دخان الحرائق وصحة الإنسان

دخان الحرائق وصحة الإنسان : مع ازدياد عدد حرائق الغابات ، تسعى حملة جوية إلى فهم كيفية تأثير الأدخنة التي تنبعث منها على صحة الإنسان.

” هذا مهم. يقول جيم كروفورد “إنه ليس سميكًا جدًا”. بعد ظهر هذا اليوم في نهاية يوليو 2019 ، يتجه الكيميائي الجوي هذا مباشرة إلى دوامات من الدخان من حريق غابة على متن DC-8 قديم أعادته وكالة ناسا إلى مختبر جوي. في المقصورة ، يقوم خمسة وثلاثون عالماً ومهندساً بمعايرة أدواتهم ، ومعظمهم مصمم لقياس الملوثات. بدأت الطائرة في الاهتزاز عندما دخلت عمودًا من الدخان من حريق نورث هيلز ، على ارتفاع 3650 مترًا فوق مستوى سطح البحر ، بالقرب من ميسولا ، مونتانا.

هذه الرحلة هي الثالثة من مشروع

هذه الرحلة هي الثالثة من مشروع Firex-AQ ، ( لتأثير الحريق على البيئات الإقليمية إلى العالمية ونوعية الهواء، أو “تأثير الحريق على البيئات الإقليمية والعالمية وعلى جودة الهواء”) برنامج طموح مدته ثلاث سنوات ، بقيادة الوكالة الأمريكية لرصد المحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ووكالة ناسا. يهدف إلى تحديد التركيب الكيميائي للدخان المنبعث من أنواع مختلفة من الحرائق وقياس خطورته على صحة الإنسان. في صيف عام 2019 ، مرت الطائرة DC-8 وطائرتان أخريان عبر أكثر من مائة عمود مختلف ، من فقاعة صغيرة من الدخان تتصاعد من احتراق مزرعة صغيرة في كانساس ، إلى “عيش الغراب” العملاق الذي ارتفع إلى 9450 مترًا فوقها. مستوى سطح البحر فوق مسطحات ويليامز ، حرائق واشنطن ، حريق يشبه الانفجار البركاني! ليس مبكرًا: على الرغم من أن الحرائق تنبعث من ثلث الجسيمات في الغلاف الجوي

إقرأ أيضا:كيف تستفيد مما تقرأ في الكتب

دخان الحرائق وصحة الإنسان : التعرض المزمن للجزيئات الدقيقة الموجودة في جميع أنواع الدخان يسبب أمراض القلب والرئة

نحن نعلم بالتأكيد أن التعرض المزمن للجزيئات الدقيقة الموجودة في جميع أنواع الدخان يسبب أمراض القلب والرئة ، مما يؤدي إلى الوفاة المبكرة لـ 4.2 مليون شخص في جميع أنحاء العالم في عام 2016 وحده. ناهيك عن مليون حالة وفاة مبكرة تُعزى إلى الأوزون ، وهو غاز بشكل أساسي ينتج عن تفاعلات كيميائية بين المركبات الموجودة في الدخان والجو مما يقلل من وظائف الرئة بعد التعرض المتكرر. لكن التفاصيل مفقودة: في أي سياق وبأي آلية تتشكل هذه المركبات السامة وغيرها وفقًا لأنواع الدخان المختلفة؟

الهدف من Firex-AQ هو سد هذه الثغرات. يفحص جيم كروفورد جهازه اللوحي ، ويتصفح البيانات المحدثة في الوقت الفعلي حول مئات الجسيمات والغازات التي يتم أخذ عينات منها. حتى في المدن الصغيرة ، كما يقول ، يكتشف الباحثون تلوثًا أسوأ بكثير مما شاهده هو وفريقه في ذلك اليوم فوق الغابة. “كيف تتراكم كل هذه الحرائق؟” يسأل نفسه. كم الأوزون الذي تنتجه الحرائق؟ ما هي الكيمياء التي تدخل في تكوينها؟ وكيف تتحكم في مثل هذه الظاهرة الطبيعية؟ “

