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正文
关于下方文字内容，作者：杨青清，湖南大学经济与管理研究中心经济所，通信邮箱：mikiyqq@163.com
作者之前的文章：
Understanding How Low Levels of Early Lead Exposure Affect Children’s Life Trajectories Hans Grönqvist, J. Peter Nilsson, and Per-Olof Robling Journal of Political Economy 2020 128:9, 3376-3433We study the impact of lead exposure from birth to adulthood and provide evidence on the mechanisms producing these effects. Following 800,000 children differentially exposed to the phaseout of leaded gasoline in Sweden, we find that even a low exposure affects long-run outcomes, that boys are more affected, and that changes in noncognitive skills explain a sizeable share of the impact on crime and human capital. The effects are greater above exposure thresholds still relevant for the general population, and reductions in exposure equivalent to the magnitude of the recent redefinition of elevated blood lead levels can increase earnings by 4%.
摘要：本文研究了从出生到成年铅暴露对人的影响，并为产生这些影响的机制提供了证据。在对瑞典800,000名不同程度接触含铅汽油的儿童进行跟踪调查后，作者发现，即使是低接触量也会影响长期结果，且男孩受到的影响更大。另外，非认知能力的变化很大一部分解释了铅暴露水平对犯罪和人力资本的影响。如果用血铅水平来衡量铅暴露的降低程度，那么可以计算出，铅暴露水平的下降将会增加约4%的收入。铅暴露是一个重要的公共健康问题。众所周知，高暴露水平会对健康造成不利、不可逆转，甚至是致命的影响。在当今社会中，相关政策先是限制了汽油中的铅含量，后来直接禁止汽油中加入铅，使得铅暴露导致临床症状的情况较少。然而，普通人群仍然会从各种来源（包括食物、空气、玩具、受污染的土壤、铅基涂料和水）中接触到较低剂量的铅。房龄和社区的贫困状况是美国儿童血铅水平升高的主要预测因素（Roberts and English, 2016），因此，任何未观测到的与贫困状况和儿童发展情况相关的个人和社区属性都可能会混淆铅暴露和儿童发展之间的相关性。尽管最近的一些文献研究了其对儿童发展情况的负向因果关系 (Reyes, 2007; Rau, Urzúa and Reyes, 2015; Billings and Schnepel, 2015; Aizer et al., 2016; Gazze, 2016; Ferrie, Rolf and Troesken, 2012)，但是很少有文献分析童年铅暴露影响成年后境遇的机制。因此，本文的目的是为童年早期铅暴露的长期影响提供一致的估计，并解释这些影响的机制。作者将研究背景选为瑞典，原因有三点。第一，基于丰富的微观数据，作者可以测量约80万名儿童出生后三年内当地空气中的铅含量水平，并且记录儿童三十年后的发展情况。其中，空气中的含铅水平通过环境保护局在瑞典各地收集的苔藓样本数据进行衡量。通过使用几个独立的数据源，作者验证了当地苔藓含铅水平（moss lead，MPb）和铅政策的变化可用于准确预测儿童早期血铅水平。另外，该数据还包含对认知能力和非认知能力的衡量指标。第二，作者通过关注1970年代初至1980年代中期出生的儿童来处理相关的不可观测因素。这个时期逐步淘汰了含铅汽油，每升汽油中的铅含量迅速降低了80％。