空氣污染與肺癌死亡率：來(lái)自山東省自然實(shí)驗(yàn)的證據(jù)

劉 穎 劉世煒

一、引言

自20世紀(jì)50年代流行病學(xué)提出空氣污染對(duì)人體健康影響顯著的研究結(jié)論以來(lái)，空氣污染的健康成本問(wèn)題一直是理論界的研究熱點(diǎn)?？諝馕廴居绊懭巳航】涤绕涫呛粑到y(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)健康，這一點(diǎn)無(wú)論是在民間還是在學(xué)界已是一個(gè)共識(shí)。按照國(guó)際疾病分類標(biāo)準(zhǔn)(ICD-10)，惡性腫瘤、呼吸系統(tǒng)疾病和循環(huán)系統(tǒng)疾病同屬于慢性非傳染性疾病。肺癌作為惡性腫瘤的一種與呼吸系統(tǒng)緊密相關(guān)。1974年我國(guó)肺癌死亡率*為了使研究具有可比性，本文所指的死亡率均指以中國(guó)人口普查數(shù)據(jù)(2000)的人口年齡結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整后的標(biāo)準(zhǔn)化死亡率。為7.09(每10萬(wàn)人，下同)，列十大惡性腫瘤死亡率第四位，1991年死亡率上升為17.54，列第三位，到2013年肺癌死亡率一躍成為我國(guó)居民位居首位的惡性腫瘤，死亡率為26.86，近40年的時(shí)間死亡率增長(zhǎng)了近三倍，且不論男性居民還是女性居民肺癌均是位居死亡率第一的惡性腫瘤，而40年間我國(guó)居民吸煙率沒有太大變化，且醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)正在逐年進(jìn)步，那么，究竟是何原因?qū)е铝宋覈?guó)急速增長(zhǎng)的肺癌死亡率？鐘南山院士在2013年接受中央電視臺(tái)的一次采訪時(shí)指出：“北京10年來(lái)肺癌增加了60%，應(yīng)該說(shuō)空氣污染是一個(gè)非常重要的原因?！彼罱淮螌?duì)吸煙的流行病學(xué)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，一方面，國(guó)內(nèi)人群吸煙率有所下降，但肺癌的發(fā)病率仍在增高，另一方面，在南方一些城市，農(nóng)村吸煙率要略高于城市，但城市的肺癌發(fā)病率和死亡率，要比農(nóng)村高一倍甚至更高。一石激起千層浪，有關(guān)專家則認(rèn)為我國(guó)目前尚缺乏空氣污染導(dǎo)致人體相關(guān)疾病的研究，將肺癌高發(fā)主要?dú)w因于空氣污染，缺乏科學(xué)證據(jù)，也會(huì)引起不必要的恐慌。

國(guó)外文獻(xiàn)關(guān)于空氣污染對(duì)于人群健康影響的研究起步較早，研究大致分為流行病研究和經(jīng)濟(jì)學(xué)研究?jī)蓚€(gè)方向。流行病學(xué)文獻(xiàn)主要通過(guò)隊(duì)列數(shù)據(jù)研究建立了空氣污染與人群健康的統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)，這種

