JEEM | 威斯康星州磷法规背后的故事：水污染管制如何影响污水处理费用

原文信息: Andrew Meyer. and Zach Raff. (2024). The effect of water pollution regulation on prices: Evidence from Wisconsin’s phosphorus rule and sewer utility bills. Journal of Environmental Economics and Management, 124: 102914.

01 背景与问题

水污染治理法规的经济影响是一个备受关注的核心议题。根据经济理论，环境监管往往会增加生产者的运营成本，这可能进一步传导至产出价格的变化，并对消费者福利产生影响。在电力行业中，已有研究指出严格的空气污染法规会导致电价上涨，生产者通常通过提高价格的方式将合规成本转嫁给消费者。类似地，废水处理行业也面临着环境管制带来的成本压力。该行业通常由地方垄断经营，水污染治理成本可能更大幅度地转嫁至消费者，进一步影响消费者的经济负担。

目前水污染治理法规对消费者的具体影响尚不明晰。自1972年以来，美国政在水污染治理方面的投入已超过1万亿美元。然而，关于水污染控制的经济文献数量却远少于空气污染控制相关的文献。这可能是因为水污染法规的评估存在一定的挑战性。水污染法规通常在整个地区实施统一的标准，这使得识别受监管和未受监管地区之间的差异变得较为困难。

为了填补这一研究空白，文章以威斯康星州为研究对象探讨水污染监管对污水处理费用的影响。威斯康星州在2010年修订了水质磷法规，该法规要求各污染排放点源按照初始许可日期，以五年为周期重新发放国家污染物排放削减系统许可证（National Pollutant Discharge Elimination System，NPDES），这就使得不同点源受到规制的时间存在差异。并且，该法规采用全国最严格的控制标准，设定了磷排放标准、排放限制、达标时间表以及总磷限值，要求点源排放达到最低的废水处理水平。因而，严格的磷排放标准对受影响的点源产生了较大的经济和技术压力，导致它们在运营成本、污水处理效率等方面发生显著变化。

02 数据和方法

2.1 数据

（1）NPDES许可证数据

为全面监管点源和面源污染，规范排污行为，美国政府确定了国家污染物排放削减制度。该制度规定任何人由点源向美国的水域排放任何污染物，必须获得NPDES许可证，否则即属违法。NPDES许可证数据数据来源于美国联邦环境保护局（U.S. Environmental Protection Agency，EPA）的执法与合规历史在线数据库（Enforcement and Compliance History Online，ECHO），它提供了2001年至2019年每个点源NPDES许可证的详细信息，包括生效日期、到期日期以及设施的规模以及主要/次要状态等。根据许可证日期以及威斯康星州水质磷法规的法定要求，作者将点源受到磷法规限制的时期定为2010年12月1日后第一次重新颁发许可证往后的五年。

（2）污水处理费用数据

数据来自美国梅思安（MSA）专业服务公司每三年为期一次的调查。这些调查涵盖了威斯康星州所有的污水处理公共设施，包括详细的费用信息以及其他公共设施层面的特征数据。作者在文章中使用MSA的标准化年费用数据，将分析的重点放在住宅用户上，并将所有费用标准归一化为2020年的实际费用值，从而获得了每家污水处理公共设施污水处理年费的时间序列数据。然后将MSA数据集中的污水处理公共设施与其相应的NPDES许可证进行匹配，形成一个涵盖2001--2019年期间的年度平衡面板。

表1展示了主要变量的描述性统计。其中，所有污水处理设施用户的年平均费用为474.28美元。

表1  描述性统计

2.2 方法及模型

文章采用了双重差分法（DID）探究威斯康星州磷法规对居民污水处理费用的因果效应。模型设定如下：

其中，ln(Y_ict)代表t年c县点源i的污水处理年费的对数值。Comply_ict是DID指标，用于识别处理组（即必须遵守磷排放规定的市政污水源）的受处理时间段。处理组在处理时段时取1，否则取0。δ_i代表个体固定效应，u_t代表时间固定效应，ε_ict是误差项。β代表相对于控制组，磷法规的实施对处理组污水处理费用的影响。