الباحثين الرئيسيين

يوضح Carsten Warneke ، من NOAA وأحد الباحثين الرئيسيين في Firex-AQ ، أن نماذج جودة الهواء تعالج الدخان الناتج عن الحرائق مثل سحابة من التلوث أو الضباب الدخاني.، في حين أن هذه مشكلة مختلفة تمامًا. تم تركيبه في قاعدة الحرس الوطني ، في بويز ، أيداهو ، مع خمسين عالماً ، ويتمثل أحد أدواره في غربلة البيانات (سجلات الأرصاد الجوية ، ونوع الوقود ، وما إلى ذلك) عن الحرائق الجارية لتحديد أي منها هي الأنسب لأهداف البرنامج. ليس الأمر سهلاً دائمًا ، لأن “هناك الكثير من العلماء ، وليس كلهم ​​يعملون في نفس المشروع الفرعي” ، كما يوضح أمبر سوجا ، من المعهد الأمريكي للفضاء ، والمسؤول عن إبلاغ الأربعمائة باحث المهتمين بـ نشاط الأضواء النهارية.

إقرأ أيضا:ما الوظائف أو الدراسات لتصبح ثريًا

دخان الحرائق وصحة الإنسان : كان الدخان الناتج عن حرائق الغابات مثيرًا للاهتمام

كان الدخان الناتج عن حرائق الغابات مثيرًا للاهتمام بالفعل منذ أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين: أثناء دراستهم للضباب المنقول إلى القطب الشمالي في ألاسكا من آسيا ، بالإضافة إلى جودة الهواء على أطراف المدن الشمالية الشرقية. أمريكي ، جيم روبرتس ، أيضًا من NOAA ، و Carsten فوجئ Warneke بالعثور على البصمات الكيميائية للحرائق في جميع بياناتهم. في ذلك الوقت ، كانت توقعات الانبعاثات من الحرائق غير موثوقة. في دراسة أجريت عام 2008 ، وجدت مقارنة أربعة نماذج مخصصة أن التقديرات يمكن أن تختلف من واحد إلى الآخر بعامل 10. لا عجب إذا كنا نعلم أن هذه النماذج كانت تستند فقط إلى دراسة 39 حريقًا مختلفًا. بالنظر إلى تنوع الحرائق ، كان نقص البيانات صارخًا.

دخان الحرائق وصحة الإنسان : ساعد في تطوير النسخة الأولى من مشروع Firex-AQ

بعد ذلك ، اقترب جيم روبرتس وكارستن وارنيك من بوب يوكيلسون من جامعة مونتانا ، الذي كان يدرس دخان النار لمدة ثلاثين عامًا تقريبًا. كرجل إطفاء سابق ، ساعد في تطوير النسخة الأولى من مشروع Firex-AQ . كان لفترة طويلة الوحيد ، إلى جانب عدد قليل من أساتذة الجامعات ، لدراسة هذا الدخان في الميدان. لقد استأجروا طائرة صغيرة بطول 20 مترًا (DHC-6 Twin Otter) ، وحملوها بأدوات ، وداروا حول أعمدة الدخان. كانت مهتمة أنها في نفس الهباء الجوي، والجسيمات غرامة والغازات التي هي محور FIREX -AQ اليوم، ولكن القياسات الكثير خشونة.

إقرأ أيضا:3 أسباب لزيادة ميزانية التسويق الرقمي الخاصة بك

أدت عدة مواسم متتالية من الحرائق الشديدة والدخان إلى تغيير اللعبة

أدت عدة مواسم متتالية من الحرائق الشديدة والدخان إلى تغيير اللعبة. تم تخصيص ملايين الدولارات لمزيد من الحملات البحثية الجوهرية واكتسب مشروع Firex-AQ زخمًا. انضم إلى الأسطول طائرة من طراز DC-8 ، يمكنها الطيران على ارتفاعات عالية ومسافات كبيرة ، بالإضافة إلى عدد قليل من الطائرات المروحية السريعة المزودة بأدوات تحليل جودة الهواء لتطير على ارتفاع منخفض وأقرب إلى أعمدة الدخان. يعتبر الجزء الداخلي من DC-8 مختبرًا حقيقيًا ، على سبيل المثال ، مع أجهزة ليزر بأطوال موجية مختلفة لرسم خريطة لعمود من الدخان في ثلاثة أبعاد وفي الوقت الفعلي.

