如果你在火灾多年后，即使下着小雨，站在森林火灾的遗迹中，你仍能闻到从倒下的原木和烧焦的树桩上冒出的烟味。黑色残骸可能还隐藏着其他东西。
根据周五发布在 Nature Communications, Earth and Environment 上的研究，这些烧焦的木材含有近期已被认识到对人类构成严重健康风险的化合物。这些发现的环境影响尚不清楚，因为野火对许多生态系统至关重要。但它们对于理解气候变暖背景下日益频繁、剧烈的火灾所带来的环境和健康后果可能很重要。
这些被称为“持久性环境自由基”的化合物是不完全燃烧的产物。该研究的首席作者、维也纳大学微生物学和环境系统科学中心的环境化学家 Gabriel Sigmund 在生物炭（一种用于提高土壤肥力的高科技炭）中发现了这些化合物。他意识到，如果它们出现在生物炭中，那么它们也可能出现在自然燃烧的木材中。
这些自由基对人类没有直接危险——相反，它们会潜伏在那里，然后，在环境变化（如接触水）的响应下引发一连串反应，产生其他称为活性氧的化学物质，这些物质会损害细胞和 DNA。“一旦它们开始反应，它们可能对环境产生非常强烈的影响，”研究路易斯安那州立大学 Superfund 研究中心这些化学物质的 Slawo Lomnicki 说。
Lomnicki 没有参与这项研究，但他的团队的研究发现，暴露于烟灰、烟雾或汽车尾气后，这些自由基会引起哮喘和肺癌。
来自英国斯旺西大学的研究团队收集了来自10场不同森林火灾的炭样本，涵盖了从北方针叶林到地中海灌木丛再到亚热带草原。在森林火灾的残骸中，特别是树木和其他木本植物燃烧过的地方，发现了最高浓度的持久性环境自由基，并且在火灾发生五年后收集的炭中也发现了这些化合物。
Sigmund 表示，他预计会在炭中发现一些东西，但“我们测量到五年后仍然存在，这令人惊讶。”
他说，在生物炭中，这些自由基通常在几小时，最多一两天内就会分解，他也没有看到关于它们在土壤中如何老化的研究。野火留下的自由基之所以能持续这么久，仍然是个谜。可能是因为这些化学物质根本没有与环境发生反应——正如 Sigmund 所说，“它们只是在那里闲置”。或者土壤中少量存在的某些金属氧化物可能正在通过化合物的电子交换来“重新激活”这些自由基。
但 Lomnicki 说，这些化学物质的持久性与他对颗粒污染物（如发动机废气）的研究结果一致。他预计，炭颗粒足够大，可以将自由基困在内部，使其无法与其他化学物质发生反应。
当然，火灾是（或者在过去一百年美国森林火灾的压制运动之前是）许多生态系统的常规组成部分。广阔的南方松林曾经依赖于定期的草火得以维持，而规模更大的火灾也经常席卷加州的内华达山脉。
Sigmund 说：“从生态或进化学的角度来看，如果这些易发生火灾的生态系统没有适应这些自由基，那将是令人惊讶的，尽管他谨慎地表示自己不是生态学家或进化生物学家。“我倒可以想象，在很多很多情况下，这是我们未曾意识到的一面，但这并不意味着生态系统没有意识到它。”
但随着地球变暖，火灾出现在新的地方。Sigmund 指出了北极苔原和亚马逊地区最近发生的火灾，在这些地方，植物、动物和微生物不太可能已经适应了火灾的后果。
火灾日益加剧的强度也改变了它们在景观中的作用。加州的超大型和巨型火灾烧毁了森林冠层，留下了大片枯死的树木。Sigmund 表示，这些冠层火灾与他们研究中产生更多自由基的条件非常相似：澳大利亚桉树和加拿大北方森林的冠层火灾。
他说：“我们通常会有一个更高的火温，持续更长的时间。” “这些条件会形成更高浓度的，可能更持久的自由基。”
然而，这项研究并没有暗示这些自由基会从木材中去向何处。
Sigmund 说：“真正有趣的开放性问题是，火灾之后会发生什么？我认为影响最大的可能是地表径流进入河流。” “届时将有大量物质一次性进入水系，就像一股洪流。” 有 大量证据 表明，火灾后溪流和河流的水量会增加，含有的沉积物也更多，因为没有植物固定水分和遏制侵蚀。也有 证据 表明，火灾后的水道中含有不同种类的昆虫和鱼类，其中一些似乎在洪水泛滥的后果中茁壮成长或厌恶它们。
所有这些都可能将炭带入水道，在那里它可能与水反应形成强效的氧自由基。Lomnicki 说，他只能推测其影响，因为对持久性环境自由基的研究还很新。理论上，他说，“如果你有一个小型生物体，这些自由基会损害它们的膜、细胞壁，这会导致渗漏。”
然而，在火灾发生后，大量新的化学物质、矿物质和有机物质会被引入水道，这使得很难确定到底是什么改变了生态系统。而且 一些研究 表明，炭和木灰至少在适应火灾的生态系统中，可以促进土壤微生物的生长。
但是，Lomnicki 说，这些化合物已经出现在野火烟雾中。公共卫生专家长期以来一直警告说，烟雾可能导致心脏问题和炎症，但其造成损害的方式很复杂，尚未完全确定。但根据 Lomnicki 的研究，持久性环境自由基很可能是造成这种情况的一部分。“烟雾本质上是悬浮在空气中的微小颗粒。随着时间的推移，烟雾消散，你就看不到了。但这并不意味着它就不存在了。”
