范 丹,楊蕭鴻,楊中園

空氣污染對中老年人認(rèn)知能力的影響

范 丹1,2,楊蕭鴻1,楊中園1

(1.東北財經(jīng)大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院,遼寧 大連 116025；2.東北財經(jīng)大學(xué)經(jīng)濟計量分析與預(yù)測研究中心,遼寧 大連 116025)

利用中國健康與養(yǎng)老追蹤調(diào)查(CHARLS)數(shù)據(jù),采用兩階段最小二乘法評估了空氣污染對我國中老年人認(rèn)知能力的影響及其傳導(dǎo)路徑,并進(jìn)一步分析了不同類型污染物的影響差異性.研究發(fā)現(xiàn):空氣污染與中老年人的認(rèn)知能力顯著負(fù)相關(guān),且通過一系列穩(wěn)健性檢驗表明研究結(jié)果具有穩(wěn)健性;機制分析與異質(zhì)性分析顯示,空氣污染通過影響個人的情緒和狀態(tài)?運動?社交活動?健康和記憶力來間接影響其認(rèn)知能力,且空氣污染對年長者?女性?有不良健康行為以及社會經(jīng)濟地位較低人群的認(rèn)知能力負(fù)面影響更大;進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),PM2.5、PM10、SO2、CO具有顯著的認(rèn)知功能折舊效應(yīng).本文聚焦于我國空氣污染和人口老齡化問題,識別了空氣污染對我國居民認(rèn)知能力的潛在健康影響,這在一定程度上為國家健康環(huán)境治理和實現(xiàn)健康老齡化提供了現(xiàn)實依據(jù)和政策借鑒.

空氣污染；中老年人；認(rèn)知能力；工具變量

空氣污染對健康的危害已經(jīng)成為公眾關(guān)注的焦點[1].當(dāng)前我國進(jìn)入不可逆轉(zhuǎn)的老齡化社會,由于老年人的免疫系統(tǒng)低迷,器官出現(xiàn)進(jìn)行性衰退以及已有疾病和體內(nèi)積累的有害物質(zhì),使得其更容易受到空氣污染的損害[2].認(rèn)知功能障礙是介于正常老化與阿爾茨海默病(AD)之間的一個過渡階段,是AD的高危因素,相對于認(rèn)知功能正常的老年人每年1%左右的AD發(fā)病率來說認(rèn)知功能障礙人群的發(fā)病率達(dá)到14%.據(jù)統(tǒng)計,我國老年群體AD患病數(shù)量和增長速度均位居世界首位,這將會給患者、家庭、社會和醫(yī)療帶來巨大的健康和經(jīng)濟成本,而空氣污染正是認(rèn)知功能的重要影響因素之一[3].因此,深入探究空氣污染給中老人帶來的認(rèn)知功能潛在健康風(fēng)險對助力“健康中國”建設(shè)具有重要的現(xiàn)實意義.

環(huán)境與健康領(lǐng)域的經(jīng)濟學(xué)理論分析可追溯至Grossman[4]的健康需求理論,Grossman將健康視為隨年齡折舊的資本存量,通過分析健康微觀需求模型建立了健康生產(chǎn)函數(shù),認(rèn)為健康折舊率導(dǎo)致健康資本存量的衰減.空氣污染具有健康折舊效應(yīng),能夠造成健康資本的損耗,Cropper[5]在健康需求理論的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步將空氣污染納入到健康資本折舊率的影響因素中,建立了環(huán)境與健康的理論框架.自此國內(nèi)外已有不少文獻(xiàn)證實空氣污染會對人體生理健康[6],甚至心理健康造成損害.人們往往認(rèn)為癡呆癥和年齡以及心理健康有關(guān),事實上,認(rèn)知功能障礙所表現(xiàn)的癡呆癥是生理疾病,不是心理疾病.認(rèn)知功能下降可能會對社會?經(jīng)濟和人類健康產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響[7],盡管如此,與非環(huán)境風(fēng)險因素相比,認(rèn)知功能受環(huán)境污染物影響的研究仍相對較少.此外,國外文獻(xiàn)關(guān)于空氣污染與認(rèn)知功能損害關(guān)系的研究更為豐富,而國內(nèi)對這一類問題的了解仍為有限且重視程度不足,如果忽視空氣污染對認(rèn)知功能的潛在健康效應(yīng),將會低估空氣污染所帶來的總成本.總的來說,目前國內(nèi)外關(guān)于空氣污染對中老年群體認(rèn)知能力的影響研究大多從兩個角度來進(jìn)行評估,即認(rèn)知功能的評分和認(rèn)知功能障礙的相關(guān)疾病.

一方面,研究較多的為空氣污染物暴露同認(rèn)知功能評分的關(guān)系.與交通相關(guān)的空氣污染物研究表明,生活在交通主干道等污染較嚴(yán)重地區(qū)的老年人認(rèn)知功能較差[8-9].此外還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)API每上升1個級別,老年人的簡易精神狀態(tài)檢查量表(MMSE)評分將降低2.67分[10];PM2.5濃度越高,中老年人認(rèn)知測試中的記憶和推理得分越低[11].可以看出由于各量表缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),采用不同類型的認(rèn)知量表來評估空氣污染對老年人認(rèn)知能力的影響,可能會導(dǎo)致其結(jié)果意義并不相同,進(jìn)而無法真實評估空氣污染給我國中老年人認(rèn)知功能所帶來的影響效應(yīng).因此本文所使用的CHALRS數(shù)據(jù)的問卷參考了多種國際問卷,同時綜合考量了專業(yè)醫(yī)生的評估和調(diào)查量表的結(jié)果,是一套對我國老年人更為有效的認(rèn)知測試量表.這在一定程度上能夠更為真實?有效的量化空氣污染給我國中老年人認(rèn)知能力帶來的潛在健康影響.

