野火究竟是如何污染我们的空气的

一项新分析表明，自本世纪初以来，美国西部两种与野火烟雾有关的污染物急剧增加。

科学家研究了 2000 年至 2020 年的细颗粒物和臭氧记录，发现人们同时暴露于两种污染物极端浓度的事件变得更加频繁，覆盖范围更大，持续时间更长。此外，研究人员还发现，高浓度臭氧和细颗粒物同时出现的日子与野火烧毁的地区之间存在联系。他们估计，在过去二十年里，某一天受到这些有害空气影响的土地最大面积增加了一倍多。

华盛顿州立大学温哥华分校环境科学博士生 Dmitri Kalashnikov 表示：“考虑到气候变化，我们预计这些趋势将继续下去，因此目前我们能做的最好的事情就是提高认识并采取措施保护自己免受日益恶化的空气污染。”他和他的同事于 1 月 5 日在《科学进展》杂志上发表了这一发现。

野火会释放出多种有害化合物，包括细颗粒物或“PM2.5”，人们吸入这些化合物后，会引发心血管和呼吸系统疾病。这些悬浮在空气中的微小颗粒大小不到 2.5 微米，仅为人类头发宽度的一小部分。卡拉什尼科夫说，野火还会释放一些臭氧，以及与其他污染物反应产生臭氧的化合物。他补充说，研究表明，当人们同时接触臭氧和细颗粒物时，这两种污染物的危害会特别大。

过去，西部各州的细颗粒物水平往往在冬季达到峰值。“空气停滞，空气被困在山谷中，在那里停留数天，造成空气污染，”卡拉什尼科夫说。“但野火改变了这种情况。”

气候变化加剧了夏季野火活动。与此同时，火灾季节持续的炎热、阳光条件也助长了增加臭氧的化学反应。“过去，夏季臭氧含量高，冬季 PM2.5 含量高，”卡拉什尼科夫说。“现在，由于野火烟雾，夏季臭氧含量和 PM2.5 含量都很高。”

为了研究这些趋势，他和同事们研究了从科罗拉多州东部到西海岸的地区每日空气污染记录。研究小组将该地区划分为网格，每个网格的纬度为 1 度，经度为 1 度。对于每个网格，研究人员确定了每年臭氧和细颗粒物浓度最高的 37 天。“每年我都会查看 PM2.5 浓度最高的 10% 的日子和臭氧浓度最高的 10% 的日子，”卡拉什尼科夫说。“我很想知道这两种污染物浓度最高的时间以及频率。”

研究小组发现，在过去二十年中，美国西部大部分地区在七月至九月期间，极端细颗粒物和臭氧同时出现的时期显著增加。研究人员计算出，人们暴露在恶劣空气质量中的时间每年增加了约 2500 万人天（该指标是指特定地点的人口乘以该地点面临极端臭氧和细颗粒物水平的天数）。

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为了了解可能导致这种污染的天气模式，研究人员将注意力集中在大气脊或热穹顶现象上。在热穹顶期间（如去年夏天席卷太平洋西北部的那种），一块热空气会连续数天笼罩某个区域。这会导致炎热干燥的天气，导致野火引发和蔓延，并使空气污染物积聚。卡拉什尼科夫说，在过去四十年里，这些天气模式在西部各州的夏季变得更加常见和持久。

最后，研究人员研究了臭氧和细颗粒物达到极端浓度前一周的野火活动和气温。卡拉什尼科夫说，他们发现空气污染事件的程度与前七天美国西部和加拿大西南部燃烧的土地面积之间存在“强相关性”。同样，他说，大面积炎热天气与大面积空气污染有关。

卡拉什尼科夫说：“这一切完美结合，导致空气污染加剧，人口受到空气污染的影响也随之增加。我们可以将这些变化与导致污染的天气模式的增加联系起来……以及更严重的野火年份，这些年份会产生更多的烟雾。”

卡拉什尼科夫说，未来研究的问题包括这些空气污染趋势在气候变化下将如何继续发挥作用，以及野火席卷的土地类型等变量如何影响所释放的空气污染的种类和数量。

卡拉什尼科夫及其团队在论文中承认，研究结果的一个局限性是，研究人员必须依靠监测站网络来监测空气质量，而在美国西部部分地区，监测站“相对稀疏”。他们写道，增加监测站的数量对于获得更准确、更详细的估计至关重要。

华盛顿大学环境化学家丹尼尔·贾菲 (Daniel Jaffe) 表示，了解细颗粒物和臭氧水平之间的关系“很棘手”，他没有参与这项研究。他和他的同事此前发现，最极端的臭氧和细颗粒物浓度往往出现在不同的日子。

“究竟为什么有些日子会出现 [细颗粒物] 和臭氧同时出现的情况，而其他日子却不会出现？野火烟雾和城市空气质量之间又存在怎样的相互作用？”贾菲说道。不过，他表示，新论文“无疑是向前迈出的一步”。

他补充说，新报告中描述的日益恶化的空气污染不会很快消失，并强调保护室内空气质量以及使用规定燃烧和其他技术来管理森林以减少大规模火灾的重要性。“我们西方的所有人都必须考虑如何与野火共存，”贾菲说。

卡拉什尼科夫说，一个关键步骤是提高人们对野火烟雾造成的空气污染的普遍性和不健康的认识。“如果人们的认识提高，那么可能会带来更好的政策解决方案，也许会更好地保护脆弱群体（例如）户外工作者和农场工人。”