烟花对空气质量有害吗?

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  • 经过 IQAir Staff Writers
fireworks going off

烟花很美,对吗?您的肺可不这么认为。

让我们来了解一下烟花背后的科学原理

  • 烟花会产生哪些空气污染物
  • 烟花表演如何影响空气质量和您的健康
  • 如何保护自己免受烟花空气污染的危害

烟花是由什么制成的?

每种烟花都依靠一系列化学反应来达到一定的大小、颜色或响度。这些化学物质被装在一个叫做礼花弹的管子里,礼花弹里装满了化学物质和炸药。

以下是典型烟花的成分表。

黑火药 有时也叫火药,黑火药有助于烟花进入空气并爆炸。

黑火药是硫磺、木炭和硝酸钾(也叫椒盐)的混合物。它用于烟花制作过程中的两个重要环节

  1. 火药在烟花下方爆炸,并将其推向空中。
  2. 引线的作用是在烟花升空前点燃火药,从而引发爆炸,形成烟花表演。

着色剂

是帮助烟花呈现各种颜色的化学物质。烟花通过对化合物加热来获得特定的颜色和色调

  • 红色:锶、锂
  • 橙色:钙、氯化钙
  • 黄色:钠、氯化钠(盐)
  • 绿色:钡、氯
  • 蓝色:铜、氯
  • 紫色:铜(蓝色)和锶(红色)的混合物

"星星"

这些是烟花中的小浓度炸药,点燃后会炸开并向多个方向飞去。

注意到烟花看起来像一堆又长又亮的火箭了吗?每束光都来自烟花外壳中的一颗 "星星"。

星星 "还可以在烟花外壳内排列成各种形状,爆炸时看起来就像快乐的脸、心形或其他形状。

烟花会导致空气质量变差吗?

请记住,烟花基本上是固态化学物质的爆炸。在这些色彩斑斓的烟花在空中绽放时,数以百万计的燃烧颗粒和气体被释放到空气中。其中许多还会被大气中的风流吹到数英里之外。

至显著的烟花污染物--颗粒物(PM)包括三种不同类型的颗粒:

  • PM10:
  • PM2.
  • 5
  • 直径为 2.5-10 微米的粗颗粒,如灰尘、霉菌和花粉
  • PM2.5:直径为 0.3-2.5 微米的细颗粒,如汽车发动机燃烧或工厂排放产生的
  • 颗粒超细颗粒 (UFPs)
  • 直径
  • 小于 0.3 微米的微小颗粒 - 超细颗粒
  • 占所有空气颗粒污染
  • 90%
  • 以上
  • ,是
  • 目前
  • 至危险
  • 可吸入颗粒物
  • 污染物
  • 。超细粒子
  • UFP
  • 直径小于 0.3 微米的微小颗粒--占所有空气颗粒污染的 90% 以上,是迄今为止最{
  • {
  • 3043231}}危险的可吸入颗粒物污染物
  • 挥发性有机化合物(VOC):空气中的蒸汽或气态化合物,由燃烧、制造或工业过程中的化学反应产生,可导致异味。

烟花中的着色剂和炸药以及组成烟花的金属和引信都会产生大量污染物。

在烟花表演结束后的几个小时内,可吸入颗粒物污染物的浓度可能比平时高出八倍。

纽约州奥尔巴尼市进行的一项研究发现,焰火表演结束后的几个小时内,可吸入颗粒物污染物的浓度可能比平时高出八倍,甚至比同一地区的车辆交通污染高出十倍(1)。

该研究还指出,风力条件会导致这些污染物在烟花表演结束后在空气中停留长达五个小时之久--而空气中高达 77% 的微粒污染仅来自这些烟花。

其他研究也显示,焰火表演结束后,当地的空气污染也会随之增加,并具体说明了在几次焰火爆炸后,空气中到底会进入哪些污染物

  • 2007 年在中国北京灯会期间进行的一项烟花研究分析了烟花表演期间发生的确切化学反应--研究人员发现 焰火导致空气中可吸入颗粒物和危险化学污染物的含量是正常值的五倍。二氧化氮 (NO2) 和二氧化硫 (SO2) (2)。
  • 2014 年,印度阿格拉在一年一度的迪帕瓦利节(Deepawali)"光明节 "后对烟花污染进行的一项研究发现 焰火表演结束后的五天内,焰火产生的有毒空气传播污染物,如可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮和臭氧(O3)飙升高达 293.5 μg/m3- 比世界卫生组织(WHO)建议的限值高出 2,800% 以上(3)。
  • 2015 年对美国各地 315 个地点在 7 月 4 日独立日庆祝活动后的空气质量进行的研究发现 焰火表演期间,PM2.5从42%上升到370%,最大的跃升发生在9-10点左右有时会持续到 7 月 5 日中午(4)。
  • 2019 年对荷兰新年烟花表演后空气质量的研究发现 在烟花表演结束后的第一个小时内,PM10 浓度平均从每立方米约 29 微克(μg/m3)飙升至 277微克/m3,上升了 855%。- 有些地方甚至高达 598 μg/m3(增加了近 2000%!)(5)。

烟花空气污染会导致健康问题吗?

