由于美国某些燃煤电厂在可过滤PM2.5排放减少方面(即《汞和空气有毒物质标准》(MATS)的实施)推迟了两年,导致死亡率上升

《Environmental Epidemiology》:Increased mortality from a two-year delay in Mercury and Air Toxics Standards (MATS) emission-reductions of filterable PM2.5 at specific coal-fired power plants in the United States

【字体: 时间:2025年10月08日 来源:Environmental Epidemiology 3.8

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  本研究评估了2025年美国47家燃煤电厂因MATS标准豁免导致的PM2.5排放增加及健康影响。通过计算排放、浓度变化和死亡率,发现豁免将使17%的电厂排放增加约6900吨PM2.5,导致32(95% CI 22-43)例额外死亡,其中密苏里州圣路易斯死亡最多。讨论指出模型可能低估影响,且未涵盖其他健康风险。

  2024年,美国环境保护署(EPA)对燃煤电厂的汞和空气有毒物质排放标准(MATS)进行了修订,将可过滤颗粒物(fPM)的排放限值设定为每百万英热单位(MMBtu)0.010磅。这一标准旨在进一步减少空气污染,以保护公众健康。然而,2025年4月,总统签署了一项声明,授予了47家燃煤电厂公司两年的豁免权,使其在2027年至2029年期间无需遵守新的MATS规定。该声明并未提供任何关于豁免可能带来的健康影响的估计,引发了公众和政策制定者对潜在健康风险的担忧。本研究通过一系列严谨的分析方法,评估了这项豁免政策对全美范围内因细颗粒物(PM2.5)排放增加而导致的额外死亡人数,为理解政策实施的健康后果提供了数据支持。

本研究采用了标准的风险评估流程,对豁免前后PM2.5排放量变化带来的健康影响进行了量化分析。首先,研究团队利用政府数据库,收集了各燃煤电厂单位的年均热输入和fPM排放率数据。其次,基于干预模型(InMAP)源-受体矩阵(ISRM),计算了由于排放变化导致的环境PM2.5浓度变化。第三,使用Orellano等人(2024)的浓度-反应函数(CRF),评估了PM2.5浓度增加对全因死亡率的影响。第四,将结果按美国各州进行空间汇总,以更直观地展示不同地区的健康负担。此外,研究还对不同CRF的敏感性进行了分析,以验证核心结果的稳健性。

研究结果显示,大部分(83%)被豁免的燃煤电厂单位已经具备足够的污染控制技术,其运行状态低于新的MATS限值,意味着这些单位在豁免前已采用了相对清洁的技术。然而,对于剩余的17%单位(约26个单位,分布在16个电厂),豁免将导致总fPM2.5排放量增加至约6900吨,相比豁免前的4400吨,增加了约2500吨。基于这些排放变化,研究团队估算出额外的PM2.5排放将导致约32例(95%置信区间为22至43例)死亡。其中,密苏里州圣路易斯地区因人口密集(约220万人)成为受影响最严重的区域,预计会增加约14例(95%置信区间为10至19例)死亡。值得注意的是,某些州的死亡增加主要归因于本地排放,而其他州则主要受到邻近州排放的影响,例如伊利诺伊州、马里兰州、新泽西州和弗吉尼亚州的死亡增加与外地排放密切相关。

研究团队使用了多种CRF进行敏感性分析,以评估不同浓度-反应关系对结果的影响。其中,Orellano等人的CRF(RR = 1.095,95%置信区间为1.064至1.127)被用作核心分析,而其他CRF则用于验证结果的稳定性。例如,使用Pope等人的CRF(HR = 1.12,95%置信区间为1.08至1.15)时,预计死亡人数会增加31%,而使用Wu等人的CRF(HR = 1.066,95%置信区间为1.058至1.074)时,死亡人数则会减少47%。此外,Wu等人还提供了“低暴露”子组的CRF(HR范围为1.23至1.37),用于评估在PM2.5浓度较低的地区,排放变化可能带来的健康影响。根据这些敏感性分析,研究结果的范围从核心结果的19%下降到169%上升,说明不同CRF对死亡率估计存在显著差异,但核心结果仍处于合理范围内。

为了进一步验证结果的可靠性,研究团队还对比了被豁免电厂与未被豁免电厂的排放因子和热输入分布。数据显示,被豁免电厂的fPM2.5排放因子普遍高于未被豁免电厂,这表明豁免电厂在污染控制方面相对较弱。此外,这些电厂的热输入率也较高,进一步加剧了排放问题。尽管如此,部分被豁免电厂已经安装了必要的污染控制设备,但由于平均排放量仍高于限值,因此仍需通过优化运行和维护来达到合规要求。研究指出,仅拥有合适的设备并不足以确保排放达标,还需要有效的操作和维护,以确保设备持续运行在最佳状态。因此,豁免政策可能在某些情况下导致排放增加,进而对公众健康造成更大的影响。

在分析过程中,研究团队使用了InMAP模型来预测PM2.5浓度的变化。InMAP是一种简化型空气质量模型,能够在较低的计算成本下提供空间分辨率较高的污染浓度和健康影响估计。尽管该模型的预测结果与实际观测值存在一定的偏差,但其在多个研究中已被证明能够提供相对准确的估计。研究团队指出,InMAP的预测可能低估了PM2.5浓度,因此实际健康影响可能比估算值更大。此外,模型预测的不确定性还包括排放清单、大气传输过程以及人口分布等因素。这些因素共同作用,可能导致健康影响的估计存在一定的误差,因此在解读结果时需要充分考虑这些不确定性。

