【数据趣说】三十、污染与犯罪：来自颗粒物和臭氧数据的证据

简介

        大量经济学研究表明，暴露在空气污染中会对健康、认知功能以及劳动生产力产生负面影响，并会给个人和社会带来巨大的成本。长期暴露于空气污染与不良健康后果之间的联系机制常常被评估为慢性疾病、呼吸问题和死亡。最近的证据表明，这些相同的机制途径也对认知技能的发展、与犯罪或暴力活动相关的行为表达（如攻击性、反社会行为）和焦虑有短期影响。然而，尽管越来越多的人担心暴露在空气污染中可能与攻击性行为和犯罪活动有关，但现有的研究证据还很缺乏。本文使用一种独特的识别策略来研究短期暴露于空气污染对全国范围内攻击性行为的影响。

数据及实证策略

        本文将犯罪、污染、野火烟雾和天气的数据融合在一起，形成了2006-2013年美国大陆的数据集，主要数据来源如下：

        1. 犯罪数据来自美国联邦调查局（FBI）的一个犯罪数据库，称为国家事件报告系统（NIBRS）。NIBRS根据大约18000个城市、大学和学院、县、州、部落和联邦执法机构的报告，在县一级按类别提供犯罪数据。

        2. 空气污染用表层PM2.5和Ozone浓度来衡量，数据来自美国环境保护署（EPA）的空气质量系统（AQS）监测网。

        3. 野火烟雾数据来自美国国家海洋和大气管理局灾害测绘系统（HMS），该系统根据卫星图像原理，每天对全国范围内的烟雾进行估算。

        4.天气数据来自由俄勒冈州立大学气候小组开发的PRISM。本文提取了横跨整个美国大陆的每日最高温度（摄氏温度）、每日最低温度（摄氏温度）和每日降水量（毫米）的网格数据，其空间分辨率为4公里。

        本文的主要识别策略如下：

（1）

        表示c县在t天j类犯罪数量；PM2.5ct表示c县t天的PM2.5浓度（）；ozonect表示c县t天平均ozone水平（ppm）；Xct表示一系列控制变量，包括日最高温度、日最低温度、日降水量的限制三次样条函数；φct表示县-年-月-一周里一天固定效应；εct表示聚类标准差。由于

        是一个具有过度离散性的非负计数变量，所以所有的模型都是使用泊松拟极大似然（PQML）来估计的。泊松拟极大似然（PQML）产生一致的参数估计，假设即使因变量是过度离散的，条件均值函数也是正确指定的。

主要结果

        1.主要结果

        模型（1）使用各种固定效应集合的估计结果见表3，本文首选的固定效应是第4列县-年-月-一周里一天固定效应。结果表明，PM2.5和Ozone对暴力犯罪具有显著的正向影响。

        2.异质性分析

        （1）按犯罪类型

        表4显示了使用攻击、抢劫、财产犯罪和车辆盗窃作为因变量对我们的主要模型（表3的第4列）进行估计的结果，两种最常见的暴力犯罪是袭击和抢劫。第1列的结果表明，暴力犯罪的影响完全是由攻击造成的，这是短期冲动行为的表现。本文确实发现了臭氧暴露增加与抢劫之间的关系，但这种影响很小，是负面的，只有在统计上有轻微的显著性。第3列和第4列表明，PM2.5的变化在统计上对财产犯罪或车辆盗窃没有显著影响（车辆盗窃是财产犯罪的一个子集）。

        （2）按犯罪地点

        NIBRS的数据报告了发生在家里的犯罪和发生在家里以外的犯罪的信息。虽然本文没有直接观察室内和室外的空气污染，但由于空调的作用，室内的空气污染水平通常低于室外。当空气污染水平上升时，如果人们在家里呆的时间更长，本文预计会看到更多的家庭暴力犯罪和袭击，这可能意味着家庭暴力的增加。另外，如果室内空气污染低于室外空气污染，那么室外PM2.5或Ozone的变化对室内暴力犯罪没有影响。为了验证这些假设，本文估计了PM2.5和Ozone对家庭内外暴力犯罪和袭击的影响，结果见表5。结果表明，这些影响存在于家庭内外，室外PM2.5和Ozone的变化影响室内行为，特别是可能影响家庭暴力。

        3.滞后影响

        前文的估计表明，犯罪与PM2.5和Ozone的变化同时发生。接下来，本文通过在主要模型中包括PM2.5的三日滞后量和Ozone的三日滞后量的立方滞后函数来检验滞后效应，估计结果见表6。本文发现，当天PM2.5的变化对犯罪率的影响略低于本文的主要估计形式（表3第4列），所有的Ozone滞后效应在统计上都是不显著的。本文的研究结果表明，在PM2.5和Ozone的变化中，有一种急性反应。

        4.稳健性检验

        本文进行了如下稳健性检验：

        （1）考虑温度和烟流的影响；

        （2）根据EPA的原始污染监测数据，使用kriged  PM2.5进行估算。

        （3）更换模型固定效应

        （4）更换模型估计方法

        结果依然稳健。

机制讨论

        本文的研究结果表明，PM2.5和Ozone的变化对暴力犯罪（尤其是人身攻击）有显著的正向影响，对非暴力财产犯罪没有显著影响，一个可能的解释是，攻击和财产犯罪的动机不同。空气污染的同期变化不太可能影响一个人的偷窃动机，但它可能通过一些生理途径改变一个人的性格。虽然本文的数据不能直接确定驱动结果的生理路径，但可以根据流行病学和公共卫生方面的研究，以阐明这方面的机制。例如，环境污染物（包括细颗粒物）、空气污染可以诱发生物过程（如系统性炎症），这些生物过程与慢性和短期的健康反应相关，如呼吸问题。反过来，系统性炎症的短期变化会加重疾病的认知和运动症状，加速疾病的进展。如果类似的生化和生物机制（即细胞氧化应激和全身炎症）是攻击行为的基础，那么短暂的环境空气污染水平可能与攻击行为倾向的增加有关。本文的发现表明，进一步研究短暂的空气污染暴露对认知和行为结果的影响，特别是攻击性行为，是必要的。

结论

        本文使用2006-2013年日度县级数据，实证检验了污染变化对犯罪活动的影响，研究结果表明，污染与犯罪之间存在着一种正向的关系，这突出了目前政策讨论中缺乏的一个关键的污染社会成本。