Ta strona używa plików cookies, aby zapewnić najlepszą jakość korzystania z naszego serwisu oraz do celów analitycznych. Klikając "Akceptuję", wyrażasz zgodę na używanie wszystkich plików cookies. Możesz również odrzucić zgodę, co spowoduje zablokowanie plików cookies analitycznych. Więcej informacji znajdziesz w naszej Polityce Prywatności.
Dym z pożarów zmienia się podczas transportu, ale nie przestaje zagrażać zdrowiu
Świeży dym zawiera PM2.5, tlenki azotu i lotne związki organiczne.
Światło słoneczne uruchamia reakcje prowadzące do powstawania ozonu przy powierzchni ziemi.
Podczas transportu dym traci zapach ogniska i zmienia ciemny kolor na jasną mgłę.
Chemicznie dojrzały dym nadal stanowi zagrożenie dla układu oddechowego i sercowo naczyniowego.
Sponsorowane
Odkryj rewolucyjną metodę nauki języków
Sprawdź jak w 30 dni opanować podstawy dowolnego języka obcego bez wychodzenia z domu.
Dym z pożaru lasu nie pozostaje taki sam przez cały czas. W chwili emisji jest gęsty, ciemny i pachnie jak ognisko, ale podczas transportu na setki lub tysiące kilometrów stopniowo zmienia skład chemiczny, kolor oraz zapach. Światło słoneczne i reakcje zachodzące w atmosferze usuwają część pierwotnych związków, a jednocześnie prowadzą do powstawania nowych zanieczyszczeń. Dlatego jasna mgła widoczna daleko od miejsca pożaru nie jest po prostu rozcieńczonym dymem. Nadal może zawierać szkodliwe cząstki i gazy, a po zmieszaniu z zanieczyszczeniami miejskimi może dodatkowo wpływać na jakość powietrza.
Co wydobywa się z płonącego lasu
Początek całego procesu zależy od tego, jak pali się roślinność. Pożary o wysokiej temperaturze i intensywnym płomieniu uwalniają duże ilości PM2.5, tlenków azotu oraz lotnych związków organicznych. Tlenki azotu mogą podrażniać układ oddechowy, a w atmosferze uczestniczą w reakcjach prowadzących do powstawania wtórnych zanieczyszczeń. Wśród produktów spalania znajdują się także reaktywne związki węgla, w tym węglowodory aromatyczne, których długotrwała ekspozycja może zwiększać ryzyko niektórych nowotworów. Taki ogień może emitować również mniejsze ilości kwasu azotawego, cyjanowodoru i kwasu izocyjanowego, czyli związków toksycznych dla człowieka.
Intensywny, gorący ogień sprzyja emisji tlenków azotu oraz reaktywnych związków węgla.
Tlące się pożary uwalniają inny zestaw substancji, między innymi toksyczne aromatyczne związki tlenowe i amoniak.
Słownik artykułu
Pojęcia, które warto znać
Krótkie objaśnienia terminów występujących w tekście. Każde hasło prowadzi do szerszej definicji i przykładów użycia.
Różnice w składzie nie oznaczają, że jeden rodzaj dymu jest bezpieczny dla zdrowia.
Skład emisji może zmieniać się w ciągu dnia wraz ze wzrostem temperatury, spadkiem wilgotności i zmianami pogody.
Wiatr i wysokość decydują o zasięgu dymu
Po opuszczeniu płomieni dym jest przenoszony przede wszystkim przez wiatr, temperaturę atmosfery i światło słoneczne. Poziomy ruch masy powietrza, nazywany adwekcją, może przesunąć zanieczyszczenia daleko od źródła. Małe ogniska zwykle nie wytwarzają wystarczającej ilości ciepła, aby unieść dym wysoko, dlatego pozostaje on blisko ziemi. Wielkie pożary generują natomiast tak silne prądy wznoszące, że ich dym może zostać wyniesiony ponad planetarną warstwę graniczną, do wolnej troposfery, mniej więcej 2 kilometry nad powierzchnią. Na tej wysokości przejmują go silne wiatry, które mogą transportować go przez znaczną część kontynentu.
