大型泥炭火災威脅健康並加劇全球變暖

地球上最大的火災在加拿大和印度尼西亞悶燒數月

peat fire

泥炭火災以低溫緩慢悶燒並在地下蔓延,使其難以被發現、定位和撲滅。

來自Ensia(在此處找到原始故事);經許可轉載。

2016年6月28日 — 上個月,當森林大火摧毀艾伯塔省麥克默裡堡時,一種不同的火災可能已經在地下開始了。泥炭是一種富含碳的土壤,由數千年積累的部分分解、浸水的植被形成,也是去年秋天印度尼西亞特大火災的燃料。它也出現在橫跨加拿大、阿拉斯加和西伯利亞的北方森林中。內華達州沙漠研究所的火災生態學家亞當·瓦茨說,由於麥克默裡堡火災的強烈熱量,“該地區的土壤很有可能已經被點燃。”


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與麥克默裡堡附近的戲劇性野火不同,泥炭火災以低溫緩慢悶燒並在地下蔓延,使其難以被發現、定位和撲滅。它們產生很少的火焰和大量的煙霧,當煙霧沿著陸地蔓延並使附近的村莊和城市窒息時,可能成為對公眾健康的威脅。

儘管看起來不像,但泥炭火災是“地球上最大的火災”。英國帝國理工學院的泥炭火災研究員吉列爾莫·雷因說,儘管它們看起來不像,但泥炭火災是“地球上最大的火災”。自 20 世紀 90 年代以來,印度尼西亞為農業清理森林的刀耕火種做法常常導致火災因泥炭而失控。印度尼西亞擁有超過 20 萬平方公里(77,000 平方英里)的泥炭地,平均深度為 5.5 米(18 英尺),在某些地方深度可達 20 米(66 英尺)。不列顛哥倫比亞省奇利瓦克的一位獨立火災生態學家羅伯特·格雷說:“它們很難撲滅,因為它們很深。”

據認為,北方森林的泥炭含量是印度尼西亞的 30 倍。由於它們可以悶燒數週甚至數月,有時甚至在寒冷的北方冬季保持地下活動,根據雷因的說法,泥炭火災平均每年排放相當於15% 的人為溫室氣體排放,這些碳需要數千年才能封存。

泥炭火災還破壞了猩猩等瀕危物種的關鍵棲息地;它們產生的霧霾會對地表溫度產生影響,因為它會阻擋陽光,並對降雨模式產生影響,因為它會擾亂雲層的形成。泥炭火災及其永續性的這種負面影響要求使用現代技術來更好地檢測和對抗它們。

當大自然的解決方案沒有到來時

原始泥炭由於被水飽和而受到火災的保護。格雷在談到北方森林下的泥炭時說,“在正常年份,它太溼了,無法燃燒。”但是,當泥炭乾燥時,要麼是因為上一個冬天雪不夠,要麼是因為數十年的森林砍伐,以及在印度尼西亞,為了使其適合農業而排幹泥炭地,它會變得易燃。

大自然解決這個問題的方法是大雨,它可以完全淹沒泥炭地。當它們沒有來臨時,撲滅泥炭火災仍然需要大量的水,這些水很難運輸到森林深處。瓦茨說,一種人為的策略是透過人工降雨來刺激降雨,這項技術在美國用於在山區產生降雪,以確保充足的供水。在氣象預報的指導下,飛行員駕駛飛機進入風暴鋒附近的雲層,並噴灑碘化銀溶液,作為水蒸氣附著並變成雨的塵埃顆粒。有時,就像去年秋天的印度尼西亞一樣,人工降雨會失敗,因為大氣中沒有足夠的水分。但是瓦茨說,如果預報、人工降雨和一點點運氣結合起來,人工降雨就可以有效地對抗泥炭火災,因為它能夠提供必要的水量。

