Bosbrandrook kan toxines tot honderden kilometers vervoeren en ‘stedelijke vervuiling’ afzetten

Onderzoekers hebben aangetoond dat rookpluimen van bosbranden verontreinigende stoffen honderden kilometers mee kunnen dragen, waardoor er een giftige en blijvende impact ontstaat die opnieuw in het milieu kan worden vrijgegeven.

De frequentie en ernst van bosbranden zal naar verwachting blijven toenemen door klimaatverandering. De afgelopen weken hebben catastrofale bosbranden Los Angeles verwoest, waarbij tienduizenden hectaren zijn verbrand. Het bosbrandseizoen in Canada van 2023 was het meest destructieve ooit geregistreerd, met naar schatting 18,5 miljoen hectare verbrand. Het seizoen van 2024 was het op één na slechtste ooit, met meer dan 5 miljoen hectare verbrand, volgens het Canadian Interagency Forest Fire Centre, dat nationale statistieken bijhoudt.

Volgens onderzoekers kunnen bosbrandgebeurtenissen een steeds dominantere en verontrustende bron van vervuiling in stedelijke gebieden worden. Rook van bosbranden bevat een complexe mix van verontreinigende stoffen, waaronder polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s), een klasse van kankerverwekkende verbindingen die ook mutaties in de natuur kunnen veroorzaken. PAK’s worden geproduceerd wanneer onvolledige verbranding plaatsvindt, zoals wanneer hout brandt.

In de nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift Environmental Science & Technology, rapporteren onderzoekers van McMaster University dat de potentiële impact van PAK’s ver zelfs honderden kilometers van bosbranden reikt. “Deze studie werd gemotiveerd door de grote toename van de frequentie en ernst van bosbranden in West-Canada,” legt Iris Chan uit, een afgestudeerde student aan de afdeling Scheikunde en Chemische Biologie en hoofdauteur van de studie. “Er is veel publieke bewustwording en onderzoek naar de luchtkwaliteit met betrekking tot bosbranden in Noord-Amerika, maar de langetermijneffecten van rook die in steden drijft, zijn vrijwel onbekend.”

Stedelijke landschappen worden gedomineerd door ondoordringbare structuren en oppervlakken zoals gebouwen en wegen. In de loop der tijd accumuleren deze oppervlakken wat bekend staat als “stedelijke viezigheid,” een ophoping van afgezetdeeltjes en andere chemische verbindingen die verontreinigende stoffen zoals PAK’s kunnen vasthouden en opnieuw kunnen vrijgeven.

Voor deze studie hebben onderzoekers vrijwilligers in Kamloops en Calgary ingeschakeld om monsters in hun achtertuinen te verzamelen van augustus tot november 2021. Ze gebruikten speciaal ontworpen kits met glazen kralen, die ondoordringbare stedelijke oppervlakken zoals ramen nabootsen. De monsters werden regelmatig verzameld en geanalyseerd bij McMaster.

Het team zocht naar correlaties tussen de PAK’s in de stedelijke viezigheid en bewijs van brandactiviteit in metingen van de lokale luchtkwaliteit, zoals koolmonoxide en fijnstof. In de monsters van Calgary ontdekten onderzoekers dat de toxineniveaus bijna verdubbelden toen rook van branden in het nabijgelegen Saskatchewan arriveerde vanuit ongeveer 500 kilometer afstand. Er waren op dat moment geen andere grootschalige vervuilingsevenementen in Calgary, wat suggereert dat de toename gerelateerd was.

In Kamloops vonden ze een scherpe toename van toxinen, zelfs toen er geen significante bosbrandgebeurtenissen in de regio waren. Op basis van de specifieke samenstelling van de monsters concludeerden onderzoekers dat de stijging te wijten was aan een hyper-lokale brand, waarschijnlijk een kampvuur in de buurt. “We moeten ons realiseren dat de kleine dingen die mensen elke dag doen, zoals het gebruik van hun barbecue of het hebben van een kampvuur in de achtertuin, een significante en langdurige impact kunnen hebben op hun lokale omgeving,” zegt Sarah Styler, die de studie superviseert en de Canada Research Chair in Atmosferische Chemie aan McMaster bekleedt.

Het accumulatieprobleem wordt erger wanneer er niet genoeg regen valt om de viezigheid weg te spoelen. Een reservoir van toxinen kan in principe lange tijd groeien. “We zouden dan verwachten dat neerslag verontreinigende stoffen in het regenwaterafvoer vrijgeeft, met het potentieel voor nadelige gevolgen voor waterlichamen, sedimenten en het aquatische leven stroomafwaarts,” zegt Styler.

Het team volgt momenteel op door monsters te analyseren van verschillende steden in Canada en de Verenigde Staten die zijn verzameld tijdens het bosbrandseizoen van 2022. Daarnaast zijn ze recentelijk begonnen met een pilotproject met Environment Hamilton om stof- en viezigheidsmonsters in stadswijken te verzamelen en te analyseren om te bepalen hoeveel er in verschillende gebieden neerdwarrelt en wat het zou kunnen bevatten.