8 دقیقه
دود حاصل از آتشسوزیهای جنگلی بیش از یک هالهٔ قابلمشاهده است — این دود حامل یک «کوکتل» پیچیده از گازهای آلی است که دانشمندان میگویند تاکنون بهطور قابلتوجهی دستکم گرفته شده است. پژوهشهای تازه نشان میدهد آن ترکیبات فراموششده نقش مهمی در شکلگیری ذرات معلق ریز دارند که کیفیت هوا را بدتر کرده و خطرات بهداشتی و اقلیمی را افزایش میدهند، بهویژه در مناطقی که آتشسوزیها با آلودگی شدید انسانی همپوشانی پیدا میکنند. موضوع برای مدیریت آلودگی هوا، سنجش سلامت عمومی و سیاستگذاری اقلیمی اهمیت فزایندهای دارد، زیرا شناخت دقیقتر ترکیب دود به مدلسازی بهتر انتشار ذرات معلق و ارزیابی خطرات کمک میکند.
دود آتشسوزیهای جنگلی ممکن است آلودگی بسیار بیشتری را نسبت به تصورات قبلی به همراه داشته باشد.
یک قطعهٔ گمشده در معادلهٔ آلودگی آتشسوزی
برای دههها، محققان عمدتاً بر ترکیبات آلی فرّار (VOCs - volatile organic compounds) که از سوختن پوشش گیاهی آزاد میشوند تمرکز کردهاند. VOCها گازهاییاند که به راحتی تبخیر میشوند و از دیدگاه اندازهگیری و آزمایش، دسترسی و تحلیلشان سادهتر بهنظر میرسید. با این حال، کارهای آزمایشگاهی و اندازهگیریهای میدانی جدید نشان میدهد ترکیبات آلی با فراریت متوسط و کم — معروف به IVOCs و SVOCs — بخش قابلتوجهی از انتشارهای آتشسوزی را تشکیل میدهند. این دسته از ترکیبات شامل مولکولهاییاند که یا بهطور کامل فرار نیستند یا تنها در دماهای بالاتر تبخیر میشوند و بنابراین تا کنون کمتر در فهرستهای انتشار لحاظ شدهاند.
اهمیت IVOCها و SVOCها در این است که این ترکیبات با کارایی بیشتری به آئروسولهای آلی ثانویه (secondary organic aerosol - SOA) تبدیل میشوند؛ ذرات بسیار ریزی که در هوا شناور میمانند و میتوانند تا عمق ریه نفوذ کنند. در مقایسه با VOCها، این آلیهای نیمهفرار و با فراریت متوسط پیشسازهای موثرتری برای ذرات معلق ریز (PM2.5) هستند؛ ذراتی که با بیماریهای تنفسی و قلبی-عروقی ارتباط قوی دارند. علاوه بر این، واکنشهای شیمیایی پیچیده میان IVOCها، SVOCها، اکسیدانهایی مانند رادیکالهای هیدروکسیل (OH) و اکسیدهای نیتروژن (NOx)، و نور خورشید میتواند مسیرهای جدیدی برای تشکیل ذرات آلی ثانویه باز کند که در مدلهای قدیمی کمتر پیشبینی شده بود.
چگونه فهرست انتشار جدید ساخته شد
تیمی به سرپرستی Shuxiao Wang سوابق جهانی مناطق سوخته از جنگلها، مراتع و زمینهای باتلاقی (peatlands) را از سال 1997 تا 2023 جمعآوری کرد. این گروه اندازهگیریهای میدانی، عوامل انتشار منتشرشده در منابع علمی و آزمایشهای آزمایشگاهی را ترکیب نمود تا تخمینهایی برای انتشار VOCها، IVOCها، SVOCها و ترکیبات آلی با فراریت بسیار پایین (extremely low volatility organics) در انواع مختلف پوشش گیاهی ارائه دهد. در جاهایی که اندازهگیریهای مستقیم موجود نبودند، آزمایشهای کنترلشدهٔ احتراق (controlled burns) و دادههای آزمایشگاهی جای خالی را پر کردند تا فهرست انتشار جامعتری حاصل شود.
نتیجه کار نشان داد که آتشسوزیهای مناطق وحشی (wildland fires) حدود 143 میلیون تن متریک از ترکیبات آلی در هوا منتشر میکنند؛ رقمی که حدود 21 درصد بیشتر از برآوردهای فهرستهای قبلی است. بهقول Lyuyin Huang، نویسندهٔ اول مطالعه که در نشریهٔ Environmental Science & Technology منتشر شده است: "برآوردهای جدید ما انتشار ترکیبات آلی از آتشسوزیهای طبیعی را حدود 21 درصد افزایش میدهد." او میافزاید: "این فهرست پایهای فراهم میآورد برای مدلسازیهای دقیقتر کیفیت هوا، ارزیابی خطرات بهداشتی و تحلیلهای سیاستی مرتبط با اقلیم." این بهروزرسانی شامل بهکارگیری دادههای ماهوارهای و سنجش از راه دور (از جمله محصولات MODIS/VIIRS)، نمونهگیریهای هوایی و زمینی، و آنالیزهای شیمیایی پیشرفته با روشهایی مانند GC-MS، PTR-MS و HPLC برای شناسایی و کمّیسازی گونههای آلی بود.
