研究显示，夏季野火加剧空气污染的程度远超此前认知。
木材和灌木自然燃烧时，会向空气中释放所谓的细颗粒物，其排放速率是美国环境保护署排放清单所列水平的三倍。
形成气溶胶的微小烟尘颗粒危害人体健康，尤其会损害肺部和心脏。
“生物质燃烧会产生大量污染物。从健康角度看，这些气溶胶吸入后危害很大。”佐治亚理工学院地球与大气科学教授格雷格·休伊说。
研究结果还描述了野火烟雾中的其他化学物质，其中一些此前从未测量过；这些发现可能会显著提高美国西部细颗粒物（即颗粒物）的估算年排放量。
此前的美国环境保护署数据依据的是林业专业人员点燃的计划烧除所采集的烟羽样本。在这项研究之前，还无法从空中深入野火现场，对烟羽进行如此全面的测量。
研究人员派出飞机穿越三场重大野火的烟羽，其中包括2013年的里姆大火——加州历史上规模第三大的野火。美国国家航空航天局和美国能源部飞机上的一套仪器，使机上的研究团队能够实时测量化学物质和颗粒，并收集海量数据；这项新研究正是基于这些数据。
“我们确实飞到火场正上方，测量那里释放出来的东西。”休伊说。
“你看得到烟，烟是黑的自有原因……有时你会开始琢磨里面到底有什么。”
蒙大拿大学大气化学教授鲍勃·约克尔森是约20名科学家之一，他们共同选定了要安装在美国国家航空航天局大型飞机上的仪器。“我们确实不必放弃任何特别想要的东西。”他说。约克尔森还协助设计了飞行路线。
这篇论文发表于《地球物理研究杂志：大气》，休伊说：“预计它将成为美国国家航空航天局下一项火灾化学监测任务的依据。”
从野火烟羽中采集到的甲醇、苯、臭氧前体物和其他有害排放物，听起来或许像是有座炼油厂被大火吞噬。这并非完全牵强，因为石油和其他化石燃料都源自古代生物质。
“你看得到烟，烟是黑的自有原因。”休伊说，“测量野火时，所有能测到的东西都会被测出来。有时你会开始琢磨里面到底有什么。”
计划烧除产生的污染较少
研究结果显示，野火烟羽中含有许多有机化学物质；技术进步也使研究人员首次得以检测出烟雾中的某些硝酸盐。不过，生物质燃烧似乎并非这些化学污染物的主要来源。
这项研究的主要发现涉及细颗粒物。这些尘状、烟尘状颗粒比沙粒或人类头发细得多。它们可以独自或与水分结合，以气溶胶的形式进入空气，随后被人吸入。一些颗粒物含有会造成遗传损伤的氧化剂。它们可以飘散很远，污染人口稠密地区。
工业排放也会使人暴露于有害气溶胶，但相同燃料燃烧量下，火灾产生的气溶胶更多。“配备污染控制设备的汽车和发电厂，燃烧过程要清洁得多。”休伊说。
“每英亩计划烧除可能燃烧五吨生物质燃料，而野火可能燃烧30吨。”
各种气溶胶也会升入大气，但它们对全球变暖或降温的净影响仍不确定：有些气溶胶会将阳光反射到远离地球的方向，另一些则会把热量留在大气中。
随着全球变暖导致野火规模扩大、数量增多，随之而来的污染也可能相应增加。研究指出，加强由专业人员控制的人工燃烧或许有助于减少这些排放。
所谓计划烧除可以预防或减少野火，而且看起来每单位面积产生的污染远少于野火。
“每英亩计划烧除可能燃烧五吨生物质燃料，而野火可能燃烧30吨。”约克尔森说，“这项研究表明，每吨燃料燃烧量下，野火排放的气溶胶也比计划烧除多三倍。”
专业计划烧除的排放情况仍有待进一步了解，但这项新研究明确表明，野火燃烧的燃料多得多，造成的污染也严重得多。这些数据还有助于改进野火排放总量的估算。
火灾预防专业人员严格遵守规定实施计划烧除，以避免灾难发生，并防止污染物随风飘向人口稠密地区。研究人员不建议缺乏经验的人焚烧生物质，因为这会加剧空气污染，还可能引发包括野火在内的严重火灾。
飞入烟羽
在真实自然灾害中开展这类实验并不常见，原因不仅在于集齐大量高性能仪器并将其带上飞机很有挑战性。飞行本身也可能很危险。烟羽中不仅充满毒物，湍流还会让飞机颠簸摇晃，使仪器和研究人员都受到冲击。
“烟雾会渗进机舱，让你感到恶心。”约克尔森说，“你得一边记笔记、操作仪器、观察火情、通过耳机通话、拍照，一边承受极其剧烈的颠簸。通常要是坐在小飞机里，胃可不会好受。”
收集这些数据以及热带风暴数据的飞行项目包括：美国国家航空航天局的SEAC4RS，以及美国能源部的BBOP。SEAC4RS是“区域调查对排放、大气成分、云和气候耦合的研究”的缩写。BBOP是“生物质燃烧观测项目”的缩写。
佐治亚理工学院以及因斯布鲁克大学、加州大学欧文分校、科罗拉多大学博尔德分校、科罗拉多州立大学、加州州立大学、洛斯阿拉莫斯国家实验室、加州理工学院、马里兰大学、Aerodyne Research Inc.、布鲁克海文国家实验室、奥斯陆大学、美国国家航空航天局、美国国家海洋和大气管理局以及太平洋西北国家实验室的其他研究人员也参与了这项研究。研究工作由美国国家航空航天局资助。
