最新研究!北師大教師在《自然-通訊》期刊發文揭示PM2.5汙染重大發現!

3月19日,《自然-通訊》(Nature Communications)雜誌在線發表了北京師範大學

地理科學學部何春陽教授團隊的最新研究成果,定量評估和揭示了中國空氣汙染防控政策成效,指出中國依然需要在未來實施更強有力的空氣質量控制政策。該論文題為"中國需要進一步改善空氣質量以減少PM2.5汙染導致的人口死亡(Stronger policy required to substantially reduce deaths from PM2.5 pollution in China)"。

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北京師範大學地理科學學部2015級博士生嶽桓陛為論文第一作者,學部何春陽教授為論文通訊作者。學部黃慶旭副教授、2018級研究生尹丹和澳大利亞迪肯大學Brett A. Bryan教授為論文的合作者。本研究主要由國家重點研發計劃項目"城鎮化對區域及全球尺度氣候變化的影響研究"(編號:2019YFA0607203)和國家自然科學基金委創新群體項目"地表過程模型與模擬"(編號:41621061)等項目資助。

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PM2.5汙染是指直徑小於2.5μm的細顆粒物散佈在空氣中,進而影響人類福祉與健康的現象。聯合國可持續發展目標3.9明確指出,到2030年,需要實質性地減少危險化學品以及空氣、水和土壤汙染導致的死亡和患病人數。根據全球疾病負擔項目最新的測算結果,中國每年有近一百萬人死於PM2.5汙染。為了控制空氣汙染及其負面影響,國務院於2013年施行了"大氣汙染防治行動計劃(大氣十條)",計劃到2017年將城市中的PM2.5濃度降低10-25%。該計劃的整體投入約1.7萬億人民幣(約合2700億美元),覆蓋了中國三百多個地級行政區,橫跨能源、工業、交通、法律和法規等多個部門,是一項前所未有的空氣汙染防治行動。

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2018年,中國生態環境部宣佈該計劃設定的PM2.5濃度控制目標順利達成。然而,"大氣十條"相關的PM2.5汙染防控所帶來的健康效益依然缺乏定論。評價"大氣十條"健康效益的難點在於,PM2.5汙染致死人數受PM2.5濃度、人口數量、年齡結構和疾病死亡率等多個因素的共同影響。目前已有研究往往使用PM2.5汙染致死人數在2013-2017年的變化量來近似表示"大氣十條"所帶來的健康效益,也有研究通過假設其它因素不變來量化PM2.5濃度變化的影響。但是,這些研究都很難區分各個因素的相對貢獻,部分結果甚至相互矛盾。施行"大氣十條"究竟產生了多少健康效益依然缺乏定論。

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為此,該研究結合長期的PM2.5監測數據和最新的流行病學模型,對比了實施"大氣十條"前後(2000-2013和2013-2017)中國PM2.5汙染致死人數的變化趨勢。同時使用解構的思路量化了PM2.5濃度、人口數量、年齡結構和疾病死亡率等因素對於PM2.5汙染致死人數變化趨勢的影響,全面揭示了"大氣十條"通過減緩PM2.5汙染所產生的健康效益。結果表明,中國的PM2.5汙染致死人數在2000-2017年總體呈現增加趨勢,從2000年的71.4萬人增加到了2017年的97.1萬人,增加了36.1%,年均增長率為1.8%。"大氣十條"實施以後中國的PM2.5汙染致死人數依然呈現增加趨勢,但是年均增長率在2013年以後有所下降。2000-2013年,中國的PM2.5汙染致死人數新增了22.1萬人,年均增長率為2.1%。而在2013-2017年,中國PM2.5汙染致死人數增加了3.6萬人,其年均增長率為1.0%,明顯低於實施"大氣十條"之前的水平。進一步的解構分析表明,由於實施"大氣十條"後PM2.5濃度降低,2017年的PM2.5汙染致死人數比2013年減少了6.4萬人

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在此基礎上,該研究進一步探索了2030年PM2.5汙染致死人數在兩種不同的PM2.5控制政策情景(趨勢情景和強力政策情景)下的變化趨勢。研究假設趨勢情景中,中國會延續現有的空氣質量控制力度,人口加權的PM2.5濃度會在2030年逐漸降低到35μg/m3(中國現行的空氣質量標準)。而在強力政策情境中,中國會採取更加嚴格的空氣汙染控制政策,人口加權的PM2.5濃度會在2030年大幅度降低至10μg/m3(世界衛生組織公佈的空氣質量標準)。與此同時,人口和年齡結構按照現有趨勢發展,而疾病死亡率由於醫療保健水平的提高而進一步降低。該研究的預測結果表明,趨勢情景中PM2.5汙染致死人數將在2030年達到95.3萬人,僅比2017年降低了2%。而在強力政策情景中,PM2.5汙染致死人數將在2030年達到55.0萬人,比2017年降低了40%以上。這意味著,如果延續當前政策趨勢,雖然PM2.5濃度依然會有所下降,但是由於老齡化等其它因素的影響,PM2.5汙染致死人數依然很難實現可持續發展目標3.9所提到的"實質性"降低的目標。中國依然需要在未來實施更強有力的空氣質量控制政策,才能夠一定程度上抵消老齡化等因素的影響,使得PM2.5汙染致死人數"實質性"地下降

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該研究的主要貢獻是通過解構分析全面認識了PM2.5濃度、人口數量、年齡結構和疾病死亡率等多個因素對PM2.5汙染致死人數變化的影響,進而準確地估算了施行"大氣十條"所帶來的健康效益。同時,該研究還綜合考慮了各個影響因素的變化,對未來PM2.5汙染致死人數進行了預測,為中國製定未來的環境政策,實現相關的聯合國可持續發展目標提供了重要參考。


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北京師範大學地理科學學部成立於2016年11月,學部以地理學為主體,包含測繪科學與技術和安全科學與工程等多個相關學科,近年來在國內外學科評估中取得了優異的成績,是中國地理學教學、科研和社會服務的重要基地

地理科學學部內設7個二級機構:地理學院、自然資源學院、減災與應急管理研究院、遙感科學與工程研究院、陸地表層系統科學與可持續發展研究院、地理數據與應用分析中心以及地表過程與資源生態國家重點實驗室。學部現設5個本科生專業:地理科學(師範)、自然地理與資源環境、人文地理與城鄉規劃、地理信息科學以及資源環境科學專業,共有在讀本科生460餘人。學部現有一級學科博士點1個、一級學科碩士點4個、二級學科碩士點9個,共有在讀研究生近900人,已經形成了完善的多學科、多層次的人才培養體系

學部直接參與地表過程與資源生態國家重點實驗室和遙感科學國家重點實驗室部分方向建設與管理,保障教育部和北京市7個省部級研究平臺高效運行,先後建設完成風沙過程、土壤過程以及氣候變化過程研究的大型模擬裝置,圍繞土壤侵蝕、生態水文過程、海冰資源利用等研究方向建立了系列野外長期觀測臺站,為進一步提升科研水平奠定了良好基礎。

未來,地理科學學部將秉承北京師範大學團結、務實、向上的優良傳統,不斷改革、創新、開放、交流,為培養一流人才、創建一流學科做出更大的貢獻。


注:文章部分素材來自北京師範大學新聞網、北京師範大學地理科學學部


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