空气净化器在学校的作用（英）

1JEL代码：C93，I21，Q53，Q51关键词：室内空气质量、空气净化器、学校缺勤、随机对照试验jacopo.bonan@cmcc.it本研究由欧盟 - NextGenerationEU, 任务4, 组件2, 在 GRINS -Growing Resilient, INclusive and Sustainable 项目（GRINS PE00000018 – CUP C93C22005270001）框架内，以及由 PRIN 2020HKPNPL “DIGITA” 资助。所表达的看法和观点仅代表作者本人，不一定反映欧盟的观点，欧盟对此也不承担责任。我们感谢 NETCO 的 Luca Valentini 和 Giulio Spaggiari 的富有成效的合作。我们感谢与我们合作实施项目的学校校长和教师团队。该项目受益于 Michela Boldrini、Giovanna d’Adda、John Gomez-Mahecha、Wei Guo、Jacopo Lunghi、Beia Spiller以及 GLO-SITES 2024、Padua 大学举办的“通过实验方法推进可持续发展研究研讨会”、IAERE 2025 和 EIEE Brown Bag 研讨会的参与者的反馈。该项目已在 AEA RCT 注册处预先注册（AEARCTR-0011960），并获得了米兰理工大学机构审查委员会的伦理批准（代码 18/2023空气净化器在学校的效果∗弗朗切斯科·格兰纳拉斯特凡妮娅·雷纳路易斯·萨米恩托1,2,4马西莫·塔沃尼1,2,5RFF-CMCC欧洲经济与环境研究所（EIEE），意大利米兰。欧洲地中海气候变化中心（CMCC），意大利莱切。布雷西亚大学，布雷西亚，意大利。墨西哥银行，墨西哥梅里达，墨西哥。我们随机分配空气净化器到小学教室，以减少儿童对空气污染的暴露。干预措施减少了室内P将浓度提高32%，并将学生缺勤率降低12.5%。对于事前缺勤率较高的学生，效果更显著。当室外空气污染相对较低时，影响更大，而室外污染加剧时，影响减弱，这与空气质量对健康呈非线性边际效应相一致。接受治疗的学生报告呼吸道症状更少，并表现出更高的空气质量意识。每避免一天的缺勤成本约为A C11，从而产生了保守的1比9的成本效益比。 通讯作者。邮箱：雅科波·博纳1,2,3,*1,21,2,5米兰理工大学，意大利。 M2.5 *∗）。12345 1. 简介本研究评估在学校教室安装便携式空气净化器的有效性和成本效益。我们的主要假设是，空气净化器通过改善室内空气质量来减少缺勤，从而促进儿童健康。在意大利米兰的5所小学中，使用集群随机对照试验（RCT）——该地区以空气质量差而闻名（EEA,2022)—我们将95个班级随机分配到接收或不接收空气净化器的组别。我们还在一部分教室安装了室内空气质量传感器，以收集有关空气污染和环境条件的详细数据。空气净化器将室内空气污染降低32%。净化器的相对效力与室外空气污染水平无关联，并在整个研究期间保持相对稳定。该疗法使学校缺勤率下降约12.5%，即每年约1.3天。对于基线缺勤率较高的学生，效果更为明显。通过研究动态治疗效果，我们发现缺勤率的大部分下降发生在秋季和春季，而不是冬季，此时平均污染水平明显更高。支持这一观察结果，证据表明，在室外空气污染程度高的时期，净化器对缺勤率没有统计学意义上的影响。具体而言，当环境10天滚动平均值PM超过2.5每立方米10微克ug/m3), 或当过去 10 天中超过 2 天超过 WHO 阈值 15ug/m3. 这些见解与先前的研究结果一致，表明空气污染对健康的边际效应是凹形的；也就是说，当污染程度相对较低时，改善空气质量比当污染程度高时具有更大的健康效应 (贝克与迪恩,2023;米勒等,2024;韦希坦等,2022;科里根等人,2018;教皇三世等,2015;Arag´onet al.,2017).