
You have already added 0 works in your ORCID record related to the merged Research product.
You have already added 0 works in your ORCID record related to the merged Research product.
<script type="text/javascript">
<!--
document.write('<div id="oa_widget"></div>');
document.write('<script type="text/javascript" src="https://beta.openaire.eu/index.php?option=com_openaire&view=widget&format=raw&projectId=undefined&type=result"></script>');
-->
</script>
Emission of Volatile Organic Compounds During Open Fire Cooking with Wood Biomass: Traditional Three-Stone Open Fire vs. Gasifier Cooking Stove in Rural Kenya

La cuisson avec des combustibles issus de la biomasse du bois libère des polluants atmosphériques dangereux, y compris des composés organiques volatils (COV), qui affectent souvent de manière disproportionnée les femmes et les enfants. Cette étude, menée dans les comtés de Kwale et de Siaya au Kenya, a utilisé la chromatographie en phase gazeuse par désorption thermique – spectrométrie de masse pour analyser les émissions de COV provenant de la cuisson avec un poêle à feu ouvert à trois pierres à biomasse de bois par rapport à un poêle à gazéification à courant ascendant éclairé par le haut. Dans les cuisines avec une ventilation adéquate, les niveaux totaux de COV sont passés de 35 à 252 μg∙m−3 avant la cuisson à 2235-5371 μg∙m−3 pendant la cuisson au feu ouvert, tandis que l'utilisation d'un poêle à gazéificateur a entraîné une réduction des émissions de 48 à 77 % (506-2778 μg∙m−3). Cependant, dans les cuisines avec une mauvaise ventilation, il n'y avait qu'une différence modérée dans les niveaux totaux de COV entre les deux méthodes de cuisson (9034-9378 μg∙m−3 contre 6727-8201 μg∙m−3 pour le poêle à feu ouvert à trois pierres par rapport au poêle à gazogène, respectivement). L'utilisation d'une approche de dépistage non ciblée a révélé une augmentation significative des niveaux de COV, en particulier les benzénoïdes, les composés oxygénés et hétérocycliques, lors de la cuisson avec le feu ouvert traditionnel, en particulier dans les cuisines fermées, mettant en évidence les effets d'une mauvaise ventilation. Les principaux COV dangereux comprenaient le benzène, le naphtalène, les phénols et les furannes, ce qui suggère des risques potentiels pour la santé liés à la cuisson. Dans les cuisines avec une bonne ventilation, l'utilisation du réchaud gazéificateur a considérablement réduit les émissions de ces COV toxiques prioritaires par rapport à la cuisson au feu ouvert. Ainsi, le remplacement des feux ouverts par des poêles à gazéificateur pourrait aider à améliorer la qualité de l'air des ménages et à atténuer les risques pour la santé. L'étude a révélé que des COV étaient présents avant la cuisson, provenant peut-être d'aliments préalablement cuits (accumulation) ou de l'environnement extérieur. Les émissions de COV ont également été exacerbées par la réduction du flux d'air dans une humidité élevée pendant les précipitations, ce qui suggère un domaine de recherche supplémentaire. Les résultats soulignent l'importance d'adopter des technologies de cuisson plus propres et d'améliorer la ventilation de la cuisine pour atténuer les impacts des COV dans les pays en développement.