تكتشف الأدوات المختلفة العديد من المركبات الكيميائية ، بما في ذلك الأسيتونتريل المعروف بأنه مؤشر على احتراق الكتلة الحيوية. أجهزة الاستشعار الأخرى مخصصة لتتبع آثار الكربون الأسود والبني ، لتكوين الهباء الجوي غير الإلكتروني … قام فريق Firex-AQ أيضًا بتجهيز شاحنات لدراسة الدخان على الأرض.

دخان الحرائق وصحة الإنسان : من النار إلى التهاب المفاصل

بالفعل في عام 2009 ، حدد جيم روبرتس مركبًا ضارًا بشكل خاص في دخان حريق فروع صنوبر بونديروسا وأنواع الوقود الأخرى المميزة لغرب الولايات المتحدة ، حمض أيزوسيانيك. يؤدي التعرض المنتظم لهذا الجزيء إلى إعتام عدسة العين والتهاب المفاصل الروماتويدي وأمراض القلب. في هذا الوقت تقريبًا ، اندلع الحريق الأكثر تدميراً في تاريخ كولورادو ، حيث أحرق عشرات الآلاف من الأفدنة ودمر عدة مئات من المنازل. في بولدر ، في نفس الحالة ، قام جيم روبرتس بتحليل هواء المدينة ولاحظ أعلى تركيز لحمض الأيزوسيانك تم قياسه في الغلاف الجوي. قبله ، لم يفكر أحد في البحث عن هذا المركب. يتذكر قائلاً: “لم أنم عليه ليلتين متتاليتين”. لم يتخيل أحد أن الدخان يحتوي على حمض أيزوسيانيك. ماذا أيضا تجاهلنا؟ “

ماذا أيضا تجاهلنا؟

بشكل عام ، تحسنت جودة الهواء في المدن الأمريكية منذ أن أقر الكونجرس قانون الهواء النظيف في عام 1970. ولكن عندما تندلع الحرائق بالقرب من المناطق الحضرية ، فإن الدخان يدمر التقدم المحرز. النتيجة: أكثر ثماني مدن تلوثًا بالأوزون في الولايات المتحدة تقع جميعها في الغرب. و 23 من 25 مدينة الأكثر تلوثًا بجسيمات PM 2.5 (أي الجسيمات الدقيقة التي يقل قطرها عن 2.5 ميكرومتر والقادرة على دخول الرئتين ثم الدم) تقع في الغرب.أو ألاسكا.

يمكن أن يكون التعرض الطويل المدى لهذه الجسيمات 2.5 مميتًا ، حتى عندما تكون المستويات أقل من العتبات المسموح بها. في عامي 2017 و 2018 ، تعرض أكثر من 10 ملايين شخص في غرب الولايات المتحدة لمستويات PM 2.5 التي تجاوزت معايير جودة الهواء الخاصة بوكالة حماية البيئة. في غضون ثلاثين عامًا ، سيتجاوز هذا العدد 82 مليونًا. بحلول عام 2100 ، تشير التقديرات إلى أن استنشاق الدخان المزمن من الحرائق سيقتل 40 ألف شخص سنويًا في الولايات المتحدة وحدها.

دخان الحرائق وصحة الإنسان : الجاني الأول هو الاحتباس الحراري

الجاني الأول هو الاحتباس الحراري ، الذي يجعل الغرب أكثر سخونة وجفافًا. في دراسة نُشرت في يوليو 2019 ، أظهر عالم المناخ بارك ويليامز ، من جامعة كولومبيا في نيويورك ، أن الزيادة بمقدار خمسة أضعاف في المنطقة المحروقة بين عامي 1972 و 2018 مرتبطة على الأرجح بمتوسط ​​زيادة تبلغ 1 ، 4 درجات مئوية في درجات الحرارة في يوم حار. ويقول إنه ارتفاع درجة حرارة من صنع الإنسان ، وهذا هو السبب.

