“四倍毒性更大”:野火烟如何随着时间而老化 地平线:《欧盟研究与创新》杂志

每年,成千上万的大火席卷整个欧洲的森林,草原和沼泽。 在2018年, 204,861公顷土地被烧毁 在欧洲和地中海其他国家/地区,而去年 野火摧毁了超过120万公顷。 六月的北极熊 创下碳排放新纪录 在18年的监控中

当树木,灌木,草和泥炭被大火吞没时,大量的烟,煤烟和其他污染物被释放到空气中。 发生大火时,烟雾会上升 进入平流层数公里 并扩散到整个地区,在远离火焰的地方造成空气污染。

“在地中海东部,我们从俄罗斯的森林大火中散发出来的烟雾,当它发生时,到处都只有朦胧的烟雾,”该组织大气化学家Athanasios Nenes教授说。 希腊帕特雷化学工程科学研究所。 “这可能非常戏剧性。 它们正在影响整个地区或部分大陆的空气质量。”

Nenes教授是该研究所的首席研究员 焦火追踪 该项目正试图找出野火产生的排放以及其他类型的生物质燃烧(例如家庭柴火)如何改变大气层及其对人类健康和气候的影响。

在全球范围内,野火烟雾是 估计会导致339,000多人过早死亡 一年-远远超过那些在这些大火中直接丧生的人。

该小组正在希腊的三个地点(克里特岛,雅典和帕特雷)定期进行空气采样。 这些都与全球合作者提供的样本结合在一起,包括美国,北极,印度,欧洲,越南和 南大西洋上空的空气

内内斯教授说:“当您查看这些样品时,总是可以在空气中发现很多颗粒,但是不能确定是不是由生物质燃烧引起的。” “ PyroTRACH背后的想法是看我们是否能够识别出特定的火灾特征,并追踪烟雾在大气中的老化情况。”

采样器(例如希腊帕特雷的采样器)收集到的空气污染可能来自数千公里外的大火。  图片来源-Spiro Jorga

年龄

为此,研究人员正在实验室中使用一个特殊的环境室,该室可以复制大气中发现的条件。 然后,他们通过燃烧不同类型的植物材料产生新鲜的烟雾样品,然后将其在室内“老化”。

随着时间的流逝,他们能够看到烟雾暴露在大气中以及日光和黑暗的日常模式时,化学成分如何变化。 便携式燃烧室还使他们能够老化外部环境中真实火灾直接产生的烟雾。

内内斯教授说:“我们试图了解烟雾在大气中的寿命以及它是如何化学释放的。” “我们想表征它将对人类健康和气候产生的影响。 它是否会随着年龄的增长而变得更具毒性,或者对气候的影响更大(变暖)(比目前认为的要大),或者当它倒回地面时会为生态系统提供更多的营养?

自从这个为期五年的项目于2017年启动以来,该团队做出的关键发现之一就是随着时间的流逝,森林大火中燃烧的植被释放出的颗粒变得更具毒性。

随着森林火灾的蔓延,烟雾可能会在大气中停留数周。 在空气中时,烟雾颗粒与痕量自由基(具有不成对电子的分子)发生化学反应,经历称为氧化的过程。 这会将烟雾颗粒中的化合物转换为高反应性化合物。 呼吸时,这些反应性化合物(称为自由基)会损害人体的细胞和组织。

内内斯教授说:“我们知道,靠近火炉时,抽烟是不好的,但随着时间的流逝,这种情况会越来越严重,一天下来的毒性高达四倍。”他们的实验结果。 这些结果表明,从火中释放五个多小时后从空中采集的烟雾样品的毒性是首次释放时的两倍,并且随着它们在实验室中进一步老化,其毒性增加到原始水平的四倍。

他说:“这意味着,即使您距离火源很远,如果烟雾正吹向您,也会对健康产生重大影响。” 人们甚至可能都不知道他们正在呼吸远处森林大火产生的烟雾,但这将影响他们的健康。”

人们甚至可能都不知道他们正在呼吸远处森林大火产生的烟雾,但这将影响他们的健康。”

