推文人 | 刘梦迪

 

原文信息：Barreca, A. I., Neidell, M., & Sanders, N. J. (2017). Long-Run Pollution Exposure and Adult Mortality: Evidence from the Acid Rain Program (No. w23524). National Bureau of Economic Research.

 

一、问题提出

 

虽然环境质量改善带来的90％以上的效益都归因于长期暴露，但几乎所有关于污染对健康影响的准自然实验证据都只是利用了短期暴露的变化。一个短期的污染变化冲击可能作为准自然实验而言是强大的，但由于暴露时间有限，其本身并不会产生实质性影响。然而识别长期暴露存在一定的困难。想要量化长期暴露的影响需要一个长期持续的环境污染外生变化。此外，从长期来看，个体会对环境污染作出响应（如搬迁），因此即使污染的变化最初是外生的，从长远来看由于存在响应，其健康影响也可能变成内生的。Barreca、Neidell、Sanders近期的NBER工作论文Long-Run Pollution Exposure and Adult Mortality: Evidence from the Acid Rain Program旨在分析长期污染暴露的累积健康影响，弥补现有文献的不足。

 

之前推送的Isen等人2017年的JPE文章（Every Breath You Take—Every Dollar You’ll Make: The Long-Term Consequences of the Clean Air Act of 1970，见推文【香樟推文0545】清洁空气助你赢在起跑线——早期污染暴露对成年后收入的影响 ）同样关注了污染的长期影响。但二者略有不同，JPE文章虽然关注的是长期影响，但仍然是短期暴露，而该研究侧重于长期持续暴露的长期影响。

 

二、政策背景

 

该研究关注美国1995年旨在减少二氧化硫排放的酸雨计划。酸雨计划是美国清洁空气法案的一部分，运用总量控制与交易的方式减少二氧化硫排放。第一阶段，从1995年起，110家高污染火电厂被规制（根据1985-1987年英热值筛选高污染电厂）；第二阶段，从2000年起，进一步减少第一阶段火电厂的排放配额，且将规制范围扩大到其余所有燃煤电厂。由于火电厂可以在第一阶段为第二阶段跨期储存配额，因此第一阶段对二氧化硫的减排作用更大。该研究选择第一阶段作为研究对象。作者认为酸雨计划有几点适合研究该问题的特征：第一，酸雨计划对空气污染的改变是长期持久的，从而适合观测长期健康影响。第二，酸雨计划最初只对110个二氧化硫排放量大的工厂实施，从而提供了准自然实验。第三，由于二氧化硫可以远距离传输，这就在一定程度上减缓了sorting的影响。第四，已有的实证研究表明酸雨计划对经济活动的影响很小，从而排除污染以外的影响机制。

 

三、数据

 

研究主要采用美国疾控中心1990-2005年县级的死因数据，包括死亡年龄、居住县等信息。主要关注的群体是35-64岁的成年人，并运用该群体每百万人口中死亡人数的反双曲正弦（由于某些县某些年死亡人口为0，相较于直接取对数，该模型更适用于这种情况）作为关注的被解释变量，其中分母采用1990年的人口普查数据。

 

四、实证策略

 

该研究选取酸雨计划工厂周边100英里以内的县作为treatment group，超过100英里的县作为control group。并进一步运用倾向匹配得分法选取更加可比的treatment group（深灰色区域）和control group（浅灰色区域）。

 

 

五、研究结果与讨论

 

作者首先检验酸雨计划对二氧化硫排放的影响。如下图所示，两组在1995年之前二氧化硫浓度没有显著差异；1995年酸雨计划后treatment group的二氧化硫浓度显著下降； treatment group二氧化硫的下降在时间上具有持续性（即可能对健康具有累积效应）。

 

 