由于含铅汽油是普通人群接触铅的主要来源，因此从1970年代至1990年代中期（此时含铅汽油被禁止），儿童的血铅水平也迅速下降。第三，瑞典早在1920年代就开始禁止一些重要的暴露源中含铅（如：油漆和水管），再加上交通密集程度较低，在逐步淘汰含铅汽油之前，人们的血铅水平就要比美国同期的水平低很多。因此作者得以研究铅在低暴露环境中的影响。本文主要的实证策略利用了政策所引起的（社区内）暴露水平的变化，通过关注1980/81年发生的重大改革，建立了一个灵活的双重差分事件研究模型。该策略揭示了政策变化的时机，并可以直观地评估改革效果如何在不同的出生队列中演变。Figure1 展示了作者使用局部线性回归估计苔藓含铅水平以及在1980/81年改革前后的出生队列的长期差异（5年）。从图中可知，改革前的社区铅暴露水平是社区铅暴露水平之后变化强有力的预测因素。改革后，各社区的暴露水平相同，改革前高暴露水平社区的铅水平大幅下降，而对于改革前暴露水平较低的地区，铅水平下降幅度要小得多。并且，与出生在同一社区、但更年长的同辈相比，在改革前高暴露水平社区中出生的孩子的相对学习成绩有所提高，但在改革前低暴露水平社区中出生的孩子却没有变化。另外，从Figure 1 中还可以看出，当MPb含量低于30 mg/kg时，其效果会减弱很多。该暴露阈值对应于儿童早期血铅水平5µg/dL。
在下文更详细的分析中，作者发现，出生队列间发展情况变化的时机，与改革后铅消耗量急剧减少的时机相对应；住在暴露水平低于阈值社区的儿童不会受到改革的影响；但住在暴露水平高于阈值社区的儿童的发展情况则会显著提升。作者指出，高于阈值的血铅水平每降低一单位，男性完成高中学业的概率便会显著增加4%。尽管文章并未发现对认知能力的影响，但是作者指出，非认知技能遵循与人力资本和犯罪相同的非线性剂量反应模式，且高达40%的人力资本变化可以通过估计铅暴露水平对非认知特征的影响来解释。本文的主要贡献在于，研究了较低铅暴露水平对于成年后发展情况的影响，而之前的文献研究的更多是在更高暴露水平下儿童的情况或影响。并且，之前的文献倾向于分别研究影响，但是本文使用相同的方法以及全民的数据为成年发展情况提供综合性的结果。另外，以前的研究集中于估计童年铅暴露的影响，但没有解释其来源。而本文提供了先前工作中强调的两个关键机制的直接证据：认知和非认知能力。作者指出，针对儿童非认知特征的政策可能在减轻早期低暴露铅水平的不利影响方面会更有效。II. Setting and measurement众所周知，无论铅是如何进入到人体，都会对人体产生剧毒，并且会影响大脑发育和器官功能。作者从相关的医学类文献中发现：1）由于儿童的吸收率较高，早期接触造成的风险最大；并且，以吸收为条件，相比于成熟的大脑，铅更可能会影响发育中的神经系统；2）血铅水平在6至60个月时呈倒V形分布，在24个月时达到顶峰（因为这个年龄阶段的手、嘴活动很密集）；3）虽然婴幼儿的铅暴露量和吸收量都没有性别差异，但关于早期易受伤害性方面的性别差异的证据不一。瑞典于1946年开始在汽油中添加铅。但是，随着机动车铅排放的不断增加，瑞典于1970年开始逐步淘汰含铅汽油，以保护环境以及公共健康。虽然1970年的改革阻止了汽油中铅含量的进一步增加，但汽油含铅量的下降主要发生在1973年至1981年之间，最高下降了79%。如Figure 2 所示，汽油中的铅是普通人群接触铅的主要来源，从1970年代至1990年代中期含铅汽油被全面禁止，儿童血铅水平迅速下降。在逐步淘汰含铅汽油的过程中，瑞典并没有监测幼儿或普通人群中血铅水平变化趋势的大样本数据集。因此，作者使用了来自瑞典环境保护署(Swedish Environmental Protection Agency，EPA)的数据。该机构自1975年以来，每5年使用全国范围的苔藓样本网格监测一次重金属空气污染。1960年代，Rühling and Tyler (1968, 1969)开创性的将苔藓作为重金属空气污染的生物监测器,现如今已经发展成熟。将苔藓用于衡量空气污染水平的原因是，苔藓没有根部，它的吸收量仅取决于其对污染物的吸收情况（通过降水和空气中颗粒物沉降所带来的）；它对于金属的吸收率和保留率很高；且几乎在所有环境中都有苔藓的存在。在样本年份的选择上，作者使用了1975年、1980年和1985年收集的样本，这些样本分别反映了1972-1974年、1977-1979年和1982-1984年期间的铅沉积情况。