空气污染问题一直以来都受到世界各地的关注，各地 政府出台了相应的治理政策。环境政策法规实施后，公众健康是否得到改善、经济收益如何等问题成为社会各个层面所关注的问题。为解决这一科学问题，各国开始了环境政策的健康效益研究。环境政策的健康效益研究始于1991年，2002年开始增多，其中欧美地区研究^{[1, 2, 3]}较多，国内相关研究较少。Tang等^[4]应用伤残调整寿命年(DALYs)估计了2001—2010年太原空气质量改善带来的健康效益，其研究使用上海地区回归系数估计了太原市全部人群健康风险变化情况。由于不同地区污染情况不同，儿童敏感性较高^[5]，不同于成人，使用同一回归系数评估环境政策的健康效益误差增大。

山西省太原市是集煤炭、钢铁、发电、化工和冶炼等的大型重工业企业于一体的工业化城市，企业的废气排放造成了该城市长期以来严重的空气污染。自2003年起，太原市出台了一系列政策法规治理和控制空气污染。例如《太原市二氧化硫排污交易管理办法》(2003-1-20)、《整治违法排污企业环保专项行动》(2005年至今)、《山西省主要工业污染物监理细则》(2007年)和《太原市燃煤污染防治规定》(2008-4-25)等，十几年来空气质量明显好转，为本次研究提供了良好契机。本研究通过计算太原市当地某医院儿科门诊量与空气污染物质量浓度相关的回归系数，评估空气污染物对儿童健康风险的影响，为今后环境政策的健康效益研究提供了准确的基础数据。由于SO₂代表了当地燃煤污染情况，PM₁₀可反映多种污染情况，且数据质量较好，故本次研究只分析SO₂和PM₁₀对儿童健康风险的影响。

儿科门诊量数据来自于太原市中心某综合性医院，空气污染物数据(SO₂、PM₁₀)来自于 太原市环境监测站涧河站。气象数据(日平均温度、相对湿度)来源于山西省气象局。研究时间为2001—2010年 。2003年1月—6月，太原SARS暴发流行，儿科门诊量急增，为消除相应的混杂效应，在建立质量浓度—反应关系时不使用期间的数据。

采用泊松回归的应用广义相加模型(GAM)^[6]建立浓度—反应关系，模型的通用形式为log(ut)=β×s(PM₁₀t,df)+混杂因素，其中β为回归系数，s(PM₁₀t,df)为每日污染物的自然样条函数，固定的结点为污染物总体分布的第25和第75百分位数。为控制门诊量的长期趋势和季节变异，模型中包括时间和季节的平滑函数；为控制天气因素的影响，计算当天至前6 d气温集团平均值和当天至前3 d湿度集团平均值，获得温度和湿度的平滑函数(温度：6 df，湿度：3 df)并引入模型。建立浓度—反应关系的具体模型如下：

E(y_t)—y_t的期望值；

s(time,7/year)— 日期的样条函数，每年7个自由度；

∑s(t,6)— 温度集团平均值的样条函数，自由度为6；

∑s(h,3)— 湿度集团平均值的样条函数，自由度为3；

as.factor(DOW_t)—一周中t d的分类变量；

ns(x,knots=c(P₂₅,P₇₅))— 污染物的自然立方样条函数。

鉴于质量浓度—反应关系函数(CRF)多为非线性，应用多重结构断裂点检测算法^[7]确定拐点，选择斜率最大和置信区间最窄的线段，应用约束性分段线性函数^[8]估计相应的危险度。本研究的滞后效应包括当天(lag 0)至滞后7 d(lag 7)，累积效应包括当天和前1 d的累积效应(avg 01)至当天和前7 d的累积效应(avg 07)，同时拟合单污染物和多污染物模型。根据以下原则选择危险度：①当单污染物模型相关危险度大于多污染物模型时，选取多污染物模型分析结果；②反之，选取单污染物模型分析结果。

