净化空气还是转移负担？——分析意大利城乡空气污染归因死亡率差异

《Atmospheric Environment》：Cleaning the air or shifting the burden? Characterizing urban-rural disparities in air pollution-attributable mortality across Italy

　　

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  PM_2.5和NO₂的污染负担在城市监测站点更高。
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  在5个区域中的4个区域，O₃导致的呼吸系统死亡率在农村站点更高。
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  与世界卫生组织空气质量指南（AQG）对比显示，各污染物持续超标。
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  HRAPIE估算揭示了不同污染物的城市-农村差异。
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  空气质量改善应充分考虑区域性的臭氧相关风险。

引言

空气污染是全球最大的环境健康风险之一，每年导致约670万人过早死亡（McDuffie等人，2021；世界卫生组织，2024年）。暴露于颗粒物（PM_2.5和PM₁₀）、二氧化氮（NO₂）和近地面臭氧（O₃）等环境污染物与多种不良健康结果密切相关，包括心血管疾病、呼吸系统疾病、癌症和过早死亡（美国环境保护署，2022；世界卫生组织，2021）。在过去二十年中，监管干预和技术改进已使欧洲部分污染物浓度出现可测量的下降；然而，许多城市中心的人口暴露水平仍然偏高，凸显了持续的公共健康负担（欧洲环境署，2025、2023；Sicard等人，2021）。

2021年，世界卫生组织（WHO）更新了其《空气质量指南》（AQGs），为六种关键污染物提供了基于证据的暴露阈值，其中包括PM_2.5、O₃和NO₂。这些指南提供了全球统一化的暴露基准和对照浓度，而本地化的死亡率估算则需要浓度-反应函数和基准死亡率数据，例如HRAPIE框架所提供的数据。相反，欧洲空气污染健康风险项目（HRAPIE）提供了区域适应性的浓度-反应函数（CRFs），从而能够更精确地量化欧洲人群面临的不同污染物的健康风险（HRAPIE-2，2025；世界卫生组织，2021）。尽管这些框架已经可用，但很少有研究将基于WHO AQG的暴露基准与HRAPIE浓度-反应量化相结合，以同时表征广泛的暴露背景和本地化的城市-农村差异（Castro等人，2023；Milojevic等人，2017）。

室外空气污染暴露的城市-农村差异已有充分文献记录。城市地区由于交通密度较高、工业活动和人口密度大，PM_2.5和NO₂浓度通常较高，而农村地区初级污染物水平普遍较低（Achebak等人，2024；Cesaroni等人，2013；Lelieveld等人，2019；Sicard等人，2021；Yao等人，2022）。这些差异转化为城市人口更高的发病率和死亡率风险，尤其是心血管疾病和呼吸系统疾病（Cesaroni等人，2013；Hoek等人，2013；Krittanawong等人，2023；Renzi等人，2021）。然而，农村地区的暴露也不可忽视：住房特征和职业活动等因素可影响个人暴露模式和健康结果（Kurata等人，2025；Shupler等人，2018）。此外，与初级污染物相比，臭氧表现出独特的空间行为，光化学生成和远距离传输可能导致农村或城乡结合区出现更高的臭氧浓度（Sicard等人，2020b；世界卫生组织，2021）。这种空间模式还可能受到密集交通环境外一氧化氮可用性较低的影响，从而通过NO滴定作用减少对当地O₃的清除（Karl等人，2023）。

来自意大利的最新证据也表明，短期臭氧暴露与可测量的死亡率负担和巨大的经济损失相关，证实了臭氧在常规城市初级污染物暴露之外的公共卫生重要性（Wen等人，2022）。

尽管人们大部分时间在室内度过，但室外环境浓度仍然是自然通风建筑物（在意大利是主导性的住房类型，Fumi等人，2025）室内空气污染的主要驱动因素（在没有室内污染源的情况下，Chen和Zhao，2011）。地中海城市住宅中PM_2.5的渗透系数通常在0.5到0.8之间，意味着相当一部分室外污染物渗透进入室内（Chen和Zhao，2011；Dockery和Spengler，1981）。此外，固定站点的室外监测数据是所有主要监管框架的基础，包括WHO AQG和HRAPIE，因此即使个体暴露捕捉不完美，基于室外的评估对于具有政策意义的基准评估仍然是必不可少的。

