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Lentis/用木柴烹饪

来自维基教科书,开放世界中的开放书籍

烹饪 是通过将食材组合起来,然后用热量使其更适合食用的食物准备过程。[1] 烹饪食物有几个原因,包括杀菌、保存、提高消化率和增强风味。烹饪技术多种多样,从在明火上烤,到在电炉上煎,在烤箱中烘焙,以及熏制和脱水。[2] 这种活动是人类特有的,考古证据表明,至少在 100 万年前就开始用火烹饪了。[2]

Classification of cooking fuels as clean or polluting
燃料来源,分为“清洁”或“污染”。[3] 注意:涉及燃烧的清洁燃料并不完全清洁,因为存在副产品。

烹饪燃料来源

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固体燃料是最古老和最简单的烹饪燃料来源,需要点燃和维持固体燃料才能释放热量。[4] 大多数固体燃料由生物质组成,可以进行加工以提高燃烧效率。未加工燃料的例子包括木材和农业残留物,而加工燃料包括经过处理的木屑或木炭砖。自 20 世纪以来,其他烹饪热源已变得司空见惯,例如用于炉灶和烤箱的电力和天然气。[3]

选择木材的理由

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社会/文化因素

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家庭规模和教育水平对燃料选择的影响很大,家庭规模影响燃料总使用量,家庭教育水平决定对燃料市场和烹饪趋势的认知。[4] 食物偏好和美学也是影响因素,因为木材可能会带来更令人愉悦的风味或产生独特的烤焦感。[5] 在发展中国家,许多家庭已经习惯了用木材烹饪,并且围绕木材的使用发展了自己的食谱。转向其他燃料来源可能涉及重新设计这些习俗,这可能会使家庭犹豫不决。[5]

经济因素

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财务是家庭被迫选择木材的主要经济因素。[4] 在许多地方,木材是最便宜的燃料之一,特别是在那些靠近森林,可以全年收获木材的地方。[4] 由于劳动力是获取木材的唯一成本,许多低收入家庭完全依赖木材。另一方面,许多发展中国家通常缺乏必要的基础设施(例如发达的电力或天然气网络),无法以家庭选择的方式支持替代燃料。[5] 在可以选择这些燃料的地方,家庭会考虑公用事业服务的成本、布线/管道和合适的炉灶。[5]

技术因素

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在许多情况下,木材被认为比其他烹饪燃料更有用,因为木柴炉既可以用来做饭,也可以用来给房子供暖。[4] 虽然木柴炉通常不如其他选择耐用,但它们可以快速廉价地重建。[4]

副产品

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当木材燃烧时,会产生副产品,形式为固体木材灰烬和气态/气溶胶木材烟雾。[6] 它们的成分如下:

木材灰烬
主要成分
成分 化学符号 家庭用途
碳酸钙 CaCO₃ 中和酸性土壤
生石灰 CaO 用于水净化
草木灰 K₂O 用于肥料
磷酸 H₃PO₄ 用于肥料
微量成分
成分 化学符号 家庭用途
Fe N/A
Si N/A
Al N/A
Mn N/A
木材烟雾
主要成分
成分 化学符号 问题
水蒸气 H₂O N/A
二氧化碳 CO₂ 主要温室气体
一氧化碳 CO 温室气体,有毒
烟灰 (C₃H)ₙ 有毒
焦油(碳氢化合物) CₙHₙ 有毒,致癌
微量成分
成分 化学符号 问题
甲醛 CH₂O 有毒
乙醛 C₂H₄O 有毒
丙烯醛 C₃H₄O 有毒

健康影响

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虽然木材燃烧可能会散发令人愉悦的气味,但接触木材烟雾对人体健康构成重大风险。[7][8] 一台典型的低效木柴炉释放的空气污染物相当于五辆柴油卡车。吸入这些排放物中的有毒颗粒会导致与吸烟类似的负面影响。[7][8]

  • 短期接触木材烟雾会导致各种症状,从令人不适到危及生命。[7] 许多人会立即出现眼睛、鼻窦和喉咙刺激。[7] 当烟雾进入肺部时,会导致呼吸困难或引发哮喘发作。[7] 烟雾也可能按体积取代氧气,或者通过一氧化碳在血液中化学地取代氧气。[7] 这会导致头痛、疲劳,以及可能由于缺氧而导致的意识丧失。[7]
  • 长期接触木材烟雾可能会导致慢性健康影响。[8] 体内存在致癌副产品颗粒会导致各种形式的癌症,主要发生在肺部、颈部或头部。[8] 此外,呼吸系统和心血管系统持续的压力会导致肺炎、心脏病、动脉损伤,以及中风风险增加。[8]