因为每年的采样位置并不总是相同的，作者利用社区质心（通过人口加权后得到的）与10个最接近的采样点，计算出每个社区的反距离加权平均( Inverse Distance Weighted Average)的空气含铅水平。Figure 3a和3b展示了1975年和1985年各社区的铅浓度分布，可以发现，在1975至1985年间，MPb 浓度急剧下降，尤其是在人口稠密的沿海地区。从Figure 4 中可以看到不同年份社区铅暴露水平的分布情况，而Figure 5则展示了1975至1985年间铅暴露水平在社区内变化的分布情况。大部分社区的MPb水平降低了15-45mg/kg, 平均下降了30mg/kg。并且，铅暴露水平的降低大部分是由于社区内的差异而非社区间的差异。
B. The relationship between MPb and children’s BPb在这一部分，作者将对苔藓含铅水平MPb和儿童血铅水平BPb的关系进行阐述。作者首先以瑞典的一个城市——Landskrona为例，回归结果见Table 1中的Panel A。从Panel A中可知，在控制了个体特征、时间固定效应以及社区固定效应后，禁令实施前的弹性为0.47，这意味着，当MPb下降10%，小学生的BPb水平下降4.7%。另外，MPb和BPb之间的关系在不同性别间并无差异。作者还指出，该估计结果表明1982至1994年间，当地空气含铅水平的下降可以解释多达50%的儿童BPb水平的变化。为了研究瑞典其他地区苔藓含铅水平是否可以预测儿童的血铅水平，作者在附录中对斯德哥尔摩市中心与郊区的情况进行验证，证实了MPb数据可以用于评估早期铅暴露水平对长期结果的影响。
为了检验实证设计的有效性，作者进一步利用Strömberg et al. (2003)所收集的Trelleborg市的数据，估计了1980/81年改革对儿童血铅水平BPb的影响。Figure 6总结了作者的发现，可以看到，改革前，Trelleborg市区儿童的BPb水平平均为6µg/dL。1979年至1983年间，在汽油含铅量骤降的同时，城市儿童的BPb水平也迅速下降（尽管在改革前以及改革后几年变化不大）。对于农村儿童而言，BPb水平也随着改革而有所下降，但下降趋势较缓。在改革全面实施后，城市和农村儿童的BPb水平趋于稳定，并收敛于4µg/dL左右。Panel B则提供了双重差分的估计结果，对比了改革对于1980/81年前后，Trelleborg的城市和农村地区BPb水平的影响。从列（1）中可知，改革后，人口稠密地区儿童的BPb水平下降幅度比人口稀疏地区的更大；列（2）则允许了改革的效应在实施期间（1980-1981）与完全实施后(>1982)有所不同；列（3）展示了加入年份固定效应后的结果；列（4）则说明了改革对男生和女生BPb水平的影响没有显著差异。
作者选取了采集苔藓样本前三年在瑞典出生的所有个人作为研究样本，即所有出生于1972-1974年（文章中为1973-1974，怀疑是笔误）、1977-1979年和1982-1984年间的个体。苔藓样本则衡量的是个体在1-3岁时的局部铅沉积情况。另外，作者关注于完成9年义务教育并在瑞典出生的个体，以便确认他们的出生地以及童年铅暴露水平。同时，使用义务教育的平均绩点（16岁，在毕业队列中排名的百分位数）以及高中毕业的可能性（19岁）来衡量教育成果。而犯罪行为则是用国家预防犯罪研究所（National Institute for Crime Prevention , BRÅ)提供的1985年至2008年间的刑事定罪数据来衡量的。其中，作者关注任何类型的犯罪至少被定罪一次的概率，以及更具体和最常见的犯罪类别被定罪的概率，即暴力和财产犯罪。另外，作者使用个体入伍时所测得的认知和非认知能力的数据来揭示中介因素。认知能力的测试分数为Stanine (Standard Nine)，该测试基于逻辑、语言、空间和技术能力的子测试来评估受试者的认知能力，军方将这些子测试结合起来，得到了一般化的认知能力分数（从1至9，离散变量）。考虑到测试随时间变化所存在的细微变化，作者将每一组应征者的分数进行标准化。而非认知能力分数则是基于心理学家对个人进行的20-25分钟采访，得到四个量表，取值范围从1至5，反映了个人在子类别(Psychological energy; Emotional stability; Social maturity；intensity)以及与之相关的大五人格特质(Big Five)的情况。作者对它们进行主成分分析，得到最后度量非认知能力的指标。Table 2展示了主要分析样本的描述性统计。
