野火煙霧中含有有毒化學物質——它們是如何到達那裡的—

: By 約書亞·傅

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2020年XNUMX月上旬的一天中午，野火煙霧使舊金山的天空變成橙色。 雷·查韋斯/媒體新聞集團/水星新聞通過蓋蒂圖片社

當您從野火中吸入煙霧時，可能吸入的有毒化學物質超出您的想像。

Pollution from power plants and vehicles, pesticides, fertilizers and chemicals in waste can all make their way into trees and plants.發電廠和車輛產生的污染，廢物中的農藥，化肥和化學藥品都可能進入樹木和植物。 When those trees and plants burn, chemicals are released along with health-harming particulate matter in the smoke, gas and ash.當這些樹木和植物燃燒時，化學物質會與煙霧，氣體和灰燼中的有害健康的顆粒物一起釋放出來。

Millions of people have been breathing that smoky air this year as the western US experiences another extreme fire year.由於美國西部經歷了又一個極端火災年，今年有數百萬人一直呼吸著黑煙。 By Oct. 1, 2020,到XNUMX年XNUMX月XNUMX日，加利福尼亞州幾乎翻了一番之前的紀錄土地被燒毀，還有數週的野火危險仍在繼續。

As 研究空氣污染的工程師和科學家，我一直在研究這些化學物質如何加劇火災中顆粒物質的健康影響，從而引起呼吸系統和心血管疾病，包括哮喘和心臟驟停。 To understand the risks, it helps to understand what chemicals people are breathing and how those chemicals get into smoke in the first place.要了解風險，它有助於了解人們呼吸的化學物質以及這些化學物質如何首先進入煙霧。 Here are answers to four key questions.以下是對四個關鍵問題的解答。

化學品如何進入野火煙霧？

Several factors affect the toxicity of wildfire smoke.有幾個因素會影響野火煙霧的毒性。 These include the這些包括燃燒的燃料類型，火災情況，例如無論是悶燒還是燃燒，以及野火與呼吸煙霧的人之間的距離以及該人暴露的時間。

The chemicals involved also make a difference.涉及的化學品也有所作為。 The chemicals that end up in wildfire areas can come from fertilizers and pesticides from farms, waste and sewage from factories and communities, vehicle exhaust and many other sources.最終在野火地區產生的化學物質可能來自農場的化肥和農藥，工廠和社區的廢物和污水，汽車尾氣和許多其他來源。 It's well known that trees absorb large amounts of carbon dioxide from the air.眾所周知，樹木會吸收空氣中的大量二氧化碳。 But ground-level pollution can also be但是地面污染也可能是被微生物分解 in the soil and taken up through the roots.在土壤中並通過根部吸收。 And chemicals from pesticides or fertilizers can collect on leaves and plants, as can農藥或化肥中的化學物質也可以收集在葉子和植物上顆粒物質來自車輛和工廠。

When trees and plants burn, chemical reactions create and release many different pollutants that are harmful to human health.樹木和植物燃燒時，化學反應會產生並釋放出許多對人體健康有害的污染物。 Among them:其中：

一氧化碳和氮氧化物與呼吸和心血管問題.
揮發性有機化合物 like benzene, cresols, diphenyl, hydrogen cyanide, naphthalene and polycyclic aromatic hydrocarbons can cause difficulty breathing, headache, fatigue, nausea, vomiting and corneal damage.如苯，甲酚，聯苯，氰化氫，萘和多環芳烴會導致呼吸困難，頭痛，疲勞，噁心，嘔吐和角膜損害。 Most of these are not regularly monitored, even during wildfires.其中大多數都沒有定期監控，即使在野火期間也是如此。
Fine particulate matter, or PM2.5, is one of the biggest wildfire concerns in terms of health, and the most prevalent.就健康而言，細小顆粒物或PMXNUMX是最令人關注的野火之一，也是最普遍的問題。 The tiny particles become suspended in the air and can penetrate deep into the lungs.微小的顆粒懸浮在空氣中，可以深入到肺部。 Depending on the dose, frequency and duration, the inhaled particles can cause conditions such as asthma, bronchitis and heart failure.根據劑量，頻率和持續時間的不同，吸入的顆粒可能引起哮喘，支氣管炎和心力衰竭等疾病。流行病學研究已將野火煙霧中PM2.5的暴露與早期死亡，呼吸系統疾病和心血管疾病聯繫起來。

