空氣污染 減人壽命

不久前，一篇發表在《美國科學院院刊》上的論文指出，以淮河為界，燒煤供暖的中國北方地區空氣污染水平高于南方，或讓北方5億居民平均每人失去5.5年壽命。該項研究由全球知名大學的4位經濟學家共同完成。

令人意外的是，這篇論文一經發表，即在國內外引起廣泛關注乃至爭議。

這是一篇什么樣的論文？研究為何歷時5年才最終完成？幾位經濟學家為何將目光投向了環保與健康領域？兩個領域的跨學科研究碰撞出了怎樣的火花？該項研究為人們評估環保問題帶來了怎樣獨特的視角？我們對研究結論該持怎樣客觀的認識和評價？

帶著這些疑問，記者專訪了作為論文第一作者之一的北大光華管理學院教授陳玉宇。

與環保結緣

《百科知識》：作為經濟學家，您是如何想到跨界從事與環保及健康有關的學術研究呢？

答：這和我的研究方向有一定關系，不存在跨界問題。

在經濟學中有兩個分支：一個是環境經濟學，另一個是健康經濟學。這兩個分支學科所關注和研究的是與環境或健康有關的資源配置問題。譬如，就環境而言，環境經濟學所關注的是，污染造成的經濟損失有多大，折合成國內生產總值（GDP）是多少，怎樣以最低成本、最有效的辦法治理好環境，等等。

簡而言之，經濟學所研究的就是成本收益問題。雖然造成環境問題的原因很復雜，但與我們缺乏必要的環境成本知識是有關系的。我們所進行的研究可以為政府部門制定環保政策提供有益的參考。

《百科知識》：研究環境問題，經濟學家有哪些優勢？

答：人們對空氣污染會給身體健康帶來不良影響已達成共識，但如何通過科學方法來驗證這一因果關系并不容易。經濟學家在回答上

述問題上有學科優勢。因為污染的嚴重程度及其對健康的確切影響很難通過實驗獲得。但經濟學家恰恰擅長在沒有實驗的條件進行研究。既然我們不能在實際生活中做實驗，那么，能不能發現大自然這個天然實驗室做了一個類似的實驗。我們也叫準實驗或自然實驗。

我們就是利用類似辦法做了一次自然實驗。

《百科知識》：這次自然實驗是怎么做的？大概情況是怎樣的？

答：關于空氣污染與健康方面的關系問題在全世界范圍內都研究得不多，原因在于空氣污染對健康有多大危害這個問題很難回答。

按照常規思路，我們能想到的最可靠的辦法就是隨機實驗。也就是隨機選取一定數量的實驗對象，比如1000人放在好的空氣里，另外1000人放在不好的空氣中，在較長時間內，比如至少10年，觀察對比兩組實驗對象的疾病發生率、死亡率狀況。再根據死亡率算出他們的預期壽命發生了怎樣的變化。

這種做法在現實生活中顯然是不可能的。既然沒有辦法做實驗，就要想辦法突破局限。

在20世紀50年代計劃經濟體制下，我國大致以淮河為分界線，在北方地區普遍建立了集中供暖系統，而在淮河以南沒有。這樣一來，到了冬天，北方的大氣污染相對比南方嚴重。如果畫一張圖的話，很容易發現空氣污染水平在淮河一帶有一個明顯的跳躍。這樣就如同形成了天然的實驗室：以淮河為分界，淮河北邊是壞空氣的環境，淮河南邊是好空氣的環境。淮河兩邊的人就像分別處在兩個實驗室里，北邊是在20年壞空氣環境，南邊是在20年好空氣環境。最終看這兩邊的人群會否出現健康差異。這是我們最基本的想法。

隨后的研究中，我們發現淮河北方的污染水平比淮河南邊高了大約200微克/立方米，也即50%。在污染水平跳躍的同時，淮河南北兩地人群的肺病、呼吸系統疾病的發病率也有一個明顯跳躍，北方人比南方人的心肺疾病死亡率多了15%。而我國南北方居民的平均壽命不相上下，但緊靠淮河的南北地區之間卻存在巨大差異。我們認為，這增加的15%死亡率就是空氣污染帶來的。如果折算成預期壽命的話，大致相當于5年。所以媒體報道說，北方人比南方人少活5.5年。

這就是故事的真實情況。

五年探索

《百科知識》：這項研究從什么時候開始的？

答：我是從2007～2008年開始做這項研究。其實，早在5年前，我們已經畫出了這個分界線圖。2009年，在國際頂級經濟學雜志發表了相關論文，只是知道這項研究成果的人不多。