تلعب إدارة الغابات أيضًا دورًا مهمًا في تفاقم الحرائق

تلعب إدارة الغابات أيضًا دورًا مهمًا في تفاقم الحرائق. من خلال حظر الحرائق في النظم البيئية حيث تكون ضرورية ، تصل كثافة الوقود في العديد من الغابات إلى أرقام قياسية. على سبيل المثال ، يوجد في أجزاء من كاليفورنيا سييرا نيفادا 400 شجرة لكل هكتار عندما كان هناك 20 إلى 30 فقط من قبل. في الوقت نفسه ، يستمر البشر في الاستقرار في أماكن معرضة للخطر. في التسعينيات ، كان 30.8 مليون شخص في الولايات المتحدة .يعيشون بالقرب من أو على أرض تشتعل فيها النيران بانتظام ؛ اليوم ، هم 43.4 مليون. يفسر اقتران هذه العناصر الخسائر الفادحة في حريق كامب فاير ، الذي دمر في نوفمبر 2018 مدينة يبلغ عدد سكانها 26800 نسمة في بارادايس بكاليفورنيا. وحرق 18804 مبنى وقتل 85 شخصًا على الأقل.

دخان الحرائق وصحة الإنسان : المشكلة عالمية

المشكلة عالمية ، حيث يحترق حوالي 4٪ من الكرة الأرضية كل عام. اشتعلت حرائق الغابات الأسترالية بين أواخر عام 2019 وأوائل عام 2020 ما يقرب من 186 ألف كيلومتر مربع .(أكثر من ثلث مساحة فرنسا). على الرغم من أن المساحة الإجمالية التي تحترق كل عام تتناقص مع تحويل الأماكن الطبيعية .إلى أراضٍ زراعية ، إلا أن تغير المناخ يشجع الآن الحرائق في بيئات خالية من الحرائق تاريخياً ويكثفها في المناطق التي اعتادوا عليها. في صيف 2018 ، شهدت أيرلندا الشمالية حرائق غير مسبوقة. كان هذا هو الحال أيضًا بالنسبة لـ 3 ملايين هكتار في سيبيريا. لا يتردد المتخصص في مكافحة الحرائق ستيفن باين من جامعة ولاية أريزونا في تسمية هذه الحقبة بالبيروسين.

من خلال تحديد تكوين الدخان والعمليات التي تتكون من خلالها منتجاته الأكثر ضررًا

من خلال تحديد تكوين الدخان والعمليات التي تتكون من خلالها منتجاته الأكثر ضررًا . بدقة أكثر دقة ، من الأفضل توقع تأثيرات الحرائق على صحة الإنسان. إن معرفة كيفية اختلاف الدخان عبر أنواع الحرائق من شأنه أيضًا تبسيط إدارة الحرائق . خاصة عندما يتعلق الأمر ببدء الحرائق المحددة. تحاكي هذه الحرائق الخاضعة للرقابة والمخففة نظيراتها الطبيعية ويتم إشعالها لتقليل كمية الوقود المتاحة لحرائق البرد في المستقبل. ومن المعروف أيضًا أنها صعبة التحريض لأسباب اجتماعية وبيئية وتنظيمية. تنظم وكالة حماية البيئة بشكل صارم استخدامها. رغم ذلك،

دخان الحرائق وصحة الإنسان: كيف يتم إثرائه بالهباء الجوي والأوزون الضار

من أجل تحديد ما سيحدث للدخان في اتجاه الريح وكيف يتم إثرائه بالهباء الجوي والأوزون الضار. فإن أول شيء يجب معرفته هو تكوينه عند نقطة الاشتعال. هل تولد بعض النباتات ، عند الاحتراق ، دخانًا يحتوي على المزيد من الأوزون وجزيئات PM 2.5 الدقيقة أكثر من غيرها؟

و FIREX-AQ جمع فريق الصنوبر الثقيل من ولاية مونتانا. الزنابق من ولاية كاليفورنيا، السنديان من أريزونا وثمانية عشر الأنواع الأخرى التي احترقت بشكل منتظم في الغرب. تم تجفيف ووزن كل عينة أولاً في ظل ظروف خاضعة للرقابة مما ينتج عنه نوعان من الحرائق: الأول. مشتعل ، يبدو دخانه لزجًا مثل الحمم البركانية ، والآخر أكثر انفتاحًا وأكثر دفئًا .مع وجود دخان أقل كثافة يصاحب اللهب إلى الأعلى