希腊化学工程学院教授Athanasios Nenes

健康

尽管仍需完全了解这种烟雾对呼吸的确切健康影响,但Nenes教授和他的团队将把他们的结果提供给其他人 名为REMEDIA的项目。 它正在研究空气污染如何影响肺部疾病的一部分。 人类暴露网络,重点关注环境暴露对人类健康的影响。

但是,人们认为野火烟雾中的反应性化合物对健康有短期和长期的影响。

内尼斯教授说:“它们会使人们更容易感染,会导致呼吸困难,并使某些人更容易心脏病发作。” “与此同时,烟尘中还含有致癌物质(多环芳烃),它们也会氧化并变得更具致癌性,从而增加了患癌症的风险。”

这种毒性的增加尤其令人担忧,因为众所周知,大山火产生的烟雾会传播到整个大陆甚至海洋。 例如,在加拿大艾伯塔省,森林火灾引起的烟雾蔓延到美国东海岸, 穿越大西洋进入欧洲 在2019年。同样,澳大利亚最近发生的毁灭性大火产生的烟雾 吞没了南美 和野火造成的污染 西伯利亚已经蔓延到加拿大西部和美国

艾伯塔大学加拿大荒地火灾科学合作组织主任迈克·弗兰尼根博士说:“野火烟雾可以在全球传播。” “烈火产生的烟雾可以注入到高层大气中,在那里强风(通常是西风)可以将其迅速传播到世界各地。”

这意味着,大火可能对远离烟源的城市的空气质量和能见度产生巨大影响,从而使城市空气污染更加严重,增加健康问题和 那里的人死亡

正在对希腊雅典市中心以及世界其他地方的空气样本进行分析,以查看是否可以识别出野火的特征性颗粒。  图片来源-Irini Tsiodra

抽烟

在欧洲平均 每年65,000次野火,但该地区也被远处大火的季节性烟雾笼罩。

根据Nenes教授的说法,在寒冷的冬季,家用木材燃烧占大气中烟雾的比重很大,尤其是在城市地区。

需要更多的工作来了解空气中的许多污染源。 揭露这些来源是 Aeromet项目。 它正在开发新方法,以更好地分析污染空气的气溶胶和颗粒,尤其是在整个欧洲的城市地区。 当前,很难区分哪些是自然资源,例如吹入空气中的灰尘和被风吹走的盐分,以及那些是火灾,车辆,工业和其他人类活动的自然资源。

提高发现和测量方法的准确性不仅可以帮助当局更好地监测空气污染,而且可以“根据潜在的发现潜在地帮助识别关键的单一颗粒物来源,并提出适当的对策以改善空气质量”。伯克哈德·贝克霍夫博士(Dr. Burkhard Beckhoff)是Aeromet项目的协调员,也是德国柏林物理技术联合会的研究员。

Nenes教授希望将野火和家庭木材燃烧造成的污染特征化,有助于改善气候变化模型,因为火灾释放的一些烟灰(称为褐碳)在吸收太阳热方面起着相当重要的作用,并使全球变暖恶化。

他说,较小的棕色碳分子倾向于迅速漂白,而较大的棕色碳分子则更有弹性,产生的热量低而持久。

知道在野火和家庭木材燃烧中会产生多少这种棕色碳,这将使气候科学家能够做出更好的气候预测。

气候模型已经预测,随着全球温度的升高,野火可能会变得更加普遍和加剧。 家用木材燃烧在上升内内斯教授说,它们产生的烟雾可能对人类健康和环境构成更大的风险。

他说:“我从小就能看到大火对我们这里的空中空气造成的影响。” “考虑我们对自己和环境所做的事情令人震惊。 但是希望随着我们对这一点的更多了解,我们能够为应该制定的政策做出贡献,以帮助减轻这些大火的影响。”

本文中的研究由欧盟资助。 如果您喜欢这篇文章,请考虑在社交媒体上分享。


This article was originally published in Horizon, the EU Research and Innovation magazine

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作者: NewsWire

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