接下来分析对35-64岁群体的死亡率影响（这里只关注internal mortality）。如下图所示，两组在1995年之前死亡率没有显著差异；1995年酸雨计划后treatment group的死亡率呈现下降趋势（1997年之后开始显著）；酸雨计划后第一年，死亡率下降1.3%；到2005年，死亡率下降5.1%。逐年增大的系数（绝对值）表明酸雨计划对健康的影响具有累积效应。根据该结果，到2005年，酸雨计划带来的健康收益约为1340亿美元（这与之前未考虑长期影响的研究得到的年均收益30亿美元的结果相差悬殊）。

 

作者进一步探讨死因。从机理上，二氧化硫主要是影响呼吸系统健康；PM2.5（二氧化硫是PM2.5主要的前体物）主要是影响心血管系统健康及呼吸系统健康。因此，进一步改为只观测以上两种病因，结果与关注全部internal mortality的结果相似，即进一步从机理上证明了二氧化硫和PM2.5污染是死亡率变化的原因。

 

由于酸雨计划可能对地区的经济发展水平以及人口结构产生影响，而以酸雨计划对县级死亡率的影响进行污染对死亡率影响的识别可能存在潜在的错误归因和sorting问题。作者进一步对这些潜在影响进行分析。具体而言，第一，更严格的环境规制可能导致工人失业，进而影响健康；第二，富人可能搬迁到变得清洁的电厂周边县，从而观测到的死亡率的降低是由人口结构变化导致（而非污染下降的结果）。作者分别用总体工资和人均工资检验酸雨计划对经济活动的影响；用净迁移率和其他因素死亡率（与污染无关的）检验酸雨计划对人口结构的影响。研究表明酸雨计划对以上因素均没有显著影响。 

 

最后，作者由于缺少卫星数据，无法直接观测污染实际传输范围，故采用不同距离范围选取treatment group，以检验污染影响范围。如下图所示，距离到100英里后便不再显著，因此认为100英里是合理的cutoff。

讨论

 

这篇文章我觉得大家主要的意见应该是虽然污染物可以远距离传输，但100英里的范围设置实在是有点太大了。此外，在对sorting的分析中，作者采用净迁移率指标，这并没有直接检测更重要的人口结构变化的影响。用其他因素死亡率作为人口结构影响的表征也略显牵强。不过总的来看，该研究提出的对长期累积影响的关注对未来的研究有很好的启示价值，对环境政策的收益评估具有借鉴意义。

 

近期关注污染长期影响的相关文献：

【1】Bharadwaj, P., Gibson, M., Zivin, J. G., & Neilson, C. (2017). Gray matters: fetal pollution exposure and human capital formation. Journal of the Association of Environmental and Resource Economists, 4(2), 505-542.

【2】Isen, A., Rossin-Slater, M., & Walker, W. R. (2017). Every breath you take—every dollar you’ll make: The long-term consequences of the clean air act of 1970. Journal of Political Economy, 125(3), 848-902.

 

Abstract

 

Though over 90 percent of benefits from environmental quality improvements are attributed to long-term exposure, nearly all quasi-experimental evidence on the effects of pollution on health exploits changes in short-term exposure. Quantifying long-run exposure impacts requires a lasting, exogenous change in ambient pollution. Even if the initial change in pollution is exogenous, the long-run nature allows more time for economic agents to respond to changes in pollution, resulting in endogenous pollution exposure. We estimate the effects of long-run pollution exposure on mortality among adults by exploiting the United States Acid Rain Program (ARP) as a natural experiment. The ARP, which regulated emissions from coal power plants, created a permanent change in pollution across vast distances, enabling us to define broad treatment areas to subsume many potential confounding effects. We use a difference-indifferences design, comparing changes in mortality over time in counties “near” regulated plants to changes in mortality in similar counties “far” from the plants. We find relative mortality in treatment counties decreased after the introduction of the ARP, with mortality improvements growing steadily over time in both economic and statistical significance. The ARP had no significant effect on residential sorting or employment, helping rule out selection or economic mechanisms. Analysis by cause of death supports the role of fine particulate matter as the relevant pollutant.