自10月初以来,浓浓的褐色烟雾笼罩着印度北部和巴基斯坦。对居民来说,这是一个熟悉的景象:"帕拉利 "季节,即焚烧麦茬的季节已经开始。

秋季,农民们将收割后的农作物裸露的茎秆点燃,为下一季的耕种清理土地。随着这些农田的燃烧,区域空气污染飙升至 "非常不健康 "和 "有害 "的水平,往往会持续几天或几周。

Dehli AQI ranking

 图为:新德里和拉合尔在主要城市中名列前茅。11月9日上午8点(美东时间),德里和拉合尔在全球空气污染最严重的主要城市排名中名列前茅。这两座城市严重的空气污染程度主要是由于农业焚烧成的。

11月10日上午10:30,德里的空气质量指数 (AQI) 创下本季新高:1092。此时测得的PM2.5浓度水平为813 μg/m3,约为世界卫生组织(WHO)日暴露目标(25 μg/m3)的32倍。

Pictured: Hourly air quality index (AQI) levels reach 1039 on Tuesday, November 10.

图为: 11月10日(周二),每小时空气质量指数(AQI)水平达到1039。

截至2020年11月中旬,在印度德里和巴基斯坦拉合尔之间的409公里(254英里)的路段,随时有多达4000个农业火灾在燃烧。该地区横跨旁遮普省(Punjab)和哈里亚纳邦(Haryana),被称为印度的农业 “粮仓”。这里的农场在两个收获季节之间交替进行:4月和5月收获冬小麦作物,10月和11月收获夏稻作物1

收获秋季的稻谷最常见的是露天焚烧。这是因为机械化收割机往往会留下大量的废弃物。为了在短短几周内为下一次播种做准备,农民们采用焚烧剩余的残渣。

2020年,火灾大约在10月中旬开始。从那时起,该地区的空气质量水平一直保持在 "非常不健康 "或更糟的水平。这一空气质量指定表明,所有暴露在其中的5000万居民都有可能因此受到一些不利的健康影响。

2020年的烧茬季节已经大大超过了2019年的烧茬季节。10月1日至23日期间,旁遮普省共燃烧了11,796次火灾,而2019年同期仅有4,889次火灾2。今年收割面积更大,因此火灾增加。

为什么农作物燃烧是一个如此重要的空气质量问题?

乍一看,农作物燃烧似乎是一个可怕的但可以预防的空气质量问题。

但从农民的角度来看,焚烧秸秆不仅可以缩短和缓解下一季的过渡期,还可以清除土地上的害虫和杂草,并将植物储存的氮气返还给土壤。在一个利润微薄、必须遵守时间表、时间就是金钱的行业中,作物焚烧所带来的便利和成本节约超越了一切。

但是,这些短期的经济效益是以环境和人类健康为代价的。在世界范围内,露天焚烧是造成户外环境中与空气污染有关的疾病的主要原因,并大大加剧了气候变化3

为什么德里的污染如此严重?

即使没有11月作物燃烧的影响,德里也有世界上最差的空气质量的声誉。

2019年,德里被评为世界上污染严重污染的首都,PM2.5年浓度为98.6 μg/m³,是世界卫生组织年暴露目标10 μg/m³ 的近10倍。虽然11月是烧茬高峰期,通常是该市污染最严重的月份,2019年PM2.5平均浓度为200.7μg/m³,但高污染水平往往会持续到1月,远在帕瓦利季节结束后。

: Yearly and monthly PM2.5 averages across major cities in Pakistan and Northern India.

图为:巴基斯坦和印度北部主要城市PM2.5年、月平均值。

印度的SAFAR(空气质量和天气预报与研究系统)项目估计,在帕瓦利季节的任何一天,从农业农场吹入德里的烟雾只占德里全市排放量的20-40%左右4

德里的其他污染源包括:

  • 交通排放
  • 生物质燃烧做饭取暖
  • 产业
  • 燃煤

冬季空气污染质量水平高并不仅仅是因为废气排放。德里的地理和天气往往起到阻碍正常排放扩散的作用。

稻谷收割季节恰逢季风过后,空气停滞。冬季,德里的平均风速在1-3米/秒之间,大约比夏季平均风速慢三分之一。风通常被认为是驱散空气污染最有力的天气条件。如果没有风把污染物带走,排放物就会在山谷中积聚,污染程度就会上升。

更糟糕的是,德里的地理位置是在一个被山脉包围的 "碗 "中。当沿海的风吹来时,它们被喜马拉雅山麓困住,只有一个狭窄的出口可以逃离。其他污染城市如中国北京美国加州洛杉矶的地理条件与这些相似。

综合不理想的条件,导致德里的空气质量经常不健康。2019年,德里60.5%的小时数被列为“不健康”或更差,其中7.8%被认为是“有害”。只有1.1%的小时被认为空气质量“良好”。

由于如此严重和无情的污染水平,据估计,从2020年1月至11月,该市遭受每年4.1万人死亡的损失,至少60亿美元的经济成本。

农作物燃烧污染对健康有什么影响?

