全球污染有多严重？AI预测：只有0.18%的区域和0.001%的人口是安全的- 大数跨境

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全球污染有多严重？AI预测：只有0.18%的区域和0.001%的人口是安全的

学术头条

2023-03-08

导读：由人类活动产生的空气污染物已经笼罩了整个地球。

当前，由人类活动产生的空气污染物已经笼罩了整个地球。

空气污染物可导致儿童哮喘和肺部生长减缓，以及成人缺血性心脏病和中风。受空气污染的影响，全球每年约有 700 万人过早死亡。

PM2.5 是全球主要的环境健康风险因素，人类长期暴露在不安全的 PM2.5 水平之下，会引发动脉硬化、先天畸形和儿童呼吸系统疾病。此前的一项研究甚至表明，母亲孕期的严重 PM2.5 暴露会导致流产和死胎。

那么，全球范围内的 PM2.5 水平是怎样的呢？近日，来自莫纳什大学（Monash University）、中国气象科学研究院和南京信息工程大学的研究团队提供了一张过去几十年全球范围内 PM2.5 变化的 “地图”。

他们发现，全球范围内只有 0.18% 的区域和 0.001% 的人口生活在安全的 PM2.5 水平下。更令人震惊的是，超过 70% 时间内的 PM2.5 水平高于安全水平。

尽管在截至 2019 年的 20 年中，欧洲和北美的每日 PM2.5 水平有所下降，但亚洲南部、澳大利亚、新西兰、拉丁美洲和加勒比地区的 PM2.5 水平却有所上升。

相关研究论文以“Global estimates of daily ambient fine particulate matter concentrations and unequal spatiotemporal distribution of population exposure: a machine learning modelling study”为题，已发表在科学期刊 The Lancet Planetary Health 上。莫纳什大学公共卫生和预防医学学院郭玉明教授和 Shanshan Li 博士为该论文的通讯作者。

（来源：The Lancet Planetary Health）

据介绍，郭玉明等人利用传统的空气质量监测观察、基于卫星的气象和空气污染探测器、统计和机器学习方法，更准确地评估了全球 PM2.5 的浓度。

“在这项研究中，我们使用创新的机器学习方法，整合了多种气象和地质信息，以约 10km × 10km 的高空间分辨率估算 2000-2019 年全球网格单元的全球地表水平每日 PM2.5 浓度，重点关注 15 微克/立方米以上的区域，这是目前世界卫生组织认为的安全限值（该阈值仍有争议），” 郭玉明说。

此外，该研究还发现：

尽管全球 PM2.5 高暴露天数略有减少，但到 2019 年，超过 70% 时间内的 PM2.5 浓度仍然高于 15 微克/立方米；
在南亚和东亚，超过 90% 的时间里，每天的 PM2.5 浓度高于 15 微克/立方米；
澳大利亚和新西兰在 2019 年 PM2.5 高暴露天数明显增加；
2000-2019 年，全球范围内的年平均 PM2.5 为 32.8 微克/立方米；
最高的 PM2.5 浓度分布在东亚（50.0 微克/立方米）和南亚（37.2 微克/立方米）地区，其次是非洲北部（30.1 微克/立方米）；
澳大利亚和新西兰（8.5 微克/立方米）、大洋洲其他地区（12.6 微克/立方米）和美洲南部（15.6 微克/立方米）的 PM2.5 年平均浓度最低；
根据 2021 年世界卫生组织新的指导限制，2019 年全球只有 0.18% 的区域和 0.001% 的人口的年暴露量低于该指导限制（年平均 5 微克/立方米）。

研究指出，不安全的 PM2.5 浓度还显示出不同的季节性模式，如在印度北部的冬季（12 月、1 月和 2 月）和北美东部地区的夏季（6-8 月），PM2.5 的浓度就会升高。另外，南美洲的 8-9 月以及撒哈拉以南非洲的 6-9 月，PM2.5 的空气污染也相对较高。

当然，该研究也存在一定的局限性。例如，由于大多数地区地面站分布稀疏、2014 年之前的站数据可用性有限以及某些预测变量的不确定性，模型预测结果可能存在偏差；尽管空间分辨率很高，网格估计的汇总以及人口加权暴露和暴露天数的计算存在不确定性等。

郭玉明表示，这项研究“提供了对户外空气污染的现状及其对人类健康影响的深刻理解。有了这些信息，政策制定者、公共卫生官员和研究人员可以更好地评估空气污染的短期和长期健康影响，并制定空气污染缓解战略”。

论文链接：

https://www.thelancet.com/journals/lanplh/article/PIIS2542-5196(23)00008-6/fulltext

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