ไฟป่าทำให้มลพิษทางอากาศรุนแรงขึ้นในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกา

ทางตะวันตกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกาได้กลายเป็นจุดร้อนของมลพิษทางอากาศ – แท้จริงแล้ว และนักวิทยาศาสตร์กำลังตำหนิปัญหาไฟป่าที่ใหญ่ขึ้นและบ่อยขึ้น ภัยพิบัติเหล่านี้พ่นอนุภาคเล็ก ๆ ที่ก่อให้เกิดมลพิษต่อท้องฟ้า

ในรัฐตั้งแต่เนวาดาถึงมอนแทนา วันที่มลพิษทางอากาศรุนแรงที่สุดในปัจจุบันเลวร้ายยิ่งกว่าเมื่อ 30 ปีที่แล้ว นั่นคือสิ่งที่นักวิจัยรายงานเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคมใน Proceedings of the National Academy of Sciences

ในช่วงเวลาเดียวกัน หมอกควันและหมอกควันมีแนวโน้มลดลงทั่วประเทศ กฎหมายเช่นพระราชบัญญัติอากาศบริสุทธิ์ซึ่งกำหนดกฎเกณฑ์เพื่อจำกัดมลพิษได้ช่วย เช่นเดียวกับกฎหมายที่จำกัดระดับมลพิษที่อนุญาตจากยานพาหนะและโรงงาน Daniel Jaffe กล่าว เขาเป็นนักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันในโบเทลล์ เขายังเป็นหนึ่งในผู้เขียนงานวิจัยชิ้นใหม่ด้วย

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้ป่าตะวันตกแห้งแล้ง ทำให้ไฟป่าในพื้นที่เพิ่มขึ้น ไฟป่าตะวันตกขนาดใหญ่ที่เพิ่มขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้ ได้ส่งมลพิษที่ปอดอุดตันสู่อากาศในภูมิภาคมากขึ้น ปัญหาใหญ่มากในขณะนี้ที่มลพิษจากไฟป่าได้เริ่มเอาชนะประโยชน์ของกฎหมายมลพิษทางอากาศในส่วนของรัฐที่ได้รับผลกระทบ Jaffe กล่าว

ควันไฟป่าเต็มไปด้วยอนุภาคละเอียด สารก่อมลพิษระดับนาโนเหล่านี้มีความกว้างน้อยกว่า 2.5 ไมโครเมตร (นั่นคือความกว้างประมาณ 3 หนึ่งในร้อยของเส้นผมมนุษย์) ของแข็งและละอองขนาดเล็กมากดังกล่าวสามารถสูดเข้าไปในปอดได้ลึก ที่สามารถทำให้ปัญหาการหายใจรุนแรงขึ้น เด็ก ผู้สูงอายุ และผู้ที่เป็นโรคหอบหืดต้องเผชิญกับความเสี่ยงที่ใหญ่ที่สุด แต่ระดับมลพิษชั่วคราวในชุมชนใกล้ไฟป่าอาจสูงจนไม่ปลอดภัยสำหรับทุกคนที่จะอยู่ข้างนอกเป็นเวลานาน

การหายใจระดับอนุภาคละเอียดเหล่านี้เป็นประจำนั้นเชื่อมโยงกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของภาวะสุขภาพเรื้อรัง เช่น โรคหัวใจและโรคเบาหวาน

“เมื่อเราเริ่มคิดถึงสุขภาพของผู้คน เหตุการณ์ [ไฟป่าเหล่านี้] มีความสำคัญมาก” Gannet Hallar กล่าว เธอเป็นนักวิทยาศาสตร์บรรยากาศที่ทำงานที่มหาวิทยาลัยยูทาห์ในซอลท์เลคซิตี้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาใหม่