另一方面,空氣污染同認(rèn)知功能障礙相關(guān)疾病關(guān)系的現(xiàn)有研究表明,長期暴露于高濃度NO2、CO、O3、PM2.5以及PM10中會增加老年人罹患AD和相關(guān)癡呆癥的風(fēng)險[12-13],并且空氣污染會增加心腦血管疾病的發(fā)病率,而這類疾病會在晚年影響認(rèn)知功能,此外空氣污染會在短期內(nèi)顯著增加超重和肥胖的患病率[14],而超重和肥胖、中風(fēng)等疾病已被證明會給中老年人的認(rèn)知功能帶來負(fù)面影響[15].以往研究大多從醫(yī)學(xué)角度對空氣污染與居民認(rèn)知能力影響機制進(jìn)行解釋,而本文基于類別變量中介效應(yīng)模型,從個人的情緒和狀態(tài)、運動、社交活動、健康和記憶力多維度探究了空氣污染對中老年人認(rèn)知能力影響的傳導(dǎo)路徑,為相關(guān)研究影響機制的分析提供了新的思路和視角.

當(dāng)前,國內(nèi)外學(xué)者已對空氣污染與認(rèn)知能力的關(guān)系做了比較豐富的研究,但仍存在一些缺憾和不足.有關(guān)空氣污染對認(rèn)知能力影響機制討論更多的是從醫(yī)學(xué)角度進(jìn)行解釋,空氣污染物主要單獨集中在PM2.5和黑炭上,在同一文獻(xiàn)中綜合比對不同類型污染物之間影響程度大小的討論仍不足.基于此,本文選取認(rèn)知能力作為居民的客觀健康指標(biāo),利用兩階段最小二乘法量化了空氣污染對我國中老年人認(rèn)知能力帶來的負(fù)面影響,并驗證了兩者之間的傳導(dǎo)路徑.其次,從個人特征?健康行為和社會經(jīng)濟地位等角度,多元化探究空氣污染對不同中老年群體影響的差異性.最后,進(jìn)一步討論了不同類型污染物的影響是否相同.為我國相關(guān)部門制定更具有針對性的污染防治政策,助力“健康老齡化”提供了理論支撐和政策思路.

1 研究方法與數(shù)據(jù)處理

1.1 研究假說

已有不少研究表明空氣污染會對人體健康造成影響,會增加心腦血管和呼吸道相關(guān)疾病的發(fā)病率.中外科學(xué)團隊最新的一項研究表明,環(huán)境因素會加速老年群體認(rèn)知功能的下降,暴露于高濃度的空氣污染中,會對老年人的認(rèn)知功能造成損害[16].此外,隨著大氣污染問題日趨嚴(yán)重,其對健康不平等的影響不僅涉及人力資本的積累,還關(guān)乎著社會公平.環(huán)境對健康不平等的影響主要通過如下兩種機制獨立或混合發(fā)揮作用來實現(xiàn)[17]:第一,差異化暴露水平機制,是指相較于其他群體,弱勢群體更容易暴露在環(huán)境空氣污染中.例如,我國的農(nóng)民工由于工作?房租及其他社會因素的影響,通常聚集在城市污染程度較高的區(qū)域生活,因此暴露于污染的幾率更大[18].第二,差異化健康效應(yīng)機制,是指暴露于同等程度的環(huán)境污染中,弱勢群體受到的影響更大.例如,高收入水平群體在面臨霧霾等大氣污染時,會在空氣凈化器?防霧霾口罩等方面做出更多的防御性支出,從而避免了空氣污染對自身健康造成的部分損害.由此提出本文的第一個研究假說.

H1:空氣污染不僅會在一定程度上損害中老年人的認(rèn)知能力,而且對不同群體認(rèn)知能力的影響具有差異性.

目前現(xiàn)有文獻(xiàn)關(guān)于空氣污染與認(rèn)知能力之間的傳導(dǎo)機制分析,大多是利用醫(yī)學(xué)知識來進(jìn)行解釋.本文試圖從兩個方面對影響機制進(jìn)行實證探索,一方面,從心理學(xué)角度分析,個人適當(dāng)?shù)那榫w壓力會促使人們保持良好的狀態(tài),從而使其學(xué)習(xí)成績或認(rèn)知測試獲得更高的分?jǐn)?shù);當(dāng)個人情緒低迷或壓力較大時,會產(chǎn)生焦慮或煩躁的情緒,從而影響大腦活動.因此,空氣污染可能會通過影響個人的情緒和狀態(tài)來間接影響認(rèn)知能力.另一方面,從預(yù)防認(rèn)知障礙相關(guān)疾病的角度出發(fā),老年人避免獨處去參加社交活動?堅持鍛煉保持身體健康是預(yù)防老年癡呆癥的有效方式.因此,通過積極參加體育鍛煉和參與社交活動等方式,在一定程度上可能會避免空氣污染給認(rèn)知能力帶來的損害作用.故提出本文的第二個研究假說.

H2:空氣污染會通過影響個人的情緒和狀態(tài)?運動和社交活動?健康和記憶力間接影響認(rèn)知功能.

