中歐班列開(kāi)行帶來(lái)的港口城市居民健康效益研究

摘

要：中歐物流貨運(yùn)方式自中歐班列開(kāi)行后在逐步發(fā)生變化，中歐班列承擔(dān)著越來(lái)越多的貨運(yùn)運(yùn)輸任務(wù)，同時(shí)，國(guó)際航運(yùn)帶來(lái)的污染物排放一直被低估。經(jīng)過(guò)測(cè)算，中歐班列比國(guó)際海運(yùn)產(chǎn)生的大氣污染物少，采用中歐班列運(yùn)輸?shù)呢浳锬軌驕p少沿海港口居民因大氣污染帶來(lái)的就醫(yī)費(fèi)用，因此可以視為中歐班列的開(kāi)行給沿海港口城市居民帶來(lái)了健康效益，以此為我國(guó)繼續(xù)大力推行中歐班列建設(shè)提供依據(jù)。關(guān)鍵詞：中歐班列;排放測(cè)算;健康效益;吸入因子法0

引

言隨著國(guó)際貿(mào)易的發(fā)展日趨繁榮，國(guó)際貨物運(yùn)輸需求的提升也給國(guó)際海運(yùn)企業(yè)帶來(lái)更多的業(yè)務(wù)，但是國(guó)際航運(yùn)帶來(lái)的污染物排放一直被低估，世界銀行公布的報(bào)告顯示，污染已經(jīng)成為人類(lèi)早逝的第四大因素，全球約有16.7%的早逝是污染造成的。如今，空氣污染給全球造成的經(jīng)濟(jì)損失已經(jīng)達(dá)到數(shù)萬(wàn)億美元，在2013年為2250億美元，到了2019年，損失高達(dá)4.6萬(wàn)億美元，占當(dāng)年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的6%，且還在不斷增長(zhǎng)中。2021年，我國(guó)因環(huán)境污染導(dǎo)致的損失超過(guò)了5000億元，到了2022年，損失約為逾5300億元。研究表明，航運(yùn)產(chǎn)生的硫氧化物和氮氧化物約占到全球總排放量的12%左右，港口作業(yè)給我國(guó)沿海地區(qū)居民的健康帶來(lái)了影響。中歐班列運(yùn)輸采用電力機(jī)車(chē)，產(chǎn)生的污染物排放量較少，能夠明顯降低中歐貨運(yùn)帶來(lái)的大氣污染。1

國(guó)際海運(yùn)污染物排放現(xiàn)狀2013年在我國(guó)港口產(chǎn)生的二氧化硫和氮氧化物排放量分別占到了全國(guó)排放量的8.4%、11.3%，交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院的一篇論文中提到，作為全球供應(yīng)鏈的轉(zhuǎn)運(yùn)節(jié)點(diǎn)，港口溫室氣體排放量約占全球溫室氣體排放量的3%。2017年我國(guó)交通運(yùn)輸部表示，在我國(guó)排名前幾的港口附近區(qū)域的大氣污染物有一部分就來(lái)自港口的船舶作業(yè)與航運(yùn)，以天津市為例，距離天津港最近的環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，其月均PM2.5均高于全市的平均水平。加州空氣資源委員會(huì)（CARB）認(rèn)定船舶排放的廢氣會(huì)產(chǎn)生煙霧，污染港口附近社區(qū)空氣。2007年，美國(guó)加州就開(kāi)始實(shí)施遠(yuǎn)洋船舶停泊規(guī)制，要求集裝箱船、冷藏船等船舶在加州港口停泊期間要做到降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放，減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)電量，這項(xiàng)規(guī)制可以明顯的改善港口附近社區(qū)的空氣質(zhì)量。因此，我國(guó)需要控制各個(gè)領(lǐng)域的排放來(lái)減少大氣污染的程度，提高居民的生活環(huán)境質(zhì)量，降低因環(huán)境污染帶來(lái)的醫(yī)療支出。中歐班列與國(guó)際海運(yùn)相比能產(chǎn)生較少的大氣污染物排放，對(duì)于沿海港口城市居民具有一定的健康效益。2

