【摘要】
空气污染仍然是美国某些地区重要的环境健康风险，对广泛人群的健康造成影响，尤其是社会和医疗方面的弱势群体。历史上，燃煤电厂一直是环境细颗粒物（PM2.5）的主要来源；尽管近几十年来其贡献已大幅下降。尽管煤炭相关PM2.5暴露的地理分布下降已有详尽记录，但人们对持续存在的区域差异及其如何与社会健康决定因素相互作用仍知之甚少。本研究利用九项涵盖身心状况的指标，考察了2020年美国各县煤炭相关PM2.5暴露与健康之间的关联。我们发现，煤炭PM2.5暴露每增加1%，与多种健康结果的患病率增加0.02%至0.34%相关，这些健康结果包括心理健康障碍、慢性阻塞性肺疾病和糖尿病。这些关联在不同地区差异显著，其中最强的影响集中在美国东南部。此外，高家庭能源负担加剧了煤炭PM2.5暴露对身心健康的负面影响。持续的区域不平等凸显了需要针对具体地点进行干预，以减少持续的局部暴露及其健康后果。
【引言】
空气污染是重大的公共卫生威胁，全球每年估计导致400万至900万人过早死亡，其中细颗粒物（PM2.5）占该负担的80%以上。PM2.5是一个复杂的混合物，源自化石燃料燃烧、车辆、发电、农业和工业过程，以及沙漠尘埃等自然来源。在全球范围内，煤炭排放仍然十分巨大。在美国，尽管近几十年来排放量有所下降，但燃煤电厂仍然是PM2.5的重要来源，产生二氧化硫、氮氧化物以及铅和汞等重金属。这些污染物会导致心血管、呼吸系统、神经系统疾病和总体死亡率上升，并在美国造成其他严重的健康影响。煤炭产生的PM2.5仍然构成特定区域和人群的健康风险，并且是公认的公共卫生威胁。
虽然污染暴露的社会经济决定因素已有文献记载，但由此产生的身心健康影响的区域（地理空间）差异（可能是持续存在的）仍不清楚。本研究基于能源和环境正义框架，探讨煤炭相关细颗粒物（煤炭PM2.5）如何在美国持续影响身心健康，尽管总体排放量已大幅下降。降低燃煤电厂PM2.5排放的健康效益尚未从区域差异或与社会健康决定因素的相互作用角度进行探讨。利用美国2020年的县级数据，我们研究了煤炭PM2.5暴露与九项健康结果之间的关联，同时兼顾能源负担以及种族/民族、年龄、残疾和医疗保险覆盖等关键社会人口因素。为了评估区域差异，我们整合了空间滞后回归模型和热点分析，以识别煤炭PM2.5和不良健康结果的地理聚集，并考察这些地理空间模式在美国各地区的差异。
主要发现表明，即使煤炭PM2.5的适度增加也与多种慢性病和心理健康状况患病率的统计显著增加相关，尤其是在美国东部。高能源负担与健康结果的总体关联最强，进一步放大了煤炭相关空气污染的健康风险。本研究强调了煤炭相关健康负担和能源负担的持续性和空间不均性，也凸显了需要针对区域进行干预，以减少污染并支持那些受能源相关不平等影响不成比例的社区。
【能源和环境正义框架】
本研究整合了能源正义和环境正义框架，以考察煤炭相关PM2.5暴露、家庭能源负担和社会脆弱性如何共同塑造健康风险。能源正义提供了一个聚焦的分析视角，用于识别和解决能源生产、分配和消费中产生的不平等，直接建立在早期的环境正义学术研究之上。早期定义强调了能源相关危害和收益发生在何处。
【研究区域和时间范围】
本研究的分析涵盖了美国本土48个州及哥伦比亚特区的3108个县。我们结合了两种时间视角：
2016-2020年：本研究使用年度煤炭PM2.5暴露估算来描述近期趋势和种族/民族暴露差异。
2020年横截面：本研究构建了2020年县级健康结果、能源负担和社会人口统计指标模型，并将这些与2020年煤炭PM2.5暴露联系起来，用于空间回归模型。
因此，早期分析……
【含和不含州固定效应的OLS回归模型】
我们首先比较了使用和不使用州级虚拟变量（州固定效应）估算的OLS模型。在不包含州控制变量的基线OLS模型中，我们加入了表1中列出的七个自变量。我们估算了九个单独的模型，每个健康结果对应一个。所有基线模型在统计上均显著，调整后的R方值在0.40至0.79之间，AIC值介于……
【讨论】
本研究通过考察与煤炭相关PM2.5暴露、能源负担及其与社会健康关键决定因素的交集相关联的健康结果的区域差异，为现有文献做出了贡献。利用一个新颖的、可公开获取的数据集，我们分析了九项健康指标，并识别出长期健康负担中显著的地理和社会经济模式。总体而言，我们的结果与之前的证据一致，即细颗粒物空气污染仍然是一个重大的环境健康……
【结论】
尽管《清洁空气法案》等监管措施已在全国范围内大幅减少了污染，但煤炭相关PM2.5仍然对公共健康构成持续风险。本研究提供了三个关键见解。首先，即使在当今浓度较低的情况下，煤炭相关PM2.5仍然与某些地区的不良健康结果存在可测量的关联，这表明暴露减少并不一定意味着风险降低。其次，煤炭相关PM2.5的负担不成比例地……
【CRediT 作者贡献声明】
陈建飞：撰写 – 审阅与编辑、撰写 – 初稿、概念化。帅杭：撰写 – 审阅与编辑、撰写 – 初稿、正式分析。R·亚历山大·本特利：撰写 – 审阅与编辑、撰写 – 初稿。柳德米拉·齐卡洛娃：撰写 – 审阅与编辑、撰写 – 初稿。沈正来：撰写 – 审阅与编辑、撰写 – 初稿。
【包容性与多样性】
本文的一位或多位作者自我认定为社会科学中代表性不足的少数族裔。本文的一位或多位作者自我认定为获得了旨在增加科学领域少数群体代表性的项目支持。
【材料可用性】
本研究未使用任何材料。
【利益冲突声明】
作者声明，与本手稿材料相关的没有经济或非经济利益。
【致谢】
资助来源：陈建飞、帅杭和柳德米拉·齐卡洛娃获得韦尔科姆信托基金会的支持，项目编号 227151/Z/23/Z。
【参考文献】
（全文共引用61篇参考文献，鉴于篇幅限制，此处仅列出部分代表性条目：）
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Ayinla, P.A. et al., 2025. Regional dynamics of public attitudes toward climate change policy, regulatory strategies, and the energy transition in the United States. Energy Res. Soc. Sci.
Sovacool, B.K. et al., 2015. Energy justice: conceptual insights and practical applications. Appl. Energy.
Heffron, R.J. et al., 2017. The concept of energy justice across the disciplines. Energy Policy.
Bouzarovski, S. et al., 2017. Spatializing energy justice. Energy Policy.
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【全文结束】