遥感反演大气污染物的环境健康影响研究取得进展

近日，中国科学院空天信息研究院遥感卫星应用国家工程实验室石玉胜研究组关于遥感反演大气污染物的环境健康影响研究取得进展。相关研究成果“Underlying causes of PM2.5-induced premature mortality and potential health benefits of air pollution control in South and Southeast Asia from 1999 to 2014”（《1999-2014年南亚东南亚PM2.5导致人口过早死亡的潜在原因及空气污染控制的潜在健康效益》）于近日发表在环境科学与生态学期刊Environment International（《环境国际》）上。

石玉胜研究组与日本国立环境研究所、名古屋大学等机构共同开展研究，利用遥感反演的地表0.01度分辨率PM2.5浓度数据和流行病学模型，揭示了南亚、东南亚各国1999-2014年PM2.5污染导致人口过早死亡的时空分布特征、规律、驱动因子，模拟了按照世界卫生组织标准对PM2.5浓度进行控制情景下南亚、东南亚地区各国人口过早死亡减少的潜力，为区域大气污染防治和环境健康评价提供了重要参考依据。

根据世界卫生组织估计，PM2.5污染导致全球每年300多万人过早死亡。近年来，南亚、东南亚各国由于快速的工业化和城市化过程，化石燃料燃烧等人类活动以及森林火灾等排放出大量的气溶胶(颗粒物)污染物，导致区域地表PM2.5浓度过高。1999-2014年PM2.5浓度呈逐年增加趋势，年均PM2.5浓度达到36.9 微克/立方米，主要分布于印度北部和孟加拉国等地区。各个国家年均PM2.5浓度依次为：孟加拉国(48.4微克/立方米)，巴基斯坦(44.8微克/立方米)，印度(41.9微克/立方米)，尼泊尔(33.0微克/立方米)，泰国(31.7微克/立方米)，老挝(28.6微克/立方米)，缅甸(22.2微克/立方米)，越南(21.6微克/立方米)，不丹(17.5微克/立方米)，柬埔寨(17.0微克/立方米)和斯里兰卡(12.6微克/立方米)。

结果显示，1999-2014年PM2.5浓度过高导致人口过早死亡人数呈逐年增加趋势，年均达到126万人，其中印度占84万。1999-2014年人口死亡年际变化的空间分布显示显著增加区域集中于印度北部和孟加拉国地区。敏感性分析显示PM2.5浓度变化的作用远大于人口密度和基础死亡率的贡献，是影响过去16年人口死亡年际变化的最主要因素。

根据世界卫生组织空气质量标准对PM2.5浓度控制进行情景模拟，结果显示，将区域超标PM2.5浓度控制在空气质量准则值(AQG,10微克/立方米)、过渡时期目标-3(IT-3,15微克/立方米)、过渡时期目标-2(IT-2,25微克/立方米)、过渡时期目标-1 (IT-1,35微克/立方米)范围内，可将人口过早死亡分别减少69.3%、49.1%、25.4%和12.8%。研究结果为“一带一路”沿线国家区域大气污染控制的环境健康效应提供了基础数据支持。

该研究工作得到中科院、国家自然科学基金和日本国立环境研究所等的支持。截至目前，共在环境科学与生态学期刊Environment International（《环境国际》）、Science of the Total Environment（《总体环境科学》）发表相关论文3篇，石玉胜为3篇论文的第一作者兼通讯作者。

论文信息： 

1.Shi, Y.*, Zhao, A., Matsunaga, T., Yamaguchi, Y., Zang, S., Li, Z., Yu, T., Gu, X. 2018. Underlying causes of PM2.5-induced premature mortality and potential health benefits of air pollution control in South and Southeast Asia from 1999 to 2014. Environment International, 121, 814-823. 

2.Shi, Y.*, Matsunaga, T., Yamaguchi, Y., Zhao, A., Li, Z., Gu, X. 2018. Long-term trends and spatial patterns of PM2.5-induced premature mortality in South and Southeast Asia from 1999 to 2014. Science of the Total Environment, 631-632, 1504-1514. 

3.Shi, Y.*, Matsunaga, T., Yamaguchi, Y., Li, Z., Gu, X., Chen, X. 2018. Long-term trends and spatial patterns of satellite-retrieved PM2.5 concentrations in South and Southeast Asia from 1999 to 2014. Science of the Total Environment, 615, 177-186. 

 

图1. 1999-2014年南亚东南亚地区PM2.5导致人口过早死亡空间分布（左）和年际变化趋势（右）

 

图2. 1999-2014年南亚东南亚世卫组织空气质量准则（a: AQG, b: IT-3, c: IT-2, d: IT-1）情景下PM2.5导致人口死亡空间分布