关于这一假设，文章指出，许多未观测到的因素可能会导致不同的趋势。例如，当地的商业周期、人口密度的变化以及其他污染物（如镉（Cd）、铜（Cu）和锌（Zn））。他们在影响儿童长期结果的同时，也与当地铅水平相关，从而使估计结果产生偏差。但是经过验证，这些变量在控制后也不会对回归结果产生很大影响。此外，当地铅水平的变化可能会改变社区内儿童的构成，因此作者对铅暴露水平与父母特征之间的相关性也进行研究。具体结果如Table 3所示，可以发现点估计值在统计上并不显著，且在加入社区固定效应后，部分系数的方向也发生了改变。这一结果也说明，至少在本文所设定的背景下，影响儿童长期结果的关键预定因素的变化（父母的收入、年龄和受教育程度）与孩子铅暴露水平的变化无关。
IV. Early Lead Exposure and Long-term OutcomesA. Results from the linear panel data model首先，Table 4展示了线性面板模型的回归结果，分析了铅暴露水平对儿童的平均绩点、高中毕业率以及各种刑事犯罪的影响。第一行代表的是仅控制了出生队列与社区固定效应后的基本回归结果。随后在下面的几行中，作者逐步加入个人和家庭特征、市级特征以及其他与交通相关的污染物作为控制变量，最终得到第4行的回归结果。结果表明，童年早期的铅暴露水平越高，绩点越低，高中毕业的可能性越小，犯罪的风险越大。并且，控制变量的加入几乎对系数没有很大影响。但是，铅暴露水平对暴力犯罪的影响虽然一直是正向的，但是在最后不再显著；而对于财产犯罪来说，结果一直是不显著的。作者接着对这一结果进行了一些稳健性检验，具体结果在附录C2中体现。
接着，作者进一步从性别和社会经济地位（socioeconomic status，SES）两方面进行异质性分析，结果如Table 5所示。Panel B和Panel C 分别为女生群体和男生群体的回归结果，可以看到，不仅是犯罪情况，人力资本的基本结果也主要集中在男生群体中。而Panel D 和E则汇报了按父母收入情况分组后的回归结果，发现对低社会经济地位儿童的影响更大，即较弱势的儿童在铅暴露水平降低上所获得的益处更大。而因为低铅暴露水平的影响主要集中在男生身上，因此作者在下文中将重点关注于男生，而女生相关的回归结果在附录中汇报。
B. The role of nonlinearities接着，作者对面板模型进行非参数估计，得到Figure 7、Figure 8和Figure 9所示的结果，分别是关于对认知能力与非认知能力、绩点与高中毕业率以及各种犯罪情况的影响。从Figure 7中可以发现，对于非认知能力，存在明显的非线性关系。当铅暴露水平低于约30mg/kg时，曲线较为平缓，但是当高于这个水平后，曲线呈明显的下降趋势。相比之下，铅暴露水平对认知能力影响的曲线是较平坦且不显著的。从Figure 8中可知，铅暴露水平对于高中毕业率的影响也呈现出了与非认知能力类似的、曲棍球棒形状的曲线。而对犯罪情况的影响，从Figure 9中可以发现，当铅暴露水平超过65mg/kg时，铅暴露水平与财产犯罪之间存在显著的正相关关系；而低于65mg/kg时，则对财产犯罪没有显著的影响。因此，回归结果表明，65mg/kg可作为对（财产）犯罪影响的阈值；而30mg/kg可作为对人力资本影响的阈值。
C. The effects of the 1980/81 reforms在对全样本进行分析研究之后，作者又进一步对1980/81年的改革进行研究。而对于样本而言，1976-1978年出生的队列是完全没有受改革影响的；1979年出生的孩子因为从1岁开始经历1980年的改革，从2岁开始经历1981年的改革，属于“部分被处理”（partially treated）；而1981年后出生的群体则完全受到改革的影响。Figure 10A展示了不同出生队列所对应的高于阈值和低于阈值的社区在系数的局部平均值方面的差异。加粗的黑线为Domain I 结果变量的差异，包括绩点、高中毕业率以及非认知能力的情况；不加粗的黑线代表的则是Domain II结果变量的差异，包括财产犯罪、暴力犯罪以及认知能力的情况。从图中可知，对于经历改革时年龄已经比较大的群体而言（1976-1978年），系数对Domain I和II的结果变量而言均无显著差异。但是对于Domain I来说，高于阈值和低于阈值的系数的差异在1979年出生队列周围开始出现，说明政策变化本身正在推动我们所看到的结果的变化。而对于Domain II中的结果变量而言，高于和低于阈值的系数的差异在改革前后均很小，在统计上几乎与0没有区别。