當發現空氣污染水平在淮河南北有了一個跳躍后，我們希望通過進一步研究準確估算空氣污染對健康的影響——這是一個更重大的問題。隨后，我們用一個沒有現在這么理想的數據進行了一項針對嬰幼兒健康狀況與空氣污染水平的研究。我們認為，污染與健康問題值得繼續進行深入研究。于是才有了后續的高質量研究。

由于研究需要大量高質量的數據，且數據收集難度頗大，此項研究耗時近5年時間。

《百科知識》：研究數據是怎么搜集到的？

答：最初，我們并沒有這20年的空氣污染

數據。因為當時國內對有關數據的采集和研究并不重視，數據質量很差，各個城市的探測點不夠多，準確度也不行。我們想辦法從世界銀行拿到一部分數據。因為世界銀行比國內研究人員更早關注中國的空氣污染問題，然后從環保統計年鑒上把200多個城市這20年的空氣污染數據搜集齊全。這還不是最難的。

接下來是搜集可以更好地表達人們健康的數據。以前所做的嬰幼兒研究數據很局限。國內當時最好的健康數據是死亡監測數據。我們團隊中的以色列研究者在另一項國際研究中獲準使用這些數據——從1980年到2000年的死亡監測數據。然后他被邀請加入到我們的研究團隊中，以便我們可以使用這些數據。

有人質疑我們為什么不使用2000年以后的數據，那是因為我們拿不到這樣的數據。

《百科知識》：在這項研究之前，國內外所做的有關研究都是從哪些方面做的？和您的研究結果一致嗎？

答：全世界有一些類似研究。比如說，美國用不同縣的污染水平與壽命水平相比較。他們利用多元回歸法，控制了污染水平、教育水平、營養狀況等，然后發現污染對預期壽命有影響。但這個研究結論很難說是高估還是低估了。因為方法上存在缺陷，設計人員不太可能控制住所有影響因子。

美國一位研究者做過不錯的研究，和我們的方法類似，利用1971年通過《清潔空氣法案》這個契機。該法案要求美國地方政府（主要以縣為單位）不管以前的空氣污染物排放量有多少，必須在一定時間內把空氣質量改進到某一數量級別。

這項研究就是利用美國的空氣質量在20世紀70年代初出現的大的跳躍來進行的。去掉了很多不容易剔除的影響因素，單獨看空氣污染水平對健康的影響。利用這個實驗，美國學者證實空氣污染對嬰兒死亡率影響較大。

在全球范圍內，比較全面地評估空氣質量對于死亡率或預期壽命影響的論文不是很多。比較可靠的大約有10篇。

我們的研究是利用了總懸浮顆粒物（TSP）。每100微克總懸浮顆粒物（TSP）可以換算為30微克細顆粒物（PM2.5），也就是說，每立方米空氣中PM2.5多30微克，人的預期壽命會減少3年。前提是長期暴露在這種污染環境中，比如10年。

其他研究是每立方米空氣中PM2.5增加30微克，會帶來1.5～5年以上的預期壽命減少，而我們的估計是3年。

姑且不論我們的研究方法如何，模型可靠與否，至少在結論上與以前的研究成果相比是可能的，并不是一個令人驚訝的數字。

《百科知識》：這項研究最大的成果是什么？

答：總的來看，我們的研究有幾大貢獻：

一是發現這兩個“跳躍”意義非常重大。

一直以來，科學地評估空氣污染對人類健康的影響非常困難，如何排除污染程度不同的地區間人群遷徙和收入水平、受教育程度、初始健康水平等因素對研究結果的影響，是研究者一直面對的難題。過去人們解決類似問題沒法做實驗，只好采用統計學的多元回歸法，看不同城市的空氣污染水平與預期壽命等方面的關系。但這種方法有一些問題，如果某個城市的人比另一個城市的人教育水平高，健康知識豐富，那你就無法解釋，這個城市的人之所以

壽命相對較長，是因為空氣污染水平低，還是因為健康知識豐富所引起的。研究人員必須要找所比較的不同城市之間健康知識水平差不多的人群進行比對。用專業術語講，就是控制了健康知識水平這個因素后，再去分析空氣污染與健康之間的關系。但是，除了健康知識這個因素，還有飲食習慣、運動情況等諸多影響因素，而這些因素往往很難被同時控制。

當然，這種實驗也能夠提供一些指引性的知識，雖然這些結論的可靠性值得商榷。

我們的實驗則剔除了那些影響健康的正反面因素，只看空氣污染這個單一因子的影響。這種方法就類似做了一個自然實驗，能夠確定空氣污染因素對健康的因果性影響。

至于空氣污染致人減壽的影響是通過什么機制實現的，怎樣實現的，雖然論文中也提到主要增加了與肺和心臟有關的疾病的發生率。但更具體原因分析，不是我們要回答的。

綜上所述，我們的第一個貢獻就是非常直接、簡單地做了一個虛擬實驗，利用南北方空氣污染水平的跳躍，通過一些方法把健康習慣、營養狀況等其他影響健康的因素去掉，看還有哪些影響因素在淮河出現了跳躍性變化。

