De recente Thomas Fire in Californië was de grootste bosbrand in de moderne geschiedenis van de staat. Het verschroeide bijna 282, 000 acres tussen december 2017 en januari 2018, en dient als een herinnering aan hoe verwoestend dergelijke gebeurtenissen kunnen zijn. Nutsvoorzieningen, onderzoekers melden dat bosbranden in beboste stroomgebieden een variabele maar voorspelbare impact kunnen hebben op de stoffen die vrijkomen uit de bodem en in drinkwaterbronnen terechtkomen. Het nieuwe onderzoek biedt belangrijke inzichten voor waterbedrijven bij het evalueren van behandelingsopties na ernstige bosbranden.

De onderzoekers presenteren hun werk vandaag op de 255e National Meeting &Exposition van de American Chemical Society (ACS).

"Wildbranden kunnen dramatische effecten hebben op stroomgebieden, naast het vernietigen van persoonlijke eigendommen, " Fernando L. Rosario-Ortiz, doctoraat, zegt. "Maar misschien minder voor de hand liggend zijn hun potentiële effecten op drinkwaterbronnen, veroorzaakt door veranderende bodems en de fundamentele processen van beboste stroomgebieden. We zien dat door deze branden veel stoffen uit de bodem kunnen vrijkomen in drinkwaterbronnen, leidt tot besmetting. De aard en hoeveelheid van de stoffen is afhankelijk van de ernst van de brand."

Beboste stroomgebieden leveren bijna twee derde van de Amerikaanse drinkwaterbronnen en miljarden consumenten wereldwijd, volgens de Nationale Onderzoeksraad. Gezonde beboste stroomgebieden in steden en op het platteland absorberen regen en smeltende sneeuw, langzame stormafvoer, filter verontreinigende stoffen en bieden kritische habitats voor vissen en dieren in het wild. In aanvulling, beboste stroomgebieden bieden recreatiemogelijkheden en helpen de lokale economieën te ondersteunen.

Na een bosbrand, significante veranderingen kunnen optreden in de kwaliteit van het bronwater, die van invloed kunnen zijn op waterbehandelingsprocessen. Deze veranderingen omvatten een verbeterde mobilisatie van voedingsstoffen, sedimenten en opgeloste organische koolstof (DOC), die van invloed kunnen zijn op het vermogen van drinkwaterbedrijven om water te produceren dat voldoet aan de normen van het Environmental Protection Agency (EPA). Nutsbedrijven hebben nauwkeurige informatie nodig over deze effecten en hoe ze erop kunnen reageren.

Rosario-Ortiz en zijn team aan de Universiteit van Colorado, Boulder bestudeert sinds 2012 de relatie tussen bodemtransformatie en bosbranden. toen twee bosbranden het stroomgebied van de Upper Cache la Poudre River in het noorden van Colorado in brand staken. Het team simuleerde bosbranden van verschillende ernst in het laboratorium door de bodem tot verschillende temperaturen te verwarmen en analyseerde vervolgens de resultaten.

"Tot op zekere hoogte, hoe warmer de grond wordt, hoe meer koolstof- en stikstofhoudende verbindingen uit de bodem vrijkomen, " zegt Rosario-Ortiz. "Deze verbindingen, die over het algemeen worden gekenmerkt als DOC, kan reageren met chemicaliën die worden gebruikt om water te zuiveren en worden omgezet in bijproducten van desinfectie, of DBP's, die je niet in het drinkwater wilt hebben." In feite, het niveau van toegestane DPB's wordt gereguleerd door EPA. "Maar we waren verrast toen we ontdekten dat naarmate een natuurbrand in ernst toeneemt, de hoeveelheid DOC die door de bodem vrijkomt neemt af, en in plaats daarvan zou je kunnen eindigen met meer sedimenten in het bronwater, ' zegt Rosario-Ortiz.

Nu bestudeert zijn team hoe de afgifte van organische verbindingen uit de bodem in het water verandert tijdens bosbranden. "We ontdekten dat er een verhoogde afgifte is van verbindingen met een lager gemiddeld molecuulgewicht, met zowel meer zuurstof- als stikstoffunctionaliteiten, vergeleken met typische omstandigheden, " meldt Rosario-Ortiz. "De resultaten van dit werk zullen ons helpen de algemene effecten die bosbranden hebben op de waterkwaliteit en uiteindelijk op de productie van drinkwater beter te begrijpen."

Rosario-Ortiz verwacht dat zijn onderzoek steeds meer toepassing zal vinden naarmate het aantal en de ernst van bosbranden toeneemt als gevolg van klimaatverandering, extreme droogte, landverstoringen en verhoogde brandstofbelastingen.