如果您患有呼吸系统疾病,如哮喘、慢性阻塞性肺病 (COPD) 或对化学物质敏感,您可以 您可能已经知道烟花表演中的化学物质会导致哪些症状--呼吸急促、咳嗽和胸痛(6)。

但是,即使您没有任何呼吸道疾病,烟花也会对您造成伤害。由于烟花造成的空气质量差,您可能会出现的一些症状包括(7,8)

  • 头痛
  • 神经系统受到影响而产生焦虑
  • 喉咙疼痛或肿胀
  • 气道发炎
  • 喉炎
  • 呼吸困难
  • 高血压
  • 心跳不规律
  • 肺功能减退
  • 肺炎
  • 心脏病发作

尽管烟花爆竹只是暂时增加了当地的空气污染,但烟花爆竹的空气污染会传播数英里,导致全球空气质量下降,即使在从未见过烟花表演的地区,空气污染的影响也会更加严重。

如何防止烟花空气污染?

烟花的好处在于它通常是暂时的,很容易避免。以下是一些保护自己免受烟花造成的空气污染的建议

  • 使用安全的传统烟花替代品。一些世界上最大的烟花买家,如华特迪士尼公司,收到了成千上万的投诉,称他们在阿纳海姆奥兰多香港的主题公园举行的声名狼藉的戏剧性夜间表演造成了空气污染。为此,该公司推出了使用压缩空气代替火药的烟花(9)。科罗拉多州阿斯彭市和中国上海等一些城市也在寻求使用装有彩灯的无人机来制造与烟花视觉效果相似的队形,以大大减少节日庆祝活动中的空气污染(10,11)。
  • 向官员表达您的担忧。住在烟花爆竹主要产地附近?一些政府会对定期举办烟花表演的企业做出让步,因为烟花是当地的一大收入来源。就烟花对健康的影响与立法者分享您的经验和担忧。让其他遇到同样问题的人也参与进来。这有助于通过限制烟花表演或完全终止烟花表演来改变政策。
  • 关好门窗。如果您在家,并且住在有定期烟花表演的地区附近,请在烟花开始前关闭门窗和家中的任何其他开口。几个小时内不要再打开门窗,因为烟花污染可能会在烟花表演结束后的几个小时内挥之不去,并传播数英里。
  • 净化室内空气。即使关闭了所有设备,烟花表演产生的空气污染物仍会渗入您的室内。过滤空气,捕捉进入家中的微粒和气体污染,为室内环境输送新鲜空气,保证室内空气质量安全。找到适合您的空气净化器

结论

我们中的许多人都喜欢欣赏精彩的烟花表演,在他们的记忆中,节日庆祝活动或主题公园之旅都少不了烟花。

但事实上,烟花会给当地的大气环境带来大量的空气污染。这些污染物可能会持续数小时或数天,使您 您和您的邻居可能会受到长期的健康影响。

您可以远离烟花爆竹,采取预防措施保护自己,或者做点什么--烟花爆竹表演可能永远不会消失,但您可以做很多事情来帮助自己和他人应对与烟花爆竹相关的独特空气质量问题。

文章资源

[1] Zhang J, et al. (2019). Detailed measurements of submicron particles from an Independence Day fireworks event in Albany, New York using HR-ToF-AMS. DOI: 10.1021/acsearthspacechem.9b00046

[2] Wang Y, et al. (2007). The air pollution caused by the burning of fireworks during the lantern festival in Beijing. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2006.07.043

[3] Masih A, et al. (2014). Study of noise and atmospheric pollution during the festival of lights (Deepawali) in the north central part of India – a case study. DOI: 10.1166/asl.2014.5509

[4] Seidel DJ, et al. (2015). Effects of Independence Day fireworks on atmospheric concentrations of fine particulate matter in the United States. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2015.05.065

[5] Greven FE, et al. (2019). Air pollution during New Year’s fireworks and daily mortality in the Netherlands. DOI: 10.1038/s41598-019-42080-6

[6] Gouder C, et al. (2014). Potential impact of fireworks on respiratory health. DOI: 10.4103/0970-2113.142124

[7] Bach W, et al. (1975). Fireworks pollution and health. DOI: 10.1080/00207237508709692

[8] Hoyos CD, et al. (2020). Effects of fireworks on particulate matter concentration in a narrow valley: The case of the Medellín metropolitan area. DOI: 10.1007/s10661-019-7838-9

[9] Lin S. (2004, July 12). Disney’s smoke-free launches. Los Angeles Times.

[10] Walters J. (2018, July 4). Fourth of July: Drones to replace firework displays due to wildfire risk. The Guardian.

[11] BBC News. (2020, January 3). Shanghai New Year drone display was pre-recorded.

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