基于高分辨率模型的学龄前儿童NO2暴露评估：时空变异与社会公平性研究

推荐：本研究针对传统空气污染暴露评估方法忽视儿童日常活动轨迹和社会差异的局限，创新性地结合NO2扩散模型与公共行政数据，量化瑞典哥德堡学龄前儿童的时空加权暴露水平。结果显示，交通干预措施使市中心儿童NO2超标比例从50%降至9%，并揭示中等社会经济地位区域暴露最高的非线性模式，为欧盟空气质量指令修订提供了精准施策依据。

　　

空气污染对儿童健康的影响日益受到关注，尤其是学龄前儿童因其发育中的呼吸系统和免疫系统更易受到伤害。然而，传统评估方法依赖固定监测站或家庭地址模型，既无法捕捉儿童在幼儿园、游乐场等微环境的动态暴露，又难以反映社会经济地位（SES）导致的暴露差异。在哥德堡这类交通污染为主的城市，尽管整体空气质量较好，但局部高浓度区域仍可能威胁儿童健康，而环境公平问题在欧洲城市呈现复杂的非线性特征。

为突破这些局限，来自瑞典哥德堡大学等机构的研究团队在《Journal of Environmental Management》发表研究，创新性地整合化学传输模型（TAPM）与公共行政数据，以100米高分辨率模拟NO₂空间分布，结合儿童时间-活动模式（每周5天、每天8-17点在园）和2公里半径家庭区域数据，构建时空加权暴露模型。研究对比了基准情景（A0）与长期交通干预情景（A1，含低排放区限行、限速及公交优化），并分析134个社区SES指标（低收入、教育程度等）与暴露的关联。

关键技术包括：1）基于NCEP-NCAR再分析数据和WRF模型的三重嵌套气象场模拟；2）采用HBEFA v4.2排放因子量化交通污染源；3）通过STEAM模型计算航运排放；4）利用瑞典国家统计局的社区级SES数据；5）混合回归模型分析空间自相关性。

3.1 暴露评估结果

模型显示市中心NO₂年均浓度梯度达6-13 μg/m³，LEZ内50%儿童暴露超过WHO指南值（10 μg/m³）。时空加权法揭示幼儿园暴露范围（5-15.5 μg/m³）比家庭区域更广，印证了微环境差异的重要性。

3.2 交通干预效果

A1情景使全域NO₂年均浓度降低11%，LEZ内超标儿童比例从50%骤降至9%。最大降幅出现在基线污染最高的幼儿园，如主干道周边区域降幅达1.9 μg/m³，证实针对性措施的有效性。

3.3 社会公平性分析

暴露与SES呈倒U型关系：中等SES社区儿童暴露最高（比最低SES区高1.8 μg/m³），这与北美线性模式不同，反映瑞典"百万计划"住房政策导致的社会空间分异。干预后SES相关暴露差异缩小15%，促进环境公平。

这项研究的意义在于：方法学上，首次将高分辨率建模与公共数据结合，规避隐私风险的同时实现群体暴露精准评估；实践层面，证实综合交通干预能同步改善空气质量和环境公平；政策上，为欧盟新空气质量指令提供技术支撑，特别是如何识别和保护脆弱群体。研究也指出局限，如未考虑个体出勤差异，未来可通过追踪研究验证家庭区域假设的可靠性。这些发现对全球类似城市制定兼顾效能与公平的污染防控策略具有重要借鉴价值。