野火烟雾里有什么，有多危险？

西海岸的野火危机不再仅仅是西海岸的野火危机：随着加利福尼亚州、俄勒冈州和华盛顿州的大火继续燃烧，它们正向大气层喷发浓烟。风卷起雾霾，把它带到全国各地，污染了东海岸的天空。

但是，当这些森林燃烧起来，冒出远近的烟雾时，你到底在呼吸什么呢？当然，烧焦的树木和灌木，也包括在大火中失去的房屋和其他结构的合成材料。与各种气体一起，这些气体会释放出被称为PM2.5(颗粒物2.5微米或更小)的微小颗粒，它们会悄悄进入人类肺部。总而言之，固体和气体的混合物在穿越这个国家时实际上会发生化学变化，对相距数千英里的人类的健康造成不同的后果。换句话说，你吸入的是什么，以及它仍然有多危险，可能取决于你住的地方离太平洋海岸有多远。

当植物着火时，它会以多种形式释放大量的碳。你能看到的烟尘物质叫做炭黑。你看不到的主要成分是一氧化碳-显然是剧毒的-和二氧化碳。当树木从大气中吸收二氧化碳时，它们会将其隔离在组织中并释放氧气。当这些树木着火时，二氧化碳就会直接回到大气中。

科学家们一直在用一架载有一堆仪器的特殊飞机对大气中的野火烟雾进行采样，这些仪器连接到飞机外面的小管子上。“基本上，它就是我的实验室，”国家大气研究中心的大气化学家丽贝卡·霍恩布鲁克(Rebecca Hornbrook)说。这些仪器测量诸如湿度和温度等条件，以及颗粒物和二氧化碳、苯和甲醛-后两种都是相当有毒的。她说：“通过将所有这些数据结合在一起，我们能够真正全面地了解羽流内部的化学变化，无论是在气相还是在颗粒相。”

霍恩布鲁克一直在探索野火烟雾在大气中停留的时间越长，其化学成分是如何变化的。苯是一种高度易燃的化合物，很容易蒸发到空气中，可以停留两周。甲醛只能维持一两天。其他成分可能只持续几个小时，所以霍恩布鲁克在穿过烟柱时实际上可以看到它们的水平下降。烟雾穿越整个国家需要四五天的时间，但随后它将在两个海岸的大气中徘徊-最持久的成分将在从一个海岸到另一个海岸的旅程中幸存下来。霍恩布鲁克说：“其中一些有害化学物质留在烟雾中，留在大气中，离它们重新排放的地方很远很远。”“显然，最有毒的环境离火灾非常近，那里的浓度达到了可能有害的水平。”

国家大气研究中心的大气化学家丽贝卡·布赫霍尔茨(Rebecca Buchholz)说，当烟柱穿过大气层时，“随着时间的推移，较重的颗粒物将开始脱落。”“但是，这些粘性的、部分燃烧的碳气体将开始凝结，再次变成更多的颗粒。所以你正在失去烟雾中的颗粒物，但随着空气随着时间的推移，你也会获得颗粒物。“。

另一种我们都太熟悉的有害大气形式：臭氧，它会使你的气道着火。“臭氧需要含碳气体、含氮气体和阳光，”布赫霍尔茨说。“因此，处理时间越长，在烟柱中产生的臭氧就越多。”

当它到达东海岸时，加利福尼亚州的烟柱将在许多方面发生变化：由于它在高空花费了如此多的时间，较大的颗粒已经脱落，但新的颗粒将已经形成。加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学和医学院的气候变化流行病学家塔里克·本马尼亚(Tarik Benmarhnia)说，因为云层催生了臭氧，“如果你已经有一些健康状况，比如说哮喘，它可能会产生极大的影响。”(Tarik Benmarhnia)是加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institute Of Ocean)和医学院的气候变化流行病学家。