根据环境政策发布时间及污染物质量浓度变化情况，研究SO₂健康风险变化情况时，将研究时间分为2001—2002年、2003年和2004—2010年三个时间段分别分析；研究PM₁₀健康风险变化情况时，分为2001—2002年、2003—2004年、2005—2006年和2007—2010年四个时间段进行分析。

分别估计各个时段超过相关环境质量标准带来的超额风险(以儿童门诊量平均每日增加的百分数表示)，以超额健康风险的变化情况反映空气质量(SO₂和PM₁₀)改善所产生的健康效益。根据我国《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)^[10]和世界卫生组织WHO发布的《空气质量准则》(2005年全球更新版)，计算各时段日平均超额风险。

C_标—参考的标准限值，μg/m³；

β— 危险度，污染物质量浓度每增加10 μg/m³的门诊量增加百分数；

10—10 μg/m³；

T_总—该时段总天数。

2001—2010年，SO₂和PM₁₀质量浓度均呈下降趋势，SO₂质量浓度于2003年之后明显降低，PM₁₀呈波动式降低，2008年有明显降低。2010年与2001年相比，SO₂质量浓度年几何均数、算数均数和中位数分别下降了82.1%、67.3%和90.6%；PM₁₀质量浓度年几何均数、算数均数和中位数分别下降了57.3%、54.8%和57.4%(表 1)。

全年分析，2001—2002年期间，33.6%的时间SO₂质量浓度在200 μg/m³以上，质量浓度最高可达1 000 μg/m³以上；2003年下降到14.0%，质量浓度最高值在600 μg/m³左右；2004—2010年期间，只有6.4%的时间SO₂质量浓度在200 μg/m³以上，最高值在400 μg/m³左右。

采暖期分析，SO₂污染相对严重，2001—2002年间，50.7%的时间SO₂质量浓度在300 μg/m³以上，质量浓度最高可达1 000 μg/m³以上；2003年，下降到9.3%，质量浓度最高值在650 μg/m³左右；2004—2010年期间，仅有4.3%的时间质量浓度最高值在700 μg/m³左右。

全年分析，2001—2002年期间，47.1%的时间PM₁₀质量浓度在200 μg/m³以上；2003—2004年和2005—2006年分别为31.9%和35.0%；2007—2010年期间，下降到10.7%。

采暖期分析，2001—2002年期间，31.1%的时间PM₁₀质量浓度在300 μg/m³以上，质量浓度最高可达700 μg/m³以上；2003—2004年和2005—2006年分别为24.4%和12.6%，质量浓度最高值在650 μg/m³左右；2007—2010年期间，为3.8%，质量浓度最高值在500 μg/m³左右。

本次研究结果表明，多个效应期空气污染物与门诊量呈正相关。空气污染物与儿科门诊量质量浓度—反应关系曲线可归纳为三种，分别为C型、S型和J型^[9]。

SO₂与儿科门诊量相关分析结果均呈现统计学意义(表 2)，其中，最强效应期为Avg 05，质量浓度—反应关系曲线形状为J形，质量浓度为46～998 μg/m³，SO₂质量浓度每升高10 μg/m³，儿科门诊量增加1.21%。

采暖期，SO₂与儿科门诊量相关分析结果均呈 现统计学意义(表 3)，其中，最强效应期为Avg 06，质量浓度—反 应关系曲线形状为J形，质量浓度为151.14～960 μg/m³，SO₂质量浓度每升高10 μg/m³，儿科门诊量增加1.24%。

2001—2010年，PM₁₀与儿科门诊量相关分析结果在多个效应期呈现统计学意义(表 4)，其中最强效应期 为Avg 06，浓度—反应关系曲线形状为S形，质量浓度为104～2 384 μg/m³，PM₁₀ 质量浓度每升高10 μg/m³，儿科门诊量增加0.89%。最大斜率段对应的质量浓度范围大且效应较强的效应期为Avg 04，质量浓度—反应关系曲线形状为J形，质量浓度为4.8～469 μg/m³ ，PM₁₀质量浓度每升高10 μg/m³，儿科门诊量增加0.43%，做健康风险评估时选择此效应期。

