环境污染问题通常被视为工业化的产物，但事实上农业火灾等人为污染在工业化之前已经长期存在。一千多年以来，农民用火来开垦土地、控制杂草、再生养分以及处理作物残留物。根据粮农组织的数据，近年来仅最后一类农业火灾造成的生物质燃烧量就约为森林火灾的一半。本文即以巴西圣保罗为例，研究了种植甘蔗过程中农业用火对婴儿健康的影响。

巴西的甘蔗产量居世界首位，其中本文的研究背景圣保罗州的甘蔗产量占巴西全国收成的三分之二以上。从 4 月到 11 月，圣保罗的甘蔗农场和种植园采用传统的人工方法收割甘蔗时会产生农业火灾。农民在砍断甘蔗茎之前先烧毁田地，火会烧掉秸秆和其他杂物，只留下甘蔗的可收割部分和根部。与人工相比，使用火烧可将劳动力的生产率提高十倍。整个收获季节都会发生火灾，旺季时一天 24 小时都在收割。有观察研究记录了甘蔗火灾与污染在时间和空间上的联系，并且也已经发现在实验室中焚烧甘蔗秸秆会增加颗粒物浓度等危害健康的污染物。但甘蔗火灾也同时与当地经济密切相关，例如人均国内生产总值每增加一倍，每 100 平方公里就会多发生一起火灾。

火灾数据来源为卫星遥感拍摄的巴西领土图片。数据在1 千米×1 千米的尺度上识别出该区域发生火灾的概率，本文在实证部分中根据火灾发生的概率对火灾进行加权。遥感数据来源于三颗NASA卫星，NOAA-15、TERRA和AQUA，本文将三个数据系列加总到每一天进行火灾计数。

有关污染浓度和大气条件的数据来自圣保罗环境局（CETESB）运营的空气监测站。在研究期间的2009至2014年，所有13个站点都以小时为间隔测量温度、相对湿度、风向、颗粒物和臭氧浓度，其中 12 个站点还测量氮氧化物（NOx）浓度。对于除风向外的所有变量本文利用每小时的观测数据计算出周平均值，对于风向将每小时的测量结果汇总为每日盛行风。本文计算每个城市人口中心点 50 公里半径范围内每天发生火灾的 1 千米×1 千米网格单元的数量，并进一步根据盛行风将火灾分为上风向与非上风向。

本文进行了两项估计，一个是将火灾与空气污染联系起来，另一个是将火灾与健康结果联系起来。首先验证研究设计中关于上风向火灾比下风向火灾更容易造成污染的假设，本文分析了空气监测站的污染物浓度数据，主要关注的是颗粒物PM10，同时也研究了臭氧等其他污染物，以界定焚烧甘蔗火灾的污染成分。本文构建了如下回归模型：

婴儿健康回归模型与（1）式类似，只是对子宫内暴露的分析需要很多滞后期，本文将滞后期的数量设定为 38 周。因此我们在分组的健康数据上采用分布式滞后模型，将出生记录按城市-出生日期汇总。对于 t 日在 j 市的所有出生记录，进行如下估计：

4.1 焚烧甘蔗火灾对空气污染的影响

表2报告了（1）式的回归结果，表明火灾产生的最主要污染物是PM10。根据第（3）列的系数分解结果，上风向火灾增加一个标准差会使 PM10 上升 9.9 个单位（平均值的 30%），但非上风向火灾的相同增加仅会使 PM10 上升 2.0 个单位。氮氧化物Nox和臭氧O3是生物质燃烧的主要副产物，结果表明焚烧甘蔗秸秆对于臭氧有适度的影响，而氮氧化物则并不显著。

4.2焚烧甘蔗火灾对于新生儿健康的影响

表3汇报了火灾对于本文主要关注的健康结果，即出生体重和胎龄的影响。在第（1）列和第（2）列中，所有火灾结果均为正值，在某些情况下甚至是显著的。但这些正相关应当主要反映了经济活动增加对婴儿健康的益处，这一点可以通过对比第（3）列和第（4）列中上风向火灾与非上风向火灾的系数看出。妊娠的最后 13 周内，每周上风向火灾活动每增加1个标准差，婴儿的出生体重和胎龄就会显著下降，分别减少 83.4 克和 0.31 周，这与火灾相关空气污染的主要负面影响是一致的。

除了出生体重和胎龄外，表4对于胎儿死亡率、生儿早期死亡率（出生后第一周）以及活产婴儿的发病率报告了相同模型的估计结果。妊娠末期上风向火灾增加会显著增加死胎率与减少活产数，但并未对产后死亡率有显著影响。这可能是因为产前死亡率已经选择出产后死亡风险最高的婴儿。火灾对于APGAR 的影响也不显著，但结果发现胎儿发育相关的住院率略有上升。

表5通过评估额外协变量和固定效应的稳健性，以及进行证伪检验，进一步证明了结果的稳健性。前4列加入不同的固定效应与控制变量，发现系数在符号和显著性上没有变化。第（5）（6）（7）分别通过引入滞后五年的自变量以及随机分配火灾的时间和地点，对原模型进行了重新估计。结果表明几乎所有情况下，基线估计值都比 95% 的安慰剂估计值更极端。此外本文也对上风向火灾定义中上风区中心角的不同取值（基准结果中选取45度），以及选取火灾的不同半径（基准结果中为城市人口中心点周围50 公里之内的火灾）进行了稳健性检验，有兴趣的读者可以参考原文提供的在线附录。

对于异质性，本文发现收获季节的后期，出生人数下降，而出生时的平均健康状况和平均母亲特征却有所改善。这应当是因为与普通婴儿相比，面临这种特殊健康冲击风险的婴儿的父母更为富裕，其健康禀赋也更高。本文也按儿童性别、母亲年龄和母亲教育程度分别估算了不同的影响，发现没有显著的异质性。

本文利用巴西主要蔗糖产区圣保罗州的数据，研究了收割期间农业火灾造成的污染对健康的影响。利用风向和火灾地点的变化，成功将焚烧甘蔗的健康影响以及其与当地商业周期的关联区分开来，发现了从烟雾暴露到出生体重下降、妊娠期缩短和死胎风险增加的因果关系。风向和火灾地点的每日高频率变化是这套识别策略的关键所在，而火灾的面板变化本身会导致误导性结果，这很可能是因为收获活动与经济条件的改善密切相关。火是上千年以来的农业工具，虽然这一空气污染源相比于现代工业污染是较为轻度的，但本文结果表明即使在低污染水平下，剂量反应关系也是陡峭的，因此对空气污染对健康影响的关注不应停留在城市或工业中心的边缘。本文研究中的污染水平几乎被全球的环保机构所忽视，但它们似乎对健康构成了重大威胁。