Enorme rookpluimen die door ongecontroleerde bosbranden in de atmosfeer worden gegooid, kunnen de gezondheid van mensen die honderden kilometers verderop wonen, schaden.

Elk jaar, duizenden branden overspoelen bossen, graslanden en heidevelden in heel Europa. in 2018, meer dan 204, 861 hectare land werd verbrand in Europa en andere landen rond de Middellandse Zee, terwijl bosbranden vorig jaar meer dan 1,2 miljoen hectare verwoestten. Branden in het noordpoolgebied in juni vestigden een nieuw record in koolstofemissies in 18 jaar monitoring.

Als de bomen, struiken, gras en turf worden verzwolgen door deze branden, enorme hoeveelheden rook, roet en andere verontreinigende stoffen komen vrij in de lucht. Bij grote branden de rook kan vele kilometers in de stratosfeer opstijgen en zich over hele regio's verspreiden, luchtvervuiling veroorzaken in gebieden ver weg van waar de vlammen werkelijk waren.

'In de oostelijke Middellandse Zee krijgen we rook die naar beneden komt van bosbranden in Rusland en als het gebeurt, is er overal wazige rook, ' zei professor Athanasios Nenes, een atmosferisch chemicus aan het Institute of Chemical Engineering Sciences in Patras, Griekenland. 'Het kan behoorlijk dramatisch zijn. Ze tasten de luchtkwaliteit aan over hele regio's of delen van continenten.'

Prof. Nenes is hoofdonderzoeker van het PyroTRACH-project, die probeert uit te zoeken hoe de uitstoot van bosbranden – samen met andere soorten biomassaverbranding, zoals huishoudelijke houtvuren - verandering in de atmosfeer en de impact die dit heeft op de menselijke gezondheid en het klimaat.

wereldwijd, bosbrandrook veroorzaakt naar schatting meer dan 339, 000 vroegtijdige sterfgevallen per jaar - veel meer dan degenen die direct om het leven komen bij deze branden.

Het team neemt regelmatig luchtmonsters op drie locaties in Griekenland:Kreta, Athene en Patras. Deze worden gecombineerd met voorbeelden van medewerkers over de hele wereld, waaronder in de VS, het noordpoolgebied, Indië, Europa, Vietnam en in de lucht boven de zuidelijke Atlantische Oceaan.

'Als je naar deze monsters kijkt, je kunt altijd veel deeltjes in de lucht vinden, maar je kunt niet met zekerheid zeggen of het afkomstig is van de verbranding van biomassa, ' zei prof. Nenes. 'Het idee achter PyroTRACH is om te kijken of we specifieke kenmerken van branden kunnen identificeren en, in aanvulling op, volgen wat er met de rook gebeurt als deze in de atmosfeer ouder wordt.'

Leeftijd

Om dit te doen, de onderzoekers gebruiken een speciale milieukamer in het laboratorium die de omstandigheden in de atmosfeer repliceert. Vervolgens genereren ze verse rookmonsters door verschillende soorten plantaardig materiaal te verbranden, die vervolgens in de kamer mogen "verouderen".

Na verloop van tijd kunnen ze zien hoe de chemie van de deeltjes in de rook verandert wanneer ze worden blootgesteld aan de atmosfeer en dagelijkse patronen van zonlicht en duisternis. Met draagbare kamers kunnen ze ook rook verouderen die rechtstreeks afkomstig is van echte branden in de buitenomgeving.

'We proberen de levensduur van rook in de atmosfeer te begrijpen en hoe deze chemisch evolueert, ' zei prof. Nenes. 'We willen de effecten karakteriseren die het zal hebben op de menselijke gezondheid en het klimaat. Wordt het giftiger (met de leeftijd), of een groter (opwarmend) effect op het klimaat hebben (dan nu gedacht), of meer nutriënten aan ecosystemen leveren als het terugvalt op de grond?'

Een van de belangrijkste bevindingen die het team heeft gedaan sinds het vijfjarige project in 2017 begon, is dat deeltjes die vrijkomen bij brandende vegetatie bij bosbranden na verloop van tijd giftiger worden.

Rook van bosbranden kan een paar weken in de atmosfeer blijven hangen terwijl het zich verspreidt. Terwijl ze in de lucht zijn, reageren de rookdeeltjes chemisch met sporenradicalen - moleculen met ongepaarde elektronen - om een ​​proces te ondergaan dat bekend staat als oxidatie. Hierdoor worden de verbindingen in de rookdeeltjes omgezet in zeer reactieve verbindingen. Als ze worden ingeademd, deze reactieve verbindingen - bekend als vrije radicalen - kunnen cellen en weefsels in het lichaam beschadigen.

'We weten dat het niet goed is om rook in te ademen als je dicht bij een vuur bent, maar we hebben gezien dat het na verloop van tijd erger wordt - tot vier keer giftiger per dag op de weg, ' zei prof. Nenes, verwijzend naar enkele van hun experimentresultaten. Deze resultaten toonden aan dat rookmonsters die meer dan vijf uur nadat ze uit een brand waren vrijgekomen uit de lucht waren genomen, twee keer zo giftig waren als toen ze voor het eerst werden vrijgegeven en naarmate ze verder ouder werden in het laboratorium, nam de toxiciteit toe tot vier keer het oorspronkelijke niveau.

'Dit betekent dat zelfs als je ver weg bent van een vuur, als de rook naar je toe wordt geblazen, het kan een aanzienlijke impact hebben op de gezondheid, ' hij zei. 'Mensen zijn zich er misschien niet eens van bewust dat ze de dampen van een verre bosbrand inademen, maar het zal hun gezondheid aantasten.'