中歐班列與國(guó)際海運(yùn)的排放測(cè)算2.1

中歐班列排放測(cè)算經(jīng)過(guò)對(duì)中歐班列運(yùn)營(yíng)公司的調(diào)研，可以了解到中歐班列的運(yùn)營(yíng)是分為國(guó)內(nèi)和國(guó)外的階段。目前，依托于我國(guó)鐵路的電氣化覆蓋率，各鐵路局在中歐班列境內(nèi)段運(yùn)輸時(shí)主要采用調(diào)和型大功率電力機(jī)車(chē)，可以大幅提高國(guó)內(nèi)段的運(yùn)行效率，縮減整體運(yùn)行時(shí)間;在國(guó)外段由于電路不具有全程連貫性，因此需要換裝牽引機(jī)車(chē)，同時(shí)，由于不同國(guó)家的軌距不同，例如我國(guó)與歐洲大部分國(guó)家的鐵路采用的是1435mm標(biāo)準(zhǔn)軌，而中歐班列在開(kāi)行的中間需要途徑俄羅斯、蒙古國(guó)以及一些中亞獨(dú)聯(lián)體國(guó)家采用的是1520mm寬軌，這時(shí)在班列從國(guó)內(nèi)始發(fā)城市到口岸出境后，就需要換裝到符合相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的火車(chē)上繼續(xù)運(yùn)輸，從整體運(yùn)輸路徑來(lái)看，需要經(jīng)歷“標(biāo)準(zhǔn)軌—寬軌—標(biāo)準(zhǔn)軌”的兩次換裝。依據(jù)以上實(shí)際情況，本文將碳排放的計(jì)算階段分為國(guó)內(nèi)段和國(guó)外段分別計(jì)算。鐵路運(yùn)輸污染物排放的計(jì)算需要確定列車(chē)運(yùn)行的距離，本文選擇中歐班列終到最多的城市德國(guó)漢堡，班列的起點(diǎn)選擇我國(guó)中部地區(qū)的線路始發(fā)城市——武漢市，因此將貨運(yùn)的起點(diǎn)和終點(diǎn)分別設(shè)置為中國(guó)武漢和德國(guó)漢堡，以此距離進(jìn)行后續(xù)計(jì)算。經(jīng)鐵路運(yùn)營(yíng)線路長(zhǎng)度查詢，估算國(guó)內(nèi)段距離為3300公里，國(guó)外段為7400公里。中歐班列在國(guó)內(nèi)段是電力機(jī)車(chē)牽引，在國(guó)外段主要使用內(nèi)燃機(jī)車(chē)，基于上文二氧化碳排放量計(jì)算，中歐班列其他污染物的排放測(cè)算公式為：CREFE=ζ×FT（1）式中：CREFE為中歐班列運(yùn)輸?shù)趜種污染物的總排放量，g;ζ為第i年第j種機(jī)車(chē)類(lèi)型的第z種污染物的單位排放量，g/（萬(wàn)t·km）;FT為第i年第j種機(jī)車(chē)類(lèi)型運(yùn)輸?shù)呢涍\(yùn)周轉(zhuǎn)量，萬(wàn)t·km。內(nèi)燃機(jī)車(chē)污染物單位排放量如表1、表2所示。2.2

國(guó)際海運(yùn)排放測(cè)算本文綜合考慮我國(guó)各個(gè)集裝箱港口到德國(guó)主要港口的航線距離、港口的集裝箱吞吐量以及港口所處的地理位置等因素，最終選取我國(guó)近年來(lái)連續(xù)保持集裝箱貨物吞吐量第一位的上海港作為海運(yùn)研究部分的出發(fā)港口，將德國(guó)第一大港漢堡港作為海運(yùn)的終到港進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)國(guó)際海運(yùn)數(shù)字貿(mào)易平臺(tái)SeaRates的官方網(wǎng)站可知，上海港至漢堡港的海運(yùn)距離為19849.2公里（約為10717.71海里），各班輪公司船舶平均運(yùn)輸速度為13kn，平均運(yùn)輸時(shí)間約為34天。船舶在實(shí)際航行過(guò)程中會(huì)受到多種因素的影響，例如風(fēng)速、風(fēng)向、洋流等氣候因素、人為操作因素、地理環(huán)境因素等，船舶自身的情況也存在差異，例如船舶的污底系數(shù)、機(jī)械老化程度等，這些內(nèi)外部因素都會(huì)影響船舶某一航次的耗油量。因此以上計(jì)算方法并不適用在中歐海運(yùn)的一般研究中，不同班輪公司采用的運(yùn)輸船舶類(lèi)型不一樣，會(huì)導(dǎo)致這些參數(shù)都存在差異，計(jì)算出的數(shù)值不具有代表性和一般性，本文采用周轉(zhuǎn)量法對(duì)海運(yùn)的各項(xiàng)排放進(jìn)行計(jì)算。海運(yùn)在產(chǎn)生二氧化碳排放的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生一定的大氣污染物排放，主要來(lái)源于船舶使用的專門(mén)的“船用燃料”，這種燃料會(huì)產(chǎn)生比普通燃油更多的污染。中歐集裝箱船運(yùn)輸大氣污染物排放量計(jì)算公式為：ME=N×L×β×10-6（2）式中：ME為海運(yùn)第j種污染物的總排放量，t;N為第i年中歐班列貨運(yùn)量轉(zhuǎn)化為海運(yùn)TEU的箱量，箱;L為中歐間海運(yùn)航線長(zhǎng)度的均值，nm（海里）;β為中歐集裝箱船運(yùn)輸?shù)趈種污染物單位排放量，g/TEU/nm。采用上式可以計(jì)算出一定貨物周轉(zhuǎn)量的集裝箱船舶產(chǎn)生的大氣污染物的排放量。錢(qián)芳[1]在研究中分析了常用集裝箱船的單位污染物排放量，分別是MSCLinzie型、HanjinNetherland型、MSCDaniela型集裝箱船，結(jié)合AIS（船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)）中提供的相關(guān)船舶數(shù)據(jù)，計(jì)算出的集裝箱船平均污染排放量，如表3所示：3