2001—2010年采暖期，PM₁₀与儿科门诊量相关分析结果在多个效应期呈现统计学意义(表 5)，其中最强效应期为Avg 06，质量浓度—反应关系曲线形状为C形，质量浓度为24～220 μg/m³，PM₁₀质量浓度每升高10 μg/m³，儿科门诊量增加1.47%。

分别按我国《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)^[10]的一级和二级标准限值及世界卫生组织WHO《空气质量准则》(2005年全球更新版)^[11]的阶段目标值(IT)和标准指导值(AQG)评估不同时期的儿童门诊的超额风险。

SO₂质量浓度相关的儿童健康风险于2003年明显降低，此后缓慢下降(表 6)。如2001—2002年 、2003年和2004—2010年的超一级标准风险日均值分别为18.6%、6.4%和4.2%。随着空气质量改善，健康风险较大的天数所占比例逐渐下降。

PM₁₀质量浓度相关的儿童健康风险于2007—2010年明显降低(表 7)。如2001—2002年、2003—2004年、2005—2006年和2007—2010年的超一级标准风险日均值分别为7.0%、5.4%、5.9%和2.8%。随着空气质量改善，健康风险较大的天数所占比例逐渐下降。

太原市是工业化城市，空气污染是严重的环境问题，也是其主要的公共卫生问题。与国内其他城市比较，太原市SO₂和PM₁₀质量浓度较高，呈现煤烟型空气污染特征。2003年后太原市出台了一系列政策法规，加大了空气污染控制力度，空气质量明显好转。2003年1月《太原市二氧化硫排污交易管理办法》颁布后，SO₂质量浓度明显下降。2008年北京奥运会前后，山西省乃至全国颁布了一系列环境政策法规控制空气质量，颗粒物质量浓度此段时间降低十分明显。

本次研究同时拟合单污染物和多污染物模型。单污染物与多污染物模型比较，当单污染物模型相关危险度大于多污染物模型相关危险度时，表明该效应期其他污染物具有影响，控制了其它污染物的影响之后，危险度降低，此时选取多污染物模型分析结果；反之，表明该效应期其他污染物为负相关，控制了其它污染物的影响之后，危险度升高。由于负相关基于生物学理论不成立，出现此现象表明其它污染物在此效应期无作用，故选取单污染物模型分析结果。

2001—2010年间，两种空气污染物质量浓度均呈下降趋势，同时观察到儿童健康风险逐渐降低。2003年SO₂相关的儿童健康风险下降最明显，按AQG全年分析，2003年比2001—2002年降低了57.9%，2004—2010年比2003年降低了33.0%。PM₁₀ 相关的儿童健康风险于2007年后明显降低。按国家一级标准(同AQG)全年分析，2003—2004年 比2001—2002年降低了21.9%，2007—2010年比2005—2006年降低了52.3%。采暖期分析结果也证实空气质量改善后SO₂和PM₁₀相关儿童健康风险降低。

本次研究应用当地污染物质量浓度与儿科门诊量的相关危险度探讨了空气质量改善引起的健康风险变化。随着空气质量改善，儿童健康风险呈降低趋势。过去的研究中^{[4, 12, 13]}，有的研究不同地区、不同年龄人群均用同一回归系数估计健康风险变化情况，由于不同地区污染情况不同，不同年龄人群易感性亦不同，使用同一回归系数评估环境政策的健康效益误差增大。

本次研究只通过空气污染物质量浓度与儿科门诊量的CRF形状及危险度评估空气质量改善前后健康风险的变化情况，由于环境质量改善的健康效益评估涉及多种环境、多种污染物和多种健康结局，未来还需大量的研究深入进行分析。