据央广网消息,河北某地为了冬季空气质量达标,给一些居民家免费送去电暖气片,同时要求将家里的柴火炕封闭,不让烧柴,不许烟囱冒烟。然而村民觉得电暖器不光费电费钱,取暖效果还不好,晚上在房间里冻得直哆嗦,于是干脆把电暖器关了,硬熬。
央广网图片
千年以来,农村一直都是烧柴草做饭取暖,不只是中国农村,在欧美地区一些没条件实施集中供暖的城镇,人们也大多点燃壁炉,靠燃烧木柴熬过寒冬。因此每到冬天,欧洲一些地方空气污染指数飙升,呼吸道疾病也更加多发。
烧柴火为什么会造成空气污染?这得从木柴本身讲起。
欧洲农村家家冒烟
国家鼓励植树种草,每年开春的植树节许多单位和学校照例都会组织大家去种树,现在森林覆盖率一年比一年高,空气也一年比一年好。树木通过光合作用将空气中的二氧化碳和水变成有机物,从而将碳固定在地面,同时向空气中释放氧气,我们将这一过程称为“固碳”。
如果植物不被焚烧、分解,碳会一直保留在地面,最终可能变成煤。但要是被拿来当柴火,或者碰到森林草原火灾,植物里的碳就会与氧气结合变成二氧化碳,重新回到空气中去。二氧化碳是温室气体,科学家说它是全球变暖的元凶。
木柴有焰燃烧
二氧化碳只是会造成气候变暖,它不算污染气体,天然气燃烧后也产生二氧化碳,我们把天然气称为清洁能源。为什么烧柴草就会造成空气污染呢?
从元素组成来分析,我们会发现木材里边主要含有49.5%的碳、44.1%的氧、6.3%的氢,剩下的0.1%是氮、硫、磷等元素。这些元素组成木质素、纤维素、少量蛋白质和树脂,看起来烧柴并不会造成什么污染呀。
的确,如果木柴完全分解燃烧,它的确不会产生多少污染,组成木头的这些元素来自于自然,充其量是换种方式回到自然中去。问题在于,木柴燃烧常常是不完全的,在此过程中会产生大量烟气。
第一阶段产生的烟气是主要污染源
有过烧火经验的小伙伴们都知道,当我们点着木头时,它一开始会冒烟。
这是木柴燃烧的第一个阶段——干燥准备。在这个阶段里,木头里的水分在热的作用下开始蒸发,当温度达到150℃~200℃,木柴的木质素、纤维素、蛋白质和树脂开始分解,产生水蒸汽、甲酸、乙酸、二氧化碳、氮氧化合物、硫氧化合物、醛、多环芳烃等一大堆气体。与此同时,木柴表面的碳粒因为温度不够高,它们还来不及与氧气发生反应,于是被热气流带着往上升,这就是烟。
木头越潮湿,温度升高的速度越慢,干燥准备的过程就越长,烟越大。
欧洲小镇也是户户冒烟
当温度升高到200℃~250℃时,木头开始炭化,这时候它会产生少量水蒸气、甲烷和一氧化碳等,甲烷和一氧化碳都能充分燃烧变成二氧化碳。随着温度进一步上升,木头剧烈分解,这时候产生出来的气体都会与氧气发生反应,火最旺,发出的烟也少许多。这就是木柴燃烧的第二个阶段——有焰燃烧。
随着有机成分完全分解,可燃气体全部蒸发,木柴里只剩下碳,氧气与碳反应生成二氧化碳。这个阶段你看不到明显的火焰生成,一直到木炭烧尽都几乎没有烟,因此被称为无焰燃烧阶段。
无焰燃烧阶段基本无污染
几乎所有柴草在燃烧过程中都会产生烟气,这是因为植物都含水,并且在燃烧时都有一个缓慢升温和分解的过程,相比之下,直接烧木炭就要好一些。
木柴的发烟量与植物品种也有很大关系,木头越结实发烟越多,因为结实的木材密度大、导热性好,它外边点着后大量的热能会向内部传递,这就导致表面温度上升慢、热解速度降低、燃烧不充分。火焰温度不高,木材分解出来的气体来不及燃烧就顺着烟囱飘走了。
木材不同密度不同发烟量也有差异
烧木柴的害处在哪里?木材燃烧可见的污染物是烟,但对人健康更有害的是那些随着烟一起飘出来的气体,这些气体是木材遇热分解又没来得及烧掉的产物——硫氧化合物、醛、多环芳烃等气体,这些气体与烟尘一起被吸入肺并且沉积在里边,时间长了会刺激肺泡和气管里的细胞,造成炎症和病变。
北部一些地方喜欢睡火炕,烧饭做菜也喜欢大锅柴灶。在天寒地冻的时节,家里烧起火炕,一屋子都是暖和的,另一个关键的原因就是:燃料易得,取暖费用便宜,有些地方甚至不需要花钱。秋收后的稻草、麦秸、高粱杆和玉米芯都是引火的好材料,山上树枝柴草也很容易找到。
北方有些地方依然靠火炕取暖
相比之下,无论是燃气还是用电取暖,它的制热效果比起火炕来并没有优势,成本比烧柴火高多了,农村家庭,特别是老年人和经济拮据的人家用起来更是心疼。
烧柴草的烟气是冬季一个重要的空气污染源,这是事实,但2017年发布的《高污染燃料目录》并没有将“农林剩余物”纳入目录管控范围,就是考虑到我国广大农村的现状。现在我们依然有许多家庭需要依赖低价甚至免费的柴草来度过严冬,管理者也需要以民生为本,因地制宜,从实际出发来搞大气污染治理。
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