Cocinar con combustibles de biomasa de madera libera contaminantes peligrosos del aire, incluidos los compuestos orgánicos volátiles (COV), que a menudo afectan de manera desproporcionada a las mujeres y los niños. Este estudio, realizado en los condados de Kwale y Siaya en Kenia, empleó cromatografía de gases de desorción térmica – espectrometría de masas para analizar las emisiones de COV de la cocción con una estufa de gasificador de corriente ascendente de tres piedras de biomasa de madera frente a la estufa de gasificador de corriente ascendente de alta iluminación. En cocinas con ventilación adecuada, los niveles totales de COV aumentaron de 35 a 252 μg∙m−3 antes de cocinar a 2235-5371 μg∙m−3 durante la cocción a fuego abierto, mientras que el uso de una estufa gasificadora redujo las emisiones de la cocción en un 48–77 % (506-2778 μg∙m−3). Sin embargo, en cocinas con mala ventilación, solo hubo una diferencia moderada en los niveles totales de COV entre los dos métodos de cocción (9034-9378 μg∙m−3 frente a 6727-8201 μg∙m−3 para la estufa de fuego abierto de tres piedras frente a la estufa gasificadora, respectivamente). El uso de un enfoque de detección no objetivo reveló niveles significativamente mayores de COV, en particular bencenoides, compuestos oxigenados y heterocíclicos, al cocinar con el fuego abierto tradicional, especialmente en cocinas cerradas, destacando los efectos de la mala ventilación. Los COV peligrosos clave incluyeron benceno, naftaleno, fenoles y furanos, lo que sugiere posibles riesgos para la salud al cocinar. En cocinas con buena ventilación, el uso de la estufa gasificadora redujo notablemente las emisiones de estos COV tóxicos prioritarios en comparación con cocinar con fuego abierto. Por lo tanto, sustituir los fuegos abiertos por estufas gasificadoras podría ayudar a mejorar la calidad del aire doméstico y aliviar los riesgos para la salud. El estudio reveló que los COV estaban presentes antes de cocinar, posiblemente procedentes de alimentos previamente cocinados (acumulación) o del entorno exterior. Las emisiones de COV también se vieron exacerbadas por la reducción del flujo de aire con alta humedad durante las precipitaciones, lo que sugiere un área para futuras investigaciones. Los hallazgos subrayan la importancia de adoptar tecnologías de cocina más limpias y mejorar la ventilación de la cocina para mitigar los impactos de los COV en los países en desarrollo.
يؤدي الطهي باستخدام وقود الكتلة الحيوية الخشبية إلى إطلاق ملوثات هواء خطرة، بما في ذلك المركبات العضوية المتطايرة (VOCs)، والتي غالبًا ما تؤثر بشكل غير متناسب على النساء والأطفال. استخدمت هذه الدراسة، التي أجريت في مقاطعتي كوالي وسيايا في كينيا، كروماتوغرافيا غاز الامتزاز الحراري – قياس الطيف الكتلي لتحليل انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة من الطهي باستخدام موقد مفتوح بثلاثة أحجار من الكتلة الحيوية الخشبية مقابل موقد غازي مضاء من الأعلى. في المطابخ ذات التهوية الكافية، زاد إجمالي مستويات المركبات العضوية المتطايرة من 35 إلى 252 ميكروغرام∙m−3 قبل الطهي إلى 2235-5371 ميكروغرام∙m−3 أثناء الطهي في النار المفتوحة، في حين أدى استخدام موقد التغويز إلى تقليل الانبعاثات الناتجة عن الطهي بنسبة 48–77 ٪ (506–2778 ميكروغرام∙m−3). ومع ذلك، في المطابخ ذات التهوية السيئة، لم يكن هناك سوى اختلاف معتدل في إجمالي مستويات المركبات العضوية المتطايرة بين طريقتي الطهي (9034-9378 ميكروغرام∙م−3 مقابل 6727-8201 ميكروغرام∙م−3 للموقد المفتوح ثلاثي الأحجار مقابل موقد التحويل إلى غاز، على التوالي). وكشف استخدام نهج الفحص غير المستهدف عن زيادة كبيرة في مستويات المركبات العضوية المتطايرة، ولا سيما البنزويدات والمركبات المؤكسجة وغير المتجانسة، عند الطهي بالنار المفتوحة التقليدية، وخاصة في المطابخ المغلقة، مما يسلط الضوء على آثار سوء التهوية. وشملت المركبات العضوية المتطايرة الخطرة الرئيسية البنزين والنفثالين والفينول والفيوران، مما يشير إلى مخاطر صحية محتملة من الطهي. في المطابخ ذات التهوية الجيدة، أدى استخدام موقد التغويز إلى تقليل انبعاثات هذه المركبات العضوية المتطايرة السامة ذات الأولوية بشكل ملحوظ مقارنة بالطهي بنار مفتوحة. وبالتالي، فإن استبدال الحرائق المفتوحة بمواقد الغاز يمكن أن يساعد في تحسين جودة الهواء المنزلي والتخفيف من المخاطر الصحية. كشفت الدراسة أن المركبات العضوية المتطايرة كانت موجودة قبل الطهي، وربما نشأت عن الطعام المطبوخ سابقًا (التراكم) أو البيئة الخارجية. كما تفاقمت انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة بسبب انخفاض تدفق الهواء في الرطوبة العالية أثناء هطول الأمطار، مما يشير إلى وجود مجال لمزيد من البحث. تؤكد النتائج على أهمية اعتماد تقنيات طهي أنظف وتعزيز تهوية المطبخ للتخفيف من آثار المركبات العضوية المتطايرة في البلدان النامية.
