申报信息的录入界面

3.2.2综合查询统计

3.3数据整理

3.3.1工业、服务业大气污染源数据

3.3.2机动车尾气数据整理

3.4现场调查数据

3.4.1工业、服务业污染源现场调查数据

3.4.2机动车污染源现场数据调查

3.5数据校验

3.6 小结

第四章基于GIS大气污染物排放清单的建立

4.1排放清单的计算方法

4.1.1 SO2排放清单的计算方法

4.1.2 NOx排放清单的计算方法

4.1.3 PM10排放清单的计算方法

4.2排放因子的选择

4.2.1点源SO2排放因子

4.2.2点源NOx的排放因子

4.2.3 PM10排放因子

4.2.4机动车SO2、NOx、PM10的排放清单

4.3能源消耗量

4.3.1工业能源消耗

4.3.2交通运输的能源统计

4.3.3服务行业的能源统计

4.3.4总的能源统计

4.3.5数据验证

4.4排放清单

4.4.1污染源排放清单

4.4.2各行业污染物的分担率分析

4.5小结

参考文献

第五章污染源对空气质量影响的模拟及评价

5.1模型的选择和AERMOD模型简介

5.2气象资料

5.2.1地表气象数据

5.2.2高空气象数据

5.3污染源输入数据

5.3.1固定点源输入数据

5.3.2固定面源输入数据

5.3.3移动线源的数据输入

5.3.4移动面源的数据输入

5.4其他输入数据设定

5.5模拟结果

5.4.1固定工业点源的模拟结果

5.5.2固定工业面源的模拟结果

5.5.3服务业及居民生活污染源的模拟结果

5.5.4移动源的模拟结果

5.5.5叠加模拟结果

5.5.6数据验证

5.6环境空气质量综合评价

5.6.1评价方法

5.6.2评价结果

5.7 小结

参考文献

第六章SO2、NOx、 PM10人群健康暴露—响应关系的建立

6.1大气污染健康危险度评价的方法

6.2Meta分析方法简介

6.3大气污染物暴露—响应关系的建立

6.3.1PM10暴露—响应关系的建立

6.3.2SO2暴露—响应关系的建立

6.3.3NO2暴露—响应关系的建立

6.4 小结

参考文献

第七章大气污染健康损害成本评估

7.1人口分布调查

7.2各污染物基础健康终点发生数量计算

7.3各健康发生终点数量计算

7.3.1 健康终点发生数量的计算方法及修正

7.3.2 SO2健康终点发生数量

7.3.3 NOx健康终点发生数量

7.3.4PM10健康终点发生数量

7.4大气污染对居民人年损失的影响

7.4.1预期寿命损失计算

7.4.2人年损失计算

7.5大气污染物健康损害成本

7.5.1死亡终点的健康损害成本

7.5.2住院终点的健康损害成本

7.5.3慢性支气管炎终点的健康损害成本

7.5.4肺炎终点的健康成本

7.5.5呼吸系统疾病终点的健康损害成本

7.5.6环境总成本估算

7.6大气污染人群暴露风险等级评价

7.6.1标准的选择

7.6.2综合风险等级的确定

7.6.2综合风险等级的划分

7.7 小结

参考文献

第八章不同能源方案下大气污染排放量的预测

8.1 LEAP 2006模型简介

8.2模型的基本参数确定

8.2.1经济增长速度

8.2.2人口增长速度

8.3能源方案的确定

8.3.1工业能源方案的确定

8.3.2机动车能源方案的确定

8.3.3服务家庭能源方案的确定

8.4各能源方案下污染物排放量的预测

8.4.1工业能源方案

8.4.2机动车能源方案

8.4.3服务能源方案

8.4.4杭州未来不同能源方案下污染物的排放量

参考文献

第九章大气污染物浓度及健康损害成本预测

9.1浓度分布预测

9.1.12015年大气污染物浓度分布预测

9.1.12025年大气污染物浓度分布预测

9.2人口分布预测

9.3 2015年杭州市大气污染健康损害成本预测

9.3.1 SO2健康损害成本预测

9.3.2 NOx健康损害成本预测

9.3.3 PM10健康损害成本预测

9.3.4 2015年大气污染环境总成本

9.4 2025年杭州市大气污染健康损害成本预测

9.4.1 SO2健康损害成本预测

9.4.2 NOx健康损害成本预测

9.4.3 PM10健康损害成本预测

9.4.4 2025年大气污染环境总成本

9.5大气污染风险度评价

9.6 小结

第十章结论和建议

10.1结论

10.2建议

10.3本文的创新点

博士学位期间的论文与成果

致谢