清华新闻网4月10日电 在气候变化加剧的背景下，全球极端野火事件日益频发。野火排放的PM2.5毒性强且可远距离传输，与多种疾病风险增加密切相关。人们大部分时间处于室内，且室外野火PM2.5可通过通风与无组织渗风进入室内，因此降低野火PM2.5室内暴露对降低健康风险至关重要。空气净化器可有效降低室内PM2.5暴露并带来健康收益，但其成本在不同地区的经济负担差异显著，可能加剧全球范围内的气候与健康不公。现有研究主要聚焦野火PM2.5的室外暴露及疾病负担，缺乏对全球尺度下野火PM2.5室内暴露疾病负担、干预措施健康收益与经济成本的系统评估，更缺少差异化防控策略研究。
近日，清华大学建筑学院赵彬教授课题组与合作团队的最新研究在全球尺度和长时间范围下系统量化了野火PM2.5室内暴露所致的疾病负担（以“伤残调整寿命年”为指标，简称“DALY”），并评估使用空气净化器净化室内空气降低暴露的健康收益与经济成本。遵循“暴露评估—疾病负担估算—费效分析”的技术路径，研究采用二维蒙特卡洛方法，在全球省级尺度、2003~2021年逐日分辨率的时间范围内开展研究，揭示了全球不同地区野火PM2.5室内暴露干预的健康收益与经济负担的不平等性，并据此提出适配不同发展水平地区的空气净化器干预策略。
研究结果显示，全球野火PM2.5归因的DALY率（以下称“野火-DALY率”）在空间上呈现显著差异，其中撒哈拉以南非洲最高，其次为南美洲中部、北亚、东南亚及北美西海岸。在全球尺度上，2003年~2021年间野火PM2.5暴露每年导致410万（95%CI：330万~480万）DALYs。从时间趋势来看，非洲的野火-DALY率显著下降，主要受其基线疾病负担改善的影响；北美地区野火-DALY率则显著上升，与近年来频繁的野火事件导致的暴露增加一致。在室内PM2.5控制目标为5μg/m³的情景下，空气净化器在全球范围内展现出显著降低野火PM2.5健康负担的潜力（图1）。空气净化器干预每年可避免约320万（270~380万）野火-DALYs，占未干预情景下总负担的约80%。除降低野火PM2.5影响外，空气净化器还可通过降低全源PM2.5暴露带来更大的整体健康收益。
图1.室内PM2.5控制目标为5μg/m³空气净化器干预的健康收益及费效。（a）不同时期各区域年均可避免的野火-DALYs。（b）不同时期各区域年均可避免的全源-DALYs。误差线表示95%置信区间。（c）人口加权平均的减少单位野火-DALY的成本及其与人均GDP的比值。NAf，北非；SSA，撒哈拉以南非洲；CA，中亚；EA，东亚；SEA，东南亚；SA，南亚；WA，西亚；NAm，北美；LAC，拉丁美洲和加勒比地区；EE，东欧；NE，北欧；SE，南欧；WE，西欧；ANZ，澳大利亚和新西兰
研究通过计算减少野火烟雾暴露相关DALY的单位成本（fire-CostAD）及其与人均GDP的比值（fire-CostAD/GDP），评估了空气净化器干预在全球范围内的费效及不平等性。研究发现，使用空气净化器减少野火-DALY的单位成本（fire-CostAD）在全球呈现明显区域差异（图1c）。非洲及亚洲部分地区的fire-CostAD相对较低，但由于经济发展水平有限，其fire-CostAD/GDP比值较高，反映出较重的经济负担。相比之下，澳大利亚、新西兰、欧洲和北美地区尽管单位成本较高，但其fire-CostAD/GDP整体处于较低水平，达到“具备成本效益”（fire-CostAD/GDP < 3）甚至“具备高成本效益”（fire-CostAD/GDP < 1）的标准。进一步从收入分组来看（图2），低收入国家的野火PM2.5干预成本仅占全球总成本的9.2%，但其对应的健康收益占比达18%。然而，在干预可及性方面，高收入国家中98.2%的人口可实现空气净化器干预“具备成本效益”，而中低收入和低收入国家中这一比例仅为4.0%和1.1%。这种不平等性凸显了一个核心矛盾：对于低收入人群而言，较小的投入即可带来显著的健康收益，但受限于有限的经济能力，其实际可及性依然不足。
图2.在5μg/m³室内目标下，不同收入群体的费效。a、b：野火PM2.5室内暴露降低（a）和全源PM2.5室内暴露降低（b）的全球总成本与健康收益；c、d：野火PM2.5干预（c）和全源PM2.5干预（d）的人口加权平均CostAD及CostAD/GDP比值；e、f：野火PM2.5干预（e）和全源PM2.5干预（f）的CostAD及CostAD/GDP累积人口分布。误差线表示95%置信区间，ADs表示可避免的DALYs
在兼顾健康收益与可行性的基础上，研究进一步引入了15μg/m³的中期目标作为补充，依据降低全源PM2.5单位DALY的成本及其与人均GDP的比值，提出了基于费效分析的空气净化器区域化控制策略，在省级尺度上对全球进行了系统分区。北美、欧洲和大洋洲大多数地区在5μg/m³目标下具备成本效益；非洲多数地区两种目标均不具备成本效益，但15μg/m³的成本较低；亚洲呈现多样化格局。2003年~2021年，全球具备成本效益地区的人口占比持续上升，反映出空气质量改善和经济发展对干预可行性的促进作用。
研究表明，空气净化器虽可显著降低全球野火PM2.5相关的健康负担，但经济发展的不平等性使最需要保护的人群难以获得空气净化器这一干预措施。研究提出的分类框架为优先干预策略提供了政策依据，而实现全球健康公平仍有赖于持续的国际合作与技术创新。随着气候变化加剧野火风险，全球面临在公平干预与加剧健康不平等之间的现实抉择。
研究成果以“室内空气净化缓解野火烟雾PM2.5暴露的全球健康收益与费效分析”（Global health benefits and cost-effectiveness of indoor air purification to mitigate PM2.5from wildfire smoke）为题，于4月7日发表于《自然·健康》（Nature Health）。
清华大学建筑学院2024级博士生韩冬嘉为论文第一作者，清华大学建筑学院教授赵彬和中国科学院地理资源所研究员王江浩为论文共同通讯作者，其他作者包括清华大学万科公共卫生学院副教授纪思翰、中国科学院地理资源所博士生生郭咏萱。研究得到清华大学恒隆房地产研究中心、中国科学院战略性先导科技专项和国家自然科学基金项目的支持。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s44360-026-00105-1
供稿：建筑学院
编辑：肖零
审核：郭玲