มลภาวะไฟป่าอยู่ได้ไม่นานแต่แย่

“เกือบตลอดทั้งปี ไฟป่าไม่ได้ส่งผลกระทบต่อคุณภาพอากาศ” Jaffe กล่าว “แต่บางวันที่แย่ที่สุดก็คือ” และเปลวเพลิงสามารถกระทบชุมชนหนึ่งอย่างแรง แต่ปล่อยให้เมืองใกล้เคียงส่วนใหญ่ไม่ได้รับผลกระทบ ลักษณะไฟป่าที่ไม่สม่ำเสมอและเป็นหย่อมนี้ทำให้การประเมินบทบาทของพวกเขาต่อมลพิษทางอากาศในระดับภูมิภาคนั้นยุ่งยาก เขากล่าว

Jaffe ได้ทำการศึกษาใหม่กับ Crystal McClure เธอเองก็เป็นนักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศที่มหาวิทยาลัยวอชิงตัน ทั้งสองดูที่การวัดอนุภาคละเอียดในอากาศในแต่ละวันที่ไซต์ตรวจสอบชนบทมากกว่า 100 แห่งทั่วสหรัฐอเมริการะหว่างปี 2531 ถึง 2559 ในสถานที่ส่วนใหญ่ ข้อมูลแสดงเรื่องราวความสำเร็จ: อากาศที่สะอาดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป แต่สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงในภาคตะวันตกเฉียงเหนือ ซึ่งเป็นพื้นที่ที่ถูกไฟป่าทับถมอย่างหนักในทุกฤดูร้อน

ทีมงานได้เปรียบเทียบระดับของสารมลพิษบางตัว หนึ่งคือคาร์บอนสีดำ เครื่องหมายของไฟ พวกเขายังดูที่ซัลเฟตซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ระดับคาร์บอนแบล็คเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปในภาคตะวันตกเฉียงเหนือ ระดับซัลเฟตไม่ได้ แนวโน้มนี้สนับสนุนข้อสรุปว่าไฟป่า ซึ่งไม่ใช่กิจกรรมทางอุตสาหกรรม มีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนแนวโน้มมลพิษทางอากาศในรัฐทางตะวันตก

ทีมงานพบว่าไฟป่าไม่ได้ทำให้มลพิษทางอากาศแย่ลงในวันธรรมดาทางตะวันตกเฉียงเหนือ ส่วนใหญ่คุณภาพอากาศก็ดี ไฟป่าอาจส่งผลกระทบต่อชุมชนหนึ่งๆ เพียงไม่กี่วันหรือหลายสัปดาห์ในหนึ่งปี ผลการศึกษาใหม่พบว่าวันที่เลวร้ายนั้นเลวร้ายลงเมื่อเวลาผ่านไป

วันที่เลวร้ายโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหล่านั้นมักจะอยู่ในฤดูร้อนซึ่งเป็นช่วงที่ไฟป่าอยู่ที่จุดสูงสุด

ระดับอนุภาคละเอียดในช่วงไม่กี่วันโดยมีคุณภาพอากาศแย่ที่สุดในแต่ละปีในภาคตะวันตกเฉียงเหนือได้เพิ่มขึ้นในอัตราเฉลี่ย 0.21 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตรต่อปี

เจนนี่ แฮนด์กล่าวว่าในขณะที่สถานการณ์มลพิษทางอากาศโดยรวมในประเทศดีขึ้นทั่วทั้งสหรัฐอเมริกา ขณะนี้รัฐทางตะวันตกมีงานต้องทำมากขึ้น เธอเป็นนักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโคโลราโดในฟอร์ตคอลลินส์ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษา ไฟป่าสร้างความท้าทายเพิ่มเติมนอกเหนือจากการปกป้องบ้านเรือนและต้นไม้ กลุ่มคนเหล่านี้กำลังหาวิธีจัดการหรือป้องกันแหล่งที่มาของมลพิษทางอากาศที่ควบคุมไม่ได้เหล่านี้