Cooking with wood biomass fuels releases hazardous air pollutants, including volatile organic compounds (VOCs), that often disproportionally affect women and children. This study, conducted in Kwale and Siaya counties in Kenya, employed thermal desorption gas chromatography – mass spectrometry to analyse VOC emissions from cooking with a wood biomass three-stone open fire vs. top-lit updraft gasifier stove. In kitchens with adequate ventilation, total VOC levels increased from 35 to 252 μg∙m−3 before cooking to 2235–5371 μg∙m−3 during open fire cooking, whereas use of a gasifier stove resulted in reduced emissions from cooking by 48–77 % (506–2778 μg∙m−3). However, in kitchens with poor ventilation, there was only a moderate difference in total VOC levels between the two methods of cooking (9034–9378 μg∙m−3 vs. 6727–8201 μg∙m−3 for the three-stone open fire vs. gasifier stove, respectively). Using a non-target screening approach revealed significantly increased levels of VOCs, particularly benzenoids, oxygenated and heterocyclic compounds, when cooking with the traditional open fire, especially in closed kitchens, highlighting the effects of poor ventilation. Key hazardous VOCs included benzene, naphthalene, phenols and furans, suggesting potential health risks from cooking. In kitchens with good ventilation, use of the gasifier stove markedly reduced emissions of these priority toxic VOCs compared to cooking with an open fire. Thus, substituting open fires with gasifier stoves could help to improve household air quality and alleviate health risks. The study revealed that VOCs were present prior to cooking, possibly originating from previously cooked food (buildup) or the outside environment. VOC emissions were also exacerbated by reduced air flow in high humidity during rainfall, suggesting an area for further research. The findings underscore the importance of adopting cleaner cooking technologies and enhancing kitchen ventilation to mitigate the impacts of VOCs in developing countries.
- Umeå University Sweden
- Linköping University Sweden
- University of Nairobi Kenya
Biomass (ecology), Health, Toxicology and Mutagenesis, Environmental engineering, Organic chemistry, Volatile organic compounds (VOCs), Health Effects of Air Pollution, Pollutant, Oceanography, Fires, Environmental science, Analytical Chemistry, Engineering, Smoke, Analytisk kemi, Indoor Air Pollution in Developing Countries, Cooking, Biomass, Indoor air quality, Safety, Risk, Reliability and Quality, Sustainable cooking solutions, Waste management, Volatile organic compounds (VOCs); Household air pollution; Non-target screening; Thermal desorption gas chromatography - mass spectrometry (TD GC-MS); Firewood combustion; Sustainable cooking solutions, Volatile Organic Compounds, Air Pollutants, Household Fuel Use, Stove, Fire Safety in Tunnel Fires, FOS: Environmental engineering, Geology, Smoke Temperature, FOS: Earth and related environmental sciences, Miljövetenskap, Kenya, Wood, Pollution, Ventilation, Household air pollution, Thermal desorption gas chromatography – mass spectrometry (TD GC–MS), Chemistry, Wood gas generator, Coal, Air Pollution, Indoor, Environmental Science, Physical Sciences, Non-target screening, Environmental Sciences, Firewood combustion, Environmental Monitoring
Biomass (ecology), Health, Toxicology and Mutagenesis, Environmental engineering, Organic chemistry, Volatile organic compounds (VOCs), Health Effects of Air Pollution, Pollutant, Oceanography, Fires, Environmental science, Analytical Chemistry, Engineering, Smoke, Analytisk kemi, Indoor Air Pollution in Developing Countries, Cooking, Biomass, Indoor air quality, Safety, Risk, Reliability and Quality, Sustainable cooking solutions, Waste management, Volatile organic compounds (VOCs); Household air pollution; Non-target screening; Thermal desorption gas chromatography - mass spectrometry (TD GC-MS); Firewood combustion; Sustainable cooking solutions, Volatile Organic Compounds, Air Pollutants, Household Fuel Use, Stove, Fire Safety in Tunnel Fires, FOS: Environmental engineering, Geology, Smoke Temperature, FOS: Earth and related environmental sciences, Miljövetenskap, Kenya, Wood, Pollution, Ventilation, Household air pollution, Thermal desorption gas chromatography – mass spectrometry (TD GC–MS), Chemistry, Wood gas generator, Coal, Air Pollution, Indoor, Environmental Science, Physical Sciences, Non-target screening, Environmental Sciences, Firewood combustion, Environmental Monitoring
citations This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).5 popularity This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network.Average influence This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).Average impulse This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network.Top 10%
