哈佛六城研究

好的論文我認為是可以寫入該學科教科書的，今天講個可以寫入環境科學教科書的案例。一方面這是早期產生較大影響力的關於細顆粒物健康威脅的研究；另一方面該研究最後變成更為嚴格的法規調控的過程也比較坎坷。

哈佛六城研究指的是1993年哈佛大學科研人員對美國六座城市（包括田納西州的哈里曼（H）、威斯康星州的波蒂奇（P）、密蘇里州的聖路易斯（L）、俄亥俄州的斯托本維爾（S）、堪薩斯州的托皮卡（T）以及馬薩諸塞州的水城（W））的空氣質量與死亡率間關係的研究。這項研究從1974年開始持續到1989年，收集追蹤了8111名隨機居民的生存狀況（每年填一份問券，研究結束時有18%的人死亡）與所在城市的空氣污染狀況。結果發現在各種主要空氣污染物（包括二氧化硫、總懸浮顆粒物、氣溶膠酸度、硫酸鹽顆粒、臭氧、細顆粒物等）與死亡率的關係後，細顆粒物（也就是我們通常說的PM2.5）與死亡率有著極為顯著的關係。看下圖：

右上角那個表示的細顆粒物濃度與死亡率的關係，縱軸表示的是以波蒂奇的死亡率作為基準，其他城市死亡率與之相比的比值。在這個研究中我們可以清晰的看出細顆粒對於死亡率的影響幾乎就是筆直的一條線。僅就空氣質量最好的波蒂奇與最差的斯托本維爾兩個城市而言，死亡率上升了31%。當然這個結果是排除掉吸煙與其它已知影響壽命的因素之後的，因為無論哪個城市，吸煙都是最能解釋死亡率的因素。

這篇文章發表後引起了轟動，因為這大概是首篇揭示空氣污染中的細顆粒污染與死亡率的流行病學研究且結果也很直觀：生活在不同的空氣質量的城市，壽命會收到明顯影響，細顆粒物高的城市死亡率要高於低濃度的。但比較搞笑的是我們可以看到細顆粒物濃度最高的斯托本維爾也只有30ug/m3左右。我們來看下這十幾年的空氣質量變化：

我們可以看出總懸浮顆粒物實際在研究期間是下降的，而細顆粒物則下降不大。要知道美國《清潔空氣法案》可是在1970年就開始生效了，總懸浮顆粒物的下降也能反映這個趨勢。對比我們現在，用北京的清潔區作為案例，根據李令軍等的研究：

我們的TSP到2009年底還要高於六城研究污染最重的那一個，這還是風水好的定陵。至於細顆粒，那畫面太美，大家都從新聞里見過，不在一個數量級上。

伴隨產業升級與空氣污染的治理，到2006年，搞六城研究的研究人員發表了另一篇研究來表明後續的發展，首先我們看一下空氣質量的變化：

我們可以看出該研究又包括了1990到1998年的數據，這樣我們可以對比下這兩個研究時間段死亡率隨平均細顆粒濃度的變化：

可以看出，空氣質量的改善特別是細顆粒物濃度的下降確實降低了死亡率。也就是說，在這個濃度上，降低細顆粒物濃度確實使居住者的死亡率降低了。同時我們可以看到托皮卡的死亡率似乎上升了，這一點可以解釋為在細顆粒物濃度降低到一定程度之後，其對死亡率的貢獻率也下降了。其實這時候我們可以將環境污染控制的標準設定在15左右，再往下也許有改善，但可能此時控制別的污染因素更能有效降低死亡率。

那麼是不是六城研究1993年提出來就導致政策改變呢？其實美國環保署一直想以六城研究為契機推動更為嚴格的清潔空氣法案。但是這事怎麼說呢，美國一直存在一批奉行市場萬能的人，自然他們反對任何來自政府的調控：不讓你減稅就不錯了。其中有一個叫做Citizens for a Sound Economy的組織，這是個背後有科赫兄弟贊助的第三方，他們這時候跑出來說這伙科學家不靠譜，得把原始數據給出來。做過流行病學研究的應該清楚，這種大範圍抽樣不可能未經同意去公布參與者數據的，更何況很多人都死了，你怎麼讓死人給你授權？然後他們就說你這個研究有貓膩，不敢公布數據，因此國會的議員也跑出來跟環保署說要麼給證據，要麼閉嘴。這事讓環保署跟研究人員都很頭痛，直到1997年才想起來讓第三方獨立調查給證據，又拖了三年，一個獨立研究小組終於給出結論：研究數據與結論沒問題。然而這時候直接已經拖到新千年了，六城研究被拖了6年多才得到認可。不過回看數據我們會發現，1990到1998年PM2.5其實沒怎麼降，真正大的降幅在之前的10年，也就是說，其實工業界贏了大概6年的緩衝期，不過也有可能是濃度降到一定程度就不好降了。然而，即使這樣美國環保署認為到2010年，對顆粒物污染的控制措施還是挽救了16萬人的生命。

其實國內類似的研究也不少，可以說結果的重要性不比六城研究小，然而他們的影響力並不夠。我前後對比，發現很多研究都是在跟內行講故事，缺少六城研究這種一眼就能看懂的圖來推廣自己。說的刻薄點，科研人員要學會推廣自己的研究，讓讀者觀眾自己推理到你的結論最佳，這與教科書的學法類似。另外記住一些本學科內的經典研究案例也很重要，人都愛聽故事，最好有愛恨情仇，最好有表情包。

然而，研究從結論走向政策還是會比我們預想的困難得多，即使它很出名，即使數據沒問題。

參考文獻

六城研究 An Association between Air Pollution and Mortality in Six U.S. Cities

六城研究後續 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2662950/

科赫兄弟 暗流激蕩，科赫兇猛——與奧巴馬針鋒相對的巨富兄弟

Citizens for a Sound Economy Citizens for a Sound Economy

14年哈佛大學對六城研究的紀念 Landmark air pollution study turns 20

2000年關於六城研究的數據驗證報告 http://pubs.healtheffects.org/getfile.php?u=273

北京清潔區研究 北京清潔區大氣顆粒物污染特徵及長期變化趨勢 Study on Atmospheric Particles and Their Long-term Trend in Beijing Cleaning Area

科學博客的報道 Public Health Classics: Assessing air pollution and health in six U.S. cities, researchers』 findings changed the air we breathe

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