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許多使用燃木火爐的人不知道室內空氣污染對健康的危害,尤其是對兒童和老年人而言。現在可以使用更清潔、更安全的家庭供暖方式,從而減少溫室氣體排放。

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木材燃燒對污染和氣候變化有重大影響。科基·約万諾維奇/斯托克西

燃木爐的歡快光芒在寒冷的冬夜營造出舒適的氛圍,但燃木爐的美學吸引力為人類健康付出了高昂的代價。

美國環境保護署 (EPA) 警告說,木材煙霧是造成美國許多住宅區冬季空氣質量差的主要原因。

燃燒木材除了產生氮氧化物和一氧化碳等有毒氣體外,還會產生稱為微粒的微小固體顆粒。

“顆粒污染特別危險,因為這些顆粒非常小,可以深入肺部,引起刺激和炎症,”博士說。約翰·M。詹姆斯,美國哮喘和過敏基金會的醫學專家和發言人。

“立即接觸會導致咳嗽、喘息、呼吸急促、胸悶和哮喘發作,”他告訴今日醫學新聞。

“長期暴露會導致肺功能和慢性支氣管炎的整體下降,”他補充說。

根據 EPA 的說法,顆粒物 (PM) 還可能導致心髒病發作、中風、心律不齊和心力衰竭,尤其是對於已經處於這些疾病高風險中的人。

“木煙會刺激你的肺部,引起炎症,影響你的免疫系統,並使你更容易受到肺部感染,可能包括導致 COVID-19 的病毒 SARS-CoV-2。”

- 環保局

顆粒越小,它們就越容易從肺部進入血液和全身。

因此,最有害的顆粒直徑小於 2.5 微米(千分之一毫米),被稱為 PM2.5。

除了家用木材燃燒外,PM2.5 的其他來源還包括發電站、機動車發動機和磨損的橡膠輪胎。

多重健康影響

這些顆粒會滯留在肺、心臟、大腦和其他器官中,對健康產生嚴重影響,尤其是對兒童、老年人和已有疾病的人等弱勢群體。

據英國肺臟基金會稱,PM2.5 可導致慢性阻塞性肺病 (COPD) 和肺癌。PM2.5 暴露與糖尿病以及阿爾茨海默氏症和帕金森氏症等腦部疾病之間也可能存在聯繫。

在懷孕期間暴露於 PM2.5 的母親的嬰兒中也發現了低出生體重。

最近的一項研究發現,更多地接觸 PM2.5 也可能與較差的推理和解決問題的能力以及更高的焦慮和抑郁風險有關。

美國環保署報告說,室內 PM 水平可能超過室外。來源包括任何類型的燃燒,從吸煙、烹飪和蠟燭,到開放式壁爐、木爐和不通風的燃氣或煤油加熱器。

木材是一種相對便宜的燃料,當石油和天然氣價格飆升時,它是一種特別有吸引力的家庭供暖方式。

近年來,木爐也因其美觀而流行。然而,它們是室內和室外顆粒物的主要來源。

最近的一項審查發現,對於每個加熱單位,明火產生的顆粒物最多,其次是多燃料爐灶,然後是燃燒木屑顆粒的爐灶。

2020 年的一項研究發現,使用柴火爐的家庭的室內 PM2.5 水平是不使用柴火爐的家庭的三倍。研究表明,打開爐門以添加更多燃料會導致室內顆粒物水平飆升。

污染的主要貢獻者

石油和天然氣鍋爐也會產生顆粒物,但在爐灶和明火中燃燒木材對整體顆粒物污染的總貢獻可能會讓人感到意外。

例如,在英國,一份政府報告估計,2020 年,使用木材作為燃料的 PM2.5 排放量佔家庭燃燒產生的 PM2.5 排放量的 70%。

2010 年至 2020 年間,該來源的 PM2.5 排放量增加了 35%,達到 PM2.5 總排放量的 17%。

這表明,到 2020 年,英國家庭燃木產生的顆粒物污染比所有道路交通都多,佔 PM2.5 污染的 13%。

木爐是農村地區家庭取暖的一種流行方式,在那裡它們會導致高水平的室內和室外顆粒物污染。低收入社區可能特別脆弱。

一個調查例如,與蒙大拿州的家庭相比,美國農村地區的室內空氣污染研究發現,阿拉斯加和納瓦霍族家庭的 PM2.5 濃度更高。

最近沒有清理煙囪的家庭,以及沒有使用優質爐灶的家庭,室內 PM2.5 水平要高得多。

為了盡量減少室內空氣污染,EPA 建議人們:

  • 避免在室內使用不通風的爐灶、壁爐或燃燒燃料的空間加熱器。
  • 選擇經認證符合 EPA 排放標準的柴火爐,並確保門緊密貼合。
  • 在爐灶和壁爐中使用適當的燃料,例如風乾的干木頭。

但是,沒有無污染的木材燃燒器。

“即使是設計最好、操作最好的燃木(或複合木顆粒燃燒)爐子,也會產生一些空氣污染,”Kevin M.美國肺臟協會環境健康倡導和公共政策主任斯圖爾特。

“即使排氣的排放是理想的,並且所有燃燒產物都被釋放到室外空氣中,這些排放物經常仍然靠近排放它們的住宅,並且其中一些排放物通常會重新夾帶到室外空氣中。帶入家中的空氣,”他告訴 MNT。

他指出,從爐子排出的污染物也可以進入鄰近的家庭。

比卡車還臟

即使是符合最高環境標準的爐灶,也可能比卡車造成更多的室外空氣污染。

例如,研究人員發現,對於相同的能源輸出,符合歐盟 2022 年生態設計標準的木材燃燒器產生的 PM2.5 是重型貨車的 750 倍。

科學家們還警告說,每當有人打開爐門添加更多燃料時,室內顆粒物污染就會激增。

木質顆粒鍋爐避免了這個問題,因為它們使用封閉的自動系統將顆粒送入熔爐。

它們的效率也很高,並且顆粒物排放量低。此外,他們的燃料是可持續的,因為它是由廢木製成的。

不利的一面是,木質顆粒鍋爐價格昂貴,它們需要經常維護並且需要較大的顆粒存儲空間。

除了 EPA 建議盡量減少木爐的排放(見上文),Dr.美國哮喘和過敏基金會的詹姆斯有一些進一步的建議:

“[M]確保使用燃木火爐的區域配備適當 [...] 這包括優質空氣過濾裝置、維護煙霧警報器、安裝一氧化碳探測器、保持滅火器方便並處於正常工作狀態,並讓任何易燃物品遠離火爐。”

熱泵的承諾

好消息是,現在有一種可以替代燃燒任何類型燃料的高科技替代品。它被稱為熱泵,不會產生直接污染或溫室氣體排放。

熱泵從室外或地下捕獲並集中屋外的熱量,並將其帶到室內。

就像冰箱或空調機組一樣,它使用電力交替蒸發和冷凝製冷劑。

製冷劑在蒸發時從大氣或地面吸收熱量,然後在冷凝成液體時將熱量釋放到室內。

對於相同的熱量輸出,該泵比普通電加熱器(例如風扇加熱器)使用更少的電力。

不過,安裝成本是大多數熱泵的一個缺點。然而,更新的“高溫”設計有可能降低這些成本。

傳統的“低溫”熱泵在 35–45°C 左右運行效率最高,而燃氣或燃油中央供暖系統的溫度為 60–80°C。

因此,安裝其中一個泵需要額外的家庭絕緣和中央供暖系統的大修,以增加散熱器的表面積,或安裝地暖。

然而,較新的高溫泵可以提供 60–80°C 的溫度。因此,理論上,它們可以整合到現有的中央供暖系統中。

這些泵,例如瑞典公司 Vattenfall 製造的泵,通過使用二氧化碳或丙烷而不是傳統製冷劑來提高溫度。他們還使用大型室內水箱來儲存或“緩衝”熱量。

“基本上,熱泵使用 CO2而不是像許多傳統熱泵那樣的合成產品,”Vattenfall 的發言人 Emily Faull 解釋道。

“還有一個緩衝器(一個巨大的水箱),可以為房子提供熱水和供暖,”她補充說。

然而,值得注意的是,高溫熱泵比傳統熱泵耗電更多,這增加了它們的運行成本。

其他清潔替代品

生物質和化石燃料的另一種清潔替代品是氫氣,它在燃燒時不會產生溫室氣體或顆粒物。

正在進行研究和早期試驗,以調查氫氣作為家庭供暖替代燃料的安全性。

與此同時,發展最快的技術之一是“區域供熱”,它涉及將來自工廠、垃圾焚燒爐或地下(“地熱”熱量)的熱量輸送到家庭中。

這在城市等人口密度高的地區效果很好,但在農村地區效果較差。

許多研究和投資擺在面前,但像這樣的技術為應對氣候變化和改善公共衛生提供了雙贏。

世界衛生組織 (WHO) 估計,室內空氣污染目前每年導致 380 萬人過早死亡。

因此,雖然它可能沒有木爐或明火的美學吸引力,但低碳供暖有可能在未來幾十年拯救全球數百萬人的生命。

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