不同污染物對認(rèn)知功能的影響不同.一方面,相比于其他空氣污染物,大氣細(xì)顆粒物體積小,它吸入體內(nèi)后,可以自由穿過血腦屏障并在大腦中堆積,從而導(dǎo)致嚴(yán)重的認(rèn)知錯覺,而且PM2.5的穿透力更強,比PM10對人體健康的危害性更大.另一方面,不同類型的大氣污染物會影響不同的認(rèn)知域.研究發(fā)現(xiàn),處于較高濃度的PM2.5、O3和NO2中,分別會降低中老年人的語言學(xué)習(xí)能力、執(zhí)行能力以及邏輯記憶力,由此提出本文的第三個研究假說.

H3:不同類型污染物對中老年人認(rèn)知能力的影響程度不同.

1.2 研究設(shè)計與數(shù)據(jù)說明

1.2.1 模型設(shè)定 本文研究空氣污染對中老年人認(rèn)知能力的影響,識別策略可能面臨如下挑戰(zhàn):第一,遺漏變量.認(rèn)知功能下降可能受到多種因素的影響,空氣污染對認(rèn)知功能的影響效應(yīng)可能會混雜其他因素造成的潛在影響,因此,在個人層面上調(diào)整潛在的混雜因素是至關(guān)重要的,遺漏變量可能會使估計產(chǎn)生偏差,盡管本文已經(jīng)控制了人口統(tǒng)計學(xué)、生活方式和健康行為、疾病與住院狀況以及天氣因素等一系列諸多變量,但恐難以窮舉所有.第二,反向因果.本文中老年人的認(rèn)知能力是微觀個體數(shù)據(jù),而空氣污染是地級市層面的宏觀變量.一般而言,個體的身心健康對宏觀空氣變量的影響非常小,幾乎可以忽略,不存在傳統(tǒng)意義上的反向因果問題,但區(qū)域內(nèi)個體健康資本總和仍有可能影響整個地區(qū)的人力資本存量,進(jìn)而影響社會經(jīng)濟發(fā)展和與經(jīng)濟發(fā)展密切相關(guān)的空氣污染[19],所以仍需關(guān)注反向因果問題.第三,測量誤差.盡管本文所使用的CHARLS數(shù)據(jù)庫相對權(quán)威,但與宏觀數(shù)據(jù)相比,問卷數(shù)據(jù)收集過程仍存在很多因素會影響數(shù)據(jù)的真實性和準(zhǔn)確性.由于這些因素的存在,本文進(jìn)行了一系列的數(shù)據(jù)處理,包括數(shù)據(jù)清理?手工更正?重構(gòu)數(shù)據(jù)以及對缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行處理等,最大程度保證每一個數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,但仍可能存在一些難以避免的誤差.

為了緩解以上問題導(dǎo)致的偏誤,本文將降水量(PRE)作為空氣污染的工具變量,采用兩階段最小二乘法(2SLS)進(jìn)行估計.首先,雨季降水的清潔作用會減少氣體和顆粒污染物的濃度,但SO2、NO2、CO等氣態(tài)污染物的降幅低于PM2.5這類顆粒污染物[20-21],降水量與空氣污染物之間滿足相關(guān)性假設(shè).其次,降水量由氣象條件決定,難以對健康產(chǎn)生直接、間接的影響[22],可以相信降水量除了通過影響空氣污染進(jìn)而影響認(rèn)知能力外,與認(rèn)知能力不存在其他作用機制,故工具變量的排他性約束得到了保證.此外,降水量直接作用于空氣污染,在一定程度上可以減少前人文獻(xiàn)常用工具變量“逆溫”、“風(fēng)速”存在門檻效應(yīng)的問題.

本文首先采用普通最小二乘法(OLS)來估計空氣污染對中老年人認(rèn)知能力的影響,回歸模型如下:

式中:lnscore表示個體在年的認(rèn)知水平得分;lnPM表示空氣污染,用地級市PM2.5年均濃度值來衡量,二者均取自然對數(shù);X表示一系列控制變量,包括年齡、性別、居住地類型、婚姻狀況、受教育程度、個人收入水平、醫(yī)保、慢性病、吸煙、喝酒、天氣變量等;a表示地區(qū)固定效應(yīng);表示年度固定效應(yīng);為隨機擾項.

其次,本文進(jìn)一步選用兩階段最小二乘法進(jìn)行空氣污染對中老年人認(rèn)知能力的影響參數(shù)估計,模型設(shè)定如下:

式中:IV表示工具變量,在基準(zhǔn)回歸部分使用降水量(PRE)作為空氣污染的工具變量,此外,為保證本文研究結(jié)果的可信性,在穩(wěn)健性分析部分還使用了空氣流通系數(shù)(VC)作為空氣污染的工具變量進(jìn)行再回歸.其中均為隨機擾項,其他變量定義與模型(1)一致.

1.2.2 數(shù)據(jù)來源與處理 (1)被解釋變量本文的被解釋變量為認(rèn)知測試得分,數(shù)據(jù)來源于2015年和2018年CHARLS數(shù)據(jù)庫中專門設(shè)有的認(rèn)知測試量表部分,測試包含時間定向力檢查、注意力和計算力檢查、結(jié)構(gòu)能力檢查、語言和即時、延遲記憶能力檢查5個部分.答對一個記1分,認(rèn)知能力測試部分的滿分為31分,認(rèn)知測試得分越高,代表認(rèn)知能力水平越高.