03 结论

3.1 基准结果

表2列出了方程（1）的估计结果。为了评估结果的稳健性，提供了几组不同的估计结果。列（1）展示了方程（1）的基准估计结果；列（2）剔除了因个体差异一直必须遵守磷法规的污水处理设施，以及从未受到磷法规约束的污水处理设施；列（3）进一步加入了县-年份固定效应；列（4）采用了Gardner（2021年）提出的两阶段DID方法进行估计。

所有的估计结果没有显著差异，系数值介于0.0656~0.114。这些数值表明，与尚未受到磷法规限制的污水处理设施相比，遵守磷法规会导致居民污水处理费用上升约7-12个百分点。基准结果表明，这一增长幅度约为9.6%。与不受磷法规约束的污水处理设施相比，受磷法规影响的污水处理设施的用户每年的污水处理费用将增加45.75（474.28*9.6%）美元。将受到磷排放标准影响的州内住户的费用加总，最终用户将承担约6580万美元的年度合规成本。

表2  磷法规对污水处理设施费用的影响

其次，作者进一步采用事件研究法对方程（1）进行估计，结果如图1所示。从图中可以观察到，在处理前，受磷法规约束的污水处理设施与未受约束的污水处理设施之间的污水处理费用并未展现出明显的趋势性差异。这一发现满足平行趋势假设，即在没有处理的情况下，两组之间的变化趋势是相似的。在接受处理后，污水处理费用显著上升。因此，可以合理地推断，磷法规显著增加了住宅用户的污水处理费用。

此外，还可以发现，在磷法规实施后，前两年的处理效应基本为零。但当进入稳定状态（即三年或更长时间），系数大小几乎是基准回归估计值的两倍，范围在0.15到0.21之间（污水处理实际计费用上涨16%至23%）。污水处理设施更可能是在真正开始承担遵守磷法规所需的成本时，才提高了实际费用，而不是在提前预知到成本增加时就进行调整。这些更高的估计值可能反映了长期费用的增长，表明先前讨论的平均处理效应是磷法规对污水处理公共设施长期费用的保守估计。

图1  磷法规对污水处理费用影响的动态效果

3.2 成本转嫁与成本效益分析

估算结果表明，威斯康星州严格的磷排放标准所带来的合规成本部分地以更高的污水处理费用的形式转嫁给了最终用户。文章通过模拟磷排放标准合规带来的额外污水处理设施收入，与向威斯康星州自然资源部报告的估计年度合规成本（政府净补贴）进行比较，来检验合规成本转嫁的情况。

具体来说，文章采用以下步骤来量化合规成本的转嫁效应。首先，利用基准回归模型估算边际效应，即每户家庭平均污水处理费用上升了9.64%。其次，将此边际效应与样本中各处理设施的平均预处理污水处理公共事业账单相乘，以精确计算每户家庭在污水处理公共事业费用上增加的价值。再次，将上述估算的每户家庭账单增加额与处理设施服务的家庭数量相乘，从而得出每个污水处理设施每年因合规而额外收取的住宅用户总收入。最后，将这一额外年度收入除以磷排放标准所引发的年度合规成本（扣除政府净补贴后），并转化为百分比形式。结果发现，中位数的处理设施将约84%的额外净合规成本转嫁到了居民污水处理公共事业账单上。处理设施的平均转嫁率为97.6%，即大部分合规的净成本被转嫁给了居民用户。

转嫁结果表明，通过清洁水基金计划提供的州和联邦政府补贴在污水处理设施合规成本的转嫁中发挥着重要作用。若不计清洁水基金计划的补贴，重新进行转嫁效应的量化评估，中位数转嫁率为63%，平均转嫁率为74%。就转嫁情况而言，这些数字意味着清洁水基金计划的补贴则分担了约四分之一的成本开支。

文章还进行了磷排放标准的成本效益进行分析。根据预期磷减排的先期成本和工程估算，利用三级处理技术实现每磅磷减排的年化成本介乎于88至176美元之间（WDNR 2012）。进一步结合前文对合规成本分担比例估算，若采取三级处理技术升级以满足磷排放标准的合规要求，住户将为每一磅磷的减少支付59至117美元，威斯康星州政府亦需为每一磅磷的减少额外支付22至44美元。

