实验室测试揭示住宅火灾排放与森林火灾差异

过去几十年,野火的发生频率和严重程度均有所上升,且越来越多火灾出现在城乡交界区(WUI)——住宅等建筑与自然景观交汇的区域。随着此类火灾增多,结构火灾烟雾的排放特征及其对空气质量的影响正受到更多关注。

合成材料燃烧会抬升部分有害化合物

科罗拉多大学博尔德分校环境科学合作研究所(CIRES)牵头的一项新研究显示,住宅中常见的塑料、绝缘材料等合成材料在燃烧时,会向空气释放更多有害化合物。相关研究发表在《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology)。

论文第一作者、CIRES研究科学家威廉·德雷塞(William Dreese)表示,城市火灾正变得更为常见,马歇尔火灾、拉海纳火灾和洛杉矶火灾等案例引发了新的空气质量问题,即此类火灾可能如何改变人群暴露情况。

实验室燃烧18种材料并监测VOCs

为识别不同建筑材料对排放的影响,德雷塞与CIRES研究员乔斯特·德高夫(Joost de Gouw)以及科罗拉多州立大学(CSU)团队合作开展实验。CSU科学家在通风柜中燃烧18种不同建筑材料以捕获排放物;在燃烧过程中及燃烧后,CIRES研究人员对烟雾进行采样,测量挥发性有机化合物(VOCs)。

研究团队发现,燃烧塑料或绝缘材料等合成材料时,VOCs水平会升高,其中包括苯和苯乙烯等可能致癌的化合物,以及其他有害空气污染物。结果还显示,多种合成材料会释放出一些独特且尚未充分了解的排放物,例如源自尼龙聚合物的分子片段,研究人员称未来仍需进一步探索。

模拟整栋住宅后:部分差异被材料占比“稀释”

研究指出,若从整栋住宅火灾的角度评估排放,情况更为复杂:尽管合成材料的VOCs排放较高,但其在住宅总质量中占比相对较小。

为此,研究团队基于典型住宅材料构成的估算数据,计算整栋房屋火灾的排放量,并与两类情景进行对比:结构木材火灾(代表用于建造住宅的木材)以及道格拉斯冷杉自然森林火灾(包含树木各部分)。

对比结果显示,住宅火灾中某些潜在有害VOCs(如苯和苯乙烯)含量更高,但在其他VOCs方面,住宅火灾与结构木材火灾及森林火灾相比并未呈现明显差异。德雷塞表示,由于合成材料在住宅中所占比例较小,其影响可能被削弱,这一“细微差别”在结果中体现得较为明显。

后续研究将关注灰烬及其浸出物

研究团队表示,这项工作反映了火灾排放研究的复杂性,也是理解城乡交界区结构火灾排放所需步骤之一。德高夫称,研究清楚表明住宅燃烧时某些有毒化合物的含量高于野火;未来工作将把重点放在最终留在灰烬中、或可能从灰烬中浸出并进入水体的化合物。


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