基于脆弱性的高温热浪人群健康风险评估研究进展_李湉湉

基于脆弱性的高温热浪人群健康风险评估研究进展
李湉湉1，杜艳君1，莫杨1，杜宗豪1，黄蕾2，程艳丽3
1．中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所，北京100050；2.南京大学环境学院；3.中国气象科学研究院摘要：目的
全球气候变化是21世纪人类所面临的最严重的环境问题之一，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC ）
发布预测，由于全球气候变化的影响，21世纪世界范围内的高温热浪事件无论在频率、强度还是持续时间上都将会继续增加，由于高温热浪具有高致病性和高致死性，因此评估及预测未来高温热浪人群健康风险对制定及实施高温热浪预警、预案措施具有重要意义。

该文简要介绍了气候变化背景下高温热浪的健康危害，对高温热浪人群健康风险评估技术的研究方法与现状进行了总结和归纳，最后对此方面研究进行了展望。

关键词：高温；热浪；健康风险；脆弱性；预测中图分类号：R181.3
文献标志码：A
文章编号：1001-5914（2014）06-0547-04
Human health risk assessment of heat wave based on vulnerability:a review of recent studies
LI Tian-tian*,DU Yan-jun,MO Yang,DU Zong-hao,HUANG Lei,CHENG Yan-li
*Institute of Environmental Health and Related Product Safety,Chinese Center for Disease Control and Prevention ，
Beijing 100050，China
Abstract:Global climate change has been one of the most serious environmental problems in the 21st century,IPCC has projected that the frequency,the strength and the duration of heat waves will continue to increase due to the impact of global climate change,considering high mortality and high morbidity of heat wave,assessment and predicting of human health risk of heat wave have been more important to make and implement proper program and policy.The present article provided a brief overview of recent progress in assessing the human health risk of heat wave against the background of climate change,the adverse impacts of human health of heat wave were briefly introduced,the researches of assessing human health risk of heat wave were summarized,finally the insufficiency and the future perspective of current researches were indicated.Keywords:High temperature;Heat wave;Human health risk;Vulnerability;Risk prediction
基金项目：国家自然科学基金（21277135，40905069）；北京市自然科学基金（8132048）作者简介：李湉湉（1979-），女，副研究员，从事环境健康研究。

·综述·
全球气候变化是21世纪人类所面临的最严重的环境问题之一。

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC ）评估报告指出，在一系列排放情景下，预计到21世纪末，全球地表平均增温1.1~6.4℃。

气候变化已经并将继续给人类社会和自然系统带来诸多风险[1]。

以高温热浪为代表的极端天气事件的增加或许是气候变化带来的最严重的后果之一[2]。

IPCC 发布的数据
表明，由于全球气候变化的影响，
20世纪末期高温热浪事件显著增加，并且预测在21世纪，
世界范围内的高温热浪事件无论在频率、强度还是持续时间上都将会继续增加[1]。

目前许多研究表明高温热浪会导致短期内的患病率和死亡率显著增加，因此在未来高温热浪的频率、强度及持续时间不断增强的趋势下，预测高温热浪的健康风险显得尤为重要，然而目前的人群健康风险评估多以基于健康影响评估体系（health impact assessment,HIA ）的温度对人群健康影响的风险评估研究为主，该评估方法把人群作为一个整体来考虑，并未考虑人群和地区的脆弱性差异，而对于高
温热浪这种极端气候事件，脆弱性的差异所导致的最
终风险结果的差异将更为显著，因此在进行高温热浪这种极端气候事件的风险评估中必须要引入“脆弱性”这一概念，在空间尺度上辨识这些处于高风险的人群，进而采取具有针对性的适应性政策或措施。

笔者拟就基于脆弱性的高温热浪人群健康风险评估研究现状进行综述。

1背
景
由于高温热浪的频率、强度及持续时间的增强，它对人群造成的健康影响也正不断显现[3]。

李永红等[4]的文献综述显示洛杉矶1955年夏季持续7d 的高温
热浪使当地65岁以上老人的死亡人数增加5.3倍；
我国、非洲和美国的研究均表明，在大城市，每年因高温热浪致死人数增加数千例；2003年法国高温热浪期间的超额死亡数为11435人；在20世纪，澳大利亚和美国等一些国家热浪所致的死亡数多于任何自然灾害所造成的死亡。

研究表明，暴露在极端高温的环境下，将会使人体热应力下降，导致疾病甚至死亡[5]。

研究显示，高温热浪期间，人群与热相关疾病死亡[6]、心血管疾病死亡[7-9]、呼吸系统疾病死亡[10]、心脏病[11]以及全死
因死亡[8-12]都有显著的增加。