3.3 异质性分析

文章从三个维度考察了处理效果的异质性。

①污水处理设施规模异质性

为探究不同规模的设施是否会造成处理效果的差异性，作者依据每个设施的处理能力（MGD）进行分类，估算结果见表3的列（2）。虚拟变量与设施规模交乘项的估计值显著为正，这表明规模较大的污水处理设施在水污染监管下费用的涨幅超过了规模较小的设施。然而，这种规模差异效应较小，每日增加100万加仑的处理量仅增加0.2%的边际效应，但随着污水处理设施规模的扩大，这种差异效应变得愈发显著。以设计容量为10MGD的大型设施为例，其边际效应相较于中位数设施显著增加了0.104（中位数设施的边际效应为0.0817）。这些结果表明，政策处理效果在设施规模层面存在显著差异，且政策效果主要集中于规模较大的设施。

这种效果的差异性可归因于政治压力与合规成本的共同作用。首先，尽管威斯康星州并未将污水处理系统置于严格的公共事业监管之下，但降低污水处理费用的政治压力仍然存在，特别是在污水处理设施服务的需求相对缺乏弹性的情况下。其次，规模较小的污水处理设施通常服务于收入较低的农村或小城市地区，因此，其污水处理费用增长可能表现出更强的递减性。再次，遵守磷排放标准的成本与设施规模直接相关。大型污水处理系统由于处理量大、技术升级需求高等因素，其减排成本远高于小型设施。因此，大型设施需要比小型设施增加更多的排污费，从而导致了不同规模设施在污水处理费用涨幅上的显著差异。

②周边市镇人口数量异质性

表3的列（3）揭示了以服务客户数量作为衡量污水处理设施规模的异质性。研究结果表明，服务客户数量更多的污水处理设施在磷排放标准实施后的费用上涨幅度更为显著。具体而言，服务人口每增加10000人，估计的边际效应将相应上升约0.66%。这一现象背后的原因可能是，大型污水处理设施服务客户众多，其遵守磷排放标准的成本远高于只服务少数客户的农村小型污水处理设施。因此，在遵守磷排放标准后，服务更多客户的大型污水处理设施相较于服务少量客户的小型设施，其收费率的提升速度更为显著。

③周边市镇收入水平异质性

文章将主要DID指标与虚拟变量相乘来探究政策在周边市镇收入水平上的异质性，该虚拟变量旨在区分污水处理设施所服务市镇的收入水平是否低于样本中位数（即59,941美元）。结果如表3的列（4）所示，磷排放标准实施后，服务于中位数收入以上的污水处理设施其污水处理费用显著上升，增幅约为12.3%。然而，政策处理效果在服务于中位数收入以下市镇的污水处理设施中则较小，其估计的边际效应约为3.7%。这进一步证实了，由于污水处理费用在低收入农村地区具有递减性质，因此不提高污水处理费用的政治压力导致对这些地区的消费者的影响小于收入较高的城市地区。

表3  磷排放标准对污水处理费用影响的异质性结果

04 创新点

首先，这是第一篇探究水污染监管对用户污水处理费用影响的论文。该文克服了水污染法规评估难以识别对照组与控制组的难题，首次对水污染监管与最终用户的影响进行了事后评估，为水污染政策效益评估提供了参考价值。

其次，该文章从经济学和公共政策的角度出发，探讨了水污染法规对消费者的影响，并进行了成本转嫁与成本效益测算。其研究结果可以为政策制定者提供参考，帮助他们更好地制定政策。

◆

05 思考

首先，文章从独特的角度切入问题，就水污染监管对最终用户费用的影响进行因果估计。并且，除了成本效益分析，文章还进行了成本转嫁测算，让读者更切实际地了解到法规对消费者带来的具体影响。未来的学术研究中，我们应当学习这一思路，不断开拓新的思路和方法。

