Sci Adv：新研究发现冬季在家里烧木头会造成危险的空气污染

在寒冷的冬夜向噼啪作响的壁炉里再添一根木头，这似乎是一个舒适而无害的传统。但美国西北大学的科学家们发现，住宅木材燃烧是美国冬季空气污染的一个主要，却常被忽视的来源。这项新研究发现，尽管美国只有2% 的家庭以木材为主要供暖来源，但住宅木材燃烧却占到美国人冬季户外细颗粒物 暴露量的五分之一以上。

这些微小的空气悬浮颗粒可以深入肺部并进入血液，与心脏病、肺病甚至过早死亡的风险增加有关。科学家们的研究发现中计算得出，住宅木材燃烧产生的污染每年与约8,600例过早死亡相关。

令人惊讶的是，受影响最严重的大多数人生活在城市，而非乡村地区。这种健康负担也不成比例地落在有色人种身上，他们燃烧的木材较少，却暴露于更高水平的污染，并承受着与木材烟雾污染相关的更大健康危害。这可能是由于他们有更高的基线死亡率以及过去长期歧视政策的历史。通过减少室内木材燃烧，美国人可以降低室外空气污染，从而带来重大的健康益处并拯救成千上万的生命。该研究发表在《科学进展》期刊上。

"长期暴露于细颗粒物与心血管疾病风险增加有关，"领导这项研究的西北大学研究人员Kyan Shlipak 说。"研究一致表明，这种暴露会导致更高的死亡风险。我们的研究表明，大幅减少这种污染的一个方法是减少住宅木材燃烧。使用替代设备为家庭供暖而不是燃烧木材，将对空气中的细颗粒物产生重大影响。"

"我们经常听到野火烟雾对健康的负面影响，但通常不会考虑在家中燃烧木材取暖的后果，"该研究的资深作者、西北大学的Daniel Horton 说。"由于只有少数家庭依赖燃烧木材取暖，促进家用供暖设备向更清洁燃烧或不燃烧的供暖源过渡，可能带来不成比例的巨大空气质量改善。"

Horton是西北大学温伯格文理学院的地球、环境和行星科学副教授，并领导气候变化研究小组。Shlipak是西北大学麦考密克工程学院的机械工程专业本科生，也是CCRG的成员。

逐街区分析

几十年来，空气质量研究和政策一直聚焦于车辆、发电厂、农业、工业和野火的排放。然而，在这项新研究中，Shlipak、Horton及其合作者转向了一个研究较少且常被忽视的污染源：住宅中的木材燃烧，包括木材燃烧炉、锅炉、壁炉和炉灶的排放。

研究团队首先从国家排放清单中收集住宅木材燃烧数据。该清单是美国环境保护局对空气污染源的全面详细统计。NEI根据全国家庭调查、住房数据、气候条件和设备类型来估算木材燃烧排放。然后，西北大学团队使用一个高分辨率大气模型来模拟污染如何在空气中迁移。该模型考虑了天气、风、温度、地形和大气化学，以估算随时间变化的空气质量。

"木材燃烧的排放物进入大气，在那里受到气象条件的影响，"Horton说。"一些排放物被认为是一次污染物，例如黑碳，而另一些则与大气及其他成分相互作用，并可能形成额外的、二次细颗粒物污染种类。"

为了捕捉这些污染物的精确模式，Shlipak和Horton将美国大陆划分为一个4公里×4公里的网格。对于每个方格，他们模拟了每小时产生的污染量、污染如何在空气中移动，以及其随时间在何处积累或扩散。这种街区规模的网格使研究团队能够精确定位热点区域，而不是在整个城市或县范围内平均颗粒物浓度。

研究团队运行了两次模型——一次包含住宅木材燃烧排放，一次不包含，然后比较了两次模拟结果。接着，他们将污染水平的差异归因于木材燃烧。结果显示，住宅木材燃烧约占冬季PM2.5污染的22%，使其成为美国最寒冷月份细颗粒物污染的最大单一来源之一。

脆弱人群承受负担

Shlipak和Horton发现，由于人口密度、排放密度和大气输送的综合效应，来自木材燃烧的颗粒物在城市和郊区社区尤其成问题。

在许多城市，来自周围郊区的烟雾会飘入人口更密集的城市中心区，而这些中心区本身的木材燃烧排放有限。即使是那些通常不与木材燃烧关联的城市，例如气候较温暖的地区，在寒流、娱乐性燃烧和大气输送期间也可能受到木材燃烧的影响。

"我们的研究结果表明，住宅木材燃烧的影响主要是一种城市和郊区现象，"Shlipak说。"这一发现凸显了此类污染与公共健康的相关性。我们估计，长期暴露于冬季木材燃烧的排放物，每年与大约8,600例死亡相关，而且这个估计并未考虑其他季节的颗粒物暴露。"

为了确定谁受影响最大，研究人员将污染估计值与美国人口普查数据以及人口普查区级别的死亡率数据相结合。研究人员发现，尽管有色人种燃烧木材较少，但他们暴露于更高水平的木材燃烧污染，并承受着更大的危害。

例如，研究人员估计，在芝加哥大都市区，黑人社区因住宅木材燃烧而面临的不利健康影响比全市平均水平高出30% 以上。

"虽然住宅木材燃烧的许多排放来自郊区，但排放到空气中的污染物通常不会停留在原地，"Horton说。"当这种污染被输送到人口密集的城市上空时，会有更多人暴露其中。由于过去的歧视政策遗留的长期影响，有色人种往往对环境压力因素更敏感，我们估计有色人种会遭受更大的负面健康后果。"

"有色人种面临着更高的基线死亡率，也面临着更高的木材燃烧污染暴露率，"Shlipak说。"然而，有色人种与较低的排放率相关，这表明很大一部分这种污染是被输送到这些社区，而不是由他们自己排放的。"

Shlipak和Horton指出，他们的研究只关注了暴露于木材燃烧污染的室外影响。室内暴露于颗粒物的额外影响也会对公共健康产生影响，但未包含在本研究中。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Kyan K. Shlipak et al, Ambient Air Quality and Health Impacts of PM2.5 from U.S. Residential Wood Combustion, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.adz0189.