綜上所述，現(xiàn)有的研究集中于空氣污染對(duì)呼吸系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)的影響，而空氣污染對(duì)于肺癌的影響方面的研究則未得到應(yīng)有的重視。并且在空氣污染指標(biāo)的選擇上受到數(shù)據(jù)所限傾向于使用單一的污染物指標(biāo)。與此同時(shí)，目前絕大多數(shù)研究都是基于空氣質(zhì)量已經(jīng)得到很大改善的發(fā)達(dá)國(guó)家，但諸多有益的研究結(jié)論對(duì)于空氣污染日益嚴(yán)峻的發(fā)展中國(guó)家的適用性還有待考證。本文的研究對(duì)象為空氣污染對(duì)我國(guó)人群肺癌死亡率的影響，為空氣污染對(duì)人群健康的影響的研究提供了一個(gè)新的視角。本文使用山東省7個(gè)城市包含空氣污染指標(biāo)、肺癌死亡率、惡性腫瘤中除肺癌以外其他腫瘤(以下簡(jiǎn)稱“其他腫瘤”)死亡率和氣象指標(biāo)在內(nèi)的面板數(shù)據(jù)，可以控制不可觀察的固定效應(yīng)。本文將青島市在2009年召開第十一屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)(以下簡(jiǎn)稱全運(yùn)會(huì))期間實(shí)行的嚴(yán)格控制空氣污染政策作為一次自然實(shí)驗(yàn)，由于控制空氣污染的措施在山東省不同的全運(yùn)會(huì)賽區(qū)存在區(qū)別，使得我們可以借助于雙重差分模型(Difference-in-differences)來(lái)消除不可觀測(cè)變量的影響，可以比較干凈地分析空氣污染對(duì)于肺癌死亡率的影響，因此，自然實(shí)驗(yàn)的采用可以有效解決既往模型設(shè)定中的內(nèi)生性問(wèn)題，從而得出可靠的研究結(jié)論，是研究因果關(guān)系的有力工具。研究發(fā)現(xiàn)，青島市控制空氣污染的措施顯著降低了肺癌死亡率，對(duì)于其他腫瘤死亡率則沒有顯著影響。本文的其余部分安排如下：第二部分給出了研究設(shè)計(jì)與模型說(shuō)明，第三部分報(bào)告了實(shí)證分析結(jié)果，第四部分是穩(wěn)健性檢驗(yàn)的結(jié)果，最后提出了本文結(jié)論。

二、研究設(shè)計(jì)與模型選取

(一)研究設(shè)計(jì)

2009年第十一屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)在山東省17個(gè)地級(jí)市舉行，其中青島市是除省會(huì)濟(jì)南以外最大的賽區(qū)，作為較大的全運(yùn)會(huì)賽區(qū)，青島市充分總結(jié)2008年奧帆賽和殘奧帆賽環(huán)境保障工作的經(jīng)驗(yàn)，出臺(tái)了十一屆全運(yùn)會(huì)空氣質(zhì)量保障方案，方案中明確提出了防止大氣污染的九項(xiàng)主要任務(wù)和相關(guān)措施，以限期治理、關(guān)停超標(biāo)企業(yè)、淘汰燃煤鍋爐、污染源治理再提高等四大工程作為保障項(xiàng)目，確保削減二氧化硫排放總量、所有工業(yè)大氣污染源達(dá)標(biāo)排放、有效控制揚(yáng)塵、城市環(huán)境空氣質(zhì)量按功能區(qū)達(dá)到規(guī)定的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，而在機(jī)動(dòng)車排氣污染控制方面，青島市政府組織環(huán)保、公安、交通等部門專門成立了機(jī)動(dòng)車排氣污染專項(xiàng)整治組，以期進(jìn)一步改善青島市環(huán)境空氣質(zhì)量，全市空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率能達(dá)到90%以上，保證大氣環(huán)境質(zhì)量能夠滿足賽時(shí)要求。

較之山東省其他城市，青島市在控制空氣污染、改善空氣質(zhì)量方面采取了更為嚴(yán)厲的措施，由于控制空氣污染的措施在青島市和山東省其他城市存在顯著差別，我們可以將青島市實(shí)行的嚴(yán)格控制空氣污染的政策視為一次“自然實(shí)驗(yàn)”，在分析策略上可以采用雙重差分法估計(jì)控制空氣污染的措施與肺癌死亡率降低之間的因果關(guān)系以評(píng)價(jià)政策效果。全國(guó)疾病監(jiān)測(cè)系統(tǒng)死因監(jiān)測(cè)通過(guò)概率抽樣在我國(guó)確定了161個(gè)死因監(jiān)測(cè)點(diǎn)(DSP)，采取轄區(qū)管理和網(wǎng)絡(luò)報(bào)告的方式來(lái)反映我國(guó)傳染病、母嬰疾病和營(yíng)養(yǎng)缺乏性疾病死亡、非傳染病(慢性病)死亡和損傷死亡的真實(shí)模式和流行狀況，其中山東省共設(shè)立了9個(gè)死因監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分布在山東省的7個(gè)城市，這7個(gè)城市分別是青島、煙臺(tái)、棗莊、濰坊、萊蕪、臨沂、淄博(其中青島和煙臺(tái)每個(gè)城市均設(shè)有2個(gè)死因監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其他城市每個(gè)城市設(shè)有1個(gè)死因監(jiān)測(cè)點(diǎn))。青島市實(shí)行的控制空氣污染的措施一方面使得青島市的空氣污染與肺癌死亡率之間的關(guān)系在措施實(shí)施前后存在差異，另一方面又使得在同一時(shí)點(diǎn)上青島與其他城市存在差異，基于這種雙重差異形成的估計(jì)可以有效控制其他共時(shí)性政策的影響、實(shí)行嚴(yán)厲污染控制措施的青島市和其他未實(shí)行同樣嚴(yán)厲措施的城市之間的事前差異，進(jìn)而可以識(shí)別出控制空氣污染的措施對(duì)降低肺癌死亡率的因果影響。因此，青島市實(shí)行的控制空氣污染的嚴(yán)厲措施可以視為一個(gè)外生事件，青島市可以視為處理組，山東省設(shè)立死因監(jiān)測(cè)點(diǎn)的其他城市可以視為對(duì)照組，這就為我們提供了實(shí)證檢驗(yàn)空氣污染對(duì)肺癌死亡率影響的自然實(shí)驗(yàn)?；谧匀粚?shí)驗(yàn)的雙重差分方法能夠捕捉對(duì)照組和處理組在全運(yùn)會(huì)前后的相對(duì)差異，這種相對(duì)差異反映了全運(yùn)會(huì)控制空氣污染的凈效果，因此，我們的研究可以在很大程度上控制內(nèi)生性問(wèn)題。