其次，本文的研究结果对政策评估提供了重要的参考价值。从福利的角度来看，尤其是在考虑需求相对缺乏弹性的市场以及费用递增的可能性时，确定消费者费用影响非常重要。在未来的研究中，也可以从这一角度切入进行更为深入的研究。

原 文 摘 要

In this paper, we estimate the consumer impacts of Wisconsin’s “phosphorus rule”, which created the most stringent statewide water quality and effluent standards for phosphorus in the country. We examine how compliance with the rule affects real billing rates at sewer utilities in Wisconsin, providing the first empirical estimates of water pollution regulation on utility billing rates. We find that compliance with the phosphorous rule increases the average real sewer utility bill in our sample by 7–12%. Our results imply that sewer utilities pass through approximately $65.8 million to residential sewer rate payers annually, which is roughly 2/3 of the total sewer utility compliance costs of the rule. State government subsidies cover an additional ¼ of the sewer utility compliance costs.

101307101307原文信息: Ferris A E, Frank E G. (2021). Labor market impacts of land protection: The Northern Spotted Owl.Journal of Environmental Economics and Management, 2021, 109.

01 背景

北方斑点猫头鹰(NSO)在美国的栖息地横跨华盛顿州、俄勒冈州和北加州，那里集中了很多古老的森林。由于对原始森林的大量砍伐，北方斑点猫头鹰的栖息地受到威胁，引起了人们对其生存的担忧。1975年，俄勒冈州将北方斑点猫头鹰列为濒危物种，北方斑点猫头鹰的灭绝风险首次得到承认。但是，鱼类和野生动物管理局(FWS)在1981年和1987年进行的两次状态审查结果认为北方斑点猫头鹰的条件不符合濒危物种法案(ESA)的规定。对此，美国环保组织对鱼类和野生动物管理局提起了诉讼。1988年11月，华盛顿州西部地区法院做出了有利于环保组织的裁决，最终通过系列谈判形成了1989年的“西北妥协”。

1990年6月26日，鱼类和野生动物管理局根据濒危物种法案将北方斑点猫头鹰列为“受威胁”物种，针对北方斑点猫头鹰栖息地范围的木材销售发布了禁令。1992年1月，为了保护北方斑点猫头鹰美国鱼类和野生动物管理局将690万英亩的森林土地指定为关键栖息地，禁止砍伐这些森林。1994年提出了西北森林计划(NWFP)，这一计划旨在保护生活在加州、俄勒冈州和华盛顿州的北方斑点猫头鹰、石斑鱼及其他珍稀物种。尽管颁布了众多的保护措施，北方斑点猫头鹰的种群数量仍未恢复，平均每年下降3.8%，北方斑点猫头鹰仍然被列为“受威胁”物种。

同时，木材行业以北方斑点猫头鹰也可以生活在次生林为理由，反对北方斑点猫头鹰列入濒危物种法案。他们认为，限制木材采伐的经济影响将超过保护猫头鹰的好处。有预测显示，1990年将北方斑点猫头鹰列入濒危物种法案将会导致木材行业工作岗位减少1.8万至13万。然而，依据联邦政府的估计，木材行业的工作岗位短期将减少1.3万，长期将减少2.8万。环保组织对木材行业关于工作岗位减少的预测提出了异议，他们认为由于1990年-1991年的美国的经济衰退也带来了大量的失业，不全是北方斑点猫头鹰列入濒危物种法案带来的影响。

那么，1990年北方斑点猫头鹰列入濒危物种法案这一政策到底给木材行业带来了多大的损失呢？本文在考虑1990年经济衰退等混淆因素的情况下对政策冲击带来的影响进行了实证研究。

02 数据

在本文中，作者使用了劳动力市场公开数据、北方斑点猫头鹰栖息地范围和关键栖息地空间数据以及相关的木材市场数据。

劳动力市场数据。本文使用的数据来自美国劳工统计局(BLS)编制的就业和工资季度普查数据。数据包括企业数量、就业人数和平均周工资。报告的数据包括县和州两级，其中选择在1984-2009年期间全面报告木材和木材产品行业就业数据的县作为样本。此外，本文还纳入了加拿大统计局林业和伐木部门的就业数据，这些数据在文中作为比较组。加拿大的数据跨度为1987年到2000年，其他数据跨度均为1984年到2000年。

