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火灾造成的空气污染可能比先前估计的更为严重

Peer-Reviewed Publication

American Chemical Society

大火吞噬着土地,不断向空气中排放气体和颗粒物,它们对空气污染的影响可能被低估了。ACS《环境科学与技术》中的一项研究报告称,在世界各地,野火和计划烧除(即,林野火灾)排放的气体(包括引发空气污染的气体)可能远超此前预估量。研究人员确定了若干林野火灾和人类活动排放量高的区域,这些区域可能面临复杂的空气质量挑战。

 该研究的第一作者 Lyuyin Huang 表示:“我们新的估算结果表明,林野火灾排放的有机化合物约增加了 21%。这份清单为更详细的空气质量建模、健康风险评估和气候相关政策分析奠定了基础。”

 每年,大片森林、草地和泥炭地都会在野火中焚烧,向空气中释放出水蒸气、灰烬和碳基化合物的复杂混合物。其中一些碳基化合物是称为挥发性有机化合物 (VOC) 的气体。还有一些物质在较高温度下会蒸发并转化为气体,这类物质称为中等挥发性和半挥发性有机化合物(分别简称为 IVOC 和 SVOC)。在空气中,这些部分挥发性化合物比 VOC 更容易形成细小颗粒,也就是吸入后可能有害健康的污染物。但是,大多数评估林野火灾排放的研究都忽略了 IVOC 和 SVOC,因为这类化合物数量庞大,难以测量。由 Shuxiao Wang 领导的研究团队希望将 IVOC 和 SVOC 排放以及 VOC 排放情况一并纳入考量,以便更深入地了解林野火灾对空气质量、健康和气候的影响。

首先,研究人员查阅了 1997 年至 2023 年全球森林、草地和泥炭地林野火灾所烧毁土地面积的数据库。他们还收集了有关每种植被类型燃烧时排放的 VOC、IVOC、SVOC 和其他极低挥发性有机化合物的数据。对于那些没有实地测量数据的植被类型,他们依靠实验室实验来预测释放的有机化合物。然后,该团队将这些数据集进行了整合,计算出全球年排放量。

总的来说,研究人员估计,在研究期间,林野火灾每年平均向空气中排放约 1.43 亿吨有机化合物。该数值比之前的估算值高出 21%,这表明林野火灾排放物(特别是 IVOC 和 SVOC)所造成的空气污染可能比先前认为的更加严重。 

研究人员将林野火灾排放量与他们先前对人类活动所导致空气中化合物排放量的估算值进行了比较,发现人类活动导致的排放量总体上更大,但两个来源释放的 IVOC 和 SVOC 数量相等。 此外,通过对比,我们发现出现了多个与林野火灾以及人类活动相关的排放热点:赤道亚洲、北半球非洲和东南亚。研究人员表示,这些区域的空气污染问题比较复杂,需要采取不同的策略来减少火灾和人类活动所产生的排放物。

作者感谢中国国家自然科学基金委员会、中国国家重点研发计划、三星先进技术研究院和清华大学高性能计算中心的资助。 

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