Intensiteten af ​​brande påvirker vandkvaliteten og behandlingen i skovområder

Den nylige Thomas Fire i Californien var den største løbeild i statens moderne historie. Det sviddede næsten 282, 000 hektar mellem december 2017 og januar 2018, og fungerer som en påmindelse om, hvor ødelæggende sådanne begivenheder kan være. Nu, forskere rapporterer, at naturbrande i skovklædte vandområder kan have en variabel, men forudsigelig indvirkning på de stoffer, der frigives fra jord og strømmer ind i drikkevandskilder. Den nye forskning giver vigtig indsigt for vandværker, der vurderer behandlingsmuligheder efter alvorlige naturbrande.

Forskerne vil præsentere deres arbejde i dag på det 255. nationale møde og udstilling af American Chemical Society (ACS).

"Skovbrande kan have dramatiske virkninger på vandområder, ud over at ødelægge personlig ejendom, "Fernando L. Rosario-Ortiz, Ph.d., siger. "Men deres potentielle virkninger på drikkevandskilder er måske mindre indlysende, forårsaget af ændring af jordbund og de grundlæggende processer i skovklædte vandområder. Vi finder ud af, at disse brande kan forårsage, at mange stoffer frigives fra jorden til drikkevandskilder, fører til forurening. Stoffernes art og mængde afhænger af brandens sværhedsgrad. "

Skovklædte vandområder skaber næsten to tredjedele af amerikanske drikkevandskilder og milliarder af forbrugere verden over, ifølge National Research Council. Sunde urbane og landdistrikterne skovklædte vandområder absorberer nedbør og sne smelter, langsom stormafstrømning, filtrerer forurenende stoffer og giver kritiske levesteder for fisk og dyreliv. Ud over, skovklædte vandområder giver rekreative muligheder og hjælper med at støtte lokale økonomier.

Efter en løbeild, der kan ske betydelige ændringer i kildevandskvaliteten, som kan påvirke vandbehandlingsprocesser. Disse ændringer omfatter forbedret mobilisering af næringsstoffer, sedimenter og opløst organisk kulstof (DOC), som kan påvirke drikkevandsforsyningers evne til at producere vand, der opfylder Environmental Protection Agency (EPA) standarder. Værktøjer har brug for nøjagtige oplysninger om disse virkninger, og hvordan de skal reagere på dem.

Rosario-Ortiz og hans team ved University of Colorado, Boulder har studeret forholdet mellem jordomdannelse og naturbrande siden 2012, da to brande brændte Upper Cache la Poudre -flodens vandskel i det nordlige Colorado. Teamet simulerede naturbrande af forskellig sværhedsgrad i laboratoriet ved at opvarme jord til forskellige temperaturer og analyserede derefter resultaterne.

"Op til et punkt, jo varmere jorden bliver, jo mere kulstof- og nitrogenholdige forbindelser frigives fra jord, "Rosario-Ortiz siger." Disse forbindelser, som generelt karakteriseres som DOC, kan reagere med kemikalier, der bruges til at rense vand og omdannes til desinfektionsbiprodukter, eller DBP'er, som du ikke vil have i drikkevand. "Faktisk, niveauet for tilladte DPB'er reguleres af EPA. "Men vi var overraskede over at opdage, at efterhånden som en løbeild stiger i sværhedsgrad, mængden af ​​DOC frigivet af jorden falder, og i stedet kan du ende med flere sedimenter i kildevandene, "Rosario-Ortiz siger.

Nu undersøger hans team, hvordan frigivelse af organiske forbindelser fra jord til vand ændres under naturbrande. "Vi fandt ud af, at der er en øget frigivelse af forbindelser med en lavere gennemsnitlig molekylvægt, indeholdende både flere ilt- og nitrogenfunktioner, sammenlignet med typiske forhold, "Rosario-Ortiz rapporterer." Resultaterne fra dette arbejde vil hjælpe os med bedre at forstå de overordnede virkninger, som naturbrande har på vandkvaliteten og i sidste ende på produktionen af ​​drikkevand. "

Rosario-Ortiz forventer, at hans forskning finder en stigende anvendelse, da antallet og sværhedsgraden af ​​naturbrande stiger på grund af klimaændringer, ekstreme tørke, landforstyrrelser og øget brændstofbelastning.