儘早發現並處理泥炭火災“至關重要”,因為如果它們變得太大,除了降雨外,其他任何水源都無法撲滅它們。另一種對抗泥炭火災的方法是解決在浸水泥炭中輸送養分的狹窄隧道網路,這些隧道也允許氧氣到達地下火災。雷因說,有人提議透過壓縮來破壞隧道,從而使泥炭不易著火——就像在馬來西亞那樣,那裡的泥炭地不像附近的印度尼西亞那樣燃燒得那麼嚴重——但這同時也意味著破壞泥炭地的生態完整性,創造一種它們失去支援上方森林能力的情況。

儘早行動的重要性

雷因說,儘早發現並處理泥炭火災“至關重要”,因為如果它們變得太大,除了降雨外,其他任何水源都無法撲滅它們。但是,早期發現和行動也極其困難。雷因說,煙霧可能會從離其產生地很遠的出口逸出,這意味著煙霧並不總是確定撲滅火災位置的好指標。消防員通常必須尋找視覺線索,如枯死的植物或地面上的凹陷,表明泥炭已經燃燒過。

雷因說,當涉及到泥炭火災時,用於檢測高溫野火的衛星會失敗,因為泥炭火災不夠熱。雷因最近從歐洲研究委員會獲得了為期五年、價值 200 萬歐元的撥款,用於開發泥炭火災早期預警系統。他正在透過在實驗室中複製小型泥炭火災並使用紅外攝像機記錄發出的熱量來表徵泥炭火災的熱指紋。他希望利用他的發現來校準專門用於泥炭火災的衛星,就像一些運動感測器被校準為檢測人類特有的紅外輻射一樣。

雷因還在收集他的實驗中產生的氣體,並分析它們是否具有可能成為泥炭火災增長的明顯預警訊號的模式。例如,一氧化碳或揮發性有機化合物與二氧化碳的比率可用於區分泥炭火災的排放物和內燃機或發電廠的排放物。然後,可以將這些模式應用於手持式氣體感測器或放置在無人機、飛機或附近村莊和城市建築物中的氣體分析儀,以幫助檢測泥炭火災。

新增阻燃劑

瓦茨說,一旦發現,撲滅泥炭火災的一個問題是,泥炭土壤在非常乾燥時會排斥水。想想看,在被忽視太久的盆栽植物中,水是如何在土壤頂部積聚的。水必須能夠穿透土壤表面才能到達地下火災。

在用 Peat FireX 處理的一個區域中的泥炭火災被撲滅,並且在八天後仍然被撲滅,而相鄰的、未處理的區域繼續悶燒。向水中新增阻燃劑可能有助於使水更有效地發揮作用。一個例子是 Peat FireX,一種由總部位於德克薩斯州的 EnvironX Solutions 的執行長 Steve Sinunu 於 2012 年開發的植物性粉末。當溶解在水中時,它會破壞水分子之間強大的氫鍵,使水更容易滲入土壤。當溶液進入土壤時,它會覆蓋泥炭以保護其免受火災。當它到達火災時,溶液內部會觸發化學反應,從而迅速吸收火災的熱量,從而冷卻並撲滅火災。2014 年,EnvironX 在馬來西亞進行的測試表明,用 Peat FireX 處理的一個區域中的泥炭火災被撲滅,並且在八天後仍然被撲滅,而相鄰的、未處理的區域繼續悶燒。

Sinunu 說,使用後,Peat FireX 會在土壤中分解成為肥料;路易斯安那州農業和林業辦公室的消防部門在其消防工作中使用了 Peat FireX,並寫道“應注意的一個因素是其環保基礎。該產品使用後剩餘的副產品基本上是一種‘氮’肥。”據史蒂夫·西努努和一家幫助 EnvironX 與印度尼西亞政府建立聯絡的新加坡獨立公司稱,今年早些時候,印度尼西亞政府採用了 Peat FireX 作為對抗泥炭火災的武器。

雖然一旦泥炭火災開始,此類努力可能被證明是有希望的解決方案,但它們並沒有解決問題的根本原因,尤其是在印度尼西亞等地區。在這些地區,需要經濟解決方案來為居民提供替代方案,而不是使用火來清理土地用於農業。但在氣候變化將繼續創造更適合火災的條件的未來,可能需要結合改進的預防措施、檢測和消防活動來對抗這些看不見的火災。

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