北方斑点猫头鹰栖息地范围和关键栖息地数据。数据来自美国鱼类和野生动物管理局(FWS)，这些数据被划分为北方斑点猫头鹰的栖息地范围和被指定为关键栖息地的区域。文章根据距离栖息地范围的距离，来划分处理组和控制组。

木材市场数据。本文使用了美国林业局(USFS)1984年至2000年期间国家森林砍伐销售报告的数据。这些数据来自森林一级报告，文章将其汇总到州一级，数据包括销售数量、销售额和价值、实际采伐数量及价值。

03 实证方法

文章将1990年6月26日北方斑点猫头鹰列入濒危物种法案（列为“受威胁”物种）看作外生政策冲击，采用了不同的实证策略来探究政策颁布对劳动力市场的影响。

（1）双重差分。州级数据中，控制组为华盛顿州、俄勒冈州和加州，处理组为美国其他州。县级数据中，处理组为加州、俄州、华盛顿州距离北方斑点猫头鹰栖息地范围25公里以内的县，区域层面的控制组为加州、俄州、华盛顿州距离北方斑点猫头鹰栖息地范围大于100公里的县，国家层面的控制组为美国大陆除华盛顿州、俄勒冈州和加州以外其他州的县。

L_cyq为被解释变量，表示木材行业就业情况，包含就业人数和企业数量两个指标；Listing_cyq为核心解释变量，处理组在1990年之后的值取1，之前取0，控制组在所有时期值均取0；λ_c为县固定效应，δ_y为年度固定效应，γ_q为季度固定效应，ε_cyq为扰动项。

（2）三重差分。双重差分方法将处理组的木材行业就业情况与控制组进行了比较，然而仅比较该领域时，可能会有其他混杂因素没有考虑在内。例如，1990-1991年的经济衰退可能造成了其他宏观经济影响，导致木材行业就业的下降。因而，作者利用除木材行业以外所有其他行业的就业情况作为控制组，进行进一步的分析。

L_scyq表示就业情况，包含就业人数和企业数量两个指标；SIC24_s是虚拟变量，属于木材行业值取1，否则取0；λ_cyq表示县-年-季度固定效应，ε_scyq为扰动项；其余变量与双重差分中保持一致。

进一步考虑到可能存在国际宏观经济趋势等混杂因素可能会在1990年政策颁布的同一时间影响到木材行业，作者利用加拿大木材行业的数据作为对照组进行了分析。

上式为三重差分的灵活形式，r表示州或者省，USA_r为一组虚拟变量，属于美国的州时取1，属于加拿大的省时取0；λ_yq表示年-季度固定效应。

04 结论

双重差分的结果表明，1990年北方斑点猫头鹰列入濒危物种法案这一政策给木材行业就业人数及企业数量带来负面影响。如下图表1所示，县级数据中，从全国的角度来看，在1990年政策实施后的几年里，木材行业的就业人数下降了28.1%（第1列），企业数量下降了9.5%（第2列）；从区域的角度来看，就业人数下降13.9%（第3列），企业数量下降了13.9%（列4）。为解决县级数据中个别县存在数据缺失可能会影响估计的问题，作者进一步对州一级的数据进行分析，结果发现木材行业就业下降22.9%（列5），企业数量下降6.7%（列6），但不具有统计意义上的显著性。在1984年至1989年的政策处理之前，在距离NSO栖息地25公里的县，木材行业的平均就业人数为11.46万人。从这个基准来看，在区域层面1990年北方斑点猫头鹰列入濒危物种法案会造成1.6万个工作岗位的减少，在全国层面则会造成3.2万个工作岗位的减少。

表1 双重差分估计结果

为了排除劳动力市场变化趋势带来的影响，作者将木材行业与所有其他行业的就业情况进行比较。三重差分的估计结果如表2所示，在县级层面，木材行业就业人数下降32.9%，企业数量下降20.5%，均具有统计上的显著性，与双重差分结果类似。然而，在三重差分结果中，机构数量的下降是双重差分结果的两倍多。这表明，与其他所有行业相比，受影响县的木材行业企业出口具有更大的边际反应。