جایی که آتش و فعالیتهای انسانی به هم میرسند
مقایسهٔ انتشارهای ناشی از آتشسوزی با منابع آلودگی انسانساز تصویر پیچیدهتری را نشان میدهد. اگرچه منابع انسانی بهطور کلی مقدار بیشتری از ترکیبات آلی را آزاد میکنند، مقدار IVOCها و SVOCهای ناشی از آتشسوزیها با مقادیر تولیدشده توسط صنعت، حملونقل و سایر فعالیتهای انسانی قابلمقایسه است. این همپوشانی میتواند نقاط داغ آلودگی (pollution hotspots) ایجاد کند که در آنها ترکیبات مشتقشده از آتش و ترکیبات ناشی از انسان با هم مخلوط شده و واکنشهای شیمیایی پیچیدهای را آغاز میکنند که منجر به افزایش تولید ذرات ریز و تغییر در ترکیب شیمیایی آئروسولها میشود.
منطقهٔ آسیای استوایی، بخشهایی از آفریقای نیمکرهٔ شمالی و جنوبشرقی آسیا بهعنوان مناطقی با چالشهای پیچیدهٔ کیفیت هوا برجسته شدند. در این مناطق، آتشسوزیهای بزرگ فصلی — خواه طبیعی و خواه کنترلشده برای کشاورزی یا مدیریت زمین — میتوانند با آلودگی شهری متراکم تداخل یابند و تشکیل ذرات ریز را تشدید کنند. بهویژه در مواردی مانند آتشسوزیهای نواحی باتلاقی یا مناطق با پوشش گیاهی خاص، انتشار ترکیبات نیمهفرار و کمفرار میتواند بهطور قابلتوجهی اثرات محلی و منطقهای آلودگی هوا را تقویت نماید. این ترکیب منابع، چالش مدیریتی برای نهادهای مسئول کنترل آلودگی هوا و سلامت عمومی را پیچیدهتر میسازد، زیرا راهکارهای مرسوم ممکن است در مواجهه با شیمی مرکب منابع مؤثر نباشند.
پیامدها برای سلامت، اقلیم و سیاستگذاری
بهروزرسانی فهرستهای انتشار برای درج IVOCها و SVOCها به دلایل متعددی اهمیت دارد. نخست، مدلهای کیفیت هوا که این ترکیبات را نادیده میگیرند ممکن است تشکیل PM2.5 را کمتر از واقع برآورد کنند و بهتبع آن، بار بیماریهای مرتبط با دود آتشسوزی را ناچیز نشان دهند. دوم، مدلهای اقلیمی برای پیشبینی اثرات آئروسولها بر تابش خورشیدی و تشکیل ابرها به انتشارهای آلی دقیق نیاز دارند؛ زیرا ترکیب و اندازهٔ ذرات آلی میتواند تأثیرات مستقیم و غیرمستقیم بر تعادل انرژی زمین داشته باشد. سوم، پاسخهای سیاستی — از شیوههای سوزاندن کنترلشده تا سیاستهای کاهش آلودگی شهری — باید در نظر بگیرند که شیمی مختلط منابع چگونه نتایج محلی و منطقهای را تغییر میدهد.
بهصورت عملی، فهرست انتشار بهروزشده امکان آزمون سناریوهای واقعگرایانهتری را فراهم میکند: چه اتفاقی برای کیفیت هوای شهری میافتد اگر سوزاندن فصلی تشدید شود یا اگر انتشارهای انسانی کاهش یابد؟ پاسخ به این سوالات میتواند به مقامات بهداشتی و مدیران زمین کمک کند تا مداخلاتی را اولویتبندی کنند که بیشترین اثر را در کاهش مواجههٔ مردم با PM2.5 دارند. همچنین پایش ترکیبات آلی نیمهفرار و کمفرار در شبکههای سنجش هوای شهری و منطقهای میتواند اطلاعات عملی برای هشداردهی عمومی و طراحی اقدامات کاهش ریسک فراهم آورد.
از منظر اقلیمی، تغییر در برآورد انتشارهای آلی نیز میتواند بر محاسبات نیروهای تشعشعی (radiative forcing) و پیشبینیهای مدلهای جهانی تغییر اقلیم تأثیر بگذارد. آئروسولهای آلی بر خواص ابرها مؤثرند و تغییرات کوچک در میزان انتشار میتواند منجر به تفاوتهای قابلتوجهی در پیشبینیهای محلی و منطقهای شود. بنابراین، دقت در فهرست انتشارها برای سیاستگذاران اقلیمی که به دنبال سناریوهای کاهش اثرات گرمایش جهانی و مدیریت کیفیت هوای شهری-منطقهای هستند، حیاتی است.
در عمل، هماهنگی میان محققان، اپراتورهای شبکههای پایش، نهادهای مدیریت زمین و مقامات شهری لازم است تا اطلاعات جدید در تصمیمگیریها وارد شود. بهبود استانداردها برای گزارشدهی انتشار، گسترش آزمایشهای میدانی در گونههای مختلف پوشش گیاهی و پهنههای جغرافیایی، و توسعهٔ مدلهای شیمیایی که IVOCها و SVOCها را بهطور واقعی شبیهسازی کنند از جمله گامهای ضروریاند.
با طولانیتر شدن فصلهای آتشسوزی و تغییر الگوهای کاربری زمین، فوریبودن اصلاح تصویر شیمیایی دود افزایش مییابد. این مطالعه نقشهٔ شفافتری از آنچه در دود وجود دارد و مکانهایی که آن اجزای نامرئی بیشترین خطر را ایجاد میکنند ارائه میدهد — گامی ضروری برای حفاظت از کیفیت هوا، سلامت عمومی و اقلیم. ادامهٔ تحقیقات، افزایش شبکههای پایش و یکپارچهسازی دادههای ماهوارهای، میدانی و مدلسازی برای پاسخدهی مؤثر به خطرات ناشی از انتشارهای آلی از دود آتشسوزی ضروری است.
منبع: scitechdaily
ارسال نظر