韩国基础科学支援研究院与庆北大学从分子层面分析函芝山山火产生的超细颗粒物
山火期间含氮污染物浓度为火后3.4倍，并筛选出潜在有害物质
研究发现，即使山火被扑灭，烟雾造成的空气污染影响也不会立即消失。山火排放的物质会持续与大气中的其他成分发生反应，转化为新物质，这一过程被称为“化学老化”。研究人员还发现了在这一过程中可能生成、对生物有潜在危害的候选物质。
韩国基础科学支援研究院28日表示，该院材料研究本部Kim Yeonghwan博士团队与庆北大学Kim Seonghwan教授团队合作，分析了受山火影响的超细颗粒物，追踪其在大气中的化学变化。
研究团队对比了2025年4月大邱函芝山山火期间采集的超细颗粒物，以及山火结束约两周后采集的样本。对山火等燃烧过程中可能产生的9种含氮有机污染物进行分析后发现，山火期间的平均浓度约为山火结束后的3.4倍。
随后，研究团队利用傅里叶变换离子回旋共振质谱仪，分析了超细颗粒物中数千种成分的分子式。结果显示，受山火影响的超细颗粒物中，含氧和氮的有机化合物分子组成发生了明显变化。
研究人员将山火排放物在大气中持续发生化学反应、导致分子组成变化的过程称为“大气化学老化”。这意味着，即使山火结束，已排放的物质仍可能在迁移过程中与其他物质反应，改变自身性质。
结合实测分析与计算机预测，追踪潜在有害物质
不过，仅凭质谱分析得到的分子式，无法确定物质的准确结构，因为不同结构的物质可能具有相同的分子式。
为弥补这一局限，研究团队利用计算机预测可能发生的化学反应。他们选取了12种与山火和城市空气污染相关的物质，计算这些物质在空气中发生反应后可能生成什么物质，再将预测产物的分子式与实际在超细颗粒物中检出的分子式进行比较。
结果显示，在调查对象中，预测由柠檬烯生成的产物与山火期间的实际分析结果吻合最多。
共同研究人员合影。从左至右依次为庆北大学博士生Park Geondo（共同第一作者）、韩国基础科学支援研究院首都圈中心首席研究员Ahn Yungyeong（共同第一作者）、该院材料研究本部首席研究员Kim Yeonghwan（共同通讯作者）、庆北大学教授Kim Seonghwan（共同通讯作者）。韩国基础科学支援研究院供图
View original image研究团队还根据预测的候选物质结构，分析了其对水生生物的潜在毒性。结果预测，由松树等自然排放的挥发性物质“β-蒎烯”和“α-蒎烯”衍生的部分含氮物质，可能具有相对较高的毒性。
不过，研究尚未通过实际生物试验验证其毒性。候选物质是否以相应结构存在于超细颗粒物中，以及其毒性程度如何，仍需进一步实验确认。此外，这项研究仅针对一场山火和一个观测点，也是其局限所在。
韩国基础科学支援研究院Kim Yeonghwan博士表示：“要准确了解山火的影响，不仅要关注山火期间排放的污染物，还要考察这些物质在大气中迁移、变化时新生成的二次污染物。这项研究的意义在于，结合超高分辨率质谱分析与计算机预测，在分子层面追踪这些变化，并评估其潜在危害。”
研究成果已于本月5日刊登在环境健康领域国际学术期刊《环境研究》（Environmental Research）网络版上。
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