基于吸入因子法的健康效益計(jì)算模型構(gòu)建3.1

影響對(duì)象范圍選擇根據(jù)本文的研究?jī)?nèi)容，假設(shè)將中歐班列運(yùn)輸?shù)呢浳锊捎脟?guó)際海運(yùn)進(jìn)行運(yùn)輸，海運(yùn)應(yīng)使用的船型為集裝箱船，因此選取我國(guó)前八大集裝箱港口作為本文的范圍。人口、面積等相關(guān)數(shù)據(jù)如表4所示。3.2

健康效益計(jì)算模型吸入因子法的計(jì)算步驟為：首先，計(jì)算人體吸收的劑量;然后，借助劑量-反應(yīng)系數(shù)（Dose-response）計(jì)算出健康終點(diǎn)的發(fā)病例數(shù);最終，將污染物對(duì)人體健康的影響量化，換算成相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)貨幣數(shù)額。本文對(duì)應(yīng)的流程圖如圖1所示。吸入因子的定義是污染源排放出的污染物，經(jīng)過(guò)呼吸等途徑進(jìn)入人體的量與總排放量的比值。不同研究者對(duì)于吸入因子的定義不同，本文中采用Bennet等[2]學(xué)者對(duì)于吸入因子的理解與定義，中歐海運(yùn)污染物排放的人體吸入量計(jì)算公式如下：Dose=EP×BR×Δρ

（3）式中：Dose為第i種污染物進(jìn)入人體的總量;EP為我國(guó)集裝箱前8大港口城市的近8年人口均值;BR為呼吸速率;Δρ為第i種污染物的大氣濃度變化量。除以上計(jì)算方法外，還可表示為：Dose=IF×PE

（4）式中：IF為第i種污染物的吸入因子;PE為第i種污染物的排放總量。吸入因子的數(shù)值根據(jù)研究地域的不同而產(chǎn)生差異化，本文需要對(duì)已有研究中的初始吸入因子數(shù)值進(jìn)行調(diào)整修正，吸入因子的主要影響因素為人口密度，因此，根據(jù)本文所需要的研究范圍，確定相關(guān)區(qū)域的人口密度值，再依據(jù)以下修正公式進(jìn)行調(diào)整：IF=×PD

（5）式中：IF為初始吸入因子的修正值;IF為吸入因子初始值;PD為初始研究的人口密度;PD為本文中人口密度。依據(jù)WangK[3]和栗樹(shù)朋[4]的研究獲得初始的吸入因子數(shù)值，本文中采用我國(guó)中歐海運(yùn)的集裝箱吞吐量前8大港所在的城市進(jìn)行研究，分別是上海市、寧波市、舟山市、大連市、天津市、青島市、深圳市、廣州市、秦皇島市?；卺t(yī)學(xué)研究資料，本文中選取SO2、NOX、PM2.5、PM10這四類(lèi)污染物進(jìn)行健康經(jīng)濟(jì)學(xué)研究，選取其造成的比較常見(jiàn)的醫(yī)療健康影響項(xiàng)目，分別為早逝（<50歲）、死亡率變化、內(nèi)科門(mén)診、急性支氣管炎、慢性支氣管炎、呼吸系統(tǒng)疾病住院人數(shù)、心血管疾病住院人數(shù)和哮喘發(fā)作，共計(jì)8個(gè)影響項(xiàng)目。計(jì)算健康終點(diǎn)發(fā)病數(shù)量：Case=Dose×DR

