2025年1月，当伊顿大火烧过阿尔塔迪纳上方的山丘时，浓烟席卷洛杉矶盆地，让数百万居民面临一个棘手的问题：空气中究竟含有什么，又会停留多久？加州大学洛杉矶分校研究人员领导的一项新研究给出了迄今最清晰的答案之一，追踪了烟羽从最猛烈时期到消散的全过程——并发现虽然污染严重，但并未持续滞留。
这项发表在同行评审期刊《ACS ES&T Air》上的研究，考察了火灾如何影响下风方向的空气质量。其核心发现是：污染物急剧飙升，随后相对迅速地恢复。在活跃燃烧期间，烟雾中携带的铅、砷、氯、溴和铜含量极高。火被扑灭后，研究人员未发现有毒烟雾或重金属残留在空气中的证据。空气污染水平在六天内恢复正常，并在随后数月保持正常水平。
两个监测点，一股复杂的烟羽
为了解烟雾和灰尘如何在当地社区传播，研究团队将伊顿大火下风方向两个监测点的空气质量数据与卫星火灾追踪和风场模型相结合。这些监测站的位置旨在捕捉烟羽在该地区移动的过程：
- 加州大学洛杉矶分校校园内的一个监测点。
- 南海岸空气质量管理局的亨廷顿公园站，位于起火点西南偏南约17英里（27公里）处。
将这些地面测量数据与火灾卫星观测和区域风场模拟相结合，使研究人员能够将火灾烟雾与大城市日常排放区分开来。洛杉矶的交通、工业和其他常规来源会产生持续的背景污染物，将这一基线数据与火灾特有的污染区分开来，对于测量伊顿大火实际给空气增加了什么至关重要。
活跃燃烧期间哪些物质飙升
火灾燃烧期间升至极高水平的污染物包括多种研究人员认为与植被和人工材料燃烧相关的元素：
- 铅
- 砷
- 氯
- 溴
- 铜
这些物质出现在火灾消耗燃料时下风方向采集的烟雾样本中。它们的存在反映了被烧毁景观的混合性质——这一特征将野地-城市交界处的火灾与仅燃烧树木和灌木的火灾区分开来。
为何城市火灾烟雾是不同的问题
伊顿大火燃烧在科学家所称的野地-城市交界处，即住宅、商业、车辆和基础设施紧邻植被的区域。这种组合改变了火灾烟雾的化学性质。铅、砷、锌、溴和氯等元素在城市火灾烟雾中的含量预计会高于纯野地火灾烟雾，因为建筑环境中含有植被所没有的材料。
这种区别具有实际后果。野地-城市交界处火灾下风方向的社区可能接触到比森林火灾期间更复杂的污染物混合物，即使可见的烟雾看起来相似。加州大学洛杉矶分校的这项研究有助于量化伊顿大火活跃阶段的这种暴露，同时也表明高浓度与燃烧有关，而非火灾的后续影响。
六天恢复期
这项研究最令人安心的结果涉及扑救工作成功后发生的情况。研究人员未发现火被扑灭后有毒烟雾或重金属持续存在于空气中的证据。六天内，污染读数恢复正常，并在随后数月保持在这些水平。
这一时间线对居民、公共卫生官员和清理人员来说意义重大，他们需要决定何时可以安全返回、重新开放学校或恢复正常活动。它表明，像伊顿这样的火灾带来的急性空气传播风险集中在火灾活跃燃烧期间及其后数小时和数天——而非空气传播污染的长期、无限期尾巴。
一个未解问题：哪种燃料导致了什么？
即使有两个监测站、卫星追踪和风场建模，研究人员也无法确定每种污染物的确切来源。研究发现，污染物的确切来源——是来自野地燃烧还是城市建筑燃烧——无法明确识别。
这种模糊性指向了科学中更广泛的空白。大多数空气质量监测网络是围绕城市和野地火灾区域中占主导地位的污染物设计的，而非火灾穿过社区时产生的特定混合物。随着野地-城市交界处火灾变得更加常见，填补这一空白将需要新的测量活动和更多研究。
首席研究员的说法
加州大学洛杉矶分校大气与海洋科学教授、该校清洁空气中心主任苏珊娜·保尔森表示，这项研究有助于研究人员更好地理解像洛杉矶2025年1月经历的那场火灾对周边社区构成的直接风险，尤其是在此类火灾日益频繁的情况下。该中心隶属于环境与可持续发展研究所。
她还指出，仍有更多工作要做。特别是，科学家仍需更好地理解城市环境中的燃烧与野地燃烧相比如何影响这些火灾产生的烟雾中污染物的构成——这个问题直接影响社区如何准备和应对未来事件。
更广泛的背景
这些发现出台之际，消防机构和空气质量监管机构正努力应对如何保护生活在火灾易发景观及其附近日益增长的人口。伊顿大火提供了一次不受欢迎的自然实验：在人口稠密的大都市区发生的一场重大野地-城市交界处大火，且污染监测器位于下风方向。它产生的数据为研究人员提供了此类事件周围污染物水平升降的罕见且有据可查的记录。
目前，这项研究传达的信息有两方面。伊顿大火的烟雾在产生时确实具有危害性，携带的金属和其他污染物浓度极高。但一旦燃烧停止，空气传播威胁迅速减弱，空气质量在不到一周内恢复至基线并保持在那里。理解这个故事的两半——飙升和恢复——对下一场火灾以及再下一场火灾至关重要。
本文基于Phys.org的报道。阅读原文。
Originally published on phys.org