农业是必不可少的产业,但商业化的农作物生产会对人体健康产生负面影响。在印度和巴基斯坦等国家,农作物燃烧是导致空气质量差的主要原因,对人类健康非常不利。

2019年《国际流行病学杂志》上的一项研究发现,生活在印度北部的人们,在焚烧秸秆最常见的地方,发生急性呼吸道感染的风险高出三倍5。 5岁以下的儿童尤其被发现处于危险之中。

暴露在这些污染物中会产生许多短期影响,如:

  • 咳嗽和喘息
  • 弱点
  • 呕吐
  • 闹肚子
  • 头痛
  • 晕眩
  • 混乱
  • 胸闷胸痛
  • 气喘
  • 肺、眼、喉、鼻刺激症
  • 心律不齐
  • 增加呼吸道感染的风险
  • 哮喘发作更加频繁和剧烈

接触农作物燃烧污染的长期健康影响可能包括:

  • 呼吸道疾病和慢性肺部疾病
  • 神经系统疾病
  • 慢性阻塞性肺病(COPD)
  • 气肿
  • 致癌风险增加
  • 肺功能变化
  • 心血管疾病
  • 早逝

农作物燃烧也会产生高浓度的有毒空气污染物,包括6

  • 二氧化碳
  • 一氧化碳
  • 氮氧化物
  • 氧化硫
  • 沼气
  • PM10
  • PM2.5
  • 黑碳

德里与拉合尔如何遏制农作物焚烧污染?

2019年是印度国家清洁空气计划(NCAP)的第一年,这是一个通过监测、监管和执法来解决空气污染的路线图。主要目标包括到2024年将重点城市的PM2.5污染降低20-30%(与2017年的水平相比)7

旁遮普邦长期以来一直禁止焚烧秸秆,但执法力度不大。

由于德里-NCR地区污染水平过高,中央政府宣布将于10月29日解散环境污染(防治)管理局(EPCA),由旁遮普邦、哈里亚纳邦、拉贾斯坦邦和北方邦管辖范围内的空气质量管理委员会取而代之8

鼓励这个新的委员会采取一切必要措施,制止焚烧麦茬,改善区域空气质量。不遵守新委员会的措施,最高将被判处5年监禁、高额罚款,或两者兼施。

然而,即使面对如此严厉的处罚,焚烧秸秆的现象依然有增无减。农民们抗议说,他们缺乏经济激励措施,无法改用更清洁的废物管理方法。

旁遮普邦政府试图激励农民减少这种做法,例如,提供27000台灭茬机。迄今为止,只分发了14,000台。可能需要更多的激励措施来促进合作,因为农场(尤其是小规模农场)缺乏资源,无法单独进行转型。

通过政府的激励和退税以及罚款和惩罚,委员会希望能够降低排放量。然而,农民可能需要多年时间才能过渡到环境友好型的废物管理做法。

已经取得了一些进展。与2018年相比,2019年印度所有城市的PM2.5浓度都有所改善(那格浦尔 Nagpur除外)。然而,这些减少似乎更多归因于经济放缓和有利的气象条件,而不是空气污染缓解措施。

目前还不清楚空气质量的改善是否会持续下去。2020年春季的疫情锁国措施使空气质量得到短期改善。然而,2020年秋季与2019年相比,焚烧秸秆的情况已经增加了240%。如此急剧增加的农业火灾可能会危及今年的整体改善。

不过,其他许多国家也努力取缔农作物焚烧。

作物焚烧非法英格兰、威尔士和中国910。这种做法在欧盟被禁止,但出于植物健康的原因,在澳大利亚不鼓励1112。在加拿大,它被允许通过许可证和在美国,尽管它在某些州和部落政府与烟雾管理计划的监管13,14

总结

印度、巴基斯坦和世界各地的许多农民都意识到他们的做法会导致空气质量差。然而,许多人认为他们在这个问题上没有什么选择——他们根本无力通过其他方式清除多余的秸秆15

已经提出了一些保护性农业的缓解措施,以减少该地区的焚烧,这在其他国家也是可行的,包括:16

  • 零耕农业
  • 饲料化
  • 生物堆肥
  • 生物质热电厂
  • 蘑菇栽培

通过立法和新的农业做法相结合,有可能在减少并最终彻底结束与作物燃烧有关的恶劣空气质量方面取得进展。