空气颗粒物污染是目前全球疾病负担评估确认的首要环境危险因素之一。2013年，国务院颁布了《大气污染防治行动计划》（以下简称《大气十条》），之后我国空气质量有了显著改善。目前世界范围内尚缺乏针对大范围区域空气质量改善人群健康效益的涵盖主要组分及主要系统疾病结局的细致评估，对首要空气污染物——细颗粒物（PM_2.5）中不同组分的贡献作用尚不明确。世界卫生组织（WHO）及各国仍缺乏研究证据用于制定针对PM_2.5具体组分的空气质量指导限值，制约了对重大环境危险因素所致健康风险的有效防控。

针对上述科学问题，西安交通大学公共卫生学院吴少伟教授团队从住院风险角度系统量化了2013-2017年我国《大气十条》实施后空气质量改善的人群健康效益，并发现黑碳是PM_2.5污染改善人群健康效益的主要贡献组分。 

该研究基于我国292个地级及以上城市2013-2017年城镇人群每日住院记录，纳入呼吸、心血管、精神/神经和肾脏等系统10大类主要疾病及其包含的14种主要疾病亚型。应用时空深度森林模型模拟了研究期间室外空气PM_2.5及其6种主要组分（包括黑碳、硫酸根、硝酸根、铵根、氯离子、有机颗粒物）日均浓度，通过两阶段病例交叉研究设计建立PM_2.5及其主要组分与不同疾病住院风险的暴露-反应关系；通过构建多种模型探究并检验PM_2.5主要组分的独立效应；通过计算《大气十条》在2013-2017年实施期间每年住院例数可归因于PM_2.5及其关键组分暴露的比例的下降程度量化PM_2.5降低的人群健康效益；进一步根据上述暴露-反应关系和《大气十条》实施期间PM_2.5及其主要组分累积降低水平量化《大气十条》实施的真实人群健康效益（以能够避免的不同疾病住院例数表示）。

研究结果显示，PM_2.5及其主要组分暴露与多种主要疾病住院风险增加存在显著关联。黑碳暴露对不同疾病住院风险的影响总体上强于PM_2.5。PM_2.5的不同主要组分中，仅有黑碳在多种分析模型中对不同疾病住院风险的影响保持稳定，提示黑碳的健康危害具有较强的独立性，是PM_2.5主要组分中对其健康危害起主要贡献的组分。

2013-2017年《大气十条》的实施显著降低了室外空气PM_2.5及其主要组分的浓度。随着PM_2.5和黑碳浓度的逐年下降，归因于PM_2.5和黑碳的住院例数比例也呈现显著下降趋势（图1）。与PM_2.5和黑碳浓度降低对应的不同疾病住院例数平均年度归因百分比的相对下降幅度（以2013年为基准，评估2017年相对于2013年的变化）分别为30.00%和21.14% ，其中因抑郁症住院的例数下降比例最大。空气质量改善的人群健康效益存在一定空间分布差异，与2013年相比，空气质量改善越明显的城市或地理区域人群健康效益越大。《大气十条》实施所带来的2014-2017年间PM_2.5和黑碳浓度降低在研究涉及的城市城镇人群中总共可避免的目标疾病住院例数以下呼吸道感染、冠心病和中风最多，若计算不同系统疾病各自可避免住院例数之和，则为心血管疾病最多（图2）。

图1. 2013-2017年我国292个城市与室外空气PM_2.5和黑碳浓度降低对应的不同疾病住院例数逐年绝对归因百分比变化趋势

图2. 与 2013 年相比，2014-2017 年期间我国 292 个城市城镇人群因室外空气PM_2.5 和黑碳浓度降低可避免的不同疾病住院例数估计

既往研究发现，截至2019年，99%的世界人口仍然居住在没有达到WHO空气质量指导值（年平均PM_2.5浓度5 μg/m³）的地区。我国生态环境部公布的最新数据显示， 2024年全国339个地级及以上城市PM_2.5平均浓度为29.3 μg/m³，达到WHO空气质量过渡期I级标准（35 μg/m³），但距离上述空气质量指导值仍有巨大差距，提示我国空气污染治理任务仍任重道远。该研究从住院风险角度率先系统刻画了大范围区域PM_2.5及其主要组分污染状况改善的人群健康效益时空图谱，揭示了PM_2.5治理对公共健康水平的巨大促进作用，并发现黑碳为PM_2.5污染改善人群健康效益的主要贡献组分。我国《大气十条》通过设定明确的重点治理地区和区域目标限值，并实行区域联防联控和多部门协作，成功地在短短几年内显著降低了室外空气首要污染物——PM_2.5及其主要组分浓度，取得了显著的人群健康效益，而类似健康效益在欧美发达国家通常需要经过20-30年的治理方能取得。

上述研究发现为进一步推动空气污染的精准治理和人群重大环境健康风险防控提供了基于真实世界场景的重要证据，并为全球空气污染治理贡献了中国智慧。该研究提示，在进一步推进空气污染精准治理过程中，有必要关注PM_2.5中主要贡献组分（如黑碳，主要来源于含碳燃料如石油、燃煤及生物质的不完全燃烧）的人群健康风险，综合多水平研究证据，推动并细化相关环境空气质量标准限值的制定，从严控制相关污染源排放。此外，研究发现空气质量改善的人群健康效益存在区域异质性，未来应进一步结合不同区域的经济发展特征、污染分布特征、污染物来源等因素制定针对性空气污染治理政策，以缩小上述区域异质性。综合上述举措，将有助于“美丽中国”“健康中国”乃至全球范围空气污染治理目标的实现。

相关研究成果以Hospital admissions attributable to reduced air pollution due to clean-air policies in China为题，于2025年3月14日在国际顶级医学期刊Nature Medicine上发表。西安交通大学公共卫生学院吴少伟教授为上述论文的牵头通讯作者，中山大学公共卫生学院刘跃伟副教授为本文共同通讯作者。西安交通大学公共卫生学院2022级博士研究生刘卉萌、助理教授雷剑为本文共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金、中国博士后基金、中国高校基本科研业务费等项目的资助。

论文链接： https://doi.org/10.1038/s41591-025-03515-y

吴少伟教授主页：http://sph.xjtu.edu.cn/info/1015/5355.htm