与此同时，医院急诊人数、住院人数[10]以及医疗急救电话求救数量[13]也随之显著增加。

由于高温热浪的高致病性和高致死性，对高温热浪的预防和应急措施显得尤为重要[7]。

美国的一些城市已经制定并开始实施高温热浪应急预案等适应性措施。

虽然预案的实施使人群死亡人数显著下降[14]，但是研究表明仍有很多人，特别是老年人并未较好地采取措施[15]。

提示亟需针对脆弱人群采取更有针对性的适应性措施，以期降低高温热浪人群健康风险。

在适应性政策实施的过程中，如何在空间尺度上辨识这些处于高风险的脆弱人群，是关系到适应性政策有效实施的关键性因素。

此外，时间尺度上风险的变化也更加值得重视。

许多温度相关健康风险预测研究显示，在未来不同排放情境下，高温造成的过早死亡人数将大幅度提高，Knowlton等[16]研究显示在纽约地区，到2050年夏季超额死亡人数与1990年相比将平均增加70％。

因此，适应性政策的制定不仅需要了解目前的高温热浪人群健康风险，更需要预估未来的风险，掌握风险可能的变化趋势，这样才能制定更为有效及合理的适应性政策。

2传统的高温热浪人群健康风险研究方法
IPCC及美国、欧洲等发达国家近年来十分重视气候变化健康风险方面的研究并将科学的评估预测结果应用在制定气候变化减缓及适应性政策的过程中[16-17]。

2005年，联合国开发计划署（UNDP）向全球发布的气候变化评估指南中将健康风险评估作为制定政策必不可少的关键性内容。

目前在气候变化背景下开展的人群健康风险评估，多以基于健康影响评估体系的温度对人群健康影响的风险评估研究为主。

即基于流行病学研究证据，对超额死亡人数、超额患病人数进行定量计算[18-19]。

这种基于HIA的评估方法体系，对于掌握温度对人群造成的总体风险情况具有很好的评估效果，但是却无法较好地解决高温热浪这种极端气候事件的风险评估问题。

这是因为，基于HIA的风险评估体系，把人群作为一个整体来考虑，即所有人群的脆弱性是相同的，并未考虑到人群之间的脆弱性差异（根据IPCC 的定义[20]，脆弱性是指人群承受或应对气候变化的能力）。

对于高温热浪这种极端气候事件，脆弱性的差异所导致的最终风险结果的差异将更为显著，因此在进行高温热浪这种极端气候事件的风险评估中必须要引入“脆弱性”这一概念。

3基于脆弱性的高温热浪人群健康风险研究现状
以美国国家海洋和大气管理局(NOAA)脆弱性评估教程[21]、美国国家环保局（EPA）生态风险评估导则[22]以及IPCC风险概念定义为基础的风险评估方法将风险表达为“风险=危害×脆弱性”，即在进行风险评估中考虑危害和脆弱性两方面因素。

这类评估方法目前主要应用在灾害性风险评估中[23-25]。

高温热浪作为灾害性事件的一种，也适用于这种基于脆弱性与危害的风险评估方法[26]。

3.1危害在评估高温热浪的人群健康风险时，所谓的危害就是指高温热浪，因此如何界定高温热浪是评估危害程度的关键。

世界气象组织（WMO）建议将日最高气温>32℃，且持续3d以上的天气过程称为高温热浪；荷兰皇家气象研究所将最高气温>25℃，且持续5d以上，其中至少有3d最高气温>30℃的天气过程称为高温热浪[27]。

美国、加拿大、以色列等国家气候部门综合考虑了温度和相对湿度影响的热指数（也称显温），并以热指数作为衡量标准来界定高温热浪[28]。

中国气象局规定日最高气温≥35℃为高温日，连续3d 以上的高温天气称为高温热浪。

由于中国幅员辽阔，气候差异很大，中国气象局同时还规定，各省市区可以根据本地天气气候特征规定界限温度值。

例如甘肃省气象局规定，河西地区日最高气温≥34℃，河东地区日最高气温≥32℃即定为1个高温日[29]。

由于研究方法和地域的不同，至今仍没有一个被广泛接受的标准定义，但是在定义热浪时需考虑临界温度值与持续时间这两个因素已经达到了广泛的共识。

对于临界温度值，可以选择绝对阈值或者相对阈值，或两者结合考虑；持续时间一般考虑选择2~5d以上。

3.2脆弱性人群的脆弱性评估需要确定与温度热效应相关的脆弱性因子，主要包括人口及社会经济学相关因子、人口患病水平相关因子、土地覆盖因子以及空调普及使用因子。

人口及社会经济学相关因子中，年龄、贫困水平、受教育程度、独居状态以及种族是目前研究中报道的与温度热效应相关的脆弱性因子。

许多研究报道了老年人在热浪中具有更高的死亡率[30-34]以及更高的住院率[35]。

一些研究显示，贫困和收入水平因子同样影响着热浪对人群健康的效应。

美国11个城市的温度与死亡的关系研究显示，社区贫困水平显著影响着温度对死亡的效应[8]。

一项关于芝加哥热浪的研究报道了年收入低于10000美元的人群在热浪期间的死亡风险更高[32]。

在韩国，低收入人群在热浪期间的死亡率要明显高于中高收入人群[36]。

高中及以下学历的人群与温度热效应相关的死亡风险要高于高中以上学历的人群[37-38]。

1995年芝加哥热浪研究发现，独居者的死亡风险更高[7]。

1999年芝加哥热浪研究也得出了同样的结论[29]。

美国疾病预防控制中心的研究显示，对于温度热效应对人体健康的影响，黑种人比白种人的风险更高[39]。

在美国底特律的一项研
究发现非白人种族在热浪期间具有更高的死亡风险[37，40]。

人群的健康状况也是与热浪相关疾病或死亡的敏感性因子，包括心血管疾病[7，32，35，37]、糖尿病[35，40]、肾脏疾病[35]、神经紊乱[35]、肺气肿[35]、癫痫[35]、脑血管疾病[33，41]、肺功能相关疾病[7]以及心理及精神方面疾病等[7，33，41-42]。