同时，考虑到全球木材市场变化的影响，文章使用了加拿大省级林业和伐木部门的就业数据作为控制组。表二第5列报告了政策前后美国木材行业处理组（华盛顿州、俄勒冈州和加州）与控制组（美国其他州以及加拿大林业和伐木部门）之间的三重差分估计结果，平均而言，华盛顿州、俄勒冈州和加州的木材就业人数下降了22.8%。

表2 三重差分估计结果

此外，文章进行了一系列的稳健性检验。一是考虑1994年西北森林计划可能带来的影响，使用1984-1994年数据进行估计，考察1990-1994年的平均处理效应；二是考虑可能存在潜在的溢出效应，使用美国东海岸的州作为控制组；三是根据美国森林服务区域进行分组，重新构造控制组分析；四是进行了安慰剂检验。

除考虑到政策对木材行业就业情况的影响外，文章还进一步探究了政策冲击对于木材市场及价格的影响。结果表明，北方斑点猫头鹰生活地区国家森林的木材销售下降了44.6%，到1994年西北森林计划实施时，相对于其他商品，木材的未来价格翻了一番。另外，对于各州的异质分析、政策对其他行业的影响及该政策对移民的影响文章都进行了探讨。

05 创新点

第一，作者使用非常详细的数据对1990年北方斑点猫头鹰纳入濒危物种法案这一政策给木材行业（就业人数，企业数量，木材市场，木材价格等）带来的影响进行了细致的分析。

第二，在政策颁布多年北方斑点猫头鹰的种群数量仍在减少，而工业界呼吁恢复采伐的情况下，本文所得到的分析结果能够给政府决策提供一定的参考。

第三，之前学者的研究大都集中在空气质量法规对特定行业的影响，或土地使用政策对就业的总体影响，缺乏土地保护政策对特定行业的具体分析，本文填补了这一空白。

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06 思考

首先，本文使用了双重差分、多重差分、合成控制法等多种实证策略探究1990年北方斑点猫头鹰列入濒危物种法案对劳动力市场带来的影响，在文中对于政策颁布时期可能存在的各类混淆因素（如国内市场变化的影响，国际市场变化的影响）进行了探究，工作非常细致，值得学习。

其次，关于工人失业，除了外部环境带来的影响，工人自身的原因也是一大重要影响因素，因此，未来的研究可以进一步考虑研究更多工人自身原因带来的失业影响。

再次，木材行业依赖于从森林中提取资源，而1990年政策的实施禁止了北方斑点猫头鹰栖息州近40%的资源基础进行开采，因此本文估计的影响可能处于处理影响分布的右尾。

原 文 摘 要

Environmental policies often draw criticism due to their potential impacts on labor market outcomes. Previous work has studied sector-specific impacts following air quality regulations, or examined overall employment effects of land-use policies. In the case of the protection of the Northern Spotted Owl under the Endangered Species Act in 1990, millions of acres of highly productive federal timberland in the Pacific Northwest and northern California were set aside. Concerns regarding declining employment in the timber industry following the listing are often mentioned as a cautionary tale regarding future listings under the Act. However, disentangling the policy impact from other economic factors affecting employment such as recessions and sector-specific trends is challenging. We use a range of control groups to estimate the impact of the 1990 listing of the Northern Spotted Owl had on labor market outcomes in the Lumber and Wood Products sector. Our set of main results indicate long-run declines in timber industry employment of 13.9% using a regional perspective, 28.1% using a national perspective, and a 9.5% decline in the number of establishments. In the owl habitat range there were 114,600 timber employees in the pre-treatment period; about 1.4% of total employment in those counties. In terms of jobs, the declines represent around 16,000 or 32,000 timber jobs within the Pacific Northwest and northern California. We find heterogeneous effects with areas having larger shares of protected federal timberland experiencing larger declines in employment. Our findings indicate land protection policies may pose significant employment impacts to land-reliant industries.

编辑：张静辉

审核：汪阳洁