(2)解釋變量核心解釋變量:本文核心解釋變量為空氣污染,而微粒物質(zhì)(PM2.5)是中國最主要的污染排放物,不僅綜合囊括化石燃料的燃燒及其排放的污染氣體在空氣中進(jìn)一步的化學(xué)反應(yīng)物[23],因此,本文在基準(zhǔn)回歸部分使用年均PM2.5濃度值對空氣污染進(jìn)行衡量.空氣污染原始數(shù)據(jù)源自加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)大氣成分分析組基于NASA衛(wèi)星及地面監(jiān)測站的PM2.5柵格數(shù)據(jù),使用ACAG最新的數(shù)據(jù)算法,并利用ArcGIS軟件解析提取中國各地級市PM2.5年度均值濃度數(shù)據(jù).為使實證結(jié)果更具有說服力,在采用PM2.5作為空氣污染指標(biāo)的同時,本文在進(jìn)一步分析部分,還討論了PM10,SO2,NO2,CO等不同類型污染物對中老年人認(rèn)知能力的影響.

(3)工具變量基準(zhǔn)回歸部分所使用的工具變量:降水量,數(shù)據(jù)來源于國家氣象信息中心.在穩(wěn)健性檢驗部分所使用的工具變量:空氣流通系數(shù)是大氣邊界層高度與10m高風(fēng)速的乘積,邊界層高度與風(fēng)速的數(shù)據(jù)均來源于歐洲中期天氣預(yù)報中心(ECMWF)的ERA-Interim數(shù)據(jù)庫.

表1 指標(biāo)的構(gòu)建與說明

(4)控制變量通過梳理相關(guān)文獻(xiàn),遴選出本文一系列的控制變量,具體可劃分為4個類型.人口統(tǒng)計學(xué)變量(居住地類型、性別、年齡、受教育程度、婚姻狀況、退休狀況、醫(yī)保狀況、個人平均收入水平),生活方式和健康行為變量(吸煙狀況、飲酒狀況),身體健康和住院情況(高血壓、心臟病、中風(fēng)、糖尿病、慢性肺部疾患等14種慢性病狀況、住院狀況),以上3類控制變量均來源于CHARLS數(shù)據(jù)庫.此外,已有不少研究發(fā)現(xiàn),暴露在高溫下會降低注意力、記憶力、信息處理能力以及心理感知任務(wù)的執(zhí)行能力,甚至?xí)绊憣W(xué)生高壓力情形下的認(rèn)知能力——高考成績[24],因此,本文還控制了天氣因素,包含地表溫度、相對濕度、平均氣溫、日照時數(shù)、氣壓;氣象數(shù)據(jù)來源于國家氣象信息中心.指標(biāo)的構(gòu)建與說明如表1所示.

本文將主要變量缺失的樣本剔除,同時采用缺失值插補法對其他缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后,最終保留16428個觀測值,其中具體剔除樣本的依據(jù)、篩選和更正數(shù)據(jù)方法在附錄中體現(xiàn).另各變量描述性統(tǒng)計見附錄.

2 實證分析

2.1 基準(zhǔn)回歸

表2顯示了基準(zhǔn)回歸結(jié)果,PM2.5的估計系數(shù)均在1%顯著水平上為負(fù),表明空氣污染造成了中老年人認(rèn)知能力的顯著損害.第(1)列顯示基于OLS模型回歸系數(shù)為-0.379,這意味著年均PM2.5濃度每增加1%,中老年人的認(rèn)知能力將下降約0.38%.第(2)列顯示了基于2SLS的回歸結(jié)果,首先檢驗工具變量的有效性,在第一階段的回歸中,值大于10且至少在1%的置信水平上顯著,說明不存在“弱工具變量”問題.在第二階段的回歸中,PM2.5的估計系數(shù)為-0.891,這意味著年均PM2.5濃度每增加1%,中老年人的認(rèn)知能力將顯著下降約0.89%,證實假說1中空氣污染會在一定程度上損害中老年人的認(rèn)知能力得已驗證.

表2 基準(zhǔn)回歸結(jié)果

注:***、**、*分別表示1%、5%、10%的顯著性水平;括號內(nèi)為地級市層面的聚類穩(wěn)健標(biāo)準(zhǔn)誤.下同.

2.2 穩(wěn)健性檢驗

本文從以下兩方面進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗,以提高研究結(jié)論的嚴(yán)謹(jǐn)性和可信性.

2.2.1 替換工具變量 本文借鑒陳詩一等[25]的研究,將空氣流通系數(shù)(VC)作為空氣污染的替換工具變量,基于2SLS進(jìn)行再估計.空氣流通系數(shù)的計算公式如下:VC=BLH′WS,其中,BLH為邊界層高度,WS為10m高度風(fēng)速.一方面,邊界層高度決定擴散高度,風(fēng)速決定污染物的水平擴散速度與范圍,因此,在其他條件相同時,若某一地區(qū)空氣流動系數(shù)越大,其污染物的輸送擴散能力則越強,污染物的濃度則越低,空氣流動系數(shù)與空氣污染物之間滿足相關(guān)性假設(shè).另一方面,空氣流動系數(shù)由風(fēng)速和邊界層高度等氣象條件決定,不會影響居民的認(rèn)知能力,滿足了排他性約束.

2.2.2 排除自選擇偏誤的影響 氣候和自然環(huán)境的惡化會明顯影響人們的遷移決策,環(huán)境的惡化將導(dǎo)致本地居民搬離到環(huán)境質(zhì)量良好的地區(qū),如果認(rèn)知能力較高的中老年人偏向于遷移到空氣質(zhì)量更好的地區(qū)居住,那么對空氣污染與中老年人認(rèn)知能力的關(guān)系估計可能會產(chǎn)生偏誤.本文將“未進(jìn)行遷移”定義為受訪者接受訪問地點與其出生地在同一地級市,反之則認(rèn)為有過遷移行為.此外,由于本文所討論的問題是空氣污染與中老年人認(rèn)知能力的關(guān)系,為了排除學(xué)前或早期教育對受訪者認(rèn)知能力產(chǎn)生的差異性,本文在模型中引入了“16歲以前居住地類型”這一控制變量,若受訪者16歲以前居住在城市則取1,居住在農(nóng)村則取0.

