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许多使用燃木火炉的人不知道室内空气污染对健康的危害,尤其是对儿童和老年人而言。现在可以使用更清洁、更安全的家庭供暖方式,从而减少温室气体排放。

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木材燃烧对污染和气候变化有重大影响。科基·约万诺维奇/斯托克西

燃木炉的欢快光芒在寒冷的冬夜营造出舒适的氛围,但燃木炉的美学吸引力为人类健康付出了高昂的代价。

环境保护署 (EPA) 警告说,木材烟雾是造成美国许多住宅区冬季空气质量差的主要原因。

燃烧木材除了产生氮氧化物和一氧化碳等有毒气体外,还会产生称为微粒的微小固体颗粒。

“颗粒污染特别危险,因为这些颗粒非常小,可以深入肺部,引起刺激和炎症,”博士说。约翰·M。詹姆斯,美国哮喘和过敏基金会的医学专家和发言人。

“立即接触会导致咳嗽、喘息、呼吸急促、胸闷和哮喘发作,”他告诉今日医学新闻。

“长期暴露会导致肺功能和慢性支气管炎的整体下降,”他补充说。

根据 EPA 的说法,颗粒物 (PM) 还会导致心脏病发作、中风、心律不齐和心力衰竭,尤其是对于那些已经处于这些疾病高风险中的人。

“木烟会刺激你的肺部,引起炎症,影响你的免疫系统,让你更容易感染肺部,可能包括导致 COVID-19 的病毒 SARS-CoV-2。”

- 环保局

颗粒越小,它们就越容易从肺部进入血液和全身。

因此,最有害的颗粒直径小于 2.5 微米(千分之一毫米),被称为 PM2.5。

除了家用木材燃烧外,PM2.5 的其他来源还包括发电站、机动车发动机和磨损的橡胶轮胎。

多重健康影响

这些颗粒会滞留在肺、心脏、大脑和其他器官中,对健康产生严重影响,尤其是对儿童、老年人和已有疾病的人等弱势群体。

据英国肺脏基金会称,PM2.5 可导致慢性阻塞性肺病 (COPD) 和肺癌。PM2.5 暴露与糖尿病以及阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等脑部疾病之间也可能存在联系。

在怀孕期间暴露于 PM2.5 的母亲的婴儿中也发现了低出生体重。

最近的一项研究发现,更多地接触 PM2.5 也可能与较差的推理和解决问题的能力以及更高的焦虑和抑郁风险有关。

美国环保署报告说,室内 PM 水平可能超过室外。来源包括任何类型的燃烧,从吸烟、烹饪和蜡烛,到开放式壁炉、木炉和不通风的燃气或煤油加热器。

木材是一种相对便宜的燃料,这使得它在石油和天然气价格飙升时成为一种特别有吸引力的家庭供暖方式。

近年来,木炉也因其美观而流行。然而,它们是室内和室外颗粒物的主要来源。

最近的一项审查发现,对于每个加热单位,明火产生的微粒最多,其次是多燃料炉灶,然后是燃烧木屑颗粒的炉灶。

2020 年的一项研究发现,使用柴炉的家庭的室内 PM2.5 水平是不使用柴炉的家庭的三倍。研究表明,打开炉门以添加更多燃料会导致室内颗粒物水平飙升。

污染的主要贡献者

石油和天然气锅炉也会产生颗粒物,但在炉灶和明火中燃烧木材对整体颗粒物污染的总贡献可能会让人感到意外。

例如,在英国,一份政府报告估计,到 2020 年,使用木材作为燃料的 PM2.5 排放量占家庭燃烧产生的 PM2.5 排放量的 70%。

2010 年至 2020 年间,该来源的 PM2.5 排放量增加了 35%,达到 PM2.5 总排放量的 17%。

这表明,到 2020 年,英国家庭燃木产生的颗粒物污染比所有道路交通都多,占 PM2.5 污染的 13%。

木炉是农村地区家庭取暖的一种流行方式,在那里它们会导致高水平的室内和室外颗粒物污染。低收入社区可能特别脆弱。

一个调查例如,美国农村地区的室内空气污染研究发现,与蒙大拿州的家庭相比,阿拉斯加和纳瓦霍族家庭的 PM2.5 浓度更高。

最近没有清理烟囱的家庭,以及没有使用优质炉灶的家庭,室内 PM2.5 水平要高得多。

为了尽量减少室内空气污染,EPA 建议人们:

  • 避免在室内使用不通风的炉灶、壁炉或燃烧燃料的空间加热器。
  • 选择经认证符合 EPA 排放标准的柴火炉,并确保门紧密贴合。
  • 在炉灶和壁炉中使用适当的燃料,例如风干的干木头。

但是,没有无污染的木材燃烧器。

“即使是设计最好、操作最好的燃木(或复合木颗粒燃烧)炉子,也会产生一些空气污染,”Kevin M.美国肺脏协会环境健康倡导和公共政策主任斯图尔特。

“即使排气的排放是理想的,并且所有燃烧产物都被释放到室外空气中,这些排放物经常仍然靠近排放它们的住宅,并且其中一些排放物通常会重新夹带到室外空气中。带入家中的空气,”他告诉 MNT。

他指出,从炉子排出的污染物也可以进入邻近的家庭。

比卡车还脏

即使是符合最高环境标准的炉灶,也可能比卡车造成更多的室外空气污染。

例如,研究人员发现,对于相同的能源输出,符合欧盟 2022 年生态设计标准的木材燃烧器产生的 PM2.5 是重型货车的 750 倍。

科学家们还警告说,每当有人打开炉门添加更多燃料时,室内颗粒物污染就会激增。

木质颗粒锅炉避免了这个问题,因为它们使用封闭的自动系统将颗粒送入熔炉。

它们的效率也很高,并且颗粒物排放量低。此外,他们的燃料是可持续的,因为它是由废木制成的。

不利的一面是,木质颗粒锅炉价格昂贵,它们需要经常维护并且需要较大的颗粒存储空间。

除了 EPA 建议尽量减少木炉的排放(见上文),Dr.美国哮喘和过敏基金会的詹姆斯有一些进一步的建议:

“[M]确保使用燃木火炉的区域配备适当 [...] 这包括优质空气过滤装置、维护烟雾警报器、安装一氧化碳探测器、保持灭火器方便并处于正常工作状态,并让任何易燃物品远离火炉。”

热泵的承诺

好消息是,现在有一种可以替代燃烧任何类型燃料的高科技替代品。它被称为热泵,不会产生直接污染或温室气体排放。

热泵从室外或地下捕获并集中屋外的热量,并将其带到室内。

就像冰箱或空调机组一样,它使用电力交替蒸发和冷凝制冷剂。

制冷剂在蒸发时从大气或地面吸收热量,然后在冷凝成液体时将热量释放到室内。

对于相同的热量输出,该泵比普通电加热器(例如风扇加热器)使用更少的电力。

不过,安装成本是大多数热泵的一个缺点。然而,更新的“高温”设计有可能降低这些成本。

传统的“低温”热泵在 35–45°C 左右运行效率最高,而燃气或燃油中央供暖系统的温度为 60–80°C。

因此,安装其中一个泵需要额外的家庭绝缘和中央供暖系统的大修,以增加散热器的表面积,或安装地暖。

然而,较新的高温泵可以提供 60–80°C 的温度。因此,理论上,它们可以整合到现有的中央供暖系统中。

这些泵,例如瑞典公司 Vattenfall 制造的泵,通过使用二氧化碳或丙烷而不是传统制冷剂来提高温度。他们还使用大型室内水箱来储存或“缓冲”热量。

“基本上,热泵使用 CO2而不是像许多传统热泵那样的合成产品,”Vattenfall 的发言人 Emily Faull 解释道。

“还有一个缓冲器(一个巨大的水箱),可以为房子提供热水和供暖,”她补充说。

但值得注意的是,高温热泵比传统热泵耗电多,从而增加了运行成本。

其他清洁替代品

生物质和化石燃料的另一种清洁替代品是氢气,它在燃烧时不会产生温室气体或颗粒物。

正在进行研究和早期试验,以调查氢气作为家庭供暖替代燃料的安全性。

与此同时,发展最快的技术之一是“区域供暖”,它涉及将来自工厂、垃圾焚烧炉或地下(“地热”热量)的热量输送到家庭中。

这在城市等人口密度高的地区效果很好,但在农村地区效果较差。

许多研究和投资摆在面前,但像这样的技术为应对气候变化和改善公共卫生提供了双赢。

世界卫生组织 (WHO) 估计,室内空气污染目前每年导致 380 万人过早死亡。

因此,虽然它可能没有木炉或明火的美学吸引力,但低碳供暖有可能在未来几十年拯救全球数百万人的生命。

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