Onderzoek naar luchtkwaliteit in Reno onthult brede atmosferische en volksgezondheidsimpact van rook van bosbranden

Verhoogde Impact van Bosbranden op Luchtkwaliteit in Reno

Met de toenemende frequentie, ernst en omvang van bosbranden in het westen van de VS, zijn onderzoekers vastbesloten om beter te begrijpen hoe rook de luchtkwaliteit, de volksgezondheid en zelfs het weer beïnvloedt.

Tijdens het branden stoten bosbranden enorme hoeveelheden aerosolen uit; de verdampte resten van brandende bomen en huizen die in de atmosfeer en de lucht komen die we inademen. Een nieuwe studie onderzoekt deze aerosolen en gassen om hun mogelijke effecten op onze gezondheid en het weer van de planeet op de korte en lange termijn te identificeren.

Het onderzoek, gepubliceerd in Environmental Science: Atmospheres, heeft de luchtkwaliteit in Reno, Nevada, gemeten over een periode van 19 maanden tussen 2017 en 2020 om zowel rokerige als heldere dagen vast te leggen. Gedurende deze periode heeft rook van meer dan 106 bosbranden de lucht in de stad beïnvloed. DRI-wetenschappers Siying Lu en Andrey Khlystov leidde het onderzoek, dat een toename van zowel fijne aerosolen (bekend als PM 2.5) als koolmonoxide tijdens rokerige dagen aantoonde.

Tijdens de brandgevoelige late zomermaanden die in de studie zijn geanalyseerd, was bosbrandrook verantwoordelijk voor 56% tot 65% van de PM2.5 en 18% tot 26% van de koolmonoxideconcentraties in de lucht van Reno. De resultaten hebben implicaties voor het weer, de vorming van wolken en de volksgezondheid.

“We weten dat Reno vaak wordt getroffen door bosbranden in de zomer, dus we wilden rokerige en niet-rokerige dagen vergelijken en de impact op de lokale luchtkwaliteit meten,” zei Lu, die het onderzoek voltooide als onderdeel van haar promotiewerk. “Hoewel we ons in deze studie op Reno richtten, hebben we de methode ontwikkeld zodat deze theoretisch overal kan worden toegepast.”

Het onderzoeksteam begon op het dak van de DRI-campus in Reno, waar ze apparatuur installeerden die de grootte van atmosferische deeltjes kon meten. Deze informatie is belangrijk omdat het bepaalt hoe de deeltjes interageren met zowel de atmosfeer als het menselijk lichaam. Grotere deeltjes kunnen onze bovenste luchtwegen beïnvloeden, terwijl fijne aerosolen dieper in de longen kunnen doordringen.

De onderzoekers verzamelden ook gegevens van een luchtkwaliteitsmonitoringstation van de EPA in het centrum van Reno, dat uurlijkse concentraties van PM2.5, ozon, koolmonoxide en andere luchtverontreinigende stoffen aanbood. De gegevens gaven ook concentraties van kalium, een element dat vrijkomt bij brandende bomen en ander hout, wat kan worden gebruikt om de aanwezigheid van bosbrandrook in de lucht te bevestigen.

Het team verifieerde verder wanneer luchtvervuiling werd veroorzaakt door bosbrandrook door satellietbeelden te gebruiken om zichtbare rookpluimen en brandlocaties van NASA en NOAA te identificeren. Met een extra hulpmiddel van NOAA konden ze de winden in Reno terug in de tijd volgen om te bevestigen dat ze inderdaad door een gebied met bosbranden waren gegaan.

Bosbrand-aerosolen hebben een gecompliceerd effect op het weer. Enerzijds kunnen ze fungeren als een filter om binnenkomend zonlicht te verspreiden en te reflecteren, wat een verkoelend effect creëert. Aan de andere kant bevatten ze lichtabsorberend materiaal, zoals roet en bruine organische verbindingen, die warming kunnen veroorzaken. Grotere aerosolen kunnen de vorming en duur van wolken bevorderen door te fungeren als nucleï voor waterdamp om rond te condenseren. De gegevens toonden aan dat rokerige dagen aerosolen bevatten die waarschijnlijk als wolknucleï fungeren bij concentraties tot 13 keer hoger dan gemiddeld.

“We hebben ontdekt dat de grootte van de deeltjes tijdens branden aanzienlijk verschilt van een normale dag in Reno, wat implicaties heeft voor de wolkenformatie en hoe zonlicht wordt verspreid, evenals de volksgezondheid,” zei Khlystov, onderzoeksprofessor in de chemie aan DRI.

De studie vond ook hogere concentraties koolmonoxide op rokerige dagen. Het inademen van hoge concentraties koolmonoxide kan het vermogen van het bloed om zuurstof naar je hersenen en andere organen te vervoeren verminderen.

In tegenstelling tot koolmonoxide werden concentraties van stikstofoxiden en ozon op vergelijkbare niveaus aangetroffen in de lucht van Reno, zowel op rokerige als gemiddelde dagen. Dit wordt toegeschreven aan hun afgifte door verkeer en chemische reacties die door zonlicht worden geïnduceerd.

“Ons onderzoek biedt een van de meest uitgebreide inzichten in hoe bosbrandrook de luchtkwaliteit in het westen van de VS beïnvloedt,” zei Lu. Ze werkt aan een machine learning-programma om dit soort luchtkwaliteitsonderzoek te vergemakkelijken door de mogelijkheid te automatiseren om te identificeren wanneer bosbrandrook aanwezig is in de lucht. Dit zou potentieel kunnen worden gebruikt om een geautomatiseerde app te bouwen die de real-time impact van rook op basis van locatie kan identificeren en het onderzoek naar luchtkwaliteit en volksgezondheid kan vergemakkelijken.