社区的植被覆盖水平可降低热浪期间的人群及患病风险。

一项1980年在圣路易斯热浪期间进行的病例-对照研究发现，植被覆盖水平比较高的居民社区人群中暑的风险显著降低[43]。

城市地区的绿地覆盖水平远远低于乡村地区，一些研究证明，城市地区人群与温度热效应相关的死亡风险要高于乡村地区[44]。

空调普及水平是对抗高温热浪期间死亡的重要保护性因子[7-8，11，32]。

中央空调系统比分体式空调系统的保护性更强[6，37]。

3.3热浪人群风险评估现状目前高温热浪人群健康风险评估的研究还非常有限，大部分研究基于HIA 的风险评估体系，把人群作为一个整体，未考虑到人群之间的脆弱性差异，少有的一些研究虽然是基于“风险=危害×脆弱性”，即通过在地图上叠加高温热浪和脆弱性两种因素来评估高温热浪的人群健康风险，但是往往考虑脆弱性因子不够全面，而且没有考虑各个因子的权重差异，而是以权重相等的形式进行整合。

Vescovi等[25]以加拿大南魁北克地区为例，在空间上叠加气象因素及社会经济学脆弱性因素估算目前及将来人群的脆弱性水平。

这项研究发现，在未来，高温热浪人群健康风险将增加。

但是，该研究在脆弱性评估方面存在着较大的缺陷，即仅仅考虑了与社会经济学相关的脆弱性因子，而没有考虑人口统计因子、土地覆盖因子、空调普及使用因子以及人体患病情况因子等重要因子。

最近的一项研究利用地理信息系统绘制了美国加州与温度热效应相关的各种脆弱性因子的地图，但是这项研究并没有将各个因子整合到一起，形成人群脆弱性系数[45]。

美国的一项最新研究对热效应的人群脆弱性进行了全国性的评估，并绘制了脆弱性水平地图，这项研究比较全面地考虑了各个脆弱性因子，也将各个因子整合到一起形成了脆弱性系数，该研究考虑了以社区为单位的低于贫困线人群百分比、高中学历以下人群百分比、非白种人的人群百分比、独居人群百分比、65岁以上人群百分比、65岁以上独居人群百分比、未覆盖植被的普查区百分比、糖尿病患病百分比、无集中空调家庭百分比、无任何空调系统家庭百分比10个脆弱性因子。

通过因子分析的方法将上述，共10个因子聚类为4大类因子，进而在每个社区的网格内，将4大类因子数值相加再进行标化形成每个社区网格的热脆弱性指数，并应用地理信息系统软件将每个社区的热脆弱性指数根据数值大小绘制成深浅不一的地图[46]。

但是在整合各脆弱性因子的过程中，并未考虑各个因子的权重，而是以权重相等的形式进行整合。

4总结与展望
综上所述，目前基于人群脆弱性的高温热浪的人群健康风险研究都试图在空间上表达评估结果，来寻找人群脆弱性或风险在空间上的差异，这是一种表达风险并为制定适应性政策提供数据的最佳方式。

但是，现有的研究仍不同程度上存在着一些问题，主要表现为脆弱性评估的科学性及缺乏未来风险预测两个方面。

在脆弱性评估方面，脆弱性因子的筛选和权重差别在国际上尚没有达成广泛的共识。

在适应性政策制定方面，现有研究在时间层面上，多以现在时间点的评估为主，并未考虑未来风险或脆弱性的变化情况；在进行未来温度预测时，也并未考虑IPCC设置的不同排放情景下温度预测值的差异以及不同模型结果的差异。

在目前研究的基础上，今后的研究仍需基于脆弱性的热浪健康风险评估技术依据“风险=危害×脆弱性”的理论基础。

在脆弱性方面，应基于实测数据，全面筛选各类脆弱性因子，并依据统计学模型定量数据结果，按各因子的权重水平生成脆弱性指数；在高温危害方面，如能结合IPCC的未来排放情景及全球气候变化模型，用集合概率的方式来表征未来气候变化背景下高温热浪的危害情况则更具有政策的前瞻性意义；同时，在预测风险的过程中，需对各个脆弱性因子可能的变化情况进行科学的假设及预测，更全面科学地实施未来高温热浪人群健康风险的预测。

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收稿日期：2014-01-20责任编辑：杜宇欣。