這兩個方面的穩(wěn)健型檢驗結(jié)果與上文主回歸結(jié)果大體一致(見附錄),證明了主回歸結(jié)果的穩(wěn)健性,即空氣污染對中老年人認(rèn)知能力的負(fù)面影響仍然顯著,同時表明樣本遷移行為并未對本文的估計結(jié)果造成明顯的偏誤.

2.3 影響機制分析

現(xiàn)有文獻(xiàn)對空氣污染與認(rèn)知能力之間影響機制的研究,更多的是從醫(yī)學(xué)方面進(jìn)行解釋,研究結(jié)論可分為兩個方面:一是空氣污染物通過呼吸道攝入人體內(nèi),引起炎癥反應(yīng),最終影響大腦神經(jīng)功能;二是空氣污染物通過肺或嗅球直接進(jìn)入大腦,引起炎癥反應(yīng)的同時促進(jìn)沉積,最終影響大腦神經(jīng)功能.本文試圖從個人的情緒和狀態(tài)?運動和社交活動?健康和記憶力這5個間接途徑來探索空氣污染對中老年人認(rèn)知功能的傳導(dǎo)路徑.

當(dāng)受訪者的情緒和狀態(tài)較好時,對待相關(guān)認(rèn)知問題可能回答的更為積極,得到的數(shù)據(jù)也會更為準(zhǔn)確,反之,當(dāng)受訪者的情緒和狀態(tài)不佳時,對待同樣的問題可能更加的消極,也會影響受訪者真實的認(rèn)知水平.個人的情緒和狀態(tài)用CHARLS數(shù)據(jù)庫中抑郁量表的分?jǐn)?shù)來進(jìn)行衡量,本文根據(jù)受訪者處于負(fù)面情緒和狀態(tài)的時長來進(jìn)行賦值,具體而言:當(dāng)受訪者處于該負(fù)面情緒和狀態(tài)的時長為“很少或者根本沒有”時,計為0分;當(dāng)時長為“不太多”時,計為1分;當(dāng)時長為“有時或者說有一半的時間”時,計為2分;當(dāng)時長為“大多數(shù)時間”時,計為3分;對正面情緒和狀態(tài),進(jìn)行反向計分.最終受訪者抑郁程度的取值范圍為0～30分,數(shù)值越高,說明受訪者的情緒和狀態(tài)越差.根據(jù)Torres[26]的研究發(fā)現(xiàn),對于縮減版的CESD-10而言,當(dāng)抑郁程度小于8時,表明抑郁程度一般,否則表明抑郁程度嚴(yán)重.因此,本文定義抑郁程度為二值變量,當(dāng)抑郁程度的數(shù)值38時,賦值為1,否則賦值為0.社交活動:若個體在過去1個月內(nèi)有過至少一項社交項目,如串門、打麻將、打牌等,則取1,若沒有進(jìn)行任何社交活動,則取0.自評健康:若自評健康為極好、很好、好則取值為0,表明健康狀況好;若自評健康為一般、不好、很不好則取值為1,表明健康狀況不好;自評記憶力:若自評記憶力為極好、很好?好則取值為0,表明記憶力狀況好;若自評記憶力為一般、不好則取值為1,表明記憶力狀況不好.運動情況:根據(jù)體力消耗程度分為激烈活動、中等強度體力活動和輕度體力活動3類,若受訪者通常每周做這種類型的運動每次持續(xù)了至少10min則取1,否則取0.

由于自變量為年均PM2.5濃度(對數(shù)化),因變量為中老年人認(rèn)知能力分?jǐn)?shù)(對數(shù)化),二者均是連續(xù)變量,中介變量均是類別變量,它屬于類別變量的中介效應(yīng)分析.因此,本文參考方杰等[27]方法,第一步,做因變量為,自變量為X的Logistic回歸,得到前的估計系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差SE()?Za.第二步,做因變量為對自變量為和的線性回歸,得到前的估計系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差SE()、Zb.第三步,使用R軟件的RMediation軟件包使用乘積分布法檢驗得到的95%的置信區(qū)間,若不包含0,則表明中介效應(yīng)顯著.

表3顯示了中介效應(yīng)的檢驗結(jié)果.結(jié)果表明,衡量個人情緒和狀態(tài)的抑郁程度?社交活動、自評健康、自評記憶力、做中等強度體力活動和輕度體力活動均對空氣污染和認(rèn)知能力關(guān)系的中介效應(yīng)顯著,證實了假說2.這與干預(yù)認(rèn)知功能障礙的有關(guān)方法相符,即保持良好情緒、多社交少獨處、保持身體健康、增加記憶和運動鍛煉有助于避免中老年人發(fā)生認(rèn)知功能障礙.但激烈運動對空氣污染和認(rèn)知能力關(guān)系的中介效應(yīng)不顯著,可能是因為上了年紀(jì)的人由于肌肉力量、反應(yīng)速度和平衡機能等各項生理機能的下降,往往較少做激烈運動.

注:括號內(nèi)為t檢驗值.*、**和***分別表示在10%、5%和1%的水平下顯著.標(biāo)準(zhǔn)誤聚類到省份層面.