环境影响

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在木材燃烧过程中,释放的木材烟雾包含的颗粒密度低于周围空气,导致它们上升到大气中。[9] 当木材烟雾上升时,也会扩散到周围的空气中,增加其总体积和覆盖面积。[9] 在这个受影响的区域,与许多健康风险相关的相同有毒颗粒以升高的浓度存在。[9] 此外,通常还会有浓烈的气味和明显的大气变色。[9]

当雨云形成在周围区域时,雨滴可能会开始在有毒烟雾颗粒周围凝结。[9] 同样地,当降水开始时,这些颗粒会沉积到周围的土壤或水体中。[9] 有毒烟雾颗粒也可能由于环境条件而冷却或失去速度。[9] 当发生这种情况时,它们会开始沉降在相邻的表面上。[9] 这些表面可能积累高浓度的颗粒,这些颗粒可能被直接接触或被降水侵蚀并带入土壤或水体。[9]

在缺乏适当林业管理的发展中国家,过度依赖木材燃料导致森林栖息地的破坏和温室气体捕获的逆转。[10] 当树木被燃烧时,它们通过光合作用捕获的二氧化碳会释放回大气中,在没有适当替代的情况下,会抵消其积极影响。

减缓措施

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存在一些方法可以管理直接暴露并捕获颗粒,防止其释放到环境中。最基本的排放管理形式是确保通风良好。[11][12] 在户外或在有天花板开口的庇护所中生火,可以让木材烟雾自然释放。为了更有效地引导烟雾,可以在火堆周围和上方建造烟囱,将烟雾引开人或建筑物外。烟囱还可以配备过滤系统,从木材烟雾中去除有毒颗粒,但这种技术通常不划算,而且不能减轻二氧化碳的排放。[6]

通过确保更充分的燃烧,可以最大程度地减少有毒烟雾颗粒的产生,将烟雾的副产物更多地分解成纯二氧化碳和水,并在灰烬中留下微量元素。[13] 这可以通过使用干燥木材(水分含量小于 20%)、保持高热量(大于 1100°F)和确保适当的氧气供应来实现。[14]

从木材过渡

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在过去的一个世纪中,木材在烹饪燃料来源的使用中稳步下降,取而代之的是天然气和电力。[3][15] 这些替代能源更可靠,碳足迹更小。[16] 这种转变取决于家庭的需求和主要社会群体的行动。

社会群体

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仍然有近 25 亿人使用木材作为烹饪燃料来源,其中大多数人居住在低收入和中等收入国家。[17] 发展中国家近 100% 的农村人口依赖木材燃料。[10] 这些人口受木材燃烧带来的负面健康和环境影响影响最大。估计还有 10 亿人完全没有电力或天然气供应,还有数亿人生活在电力供应不可靠且价格昂贵的地区。[18]

在电力或天然气基础设施不发达的国家,政府机构通常利用其不断增长的能源需求来筹集资金并将其分配到扩展其公用事业网络中。[19] 这些机构通常不会直接投资于替代木材作为烹饪燃料,而是将其视为电网扩展的附带好处。通常,这些国家依靠外部公用事业公司进行建设和维护,因为雇用现有公司比开发新公司更划算。

有几个跨国组织专注于发展低收入国家,包括世界银行集团和联合国的一些部门。[19] 这些组织通过提供资本和劳动力来帮助发展中国家,其明确目标是扩大基础设施。世界银行尤其认为,“获得电力是国家发展的关键”,因此已为能源获取捐赠了超过 50 亿美元。[18] 这些激励措施对于帮助电力公司在原本昂贵且偏远的地区发展基础设施至关重要。在更发达的国家,像“清洁空气家庭”这样的倡导组织会游说制定关于木材烟雾污染的规定。[20]

随着可用性问题的解决,木材将继续被天然气和电力等烹饪燃料所取代。[3] 一旦一个家庭从木材转向其他燃料,它很少再转换回来。同样,家庭对木材的依赖每年大约下降 1%。[15]

人类已经依赖木材作为主要的烹饪燃料来源数百万年。虽然许多人选择木材是因为它价格低廉且易于获取,但它也会释放有毒颗粒到空气中,对人类和环境构成重大风险。随着国家不断发展,家庭可以负担得起避免这些负面影响,并从木材过渡到天然气和电力。不幸的是,许多农村地区仍然缺乏必要的基础设施,无法使这些替代燃料来源变得实惠且可靠。因此,政府和跨国组织必须共同努力扩大获取范围。