(二)模型選取

由于我們使用的是面板數(shù)據(jù)，面臨著面板固定效應(yīng)模型和面板隨機(jī)效應(yīng)模型的選擇。由于面板隨機(jī)效應(yīng)模型假定個(gè)體固定效應(yīng)與所有解釋變量均不相關(guān)，這是一個(gè)比較強(qiáng)的假定，面板固定效應(yīng)模型則無(wú)此假定，且Hausman檢驗(yàn)也支持使用面板固定效應(yīng)模型進(jìn)行估計(jì)，因而我們選擇使用面板固定效應(yīng)模型。

1.基準(zhǔn)模型。我們首先建立了肺癌死亡率與控制空氣污染措施的基準(zhǔn)模型：

mit=βtreati*aftert+Pitω+Witλt+κhit+ψwit+γi+μt+εit

(1)

2.空氣污染一階滯后模型?？紤]到肺癌死亡率不僅可能受當(dāng)天空氣質(zhì)量的影響，也可能受到過(guò)去空氣質(zhì)量的影響，即空氣污染對(duì)于肺癌死亡率可能存在滯后效應(yīng)，我們?cè)诨鶞?zhǔn)模型(1)中進(jìn)一步加入了空氣污染指標(biāo)的一階滯后值向量以進(jìn)一步保證結(jié)論的穩(wěn)健性，見以下模型(2)，其中Pi,t-1即為空氣污染指標(biāo)一階滯后值向量，包括PM10、SO2、CO、NO2和O3這五種空氣污染指標(biāo)的一階滯后值。

mit=βtreati*aftert+Pitω+Pi,t-1χ+Witλt+κhit+ψwit+γi+μt+εit

(2)

(三)數(shù)據(jù)來(lái)源

本文數(shù)據(jù)分為肺癌死亡率、其他腫瘤死亡率、空氣污染指標(biāo)和氣象指標(biāo)數(shù)據(jù)，其中死亡率數(shù)據(jù)來(lái)自于中國(guó)疾病預(yù)防控制中心慢性非傳染性疾病預(yù)防控制中心，空氣污染指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)自于中國(guó)環(huán)境保護(hù)部和山東省環(huán)境保護(hù)廳，氣象指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)自于中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)。肺癌死亡率為“每十萬(wàn)人中肺癌死亡人數(shù)”，其他腫瘤死亡率為“每十萬(wàn)人惡性腫瘤中除去肺癌以外的其他惡性腫瘤死亡人數(shù)”，肺癌死亡率和其他腫瘤死亡率均包括男女合計(jì)死亡率、男性死亡率和女性死亡率三種?？諝馕廴局笜?biāo)為我國(guó)目前進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測(cè)的包括PM10、SO2、CO、NO2和O3在內(nèi)的五種空氣污染物，氣象指標(biāo)數(shù)據(jù)包括日最高氣溫、日最低氣溫、日均降雨量、日均風(fēng)向、日均風(fēng)速和日均相對(duì)濕度六種指標(biāo)。本文使用的數(shù)據(jù)均為日數(shù)據(jù)，時(shí)間跨度為2009年1月1日到2009年12月31日。