空气污染是一个全球健康问题，导致全球儿童死亡率和患病率增加（健康指标与评估研究所,2019;安妮塞-梅萨诺等,2021）。高污染相关发病率增加学校缺勤（库里等,2009)，对学习成果和教育活动产生负面影响（格什森等,2017;Aguilar-Gomez 等,2022虽然各种污染控制措施已降低平均城市暴露水平，但污染物水平常超过世界卫生组织（WHO）指南（世界卫生组织,2021), 损害健康和福利并导致重大经济损失(沙迪克等,2020既然传统的空气污染控制机制，例如低排放区或产业政策，在实施上可能既昂贵又复杂，因此需要采取适应性措施来减少暴露。 相关文献空气污染越来越被认识到是一种健康危害，也是影响教育成功的一个重要障碍。即使环境中的低水平污染也会在不同环境下对学校参与和学习产生负面影响(Ebenstein等人,2016;卡内罗等,2021;Sunyer 等人,2017;罗特,2021;佩尔西科和文塔托,2019;吉尔рай恩和郑,2022;周等人.,2013;拉哈伊和埃文斯,2023;Heyes 等人,2023;来等人,2021;姚等,2023). 污染的空气损害儿童的健康和认知功能(Nauze和Severnini,2021;坤等,2019)，导致出席率降低和学业成绩下降（陈等人,2018;库里等人。,2009;科米萨尔诺夫和帕赫季吉安,2022;赎金与教皇,1992;佩尔西科和文塔托,2019;海塞尔等,2022).这个问题很关键，因为教育成果对人力资本形成、生产力和终身收入有着长期的影响(格拉夫·齐文和内德尔,2013).值得注意的是，对于已有健康问题或基线缺勤率更高的脆弱儿童，不良影响尤其明显(刘和萨尔沃,2018）。我们的论文通过提供首个关于空气净化器对学生缺勤因果影响的实验证据，建立在现有文献之上。该设计解决了许多观察性研究中常见的混杂因素，并将文献扩展到一个新的环境：一个高收入且环境空气污染程度中等到较高的国家。我们的工作证实了空气污染对教育的负面影响。利用调查数据，我们发现治疗组的学生在过去一周内报告呼吸系统症状的可能性低于对照组学生。这一结果表明，缺勤减少可能源于健康状况的改善。我们还观察到学生在教室空气质量感知和城市空气质量相关政策偏好方面存在显著的治疗效应。然而，我们不能排除实验者要求效应和启动效应。为了检验我们结果中行为变化潜在的混杂作用，我们估计了针对教室门窗开关（如温度或二氧化碳的突然变化）的代理变量上的治疗效应。我们没有发现证据表明净化器的引入显著改变了通风行为或教室占用率，如教室CO水平，温度和估计的通风次数。2成本效益计算表明，安装空气净化器可导致每避免一次缺勤的成本为A C10.6，并具有9.6的下限效益成本比。该分析已预先注册。虽然实验设计有足够的力量来检测净化器对室内空气污染的影响，但由于缺勤的变异性比我们的试点样本更高，因此对于缺勤来说，它的力量稍显不足。 1提供了一般学校基础设施投资的影響評估，例如Cellini等人(2010空调对学习的益处的研究在帕克等(2020).2看颊等(2021)和夏等人(2021) 用于评论。3在一项随机对照试验中，吉纳克等(2021）发现空气净化器对青少年注意力没有短期影响。几项关于空气净化器对不同环境下影响学业表现，并结合其他干预措施的随机对照试验正在进行中（刘等人,2024;马利克等,2024;Ruiz-Tagle和Sangwan,2023;克雷默等,2023).最后，我们为环境胁迫的适应以及室内空气污染暴露的作用方面的文献做出了贡献(格拉夫·齐文和内德尔,2013;德尚及其同事,2017;帕克等,2020;伯克等,2022;库里等人。,2024;巴里克等人,2024随着环境压力日益挑战公共卫生和生产力，应对环境危害的负面影响并尽量减少不利结果的自适应反应至关重要。