本研究的结果表明,豁免政策可能对某些地区的公共健康产生显著影响,尤其是在人口密集且排放源靠近的区域。例如,圣路易斯地区的额外死亡人数占其2020年总死亡人数的约0.06%,尽管这一比例看似微小,但在空气质量健康影响分析的框架下,却具有重要的意义。这种影响可能集中在那些靠近排放源的脆弱人群中,强调了即使相对较小的排放变化也可能对特定群体的健康产生重大影响。因此,豁免政策的实施可能不仅影响整体空气质量,还可能加剧某些地区的健康风险。

此外,研究还提到,豁免政策对汞排放限值的影响未被量化。虽然MATS规则主要针对汞等有毒空气污染物(HAPs)的排放,但本研究仅关注了PM2.5相关的健康影响。因此,研究团队指出,其他HAPs的健康影响可能同样重要,但未在本研究中进行评估。同时,研究还提到,PM2.5的健康影响不仅限于吸入途径,还可能通过其他非吸入途径(如食物链中的污染)对公众健康产生影响。这些未被量化的影响可能进一步加剧豁免政策的健康风险。

研究团队还强调,豁免政策可能削弱了MATS规则中的一个重要机制,即要求电厂使用连续排放监测系统(CEMS)来证明其排放达标。CEMS能够提供全年连续的排放数据,有助于确保污染控制技术的有效运行,而不再依赖于季度烟囱测试或更少使用的连续参数监测方法。豁免政策取消了这一要求,可能导致某些电厂在排放控制方面缺乏有效的监督,从而增加实际排放量。因此,研究团队认为,豁免政策不仅影响了排放量,还可能影响了排放控制的执行效果,进而对公众健康产生更广泛的影响。

尽管豁免政策可能带来一定的经济成本,但研究团队指出,EPA的数据显示,这项豁免并不会为电厂带来显著的成本节约。例如,将季度烟囱测试转换为CEMS的边际成本约为每年12000美元,而对高排放单位的运营和维护成本则约为每年6万美元。因此,从经济角度来看,豁免政策可能并不具有实际优势,反而可能掩盖了某些电厂在排放控制方面的不足。此外,研究团队认为,如果某些电厂确实面临难以达到MATS标准的技术挑战,那么应该通过更具体、更有针对性的豁免措施来解决,而不是对整个行业进行广泛豁免。

本研究的结果也引发了对政策制定过程中科学依据缺失的讨论。豁免政策的宣布并未附带任何技术或健康影响分析,这使得公众和政策制定者对豁免可能带来的后果缺乏清晰的认识。然而,长期的研究和数据表明,燃煤电厂的排放对公共健康具有显著影响,因此,豁免政策的实施需要更加谨慎地评估其潜在风险。研究团队认为,这种政策上的不确定性可能对未来的空气质量管理和健康保护带来挑战,尤其是在面对复杂的环境和健康问题时,科学依据的缺失可能导致决策失误。

总的来说,本研究通过系统性的数据分析,揭示了2025年总统豁免政策可能对美国公共健康产生的影响。尽管大部分被豁免电厂已经具备较高的污染控制水平,但剩余的17%单位可能因排放增加而导致额外的健康风险。研究结果表明,这些额外排放将导致约32例(95%置信区间为22至43例)死亡,其中圣路易斯地区的死亡人数最高。研究还指出,不同州的死亡增加可能来源于本地或外地排放,这表明政策影响具有地域性特征。此外,研究团队强调,虽然PM2.5的健康影响已被量化,但其他非死亡健康影响(如非致命性疾病)和非吸入途径的健康风险仍未被充分评估,这可能进一步放大豁免政策的总体健康代价。

在方法论方面,本研究采用了多种CRF进行敏感性分析,以确保结果的稳健性。不同CRF的使用反映了PM2.5浓度与健康影响之间的复杂关系,而这些关系可能因地区、人群特征和暴露水平的不同而有所变化。因此,研究团队建议在未来的政策制定过程中,应更加注重科学依据的充分性和透明性,以确保所有决策都能充分考虑其对公众健康的潜在影响。同时,研究还指出,尽管豁免政策可能带来短期的经济利益,但从长远来看,其对公共健康的代价可能远高于预期,尤其是在那些对空气质量敏感的地区。

本研究的结果不仅对政策制定者具有重要的参考价值,也为公众提供了更全面的理解。通过量化豁免政策可能带来的健康影响,研究团队希望引起更多关注,促使相关部门重新评估政策的合理性。此外,研究还强调了空气质量管理和健康风险评估的重要性,指出在面对复杂的环境问题时,科学依据的缺乏可能导致政策的不确定性,进而影响公众健康。因此,未来在制定和实施环境政策时,应更加注重科学数据的整合和分析,以确保政策的科学性和有效性。

最后,研究团队呼吁对豁免政策进行更深入的审查,并考虑是否有必要对某些特定电厂进行更细致的评估。他们认为,尽管豁免政策可能在某些情况下具有合理性,但缺乏科学依据的广泛豁免可能会带来意想不到的健康风险。因此,政策制定者在考虑豁免措施时,应更加谨慎地权衡其潜在的健康代价,确保所有决策都能在科学和公共健康的基础上做出。同时,研究团队也指出,空气质量管理和健康风险评估是一个持续的过程,需要根据最新的科学证据和技术发展不断调整和优化。只有这样,才能确保环境政策的有效性和公平性,真正实现保护公众健康的长期目标。
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