三、實(shí)證分析

(一)肺癌死亡率的均值比較

表1報(bào)告了處理組和對(duì)照組在全運(yùn)會(huì)期間和非全運(yùn)會(huì)期間男女合計(jì)肺癌死亡率、男性肺癌死亡率和女性肺癌死亡率的均值比較，可以看出：(1)對(duì)于肺癌死亡率，處理組在非全運(yùn)會(huì)期間顯著高于對(duì)照組，在全運(yùn)會(huì)期間則低于對(duì)照組，但不顯著。從時(shí)間趨勢(shì)上看，處理組的肺癌死亡率在全運(yùn)會(huì)期間要低于非全運(yùn)會(huì)期間，但并不顯著，而對(duì)于對(duì)照組在全運(yùn)會(huì)期間則顯著高于非全運(yùn)會(huì)期間。從雙重差分的均值來(lái)看，我們看到處理組均值的差值相比對(duì)照組的差值下降了0.032，但并不顯著。對(duì)于男性肺癌死亡率和女性肺癌死亡率則分別下降了0.028和0.037，但仍不顯著。由于均值比較沒有充分考慮到死因監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間不可觀測(cè)的異質(zhì)性以及時(shí)間效應(yīng)，可能存在估計(jì)偏誤。

表1 肺癌死亡率均值差值

注： (1)括號(hào)內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)誤；(2)***、**和*分別代表p<0.01,p<0.05和p<0.1。

圖1和圖2分別給出了處理組和對(duì)照組男女合計(jì)肺癌死亡率和其他腫瘤死亡率在全運(yùn)會(huì)期間和非全運(yùn)會(huì)期間的變化趨勢(shì)，兩條豎線之間代表全運(yùn)會(huì)期間，之外則代表非全運(yùn)會(huì)期間。在圖1中我們觀察到處理組的肺癌死亡率相對(duì)于對(duì)照組在全運(yùn)會(huì)期間呈現(xiàn)更大的下降，而對(duì)于其他腫瘤死亡率則未顯示出此變化(如圖2所示)。

圖1 肺癌死亡率趨勢(shì)圖

圖2 其他腫瘤死亡率趨勢(shì)圖

(二)控制空氣污染的政策對(duì)肺癌死亡率的影響

考慮到可能存在的異方差，我們對(duì)所有的系數(shù)估計(jì)都采用了異方差穩(wěn)健標(biāo)準(zhǔn)誤估計(jì)。表2報(bào)告了對(duì)式(1)的估計(jì)結(jié)果，我們同時(shí)匯報(bào)了未加入氣象控制變量和節(jié)假日效應(yīng)的回歸結(jié)果和加入該組控制變量的回歸結(jié)果。被解釋變量分別為男女合計(jì)肺癌死亡率、男性肺癌死亡率和女性肺癌死亡率?？梢钥闯觯瑢?duì)于男女合計(jì)肺癌死亡率和女性肺癌死亡率，無(wú)論是在未加入氣象控制變量和節(jié)假日效應(yīng)的模型還是加入了該控制變量的模型中treati*aftert的系數(shù)估計(jì)值都是顯著為負(fù)的，而在回歸(3)和回歸(4)中以男性肺癌死亡率為被解釋變量的模型中雖然也為負(fù)，但并不顯著。如果我們看模型(2)和模型(6)的估計(jì)結(jié)果，我們看到青島市作為處理組，其在全運(yùn)會(huì)期間實(shí)行的控制空氣污染的政策使得其男女合計(jì)肺癌死亡率和女性肺癌死亡率顯著下降，下降幅度分別為每十萬(wàn)人下降了0.031人和0.038人?？梢娍刂瓶諝馕廴镜沫h(huán)境政策顯著促進(jìn)了男女合計(jì)肺癌死亡率的降低，但這種促進(jìn)作用主要體現(xiàn)在對(duì)女性的影響，而對(duì)于男性則沒有顯著的影響。一個(gè)可能的原因是男性吸煙率要遠(yuǎn)高于女性，而吸煙是肺癌的一個(gè)很重要的危險(xiǎn)因素。男性肺癌死亡率受到吸煙因素影響要高于女性。因此，我們認(rèn)為控制空氣污染的政策對(duì)于降低肺癌死亡率具有顯著的效果，并且這種效果來(lái)自于對(duì)于女性的效果。

