近日，我院“环境过程与系统模型”团队李少斌课题组在生命周期评价（Life Cycle Assessment, LCA）方法学研究中取得新进展，在环境领域权威期刊 Environmental Science & Technology 发表题为“System approach for characterizing and evaluating factors for occupational health impacts due to nonfatal injuries and illnesses for the use in life cycle assessment”的研究论文。该研究系统评价了产业链生产过程中职业人群健康影响，创新性补充了LCA体系中职业人群健康影响评价方法，丰富了LCA人群健康影响评价理论，为不同产业和职业的人群健康影响评估提供了特征因子数据库。本研究工作是联合国环境署生命周期倡议GLAM项目的重点任务之一，将为GLAM项目建立一个覆盖面广、方法一致且具有全球共识的生命周期影响评价方法提供重要的方法学和数据支撑，助力联合国可持续发展目标的评估与管理。
图片摘要
研究背景
LCA作为环境管理决策中的重要工具之一，可定量表征研究对象（如各类产品、服务）的全生命周期过程（包括原材料开采、加工、运输、使用、废弃物处置）所消耗的资源以及产生的污染的多维环境影响。其中，生命周期影响评价方法（Life Cycle Impact Assessment，LCIA）是LCA的重要组成部分，通常通过污染物与受污染主体的暴露-响应关系构建特征因子，结合生命周期清单数据定量表征研究对象对生态系统、人群健康以及自然资源等多维效应的全生命周期影响。在LCA评价体系中，人群健康影响的终点评价指标通常以世界卫生组织（WHO）提出的伤残调整生命年（Disability Adjusted Life Years，DALYs）进行表征，该指标表示由于过早死亡或生活中患有疾病或残疾而失去的健康寿命时间。传统的LCIA人群健康评估往往聚焦于常见环境风险（如各类化学污染物、辐射等）的人群健康影响，对于产业链生产活动中职业工伤所造成的健康影响尚缺乏系统评估。
研究结果
本研究构建了一种基于职业工伤报告数据对人群健康影响进行量化评估的系统方法。
首先，应用美国劳工部（U.S. Bureau of Labor Statistics, BLS）报告的各产业十三种不同职业伤病（如烧伤、骨折等）数据，结合全球疾病负担（GBD）报告中提供的对应伤病的严重程度、持续时间等，系统评价了各产业的职业人群健康影响的总量和强度，分别以伤残调整生命年总量（DALYs）与其强度（DALYs/$）表示（图1）。
图1. 美国397个产业部门的职业健康影响直接特征因子（Direct CFs）。其中，方格大小表示不同产业的职业人群健康影响总量，方格颜色深浅表示职业人群健康影响强度（DALYs/$，颜色越深则越大）。
研究进一步将美国劳工部职业伤病数据与投入产出模型（USEEIO v2.0）结合，估算了全产业链健康影响特征因子（图2）。
研究表明供应链对各个产业全生命周期的职业健康影响不可忽视，贡献可高达89.7%。同时，图2中累积影响曲线表明美国经济体系中约20%的产业造成的职业人群健康总影响高达50%。不确定分析结果表明各产业的职业健康影响存在较大的不确定性（变异系数CV为25%到60%），主要受不同产业的不同职业工伤严重程度、伤病持续时间等因素共同影响。
图2. 美国397个产业的职业健康影响产业链特征因子（Characterization factors，CFs）。x轴的宽度表示该产业的最终需求，柱面积由该产业的职业健康影响特征因子（y轴）与其最终需求（x轴）的乘积得到，表示该产业职业健康总影响（Total DALYs）。
为了验证将职业健康影响评价纳入LCA体系的重要性及其可操作性，本研究以一张办公椅的全生命周期阶段进行了案例分析，对比其在不同生命周期阶段的不同健康风险对人群健康造成的影响（图3）。
从图3中可以发现上游供应链和生产阶段的工伤风险对职业人群健康影响为1.12×10-5 DALYs（约损失9.5分钟健康生命），化学污染对一般人群的健康影响为1.43×10-5 DALYs（约损失7.4分钟健康生命），两个风险源对人群健康的影响相近。
图3. 在不同生命周期阶段中不同健康风险造成的人群健康影响对比。其中包括工人和使用者接触化学品造成的影响、一般人群化学暴露的影响以及职业健康影响。图中绿色部分为该研究的工作，灰色部分来自于文献(Kijko et al. 2016, ES&T, 50, 13105-13114)。误差棒为95%置信区间。
现有的生命周期评价方法对化学污染造成的人群健康影响考虑较多，通过此案例说明了应将职业健康影响纳入现有的人群健康影响评价体系中，以更全面、科学地评估真实的人群健康影响。此外，在职业健康影响中，终身伤病（如截肢、肌腱炎等）的影响占据了主导地位（1.11×10-5 DALYs，超过总影响的90%），这说明高频率的短期伤病（如烧伤、割伤等）造成的影响小于严重性高和持续时间长的终身伤病带来的影响。这一系统方法的源代码和数据已在GitHub上开源共享（https://github.com/ZhehanHuang/Occupational-health-calculation/）。
研究团队
本论文第一作者为我院硕士研究生黄喆晗，通讯作者为李少斌副教授，共同作者包括丹麦科技大学Peter Fantke教授和密歇根大学Olivier Jolliet教授（现为丹麦科技大学教授），以及Andrew Henderson、Shannon Lloyd、Gaël Kijko、Kelly Scanlon学者。该研究获得了国家自然科学基金重大专项-培育项目（72348004）和瑞典战略环境研究基金会（DIA 2018/11）的资助。
论文来源
Huang, Z., Kijko, G., Scanlon, K., Lloyd, S., Henderson, A., Fantke, P., Jolliet, O., Li, S., 2023. “System approach for characterizing and evaluating factors for occupational health impacts due to nonfatal injuries and illnesses for the use in life cycle assessment.” Environmental Science & Technology, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c00188
文、图 | 黄喆晗
责任编辑 | 李少斌
排版 | 吴晓倩