我們最終得出的結論是，每立方米空氣中的總懸浮顆粒物（TSP）增加100微克，人類的預期壽命會減少3年。因為北方比南方的總懸浮顆粒物濃度多了差不多200微克，所以推算出北方人的預期壽命比南方人少了5.5年。

《百科知識》：這個結論有外推價值嗎？

答：這個結論具有廣泛的適用性。

你拿這個結論到其他國家去，比如某個國家近10年每立方米TSP增加了100微克，同樣可以得出當地人的預期壽命比10年前減少了3年。淮河只是一個實驗設計。我們是想通過實驗告訴人們，如果每立方米TSP降低100微克，可以避免3年的預期壽命損失。并且你還可以據此進行其他計算。假如一年的壽命值1萬元，如果受影響的人群是1億人，3年預期壽命就意味著3萬億元。如果實施減少空氣污染的政策需要投入1萬億元，以便將空氣中每立方米的TSP濃度減少100微克，由此帶來的收益是2萬億元。

《百科知識》：其他貢獻還有什么？

答：除了建立空氣污染與健康的因果關系這一貢獻外；這項研究的又一個貢獻就是，我們是在相對高污染水平上估算出的結果。

在此之前所進行的一些研究相對都是基于低污染水平。舉例說，美國人的研究是估計PM2.5分別為5微克/立方米與20微克/立方米之間影響的差異；可我們如果要問，PM2.5在150微克/立方米和200微克/立方米的空氣質量差異對健康的影響差別如何？你就不能把以前的結論簡單地線性外推、套用原有結論。人類缺乏高污染水平對健康危害的知識，特別是針對空氣污染比較嚴重的發展中國家，而我們提供了這個知識。這就是研究的第二個貢獻。

第三，這項研究觀察的是長期（10年）暴露于惡劣空氣環境中所受的影響。

過去所做的大多數研究——包括美國的一些研究——是基于短期暴露的研究。譬如說，某一天PM2.5數值很高時，危重病人是不是增加了。這種研究雖然也有一定意義，但其干擾因素更多，而且這種研究主要針對危重病人，不能推廣到一般人群中。而我們研究了長期暴露于惡劣空氣環境中的人群。據我了解，國外研究的時間段最長也就是10年。從某種意義上說，不是因為有他們的研究結果，我們的研究結果才變得可靠；而是因為有了我們的長期研究結果，才讓他們的

短期研究變得可靠。當然，也可以說，我們的研究結果是互相支持。

第四，我們研究所使用的數據質量和水平是最好的。

與已經發表的其他10篇有關研究論文相比，我們所用的數據足夠大，足夠系統，時間足夠長。這也是為什么我們的論文能夠發表在全球頂級學術期刊上的原因。

為什么是淮河

《百科知識》：為什么是淮河？這個界限是怎樣得出來的？只是在秦嶺-淮河一線才存在這種數值的突然跳躍嗎？

答：其實關于跳躍真的可以研究很多問題。空氣污染程度與緯度之間平滑的變動關系在淮河被打破，出現一個明顯跳躍。淮河北岸空氣中的總懸浮顆粒物比相鄰的南岸跳躍性地高出200微克/立方米。給我們審稿的一位院士說，他都不知道淮河南北有這么大跳躍。他奇怪，怎么這么多年都沒人研究這個問題。

研究第一階段發現這個跳躍帶確實具有偶然性，然后會去找原因，最終發現可能是燃煤等因素所致。

當然，即使這個跳躍本身，也有很多值得研究的。比如為什么跳躍帶會在此出現。事實上，我們在衛星云圖上看到，空氣污染確實在淮河地區有一個很大的跳躍地帶。

《百科知識》：為何大家對報告所提出的結論會有那么強烈的反應？

答：研究中不可避免涉及許多技術性處理，也是專業人士相互之間爭議比較大的部分。需要說明的是，我們并不是假設南北方的人在各方面都一樣，我們可以允許淮河南北的人在很多方面不一樣，比如飲食、生活習慣，以及其他與健康有關的因素等。也就是說，這個結論并不是建立在人們生活條件完全一致的基礎上。當然，這種不一致也應該體現為一個平滑、連續的變化曲線，在穿越淮河分界線時不會出現明顯的跳躍性變化。

比如有人質疑我們的研究只考慮了緯度問題，沒有考慮各監測點距離東部海岸遠近問題，因為畢竟東西部存在巨大差異，這些差異最終會對健康有影響。其實，我們也對有關方面做了檢查，最終發現這種差異對研究結果沒有大的影響。