表2 控制空氣污染的政策對(duì)肺癌死亡率的影響

注：(1)括號(hào)內(nèi)為t值；(2)**代表在5%的水平上顯著；(3)DSP表示死因監(jiān)測(cè)點(diǎn)；(4)N=3279，DSP=9。

四、穩(wěn)健性檢驗(yàn)

(一)其他腫瘤死亡率的回歸結(jié)果

為了防止在表2中肺癌死亡率的降低是基于“安慰劑效應(yīng)”，同時(shí)為了排除在樣本選擇中產(chǎn)生的偏差，保證結(jié)論的穩(wěn)健性，我們運(yùn)用惡性腫瘤中除去肺癌以外的其他腫瘤死亡率對(duì)式(1)進(jìn)行了同樣的回歸。我們同樣匯報(bào)了未加入氣象控制變量和節(jié)假日效應(yīng)的回歸結(jié)果和加入該組控制變量的回歸結(jié)果(見表3)。被解釋變量為惡性腫瘤中除去肺癌以外的其他腫瘤男女合計(jì)死亡率、男性死亡率和女性死亡率。從表3可以看出，無(wú)論是未加入控制變量還是加入控制變量，無(wú)論是其他腫瘤男女合計(jì)死亡率，還是單獨(dú)的男性死亡率、女性死亡率，treati*aftert的系數(shù)估計(jì)值均是正的，且均不顯著，這說(shuō)明控制空氣污染的政策不會(huì)顯著降低惡性腫瘤中除肺癌以外的其他腫瘤死亡率，這意味著控制空氣污染的政策對(duì)于降低與空氣污染相關(guān)性不強(qiáng)的其他腫瘤死亡率的效果并不顯著，也說(shuō)明了在表2中我們得到的肺癌死亡率顯著降低的結(jié)果并不是基于“安慰劑效應(yīng)”，而是基于青島市在全運(yùn)會(huì)期間采取了較之山東省其他地級(jí)市更為嚴(yán)厲的控制空氣污染的措施，因此我們的結(jié)論通過(guò)了“安慰劑檢驗(yàn)”。

表3 控制空氣污染的政策對(duì)其他腫瘤死亡率的影響

注：(1)括號(hào)內(nèi)為t值；(2)DSP表示死因監(jiān)測(cè)點(diǎn)；(3)N=3279,DSP=9。

(二)空氣污染一階滯后模型

表4 控制空氣污染的政策對(duì)肺癌死亡率的影響：一階滯后模型

注：(1)括號(hào)內(nèi)為t值；(2)***、**分別代表在1%、5%的水平上顯著；(3)DSP表示死因監(jiān)測(cè)點(diǎn)；(4)N=3279，DSP=9。

五、結(jié)論

本文將2009年山東省青島市在第十一屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)期間實(shí)行的控制空氣污染政策作為一次自然實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用雙重差分模型實(shí)證檢驗(yàn)了控制空氣污染的政策對(duì)肺癌死亡率的影響，我們認(rèn)為控制空氣污染的政策對(duì)于降低肺癌死亡率效果顯著，由于青島市相比山東省其他地級(jí)市而言，在全運(yùn)會(huì)期間采取了更為嚴(yán)厲的控制空氣污染的措施，這一系列措施的實(shí)行使得青島市男女合計(jì)每10萬(wàn)人肺癌死亡率下降了0.031人，這一結(jié)果在5%水平上顯著，且這種顯著的效果源于對(duì)于女性肺癌死亡率的影響，女性每十萬(wàn)人肺癌死亡率在全運(yùn)會(huì)期間顯著下降了0.038人，而對(duì)于男性肺癌死亡率的效果則不顯著。我們進(jìn)而將其他腫瘤死亡率作為被解釋變量進(jìn)行了相同的回歸，結(jié)果顯示控制空氣污染的政策對(duì)于其他腫瘤死亡率沒有顯著影響，表明肺癌死亡率的降低通過(guò)了“安慰劑效應(yīng)”檢驗(yàn)。我們又進(jìn)一步地在模型中加入空氣污染的滯后值作為穩(wěn)健性檢驗(yàn)，結(jié)果表明控制空氣污染的政策對(duì)于降低肺癌死亡率的效果是顯著而穩(wěn)健的。