研究表明，家庭和企业投资于防护技术，如在热浪期间使用空调或在重雾霾期间使用空气过滤器和口罩，以减少个人暴露(德尚思等,2017;伊藤和张,2019b;格林斯坦等人,2021b;张和穆,2018;贝利斯等人,2024;梅特卡夫和罗特,2025此外，来自低收入国家的证据表明，获取实时空气质量信息会鼓励采取缓解措施，尽管这些反应通常因社会经济地位而异(伊藤和张,2019a;格林斯坦等人,2021a;张和穆,2018)。虽然适应并不取代污染控制，但它是一种关键的辅助防御机制，尤其是在完全消除危害不可行的情况下。然而，研究表明适应措施存在局限性；例如，成本效益是符合教育政策资源配置的一个关键因素。政策制定者必须从各种干预措施中选择以最大化教育收益。许多旨在提高教育成果的传统干预措施需要大量投资，但它们的成本效益差异很大(安格里斯等,2020在减少缺勤率的方案中，向家长传达其子女出勤情况的行为干预被证明非常具有成本效益(罗杰斯和费勒,2018;罗宾逊等人。,2018然而，很少有研究评估改善物理学习环境，特别是室内空气质量的具体干预措施的成本效益。)1一些流行病学研究表明空气净化器有助于减少学校内的空气污染（卡莫纳等,2022;童等,2020)、并带来相关的显著健康益处(陈等人,2015;杨等人,2021).2离我们的研究更近吉尔兰(2023利用回归断点设计，发现在学校安装空气净化器会导致测试分数增加0.1至0.2个标准差。3我们的实验分析研究了缺勤，这是一个具有重要经济后果且会产生长期影响的现象。干预措施的成本约为每减少一天缺勤11个货币单位，使其成为比更昂贵的教育计划更具成本效益的替代方案。这种清晰的成本效益分析突显了室内空气净化作为一种可行的教育政策工具的潜力。 2. 实验设计干预和随机化：我们的干预措施在5所学校随机选定的教室中安装了43台家用便携式空气净化器。6我们分配了教室给在意大利学校体系中，学生每年开始时会被分配到一个教室，在那里他们大部分时间都待在这个教室里。他们会在午餐时间离开教室，到学校食堂用餐，并且在课间可以到花园或庭院里。5在室内还是室外度过休息时间取决于天气和老师的偏好。老师可能会上多节课，并在一天中在不同的物理教室之间移动。4更多信息在附录中提供B.5学生每周也会花几个小时在专用教室参加实验课，并在学校体育馆锻炼。6所有安装工作都是由纯水机制造商的专业人员完成的。他们确保了正确且安全的部署，并现场处理了一些小电器问题。事实证明这是一个关键因素，因为意大利的公立学校通常有陈旧的 electrical 基础设施。上下文：意大利北部人口密度高，经济活动频繁，加上地形条件阻碍空气流通，这种组合使它成为欧洲污染最严重的地区之一。4当室外污染达到极端水平时，防护行为可能不足以降低健康风险(伯克等,2022;巴里克等人,2024).我们的研究通过实证检验一项室内空气质量改善技术作为学校内的适应性策略，为适应性文献做出了贡献。我们的设计使我们能够量化空气净化器在多大程度上能保护学生免受不良环境条件的影响。结果表明，虽然干预措施在中等污染期间显著减少了学生缺勤率，但在严重室外污染下，其有效性减弱。这一发现突出了适应性干预的重要边界条件，并表明此类措施应补充更广泛的污染治理政策。国有企业主导着意大利的教育格局，大约有94%的儿童入学公立机构（意大利教育及荣誉部,2023).典型的意大利学校建筑超过50年，许多不符合当前的可持续标准。一些教室维护不足，环境改善不频繁(Ruggieri等人,2019).因为大多数学校都是在城市发展之前建造的，所以很多学校靠近交通繁忙的道路，这显著增加了接触空气污染的机会。 2.1. 样本、数据和结果变量治疗组与对照组，按学校及年级分层。所有空气净化器于2023年11月初在学校非工作时间安装。干预措施不包含针对性的信息宣传活动或对教师及家长的沟通。所有空气净化器从2023年11月至2024年6月持续运行。研究团队通过每月对部分教室室内空气污染数据的统计分析以及每两周一次的现场走访来监控空气净化器的功能。示例：这项研究样本包括2023-2024学年学生，出勤和人口统计数据来自官方学校账簿和登记册。它包含5个年级的95个班级和2050