Gezondheid

Hoewel de exacte gezondheidseffecten van het inademen van deze rook nog volledig moeten worden begrepen, Prof. Nenes en zijn team zullen hun resultaten invoeren in een ander project genaamd REMEDIA. Het onderzoekt hoe luchtvervuiling de longen beïnvloedt als onderdeel van het Human Exposome Network, die zich richt op wat milieublootstellingen doen voor de menselijke gezondheid.

Maar men denkt dat reactieve verbindingen van bosbrandrook een aantal gezondheidseffecten op korte en lange termijn hebben.

'Ze kunnen mensen vatbaarder maken voor infecties, kan leiden tot ademhalingsmoeilijkheden en sommige mensen vatbaarder maken voor hartaanvallen, ' zei prof. Nenes. 'Tegelijk bevatten de rookdeeltjes ook kankerverwekkende stoffen - polyaromatische koolwaterstoffen - die ook oxideren en kankerverwekkender worden, het risico op kanker vergroten.'

Deze toename van de toxiciteit is met name een punt van zorg, aangezien het bekend is dat rook van grote bosbranden over hele continenten en zelfs oceanen reist. Rook die opstijgt door bosbranden in Alberta, Canada, bijvoorbeeld, werd gevolgd terwijl het zich langs de oostkust van de VS verspreidde, over de Atlantische Oceaan naar Europa in 2019. rook van de recente verwoestende branden in Australië die Zuid-Amerika overspoelde en de vervuiling door bosbranden in Siberië heeft zich verspreid naar het westen van Canada en de VS.

'Wildfire-rook kan over de hele wereld circuleren, ' zei dr. Mike Flannigan, directeur van het Canadian Partnership for Wildland Fire Science aan de Universiteit van Alberta. 'Rook van intens vuur kan in de bovenste atmosfeer worden geïnjecteerd, waar sterke winden - meestal westenwinden - het snel over de hele wereld kunnen vervoeren.'

Dit betekent dat grote bosbranden dramatische gevolgen kunnen hebben voor de luchtkwaliteit en het zicht in steden ver weg van de bron van de rook, wat de luchtvervuiling in steden kan verergeren, waardoor het risico op gezondheidsproblemen en sterfgevallen onder degenen die daar wonen toenemen.

Rook

In Europa zijn er gemiddeld 65, 000 bosbranden per jaar, maar de regio wordt ook overspoeld door seizoensgebonden rookwolken van branden verder weg.

Tijdens de koudere wintermaanden draagt ​​het verbranden van huishoudelijk hout een aanzienlijk deel van de rook in de atmosfeer bij, vooral in stedelijke gebieden, volgens prof. Nenes.

Er is meer werk nodig om de vele bronnen van vervuiling in de lucht te begrijpen. Het ontrafelen van deze bronnen is het doel van het Aeromet-project. Het ontwikkelt nieuwe manieren om de aerosolen en deeltjes die de lucht vervuilen beter te analyseren, vooral in stedelijke gebieden in heel Europa. Momenteel is het moeilijk te onderscheiden welke afkomstig zijn van natuurlijke bronnen - zoals stof dat in de lucht wordt geblazen en zout dat door de wind van de oceanen wordt opgetild - en die afkomstig zijn van branden, voertuigen, industrie en andere menselijke activiteiten.

Het verbeteren van de nauwkeurigheid van de manier waarop deze worden gemeten en geïdentificeerd, zou de autoriteiten niet alleen kunnen helpen om luchtverontreiniging beter te monitoren, maar ook 'kunnen helpen bij het identificeren van kritieke afzonderlijke bronnen van deeltjes en het voorstellen van passende tegenmaatregelen om de luchtkwaliteit te verbeteren' op basis van de bevindingen, zegt Dr. Burkhard Beckhoff, coördinator van het Aeromet-project en onderzoeker aan de Duitse Physikalisch-Technische Bundesanstalt in Berlijn.

Prof. Nenes hoopt dat het karakteriseren van de vervuiling door bosbranden en huishoudelijke houtverbranding kan helpen om klimaatveranderingsmodellen te verbeteren, aangezien een deel van het roet dat vrijkomt door branden - bekend als bruine koolstof - een aanzienlijke rol speelt bij het absorberen van warmte van de zon, en verergert de opwarming van de aarde.

'De kleinere bruine koolstofmoleculen hebben de neiging om vrij snel te bleken, maar grotere zijn veerkrachtiger, het creëren van een laag maar aanhoudend verwarmingseffect, ' hij zei.

Als klimaatwetenschappers weten hoeveel van deze bruine koolstof wordt geproduceerd in bosbranden en huishoudelijke houtverbranding, kunnen klimaatwetenschappers betere klimaatvoorspellingen doen.

Nu klimaatmodellen al voorspellen dat bosbranden waarschijnlijk vaker zullen voorkomen en heviger zullen worden naarmate de temperatuur op aarde stijgt, en binnenlandse houtverbranding in opkomst, de rook die ze produceren een nog groter risico kan vormen voor de menselijke gezondheid en het milieu, zegt prof. Nenes.

'Ik ben opgegroeid met het kunnen zien van het effect dat branden hebben op onze lucht hier in Griekenland, ' hij zei. 'Het is alarmerend om te bedenken wat we onszelf en het milieu aandoen. Maar hopelijk als we hier meer over begrijpen, we kunnen bijdragen aan beleid dat moet worden ontwikkeld om de gevolgen van deze branden te beperken.'

Het onderzoek in dit artikel is gefinancierd door de EU. Als je dit artikel leuk vond, overweeg om het op sociale media te delen.