Skovbrande forurener meget mere end tidligere antaget

Sommerbrande øger luftforureningen betydeligt mere end tidligere antaget.

Naturligt brændende tømmer og børste lancerer det, der kaldes fine partikler, i luften med en hastighed, der er tre gange så høj som de niveauer, der er angivet i emissionsopgørelser hos U.S. Environmental Protection Agency, ifølge en ny undersøgelse. De mikroskopiske pletter, der danner aerosoler, er en fare for menneskers sundhed, især for lungerne og hjertet.

"Afbrænding af biomasse producerer masser af forurening. Det er virkelig dårlige aerosoler at trække vejret ud fra et sundhedsmæssigt synspunkt, "sagde forsker Greg Huey fra Georgia Institute of Technology, som ledte undersøgelsen. Undersøgelsen beskriver også andre kemikalier i røg, nogle aldrig før målt, og det øger den anslåede årlige emission af partikler i det vestlige USA betydeligt.

De tidligere EPA -data havde været baseret på fjerprøver taget i kontrollerede forbrændinger antændt af skovfolk. Måler fjer så grundigt, fra himlen, direkte i et tykt brande havde ikke været muligt før denne undersøgelse.

Hælder i fjer

Unikke forskningsmissioner indsatte fly til at pløje gennem fjeldene fra tre store naturbrande, herunder Rim Fire 2013, den tredjestørste løbeild i Californiens historie. Et ensemble af instrumenter, der stritter fra flankerne på NASA og US Department of Energy -fly, tillod forskergrupper om bord at måle kemikalier og partikler i realtid og slippe masser af data, som den nye undersøgelse bygger på.

"Vi gik faktisk for at måle, lige over ilden, hvad der kom ud, "sagde Huey, en professor i Georgia Tech's School of Earth and Atmospheric Sciences, som han også leder.

Bob Yokelson, en professor i atmosfærisk kemi ved University of Montana har indtaget en ledende rolle i mange aspekter af forskningen og var i en gruppe på omkring 20 forskere, der valgte de instrumenter, der skulle installeres på det store NASA -fly. "Vi behøvede virkelig ikke at gå uden noget, vi virkelig gerne ville, "sagde han. Yokelson hjalp også med at designe flyvevejene.

Georgia Tech havde instrumenter og forskere på NASA DC-8-flyet. Forskere tilknyttet i alt mere end et dusin universiteter og organisationer deltog i dataindsamling eller analyse. Forskerne offentliggjorde deres peer-reviewed resultater den 14. juni i Journal of Geophysical Research:Atmosfærer .

"Dette papir forventes at tjene som grundlag for den næste NASA -brandkemiske overvågningsmission, "Sagde Huey.

Raffinaderi i flammer

Methanol, benzen, ozonforstadier og andre skadelige emissioner, der indsamles fra ildfyr, kan få det til at lyde som om et olieraffinaderi gik i flammer. Det er ikke så langt ude, som olie og andre fossile brændstoffer stammer fra gammel biomasse.

"Du kan se røgen, og det er mørkt af en grund, "Sagde Huey." Når du måler naturbrande, du får alt, der er at måle. Du begynder nogle gange at spekulere på, hvad der er derinde. "

Undersøgelsen fandt mange organiske kemikalier i ildfugterne, og teknologiske fremskridt gjorde det muligt for dem at opdage visse nitrater i røgen for første gang. Men afbrænding af biomasse ser ikke ud til at være en dominerende kilde til disse kemiske forurenende stoffer, og hovedresultaterne i undersøgelsen involverede de fine partikler.

Partikler, hvoraf nogle indeholder oxidanter, der forårsager genetisk skade, er i de resulterende aerosoler. De kan drive over lange afstande ind i befolkede områder.

Folk udsættes for skadelige aerosoler fra industrielle kilder, også, men brande producerer mere aerosol pr. mængde brændt brændstof. "Biler og kraftværker med forureningskontrol brænder tingene meget mere rent, "Sagde Huey.

Forskellige aerosoler stiger også op i atmosfæren, men deres nettoeffekt på global opvarmning eller afkøling er stadig usikker, da nogle aerosoler reflekterer sollys væk fra Jorden, og andre, i modsætning, fange varme i atmosfæren.

Foreskrevne forbrændinger

Efterhånden som global opvarmning udvider skovbrande i størrelse og antal, den efterfølgende forurening vil vokse sammen med dem. At øge professionelle menneskeskabte forbrændinger kan hjælpe med at reducere disse emissioner, undersøgelsen foreslog.

Såkaldte foreskrevne forbrændinger forhindrer eller reducerer naturbrande, og de ser ud til at producere langt mindre forurening pr. arealenhed end naturbrande, undersøgelsen sagde.

"En foreskrevet brand kan brænde fem tons biomassebrændstof pr. Acre, der henviser til, at en løbeild kan brænde 30, "sagde Yokelson, der har dedikeret årtiers forskning til biomassebrande. "Denne undersøgelse viser, at naturbrande også udsender tre gange mere aerosol pr. Ton brændt brændstof end foreskrevne brande."

Selvom der stadig skal kendes mere om professionelt foreskrevne forbrændingsemissioner, denne nye forskning gør det klart, at naturbrande brænder meget mere og forurener meget mere. Dataene vil også bidrage til at forbedre de overordnede skøn over emissioner af brande.

Brandforebyggende fagfolk følger strenge regler for at udføre foreskrevne forbrændinger for at undgå ulykker og sende forurening nedad i befolkede områder. Forskerne anbefaler ikke, at folk uden erfaring brænder biomasse, da dette bidrager til luftforurening og kan udløse tragiske flammer, herunder brande.

Skræmmende flyrejser

Eksperimenter som disse i virkelige naturkatastrofer er ualmindelige ikke kun på grund af sjældenheden ved at samle så store instrumenter og tage dem i luften. Flyvningerne kan også være farlige. Plumes er ikke kun fyldt med toksiner, men deres turbulens kaster fly rundt, rystende teknologi og forskere.

"Røgen lækker ind i kabinen og gør dig kvalm, "sagde Yokelson, der begyndte at flyve plume -missioner for mange år siden. "Du prøver at tage notater, kør dit instrument, se på ilden, tale på headsettet, og få billeder. Og på samme tid, det er vanvittigt ujævnt. Normalt, hvis du er i et mindre fly, din mave er ikke for glad. "

Også, skovbrande dukker op uanmeldt, så flyveplaner skal hamres ud med kort varsel omkring strenge regler, der normalt forbyder flyvninger nær brande. Forskningsfly skal også koordinere med regionale myndigheder for at undgå at krydse stier med brandslukningsfly.

De sjældne data, flyvningerne fra NASAs SEAC4RS -mission og Department of Energy's BBOP -mission har givet, kan i høj grad øge forståelsen for de forurenende stoffer, der naturligt brænder biomasse, der slynger ud i luften.