2.4 異質(zhì)性分析

由于個人特征?健康行為以及社會經(jīng)濟地位的不同,個體所遭受的環(huán)境損害往往是不均等的,即使處于同等程度的污染環(huán)境中,個體暴露于空氣污染的程度和幾率都存在很大差別.本文將樣本按照如下類別進(jìn)行估計,來探討空氣污染對不同群體認(rèn)知功能的影響,從而對“健康不平等”效應(yīng)進(jìn)行探索.第一,個體特征差異性:根據(jù)年齡和性別進(jìn)行分組.第二,健康行為差異性:根據(jù)吸煙和飲酒情況進(jìn)行分組.第三,社會經(jīng)濟地位差異性:根據(jù)居住地類型?受教育程度、個人收入水平、是否有醫(yī)保、是否處于省會城市進(jìn)行分組.

表4的實證結(jié)果表明空氣污染主要對50歲以上人群產(chǎn)生顯著的負(fù)面影響,對小于等于50歲的人影響不顯著;從性別來看,與男性相比,空氣污染對女性產(chǎn)生的不利影響更大;不同吸煙、喝酒狀況分組樣本的回歸結(jié)果顯示,兩組子樣本的中老年人認(rèn)知能力均會受到空氣污染顯著的負(fù)面影響,但減少吸煙和飲酒等不良健康行為可以在一定程度上有效減緩空氣污染給居民認(rèn)知能力帶來的負(fù)面影響.

表4 空氣污染與中老年人認(rèn)知能力:基于個體特征和健康行為異質(zhì)性的實證結(jié)果

表5 空氣污染與中老年人認(rèn)知能力:基于不同社會經(jīng)濟地位的實證結(jié)果

表5和表6的實證結(jié)果表明,相比于受教育程度較高人群來說,空氣污染對受教育程度較低人群認(rèn)知能力的影響更大,若兩者面臨同等程度的空氣污染,低教育水平者受到的損害大約是高教育水平者的1.65倍.這種影響差異在不同個人收入水平的群體之間也存在,收入水平越高的群體在面臨相同程度的空氣污染時,其認(rèn)知能力受到的損害越小.除此之外,相比于城市居民,空氣污染對農(nóng)村居民認(rèn)知能力的損害更大,大約為城市居民的1.64倍;相比于省會城市來說,空氣污染對非省會城市中老年人認(rèn)知能力的損害作用更大;相比于有醫(yī)保的中老年人來說,無醫(yī)保的中老年人認(rèn)知能力受到的損害更大.

從上述實證結(jié)果來看,社會經(jīng)濟地位較低的人群在暴露于相同程度的空氣污染時會受到更高程度的負(fù)面影響.估計結(jié)果可以從3個方面進(jìn)行解釋:第一,社會經(jīng)濟地位較高的人群處于更好的工作環(huán)境以及生活環(huán)境,并且其有更多的資源可以投入到空氣凈化器等空氣污染防御性物品上.第二,社會經(jīng)濟地位較高的人群受到更高的教育以及更多的途徑去關(guān)注了解空氣污染對健康帶來影響,因此,對自身的健康更加重視.第三,當(dāng)健康受到空氣污染危害時,社會經(jīng)濟地位較高的人群更有能力去醫(yī)院及時檢查并治療,從而疾病能夠得到有效的控制.由此假說1中對不同群體認(rèn)知能力的影響具有差異性得已驗證.

表6 空氣污染與中老年人認(rèn)知能力:基于不同社會經(jīng)濟地位的實證結(jié)果

3 不同類型污染物對中老年人認(rèn)知能力的影響

如7所示,第(1)列是基準(zhǔn)回歸結(jié)果,表明PM2.5年均濃度每增加1%,中老年人的認(rèn)知能力將顯著下降約0.89%.第(2)～(5)列分別是以PM10、NO2、SO2、CO年均濃度作為空氣污染物的2SLS回歸結(jié)果,實證結(jié)果顯示PM10、SO2、CO濃度的提升會給中老年人認(rèn)知能力帶來顯著的負(fù)向影響,NO2濃度的提升也會損害中老年人認(rèn)知能力,但統(tǒng)計上不顯著.其原因在于PM2.5和NO2的長期暴露所引起的認(rèn)知功能減退,都可能是受到腦脊液淀粉樣蛋白異常介導(dǎo)影響,但NO2受到其影響的效應(yīng)不具有統(tǒng)計學(xué)顯著性[28].各種污染物的影響程度是不同的,具體而言,PM10、SO2、CO年均濃度每增加1%,中老年人認(rèn)知能力將分別顯著下降約0.78%、0.22%、0.31%,NO2年均濃度每增加1%,中老年人認(rèn)知能力將下降約1.10%.由此驗證了假說3成立.本文不僅從經(jīng)濟學(xué)角度驗證了現(xiàn)有文獻(xiàn)研究中PM2.5會對中老年人認(rèn)知功能產(chǎn)生負(fù)面影響這一結(jié)論,還進(jìn)一步證實PM2.5、PM10、SO2、CO具有顯著的認(rèn)知功能折舊效應(yīng),因此,應(yīng)將這4種污染物作為當(dāng)前我國空氣污染的重點防治對象.

表7 不同類型污染物對中老年人認(rèn)知能力的影響

4 研究結(jié)論與政策建議

4.1 結(jié)論

4.1.1 空氣污染會對中老年人的認(rèn)知能力產(chǎn)生顯著損害,經(jīng)過替換工具變量和剔除遷移樣本等穩(wěn)健性檢驗后結(jié)論仍成立.

