减少生物质燃烧污染的阴暗面
氧化的有机气溶胶是环境颗粒物的主要成分,对气候,人类健康和生态系统产生重大影响。生物质燃烧产生的氧化气溶胶特别有毒,已知含有大量致癌物的诱变剂。吸入生物质燃烧颗粒也会引起氧化应激和多种疾病,例如心脏病发作,中风和哮喘。氧化的气溶胶主要是由大气中由生物质燃烧等来源排放的挥发性和半挥发性化合物氧化形成的,从而形成易于形成颗粒物的产品。当今使用的每个模型都假定存在阳光的情况下会形成氧化气溶胶,并且需要几天的大气处理才能达到在环境中观察到的水平。自然,
但是,在冬季以及世界范围内其他光化学活性较低的时期,通常是在强烈的生物质燃烧时期,会形成大量的氧化有机气溶胶。模型低估了三到五倍的氧化气溶胶水平。鉴于生物质燃烧事件通常与人口暴露于非常高的颗粒物水平有关,因此这一未解之谜对公共健康和气候具有重大影响。鉴于全球范围内木材燃烧(包括家庭用火和野火)的强度,持续时间和频率的增加,这个问题在未来将变得更加重要。
研究和技术海拉基金会(ICE-HT / FORTH)的化学工程科学研究所空气质量和气候变化研究中心(C-STACC)的Athanasios Nenes和Spyros Pandis教授团队领导的研究)似乎已经发现了生物量预测不足的原因。他们的研究发表在《美国国家科学院院刊》上。
研究表明,这种无法解释的氧化次级颗粒物来源是夜间生物质燃烧排放物的氧化。通过实验室测量和现场观察相结合,生物质燃烧产生的排放物在一夜之间迅速被氧化,产生的气溶胶与冬季城市环境中观察到的气溶胶非常相似。然后,将这种新发现的机制引入到最新的空气质量模型中,以显示生物质燃烧排放物的夜间氧化会严重影响整个美国的有机气溶胶水平。
出于多种原因,这项研究具有重要意义。首先,毫无疑问,它表明不需要太阳光即可快速产生大量的氧化气溶胶,这一发现改变了人们对如何形成生物质燃烧污染的认识。其次,这种机制可以解释在冬季雾霾发作期间城市环境中高水平的有机污染,例如在欧洲和中国。最后,这项工作大大提高了生物质燃烧在夜间,冬季以及其他太阳活动低下的时期(在世界范围内经常发生强烈的霾事件)作为空气污染源的作用。