研究1980/81年改革对长期结果影响的另一种方法是三重差分法，使用预计会受到改革影响的人力资本衡量指标的汇总指数（对三个变量进行标准化后，取赋予相同权重的加权平均值）作为因变量进行回归，系数的估计值结果见Figure 10B。从图中可以发现，(i) 没有证据表明在出生于改革前队列中，各社区间存在不同的趋势；(ii)改革实施后差异累积递增；(iii)在完全实施改革后的一段时间内趋于平稳。
另外，作者也进行了一系列的稳健性检验。首先，考虑出生前住宅类别可能因其内生性而使估计产生偏差，因此通过检验父母教育和收入变化是否与孩子出生社区的改革前铅水平相关；以及个体出生前一年和出生当年之间的产妇流动性是否与孩子出生前一年母亲居住地的铅水平有关，证明出生前父母的情况不会对估计结果造成偏差。其次，作者用改革前后出生社区铅暴露水平的实际变化来替代之前所使用的苔藓含铅水平进行回归，得到Figure 10C。接着，作者又将社区n的通勤区的所有数据剔除，从而构造了一个反映改革前后铅暴露水平变化的特定社区预测指标，使所估计的系数排除了来自自身通勤区的所有数据，也就避免了使用实际变化所造成的内生性问题。Figure 10D显示，使用基于其他通勤区的经验所预测的曲线与之前提供的改革对不同出生队列影响的曲线相似。接下来作者又在Table 6中汇报了全面改革效应的2SLS估计结果，作者在这里也仅关注对人力资本结果的影响。其中Panel A和B分别为高于阈值和低于阈值的估计结果。在高于阈值的社区中，除认知能力外，铅暴露水平对其他人力资本结果的影响均显著为负；而在低于阈值的社区中，尽管第一阶段是显著的，但是2SLS的结果并不显著，且系数也很小。最后，作者又从是否可以检测到暴露效应对于其他年龄的影响、对长期劳动力市场的影响以及加入兄弟姐妹的固定效应等方面进行补充分析，具体的分析结果在附录中可以查看。
在这一部分，作者首先将苔藓含铅水平的阈值用更易解释的血铅水平来替代，并指出，与财产和暴力犯罪相关的血铅水平等价于刚刚超过7µg/dL的幼儿血铅水平；而与高中毕业和非认知能力阈值所对应的数字约为5µg/dL，即人力资本阈值与5µg/dL以上的社区平均血铅水平相关。但是由于童年血铅水平的标准差不是特别大，因此将整个效应解释为，“可能是由对一些高血铅水平的儿童的发展产生的巨大影响而引起的”，并不足够可信。因此对于阈值的准确性，还需要进一步研究。另外，作者还指出，将幼儿的血铅水平从10µg/dL降至5µg/dL会使(男性的) 终生收入增加约4.4%。如果将收益效应转到美国的环境下，假设平均年收入为30,000美元，那么降低这些儿童的血铅水平所带来的收入增加的收益会在32岁之后达到每年约1.98亿美元。由于血铅水平高于10µg/dL的儿童有60%在经济上处于不利地位，因此降低血铅水平对个人收入的预期影响可能会更大。接下来，作者评估了早期铅暴露水平对成年发展情况的影响有多少可以用铅暴露水平对可观察到的能力的影响来解释。具体结果如Figure 11所示。前5栏显示，非认知能力的变化解释了20%至30%的铅暴露水平变化对人力资本的影响，以及25%至30%的24岁以下的犯罪定罪，其余的影响是由早期铅暴露水平对其他不可测量的技能的影响造成的。而后两栏说明了在2SLS模型中认知和非认知能力的变化在早期铅暴露水平的总影响中占较大份额(约40%)，且非认知能力在其中起到了更大的贡献。
总体而言，本文利用瑞典逐步淘汰含铅汽油的政策以及一种新的衡量铅暴露水平的方法，研究了早期接触低暴露水平的铅对长大后发展情况的影响，并解释其来源。文章发现，早期铅暴露水平对非认知能力、犯罪以及高中毕业之间的关系在某些阈值以下变得更弱。另外，早期铅暴露水平对血铅水平在5µg/dL及以上的儿童的学业表现、7 µg/dL左右的儿童的犯罪情况产生有害的影响。根据作者的估算，仅通过对高中毕业的影响，暴露水平从10µg/dL降到5µg/dL，会使终生的收入增加4%左右；而如果将犯罪情况和非认知能力考虑在内，影响将会更大。就机制而言，在铅暴露水平较低的情况下，非认知能力似乎比认知能力发挥着更大的作用，因此在干预低铅暴露水平的措施方面，针对非认知能力会比针对认知能力的干预措施更加有效。而由于本文发现男生对于铅暴露更加敏感，因此建议，未来的研究应找出早期逆境对男生影响更大的原因。
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