4.1.2 機制分析估計結(jié)果顯示,衡量個人情緒和狀態(tài)的抑郁程度、社交活動、健康、記憶力、中等強度體力活動和輕度體力活動均對空氣污染和認(rèn)知能力關(guān)系的中介效應(yīng)顯著,但激烈運動對空氣污染和認(rèn)知能力關(guān)系的中介效應(yīng)不顯著.

4.1.3 異質(zhì)性分析表明,空氣污染對中老年人認(rèn)知能力的負(fù)面影響在50歲以上、女性、有不良健康行為以及社會經(jīng)濟地位較低的群體中影響程度更大.

4.1.4 進(jìn)一步分析部分估計結(jié)果顯示,PM2.5、PM10、SO2、CO具有顯著的認(rèn)知功能折舊效應(yīng),NO2也會損害中老年人的認(rèn)知能力,但統(tǒng)計不顯著.

4.2 政策建議

4.2.1 健全環(huán)境健康政策 重視空氣污染會給中老年群體帶來認(rèn)知功能損害,將其納入環(huán)境健康工作規(guī)劃中,相關(guān)部門不僅要關(guān)注空氣污染對居民預(yù)期壽命、疾病發(fā)生率等身體健康的影響,還應(yīng)全面看待空氣污染所帶來的各種潛在健康影響,如心理健康和認(rèn)知能力等,從而制定更加全面、覆蓋范圍更廣的公共衛(wèi)生政策.

4.2.2 完善空氣污染對認(rèn)知功能損害的宣傳預(yù)警機制 加強向公眾普及空氣污染與認(rèn)知功能的相關(guān)防護知識,積極宣傳與中老年人認(rèn)知功能衰退相關(guān)疾病的提前預(yù)防策略,激發(fā)公眾學(xué)習(xí)了解與認(rèn)知功能衰退相關(guān)知識的主動性.鼓勵中老年人加強對自身健康管理的重視程度,倡導(dǎo)居民加強體育鍛煉,提高社交活動的參與率,提高身體健康素養(yǎng),多動腦增強記憶力,以此來緩解空氣污染對其認(rèn)知能力的負(fù)面影響.

4.2.3 關(guān)注空氣污染所帶來的不同群體之間的“健康不平等”問題 根據(jù)不同性別?不同年齡以及不同社會經(jīng)濟地位的群體,提出針對性的空氣污染治理政策.應(yīng)重點關(guān)注社會經(jīng)濟地位較低群體的健康狀況,提供一定的醫(yī)療補貼,使其對待疾病能夠早預(yù)防、早治療,并爭取實現(xiàn)全民納入醫(yī)療保險體系.

4.2.4 細(xì)化不同污染物的治理重點 針對PM2.5、PM10、SO2、CO具有顯著的認(rèn)知功能折舊效應(yīng),因此,應(yīng)將這4種污染物作為當(dāng)前我國空氣污染的重點防治對象,并且應(yīng)對不同污染物制定更加具有針對性的防治計劃.

[1] 陳 碩,陳 婷.空氣質(zhì)量與公共健康:以火電廠二氧化硫排放為例 [J]. 經(jīng)濟研究, 2014,49(8):158-169,183.

Chen S, Chen T. Air quality and public health: A case study of sulfur dioxide emissions from thermal power plants [J]. economic research journal, 2014,49(8):158-169,183.

[2] Balfour J L, Kaplan G A. Neighborhood environment and loss of physical Function in older adults: Evidence from the Alameda County study [J]. Narnia, 2002,155(6):507-515.

[3] Zhang X, Chen X, Zhang X. The impact of exposure to air pollution on cognitive performance [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018,115(37):9193-9197.

[4] Grossman M. On the concept of health capital and the demand for health [J]. Journal of Political Economy, 1972,80(2):223-255.

[5] Cropper M L. Measuring the benefits from reduced morbidity [J]. American Economic Review, 1981,71(2):235-240.

[6] 曾賢剛,阮芳芳.中國PM2.5污染健康效應(yīng)的國民經(jīng)濟影響分析 [J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2020,40(7):3228-3238.

Zeng X G, Ruan F F. Analysis of the national economic impact of PM2.5pollution on health in China [J]. China Environmental Science, 2020,40(7):3228-3238.

[7] Lang I A, Llewellyn D J, Langa K M, et al. Neighborhood deprivation, individual socioeconomic status, and cognitive function in older people: Analyses from the English longitudinal study of ageing [J]. Journal of the American Geriatrics Society, 2008,56(2):191-198.

[8] Tamara, Schikowski, Tom, et al. Association of air pollution with cognitive functions and its modification by APOE gene variants in elderly women [J]. Environmental Research, 2015,142:10-16.

[9] Colicino E, Power M C, Cox D G, et al. Mitochondrial haplogroups modify the effect of black carbon on age-related cognitive impairment [J]. Environmental Health, 2014,13(1):1-8.

[10] Sun R, Gu D. Air pollution, economic development of communities, and health status among the elderly in urban China [J]. American Journal of Epidemiology, 2008,168(11):1311-1318.

[11] Ailshire J A, Clarke D. Fine particulate matter air pollution and cognitive function among U.S. older adults [J]. Psychological sciences and social sciences, 2015,70(2):322-328.

[12] Chang K H, Chang M Y, Chih-Hsin M, et al. Increased risk of dementia in patients exposed to nitrogen dioxide and carbon monoxide:A population-based retrospective cohort study [J]. Plos One, 2014,9(8):1-8.

[13] Iaccarino L, Joie R L, Lesman-Segev O H, et al. Association between ambient air pollution and amyloid positron emission tomography positivity in older adults with cognitive impairment [J]. JAMA Neurology, 2020,78(2):197-207.