在意大利，长期流行病学研究将PM_2.5和NO₂暴露与全因死亡率和特定病因死亡率升高联系起来，尤其是在罗马和米兰等城市的城市环境中（Cesaroni等人，2013；Renzi等人，2021）。全国范围的分析还证实，即使在低于WHO指南水平的浓度下，这些关联仍然存在，强调了城市级别风险评估的重要性（Renzi等人，2021）。欧洲研究进一步表明，城市人口受空气污染影响不成比例，社会经济和空间梯度影响着暴露水平和健康结果（Milojevic等人，2017；Pelucchi等人，2009）。综合这些发现，强调了需要进行详细的、特定地点的评估，以捕捉区域内变异性和不同污染物的差异。

多项意大利研究根据WHO阈值估算了空气污染归因死亡率（例如Alessandrini等人，2013；Baccini等人，2011；Bustaffa等人，2024；Giannini等人，2017），但这些研究在当地推导了浓度-反应系数，而非应用WHO推荐的HRAPIE函数，且仅将WHO阈值用作对照浓度。同样，在欧洲其他地区，HRAPIE自身的浓度-反应函数已在国家层面得到应用（例如Castro等人，2023；EPA（爱尔兰），2024），但未在跨区域比较城市和农村死亡率框架内进行。总之，尚无先前的研究将基于HRAPIE的站点级归因死亡率与系统性的WHO AQG和中期目标基准相结合，以直接比较多个区域的城市和农村空气污染。本研究正是弥补了这一空白，通过对意大利六个城市（罗马、弗罗西诺内、都灵、帕维亚、曼托瓦和福贾）14年期间（2010-2023）的特定站点归因死亡率进行量化分析，这些城市代表了多样的地理、气候和城市化背景。

通过将实测污染物浓度与国际标准进行对比，我们为长期趋势和阶段性变化提供了关键的监管背景化信息。本工作的主要特点包括特定污染物的死亡率评估（PM_2.5和NO₂为全因死亡率；O₃为呼吸系统死亡率）、城市-农村空间差异的评估，以及来自ISTAT死亡记录和ARPA监测站的高分辨率数据的整合。通过区分主要表现为城市梯度的初级污染物和具有更广泛区域行为的二次光化学污染，本研究评估了城市空气质量中表观的进步是否可能与农村和城乡结合区因O₃引起的空间上不同的呼吸系统负担并存，或掩盖这一负担。

章节摘要

研究设计

本研究采用两部分健康影响评估方法。分析首先将实测污染物浓度与2021年WHO AQG和中期目标进行对比，以提供暴露水平的背景信息，然后应用HRAPIE浓度-反应函数估算特定站点的归因死亡率，重点关注区域内城市与农村的对比。所有死亡率估算均为位置特定的，代表与监测站点测得的污染物浓度相关的健康风险。

污染物趋势与WHO AQG基准

2010至2023年的年浓度数据显示，三种污染物在意大利各区域呈现明显不同的趋势。PM_2.5和NO₂在所有区域均表现出一致的长期下降趋势，但伦巴第和皮埃蒙特区显示出较大的年际变异性。相比之下，O₃表现出更为异质的模式，随时间出现交替的上升和下降（图2）。这些发现与此前欧洲和意大利关于PM_2.5和NO₂持续减少的研究一致。

主要发现与解读

研究结果凸显了标准化空气污染归因死亡率估算中持续且显著的城乡差异。城市监测站点持续表现出更高的因PM_2.5和NO₂联合暴露导致的全因死亡率，这与通常与城市交通、工业活动和人口密度相关的较高污染物浓度一致（Cohen等人，2017；Hoek等人，2013）。大多数

结论

本研究表明，在所分析的意大利监测站点中，空气污染仍然是导致地点特异性过早死亡的重要贡献因素。城市站点始终表现出比配对的农村站点更高的因PM_2.5和NO₂联合暴露导致的全因死亡率，表明在标准化PM_2.5+NO₂归因死亡率估算中城市站点存在持续的额外死亡率。尽管PM_2.5和NO₂浓度及其对应的归因死亡率估算

CRediT作者贡献声明

Michael T. Solomon：写作 – 初稿，软件，资源，调查。Sumeya B. Abdella：写作 – 初稿，可视化，软件，资源，方法学，调查，形式分析，数据整理。Luca Fontana：验证，监督，项目管理，概念化。Luca Stabile：写作 – 审阅与编辑，形式分析，数据整理。Giorgio Buonanno：写作 – 审阅与编辑，项目管理，方法学，资金获取，概念化。

未引用参考文献

EPA，2024；HRAPIE-2，2025；U.S. EPA，2019；。

数据可用性

本研究使用和/或分析的数据集可通过合理请求从通讯作者处获取。

利益声明

我们声明无利益冲突。

资金支持

本研究未获得公共、商业或非营利部门任何资金机构的特别资助。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的竞争经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。

Sumeya B. Abdella|Michael T. Solomon|Luca Stabile|Luca Fontana|Giorgio Buonanno