有人認為，我們只用100多個城市的數據跑統計模型，這種方式不科學；但其實我們甚至比較了遠至沈陽乃至廈門的數據，而不是只用了論文中的27個緯度帶觀測點數據。我們發現，這種距離差異對最終結果不構成重大影響。

還有人提出，論文對疾病的分類不夠科學；其實，我們的歸類是根據中國疾控中心（CDC）的歸類結果，請醫學家將其中與呼吸系統有關的心肺疾病列出來。其中，與心肺疾病無關的不過以下幾種：不是肺癌的其他癌癥、自殺、其他事故導致的死亡等。

有人認為，空氣污染是冬季燃煤所致，中國的采暖季為冬季3個月，而總懸浮顆粒物（TSP）年均值的影響因素除了受冬季取暖以外，還受全年度的工業排放、氣象條件等其他因素影響。但因為我們用的是TSP的平均濃度觀察長期暴露于污染環境對健康的影響，所以，季節等因素也不會影響最終結果。

最終發表的論文雖然只有6頁，但后面有13個表，詳細考慮了各種可能會對研究結果產生影響的因素。

那些不為人知的結果

《百科知識》：論文附錄上的13個表分別檢查了哪些內容？

答：我們分別檢查了死亡率，把不同年齡、不同疾病種類、不同城市來源的死亡率一一進行統計；檢查了淮河南北的飲食結構、營養結構以及吸煙情況的差異；做了男女性別的差異比較等。

結果發現，空氣污染對女性的影響更大一些。空氣污染導致北方女性的預期壽命比南方女性差不多減少將近1年時間。原因在于淮河南北的男性在吸煙比例上基本一致，為70%，女性

的吸煙比例大概為4%～5%。南方男性因為吸煙將呼吸好空氣所帶來的預期壽命延長給抵消了。而南方女性多數既不吸煙，又呼吸較好的空氣，所以預期壽命更長。

接著，我們還檢查了不同年齡段的人受污染影響的情況。總的結論是空氣污染對不同年齡組的影響基本一致，老年人可能稍微高一點點。這意味著，不僅僅是老年人和嬰幼兒更易受空氣污染影響，青壯年同樣易受空氣污染影響，由此造成的經濟損失會更大。

研究尚未結束

《百科知識》：作為經濟學家，最后的研究無可避免還是要落回到經濟領域。如果淮河北岸人均預期壽命縮短5.5年，由此造成的損失會有多大？改變這種情況的成本有多高？

答：如果把它折合成收入來計算，不太好說，但有一點可以肯定，大家都愿意花很多錢來延長自己的壽命。

至于個體愿意花多少錢來延長自己1年的壽命，各國的經濟水平不同，所花費的金額也不同。美國的估計大約是10萬美元，也就是說，每個美國人愿意花10萬美元延長自己1年的壽命。根據我國人民的意愿，為了避免空氣污染帶來的壽命損失，如果集體決策的話，大家樂于把GDP當中的兩個點用于改進環境，使得每立方米空氣中的細顆粒物（PM2.5）濃度減少30微克，或者是總懸浮顆粒物（TSP）的濃度減少100微克/立方米。GDP的兩個點如果用去年的數值計算，大約是1萬億人民幣。我認為這仍舊是一個被嚴重低估的數值。

《百科知識》：未來是否還會把空氣污染與健康的研究進行下去？

答：我們現在正在做一份有關在未來10～15年將我國PM2.5濃度降低30%的報告。除了研究PM2.5對經濟所造成的損失外，更重要的是找到更節約、更有效的減排辦法，為政府部門制定相關政策做參考。譬如說，經研究發現，大量燒煤的企業所排放的污染占PM2.5的80%，而汽車尾氣的影響只有20%；那么，我們就不能只盯在機動車尾氣減排上，而要把更多精力投入到燃煤鍋爐的技術改造上。

環境問題對經濟的影響都是數以萬億計的，所以花多大的成本和時間進行有關研究都是劃算的。我們的研究就是讓大家了解空氣污染對健康危害的大小，是真真實實的健康損害以及量化損害數值，從而使全社會形成共識，就此做更多研究，找到更好、更有效的低成本做法改善空氣質量和環境質量。

針對空氣污染對健康的影響，我們仍有很多地方需要學習。大量證據顯示，與燃煤相關的細顆粒物，甚至在普通人群暴露水平下，仍會使全球各地的人們增加心肺疾病的死亡率和減少人均預期壽命。也有令人鼓舞的證據顯示，改善空氣質量有助于改善人類健康。

我們經濟發展了這么多年，現在應該也到了有能力也有意愿更好地面對環境問題的時候了。