當房屋和其他建築物中的材料燃燒時，這會增加更多的不健康污染物。

曠野消防員經常接觸煙霧會增加他們受到健康傷害的風險。 Josh Edelson /法新社/蓋蒂圖片社

這些污染物不僅對敏感人群有害，例如老年人，幼兒和慢性病患者； they are also a他們也是消防員的危險他們日復一日地暴露在煙霧中。

我們還不知道的是，許多化學物質和污染物（例如苯，多環芳烴和氰化氫）對健康的影響程度沒有像臭氧和PM2.5那樣受到定期監測。

遠距離冒煙是否仍然有害？

空氣污染物可以傳播數百英里，即使看不見野火煙霧也會影響人們。

Wildfire smoke can also grow more toxic as it ages, creating a higher risk for people downwind.野火煙霧隨著年齡的增長，也可能會產生更多的毒性，給人們順風帶來更高的風險。 When smoke is in the air, its particles chemically react with other molecules through oxidation, creating more reactive compounds called free radicals that can damage human cells.當煙霧在空氣中時，其顆粒會通過氧化與其他分子發生化學反應，生成更多反應性化合物，稱為自由基，會損害人體細胞。 Researchers in Europe found the toxicity doubled within about five hours and became as much as歐洲的研究人員發現，毒性在大約五個小時內增加了一倍，並達到了效力提高四倍隨著時間的推移。

The fine particulate matter in wildfire smoke is easily inhaled deep into the lungs and embedded in the tiny air sacs there called alveoli.野火煙霧中的細顆粒物很容易吸入到肺部深處，並埋藏在稱為肺泡的微小氣囊中。 It can cause inflammation and oxidative stress, leading to lung damage and worsening of various respiratory diseases, including asthma.它會引起炎症和氧化應激，導致肺部損傷和各種呼吸系統疾病（包括哮喘）惡化。

2020年XNUMX月中旬，加州野火產生的煙霧蔓延至全國。 美國宇航局世界觀

為什麼野火煙會加劇哮喘？

When there are enough wildfire smoke particles in the air, human airways are prone to inflammation.當空氣中有足夠的野火煙塵顆粒時，人的呼吸道容易發炎。 That's a problem for people with asthma.對於哮喘患者來說這是一個問題。

哮喘的特徵是胸悶和疼痛，咳嗽，疲勞，頭痛，呼吸急促，心跳加快和喘息。

In 最近的一項研究，我和我的同事使用化學傳輸模型，遙感和地面測量來將野火煙霧中的PM2.5與其他來源的PM2.5分開。 We found a substantially stronger association between smoke and asthma than previously reported.我們發現煙霧和哮喘之間的關聯比以前報導的要強得多。 The toxicity of the smoke, including chemicals not often measured in ambient air, like benzene, formaldehyde and nitrogen cyanide, likely has something to do with it.煙霧的毒性，包括在環境空氣中通常無法測量的化學物質，例如苯，甲醛和氰化氮，可能與它有關。

煙熏地區的人們如何確保安全？

人們在煙霧瀰漫的空氣中可以採取幾個步驟來保護自己的健康。

（1）注意當地的空氣質量指數。 Avoid spending too much time outdoors when there is a lot of smoke, and minimize strenuous activities outdoors.避免在有大量煙霧的戶外花費太多時間，並儘量減少戶外的劇烈活動。

（2）保持室內空氣清潔。 Close doors and windows when there is smoke, and use a free-standing indoor air filter that can remove particles.冒煙時請關閉門窗，並使用可去除顆粒物的獨立式室內空氣過濾器。 Do not increase indoor pollution by using candles and fireplaces, and avoid using vacuum cleaners that can stir up dust.不要通過使用蠟燭和壁爐來增加室內污染，並避免使用會攪動灰塵的吸塵器。 Do not smoke.不吸煙。

（3）遵照醫生的建議。 If you have asthma or other lung or cardiovascular diseases, make sure you have an emergency plan.如果您患有哮喘或其他肺部或心血管疾病，請確保您制定了應急計劃。

（4）使用N-95口罩。 If there is a wildfire in your area or wildfire smoke, you should wear a mask when you go out to prevent harmful particles from entering your lungs.如果您所在地區有野火或野火煙霧，則外出時應戴口罩，以防止有害顆粒進入肺部。