Największe pożary mogą czasami tworzyć własne układy pogodowe. Nad płomieniami rozwijają się wtedy chmury pyrokumulonimbus, zdolne do wyniesienia dużych ilości cząstek jeszcze wyżej, nawet do stratosfery. Nie jest to jednak typowy etap każdego pożaru. Znacznie częściej dym stopniowo miesza się z czystszym powietrzem, przez co jego stężenie spada, a sama smuga staje się coraz szersza i mniej zwarta. Jeżeli wysoko uniesiona masa powietrza znajdzie się w zimnej części wolnej troposfery, przemiany chemiczne mogą na pewien czas zwolnić. Zostają wznowione, gdy dym opadnie do cieplejszych warstw, poniżej około 2 kilometrów.
Światło słoneczne tworzy nowe zanieczyszczenia
Rozcieńczanie dymu nie jest jedynym procesem zachodzącym podczas transportu. Intensywne promieniowanie ultrafioletowe działa w atmosferze jak chemiczny silnik. Fotony słoneczne rozrywają wiązania w cząsteczkach i tworzą reaktywne rodniki, które utleniają lotne związki organiczne. Tlenki azotu pomagają napędzać te reakcje. W ciągu kilku godzin od emisji część powstałej mieszaniny może przekształcić się w ozon przy powierzchni ziemi. Ozon jest gazem drażniącym dla płuc i jednym z ważnych składników smogu, dlatego starzejąca się smuga może oddziaływać na zdrowie inaczej niż dym bezpośrednio przy pożarze.
Dlaczego dym traci zapach i ciemny kolor
Charakterystyczny zapach ogniska także jest efektem krótkotrwałych związków chemicznych. Za aromat świeżego dymu odpowiadają między innymi związki fenolowe, takie jak gwajakol i syringol. Są one bardzo reaktywne i pod wpływem światła oraz powiązanych z nim procesów mogą zostać zniszczone w ciągu kilku godzin. Z tego powodu dym, który przebył drogę przez kilka stanów, może już w ogóle nie przypominać zapachem ogniska. Brak zapachu nie świadczy jednak o tym, że powietrze jest wolne od zanieczyszczeń. Oznacza tylko, że część związków odpowiedzialnych za aromat uległa przemianie.
Podobny proces dotyczy wyglądu smugi. Świeży dym zawiera ciemne cząstki sadzy i czarnego węgla, które pochłaniają światło, dlatego jest gęsty i brunatny albo niemal czarny. W ciągu kolejnych dni reakcje z udziałem światła i utleniaczy rozkładają część tych ciemnych składników. Powstają wtedy cząstki silniej rozpraszające światło. Dym staje się białawy i mleczny, tworząc rozległą mgłę widoczną na niebie daleko od pożaru. Rozpraszanie światła niebieskiego i zielonego przy jednoczesnym przepuszczaniu większej części fal czerwonych i pomarańczowych może sprawiać wrażenie, że niebo przez cały dzień przypomina zachód słońca.
Odległy dym nadal jest problemem zdrowotnym
Dym wdychany setki kilometrów od pożaru jest chemicznie inny niż emisja opuszczająca płomienie, ale nadal może stanowić poważne zagrożenie. PM2.5 oraz inne składniki dymu wiążą się z obciążeniem układu oddechowego, serca i innych narządów, a w mieszaninie znajdują się także substancje uznawane za rakotwórcze. Dodatkowym problemem jest mieszanie się starzejącej smugi z zanieczyszczeniami miejskimi, na przykład spalinami samochodowymi. Taka interakcja może ponownie uruchomić reakcje chemiczne i doprowadzić do lokalnego powstawania ozonu, nakładającego się na cząstki wyemitowane przez pożar.
Zespół pracujący w NOAA Chemical Sciences Laboratory bada te przemiany na różnych etapach, od kontrolowanego spalania materiału roślinnego w laboratorium po loty samolotów badawczych przez smugi dymu. Celem jest lepsze rozpoznanie, jak wiek dymu wpływa na jego oddziaływanie i jak przewidywać skutki dla jakości powietrza. Opisywany materiał nie przedstawia jednego rozstrzygającego eksperymentu, lecz podsumowuje procesy obserwowane i analizowane w ramach badań nad chemią atmosfery. Wskazuje przy tym, że transport dymu z pożarów jest problemem obejmującym dużą część Ameryki Północnej, a jego znaczenie może rosnąć w kolejnych latach. Najważniejszy wniosek jest prosty: zmiana koloru i zapachu dymu nie oznacza zaniku zagrożenia, ponieważ wraz z odległością zmienia się przede wszystkim jego skład.
