印度西南部材料收集设施火灾后PM2.5扩散特征及可吸入粉尘的多尺度化学解析

针对废物储存区火灾引发的PM2.5扩散与健康风险问题，研究人员采用HYSPLIT模型结合KDE分析污染物传输路径，并通过MRS、ATR-FTIR和HRMS技术揭示粉尘中含石棉、石英及16种有机污染物（含PACs和塑化剂），分子对接显示PACs与CYP450蛋白高亲和力，为火灾后环境健康评估提供关键数据。

　　

废物管理设施火灾引发的环境污染问题日益严峻，尤其在发展中国家，缺乏系统的污染物扩散与健康风险评估。印度西南部喀拉拉邦一家医院材料收集设施（MCF）的火灾事件，暴露出塑料、纸张等可燃物燃烧产生的PM_2.5和有毒粉尘对周边学校、养老院等敏感区域的威胁。更棘手的是，现有研究多聚焦传统污染物如重金属和PAHs，而对火灾释放的新型有机污染物（如药物残留、塑化剂）及其生物相互作用机制知之甚少。

为填补这一空白，来自印度国内研究机构（具体机构名未明确标注）的科研团队开展了一项创新性研究。他们通过整合大气扩散模型与多尺度化学分析技术，首次揭示了火灾后粉尘的复杂组分及其潜在健康风险。这项发表在《Environmental Pollution and Management》的成果，不仅为类似事件的应急响应提供科学依据，更建立了火灾污染物从环境迁移到生物效应的全链条评估框架。

研究采用四大关键技术：1）HYSPLIT模型模拟PM_2.5扩散路径，结合KDE识别高浓度区域；2）ATR-FTIR和微拉曼光谱（MRS）解析粉尘中石棉、石英等无机成分；3）高分辨质谱（HRMS）非靶向筛查16种有机污染物；4）CB-Dock2服务器进行分子对接，预测污染物与CYP4501A2等蛋白的相互作用。

研究结果部分：
PM_2.5粒子扩散分析
模型显示火灾5小时内PM_2.5扩散至拉姆萨尔湿地Vembanad湖，KDE分析发现颗粒物密度>350 ADU的区域覆盖养老院和学校。

IR分析
ATR-FTIR检测到1425 cm^-1（碳酸钙）和1165 cm^-1（石英）特征峰，3000 cm^-1处的C-H振动表明塑料燃烧产生的烃类残留。

石棉纤维
光学显微镜和1033 cm^-1硅氧键振动证实粉尘含石棉纤维，可能源自燃烧的塑料增强材料。

微拉曼分析
单颗粒检测显示α-石英（485 cm^-1）、磁铁矿（663 cm^-1）和烟尘附着矿物（1360/1585 cm^-1），后者可作为有机污染物载体。

HRMS分析
甲醇/水提取物中鉴定出塑化剂代谢物（邻苯二甲酸）、药物（利多卡因）及PEG类表面活性剂，43.75%化合物具有水溶性，易通过降雨污染地下水。

分子对接
多环芳烃（PACs）与CYP4501A2结合能最高（-28.5 kJ/mol），提示其可能通过代谢活化诱发氧化应激，而PEGs结合较弱。

结论强调，火灾释放的粉尘是"化学混合物炸弹"，含石棉、石英等吸入性危害物及可迁移的有机污染物。分子机制研究表明PACs可能干扰肝脏代谢酶功能，而高降雨量地区的水溶性污染物迁移风险尤为突出。该研究为发展中国家废物设施火灾的精准防控提供了技术路线，建议将非靶向筛查和扩散模型纳入应急预案，同时加强消防员等高风险人群的健康监测。