野火烟雾中的固体物质也可能含有恶臭物质。斯坦福大学肖恩·N·帕克过敏研究中心的空气污染和健康研究主任玛丽·普里尼基说：“有些颗粒物比其他颗粒物含有更多的重金属。”“比如铅，或者镉。还有其他类型的致癌毒素。在化石燃料中发现了像多环芳烃(PAHs)这样的物质。请记住，当一场野火席卷居民区时，它正在烧毁构成房屋、汽车和建筑环境中其他一切东西的合成材料。“我想很多时候我们不知道，当我们谈论居民区焚烧时，它对人类健康的毒性有多大，”普里尼基补充道。

有了这张方便的地图，你实际上可以看到烟雾将在哪里结束的预测。在地图的左侧，点击“垂直整合烟雾”，看看现在东海岸的大气层是什么在增加。(红色表示高水平，蓝色表示低水平。)。“表面烟雾”选项显示您实际呼吸的内容。正如你所看到的，后者一路向中西部卷起了一股糟糕的空气质量，尽管目前还没有多少空气到达东海岸的地面。这并不是说它不会-天气可能会改变，并将物质推到地面，届时空气质量将受到影响。

与此同时，西海岸也有自己的臭氧问题，因为烟雾一直在该地区循环。布赫霍尔茨说：“它停留在同一个地方，而你受到的污染和昨天一样。”时间越久，“阳光产生的臭氧就越多。”

随着这些大火的燃烧，西海岸一直在遭受酷热，这对事情没有帮助-事实上，这一点以及气候变化的其他后果正在加剧大火，因为更热的温度和更干燥的灌木丛正在使野火燃烧得更加强烈。这些热量会导致地面形成更多的臭氧。热空气上升，因此野火越猛烈，它将烟雾推入大气中的高度就越高，并将其带到美国各地。

无论烟雾落到哪里，我们都知道它不会对人体健康有好处。普里尼基说：“有很多关于空气污染研究的文献表明，除了预期寿命缩短之外，全世界都与PM2.5和不同类型的疾病有关。”她自己的研究证实，野火烟雾特别会导致肺部发炎。她和她的同事研究了加利福尼亚州弗雷斯诺的青少年，那里总体上空气质量很差，但也忍受着来自东部林区的野火烟雾。Prunicki说：“我们观察了暴露在野火中的一组和没有暴露在野火中的一组，发现一些全身炎症生物标志物增加了。”“所以我们知道烟雾本身会引起全身炎症。”这对任何人都不健康，对哮喘或其他呼吸系统疾病的人更是如此。

Prunicki还发现，野火烟雾会导致一种免疫基因被下调，特别是一种产生被称为T调节细胞的基因。“T调节细胞在某种程度上需要一个健康的免疫系统，”Prunicki说。“它是一种很好的免疫细胞，不是炎症性免疫细胞。”

所有这一切可能会如何与新冠肺炎(一种部分攻击肺部的疾病)相互作用，这是一个有点棘手的问题。几周来，西海岸一直在听从警告，留在室内，关好窗户。如果人们不外出，他们就会减少对病毒的暴露--但如果他们外出，吸入烟雾可能会加剧他们的症状，如果他们真的感染了病毒。加州大学圣地亚哥分校的本玛尼娅说：“我认为我们不会看到Covid带来的新感染人数大幅增加。”“也许恰恰相反，因为人们可能更多地呆在家里。”

“但是，”本马尼娅补充说，“即使我们假设新冠肺炎的新病例发病率稳定，我们也预计会出现更严重的症状，因为PM2.5暴露会对免疫系统造成这种改变。”本马尼娅和他的同事们将在接下来的几周里观察，随着野火烟雾继续在西海岸上空盘旋，严重病例是否会出现激增。

新冠肺炎不会是唯一一个利用烟雾对免疫系统影响的细菌--我们马上就要到流感季节了。因此，这是三重打击：失控的森林大火、Covid大流行和流感。“所有这些东西本身都会对免疫系统造成很大的打击，”普里尼基说。“但经过整理后，老实说，我认为我们以前没有经历过这样的事情。”