（6）式中：Case為第i種污染物引起第h種健康終點(diǎn)的病例數(shù)量，例;DR為第i種污染物和第h種健康終點(diǎn)的劑量-反應(yīng)關(guān)系，例/t。劑量-反應(yīng)關(guān)系的表達(dá)式為：DR=×1012

（7）式中：CR為第i種污染物與第h種健康終點(diǎn)的濃度-濃度反應(yīng)關(guān)系，例·m3/ug;f為第i種污染物關(guān)于第h種健康終點(diǎn)的基準(zhǔn)線。計(jì)算各種醫(yī)療健康項(xiàng)目導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失：HEC=Dose×DR×UV

（8）式中：HEC為第h種健康終點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)成本;UV為第h種健康終點(diǎn)的單位價(jià)值。鑒于目前單位健康終點(diǎn)的價(jià)值研究區(qū)域性比較明顯，不適合直接借鑒用于現(xiàn)如今全國(guó)的情況研究，因此，同樣需要將已有研究中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正調(diào)整再使用。栗樹(shù)朋[4]在研究中參考了美國(guó)環(huán)保署的研究結(jié)果，同時(shí)結(jié)合了沈陽(yáng)市人均GDP進(jìn)行了調(diào)整，KanH[5]在研究上海市時(shí)采用人均GDP進(jìn)行調(diào)整，張瑩[6]在研究成都市健康效益時(shí)選擇用人均可支配收入調(diào)整統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值（VOSL），據(jù)此，本文采用人均GDP和人均醫(yī)療消費(fèi)支出的綜合修正值計(jì)算，修正公式如下：式中：UV為單位健康終點(diǎn)價(jià)值修正值;UV為單位健康終點(diǎn)價(jià)值初始參考值;GDP為初始參考地區(qū)的人均GDP值;GDP為全國(guó)的人均GDP值;AHE為初始參考地區(qū)的人均醫(yī)療消費(fèi)支出;AHE為全國(guó)的人均醫(yī)療消費(fèi)支出;t為人均GDP彈性系數(shù);z為人均醫(yī)療消費(fèi)支出彈性系數(shù);t與z的取值一般為1。4

居民健康效益計(jì)算結(jié)果與分析污染物排放量按照中歐海運(yùn)航線占比計(jì)算出我國(guó)附近海域排放的污染物量，根據(jù)吸入因子修正計(jì)算公式，可得出本文適用的吸入因子值以及污染物進(jìn)入人體數(shù)量，如表5所示。吸入因子的數(shù)據(jù)計(jì)算中，總暴露人口數(shù)量和大氣中各種污染物濃度變化量采用我國(guó)前8大港口城市近10年的人口數(shù)量均值和污染物濃度均值計(jì)算，數(shù)據(jù)來(lái)源于全國(guó)人口普查的人口數(shù)據(jù)、各城市的統(tǒng)計(jì)年鑒與統(tǒng)計(jì)公報(bào)，根據(jù)StevensG的研究，將呼吸速率設(shè)置為20m3/天[7]。根據(jù)謝旭軒[8]和陳仁杰等[9]的研究，再結(jié)合近年來(lái)全國(guó)人均GDP、人均醫(yī)療（包括：門(mén)診和住院）消費(fèi)支出，見(jiàn)圖2和圖3，按照公式（3）至公式（7）進(jìn)行比例調(diào)整計(jì)算，得出健康經(jīng)濟(jì)價(jià)值見(jiàn)表6。根據(jù)Popelii等[10]學(xué)者的研究，結(jié)合中國(guó)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)年鑒和世界銀行對(duì)于中國(guó)污染成本的研究中的數(shù)據(jù)，本文中暴露-反應(yīng)關(guān)系、健康終點(diǎn)取值范圍如表7、表8所示。借助以上數(shù)據(jù)，根據(jù)公式（8）可以計(jì)算出各個(gè)健康終點(diǎn)的健康經(jīng)濟(jì)學(xué)損失，如表9所示。通過(guò)計(jì)算可知，中歐班列開(kāi)行能給我國(guó)沿海