[14] Deschenes O, Wang H, Wang S, et al. The effect of air pollution on body weight and obesity:Evidence from China [J]. Journal of Development Economics, 2020,145:102461.

[15] Rosamond W, Flegal K. Heart disease and stroke statistics-2007 update: a report from the American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee [J]. Circulation, 2007, 115:69-171.

[16] Gao X, Coull B, Vokonas P, et al. Short-term air pollution, cognitive performance and nonsteroidal anti-inflammatory drug use in the Veterans Affairs Normative Aging Study [J]. Nature Aging, 2021,5(3): 430-437.

[17] 祁 毓.環(huán)境健康公平理論的內(nèi)在機制與政策干預(yù) [J]. 國外理論動態(tài), 2016,4(9):76-84.

Qi M. Internal mechanism and policy intervention of environmental health equity theory [J]. Foreign Theoretical Trends, 2016,4(9):76-84.

[18] Schoolman E D, Ma C. Migration class and environmental inequality: Exposure to pollution in China's Jiangsu Province [J]. Ecological Economics, 2012,75:140-151.

[19] 王玉澤,羅能生.空氣污染、健康折舊與醫(yī)療成本——基于生理、心理及社會適應(yīng)能力三重視角的研究 [J]. 經(jīng)濟研究, 2020,55(12): 80-97.

Wang Y Z, Lou N S. Air pollution, health depreciation and medical costs: A study from the perspective of physiological, psychological and social adaptability [J]. economic research journal, 2020,55(12): 80-97.

[20] Chate D M, Rao P S P, Nail M S, et al. Scavenging of aerosols and their chemical species by rain [J]. Atmospheric Environment, 2003, 37(18):2477-2484.

[21] Yoo J M, Lee Y R, Dongchul K, et al. New indices for wet scavenging of air pollutants(O3, CO, NO2, SO2, and PM10) by summertime rain [J]. Atmospheric Environment, 2014,82:226-237.

[22] Cornwell K, Inder B. Child health and rainfall in early life [J]. The Journal of Development Studies, 2015,51(7):865-880.

[23] 李衛(wèi)兵,張凱霞.空氣污染是否會影響犯罪率:基于斷點回歸方法的估計 [J]. 世界經(jīng)濟, 2021,(6):151-177.

Li W B, Zhang K X. Does air pollution affect crime rates: Estimates based on break point regression methods [J]. The Journal of World Economy, 2021,(6):151-177.

[24] Zivin J G, Song Y, Tang Q, et al. Temperature and high-stakes cognitive performance: Evidence from the national college entrance examination in China [J]. SSRN Electronic Journal, 2018:1-36.

[25] 陳詩一,陳登科.霧霾污染,政府治理與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展 [J]. 經(jīng)濟研究, 2018,53(2):20-34.

Chen S Y, Chen D K. Haze pollution, Government governance and high-quality economic development [J]. Economic Research Journal, 2018,53(2):20-34.

[26] Torres E. Psychometric properties of the center for epidemiologic studies depression scale in African American and black Caribbean US adults [J]. Issues in Mental Health Nursing, 2012,33(10):687-696.

[27] 方 杰,溫忠麟,張敏強.類別變量的中介效應(yīng)分析 [J]. 心理科學(xué), 2017,(2):471-477.

Fang J, Wen Z L, Zhang M Q. The mediation effect analysis of category variables [J]. Science of Psychology, 2017(2):471-477.

[28] Ma Y H, Chen H S, Liu C, et al . Association of long-term exposure to ambient air pollution with cognitive decline and Alzheimer’s disease-related amyloidosis [J]. Biological Psychiatry, Available at ISSN: 0006-3223.

Study on the effects of air pollution on cognitive ability of middle-aged and elderly people.

FAN Dan1,2, YANG Xiao-hong1, YANG Zhong-yuan1

(1.Department of Economics, Dongbei University of Finance and Economics, Dalian 116025, China；2.Center for Econometric Analysis and Forecasting, Dongbei University of Finance and Economics, Dalian 116025, China)., 2023,43(1)：394～403

Using data from China Health and Retirement Longitudinal Study(CHARLS), this paper evaluated the impact of air pollution on cognitive ability and its transmission path of middle-aged adults and senior citizens in China by using two-stage least square method, and further analyzed the heterogeneity of different types of pollutants. It was found that air pollution was significantly and negatively correlated with cognitive ability of middle-aged people and their even older counterparts, and a string of robustness tests showed that the results were robust. Mechanism analysis and heterogeneity analysis showed that air pollution indirectly impacted individuals' cognitive ability through shaping their moods, states, sports, social activities, health and memory, and air pollution had a greater adverse impact on cognitive ability of the elderly, women, people with poor health behaviors and lower socioeconomic status. Further study found that PM2.5, PM10, SO2, CO yield remarkable cognitive depreciation effect can improve cognitive ability of the middle-aged and senior citizens. This paper centers on air pollution and a greying population in China, identifying the potential health effects of air pollution on cognitive ability among Chinese residents, which to some extent provides a realistic basis and policy reference for the national healthy environment governance and the achievement of healthy aging.

air pollution；middle-aged and elderly people；cognitive ability；instrumental variable

X503.1

A

1000-6923(2023)01-0394-10

范 丹(1978-),女,遼寧大連人,教授,博士,研究方向為計量經(jīng)濟分析、資源與環(huán)境經(jīng)濟學(xué)、環(huán)境政策管理.發(fā)表論文30余篇.

2022-05-24

國家自然科學(xué)基金資助項目(72273019,71773012)

* 責(zé)任作者, 教授, fandanrx@163.com