将来,探索木材作为烹饪燃料的历史以及它被替代的开始将是值得的。此外,由于木材可能不会完全被替代,因此有必要进一步探索缓解技术,包括木材炉技术和颗粒捕获技术。

参考文献

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  1. EUFIC. (2010 年 11 月 8 日). 为什么我们要烹饪食物?烹饪过程会发生什么? https://www.eufic.org/en/food-safety/article/the-why-how-and-consequences-of-cooking-our-food
  2. Lawton, G. (2016 年 11 月 2 日). 每种人类文化都包括烹饪——这就是它开始的方式. 新科学家. https://www.newscientist.com/article/mg23230980-600-every-human-culture-includes-cooking-this-is-how-it-began/
  3. a b c d Stoner, O., Lewis, J., Martínez, I.L. . 1990 年至 2030 年全球和国家层面的家庭烹饪燃料估计. 自然通讯 12, 5793 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-26036-x
  4. a b c d Mperejekumana, P., Li, H., Wu, R., Lu, J., Tursunov, O., Elshareef, H., Gaballah, M. S. 等。 (2021). 苏丹北部家庭烹饪能源选择决定因素:多项式 Logit 估计. 国际环境研究与公共卫生杂志, 18(21), 11480. MDPI AG. 摘自 http://dx.doi.org/10.3390/ijerph182111480
  5. a b 能源百科. (2021 年 9 月 21 日). 用柴火做饭. https://energypedia.info/wiki/Cooking_with_Firewood
  6. a b 木材能源. (2019 年 9 月 5 日). 燃烧木材会产生什么空气排放? https://wood-energy.extension.org/what-are-the-air-emissions-of-burning-wood/
  7. a b 美国环保署. (2021 年 4 月 26 日). 木材烟雾和您的健康. https://www.epa.gov/burnwise/wood-smoke-and-your-health
  8. a b 木材烟雾如何危害您的健康. (2012 年 7 月). 生态学. https://apps.ecology.wa.gov/publications/publications/91br023.pdf
  9. a b 奥本大学. (n.d.). 烟雾扩散. https://www.auburn.edu/academic/forestry_wildlife/fire/smoke_guide/smoke_dispersion.htm
  10. a b Waswa F. (2020 年 7 月). 肯尼亚蒂加尼亚分县不断减少的木材燃料及其对家庭烹饪和饮食的影响. ScienceDirect. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468227620301551
  11. Svensson, S. (2020 年 5 月)。MSB https://www.msb.se/siteassets/dokument/publikationer/english-publications/fire-ventilation.pdf
  12. 世界卫生组织。(2014)。《室内空气质量指南:家庭燃料燃烧》。https://www.who.int/airpollution/guidelines/household-fuel-combustion/IAQ_HHFC_guidelines.pdf
  13. 美国环境保护署。(2021)。《最佳木材燃烧实践》。明智燃烧。 https://www.epa.gov/burnwise/best-wood-burning-practices
  14. Pierson, B. (2019 年 7 月 30 日)。《木材燃烧——木材如何燃烧,燃烧的阶段和过程,以及如何以最环保的方式获得最佳热量》。EcoHome。 https://www.ecohome.net/guides/3420/wood-combustion-how-firewood-burns-how-to-get-the-best-heat-while-being-eco-friendly/
  15. a b 世界卫生组织。(2021 年 7 月 19 日)。《数据库:烹饪燃料和技术(按特定燃料类别)》。https://www.who.int/publications/m/item/database-primary-reliance-on-fuels-and-technologies-for-cooking
  16. Cornwall, W. (2017 年 1 月)。《木材是一种绿色能源吗?》Science.org。 https://www.science.org/content/article/wood-green-source-energy-scientists-are-divided
  17. 《家庭空气污染与健康》。 (2021 年 9 月 22 日)。世界卫生组织。 https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/household-air-pollution-and-health
  18. a b 世界银行集团。(2018 年 4 月 18 日)。《获得能源是发展的核心》。世界银行。 https://www.worldbank.org/en/news/feature/2018/04/18/access-energy-sustainable-development-goal-7
  19. a b Ward, J. (2020 年 4 月 20 日)。《15 家为发展中国家抗击贫困的组织》。The Borgen Project。 https://borgenproject.org/organizations-fighting-poverty-developing-countries/
  20. 清洁空气家庭联盟 (2021) 《关于清洁空气家庭联盟》。http://www.familiesforcleanair.org/about/
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