อย่างไรและทำไมไฟถึงลุกไหม้

ตามตำนานเทพเจ้ากรีก เหล่าทวยเทพได้พรากไฟไปจากผู้คน จากนั้นฮีโร่ชื่อ Prometheus ก็ขโมยมันกลับมา เพื่อเป็นการลงโทษ เหล่าทวยเทพได้ล่ามหัวขโมยไว้กับก้อนหิน ที่ซึ่งนกอินทรีกินตับของเขา ทุกคืนตับของเขาก็กลับมา และในแต่ละวันนกอินทรีก็กลับมา เช่นเดียวกับตำนานอื่นๆ เรื่องราวของโพรมีคำอธิบายหนึ่งเกี่ยวกับต้นกำเนิดของไฟ อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้ให้เบาะแสว่าทำไมสิ่งต่างๆ ถึงไหม้ นั่นคือสิ่งที่วิทยาศาสตร์มีไว้สำหรับ

ชาวกรีกโบราณบางคนเชื่อว่าไฟเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของจักรวาล ซึ่งก่อให้เกิดองค์ประกอบอื่นๆ เช่น ดิน น้ำ และอากาศ (อีเธอร์ สิ่งที่คนสมัยก่อนคิดว่าเป็นดาวฤกษ์ ถูกเพิ่มเข้าไปในรายการองค์ประกอบโดยนักปรัชญาอริสโตเติล)

ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ใช้คำว่า “องค์ประกอบ” เพื่ออธิบายประเภทพื้นฐานที่สุด ไฟไม่เข้าเกณฑ์

เปลวไฟที่มีสีสันของไฟเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมีที่เรียกว่าการเผาไหม้ ระหว่างการเผาไหม้ อะตอมจะจัดเรียงตัวเองใหม่อย่างไม่สามารถย้อนกลับได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เมื่อบางสิ่งถูกเผาไหม้ จะไม่มีการเลิกเผามัน

ไฟยังเป็นเครื่องเตือนใจที่เปล่งประกายของออกซิเจนที่แผ่ซ่านไปทั่วโลกของเรา เปลวไฟใด ๆ ต้องใช้ส่วนผสมสามอย่าง: ออกซิเจน เชื้อเพลิง และความร้อน ขาดแม้แต่ไฟเดียวก็ไม่ไหม้ ออกซิเจนมักเป็นส่วนผสมของอากาศที่หาได้ง่ายที่สุด (บนดาวเคราะห์อย่างดาวศุกร์และดาวอังคาร ซึ่งมีบรรยากาศที่มีออกซิเจนน้อยกว่ามาก ไฟจะเริ่มต้นได้ยาก) บทบาทของออกซิเจนคือการรวมกับเชื้อเพลิง

แหล่งใด ๆ อาจให้ความร้อน เมื่อจุดไม้ขีดไฟ การเสียดสีระหว่างหัวไม้ขีดกับพื้นผิวที่โดนจะปล่อยความร้อนเพียงพอที่จะจุดไฟที่หัวไม้ที่เคลือบไว้ ใน Avalanche Fire สายฟ้าได้ส่งความร้อน

เชื้อเพลิงคือสิ่งที่เผาไหม้ เกือบทุกอย่างสามารถเผาไหม้ได้ แต่เชื้อเพลิงบางชนิดมีจุดวาบไฟที่สูงกว่ามาก ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่จะจุดไฟได้ มากกว่าเชื้อเพลิงชนิดอื่นๆ

ผู้คนรู้สึกร้อนราวกับความอบอุ่นที่ผิวหนัง ไม่ใช่อะตอม หน่วยการสร้างของวัสดุทั้งหมด อะตอมจะรู้สึกขุ่นเคืองเมื่อพวกมันอุ่นขึ้น พวกมันเริ่มสั่น จากนั้นเมื่อมันอุ่นขึ้น พวกมันก็เริ่มเต้นเร็วขึ้นและเร็วขึ้น ใช้ความร้อนเพียงพอและอะตอมจะทำลายพันธะที่เชื่อมโยงเข้าด้วยกัน

ไม้ เช่น มีโมเลกุลที่ทำจากอะตอมของคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน (และธาตุอื่นๆ ในปริมาณที่น้อยกว่า) เมื่อฟืนร้อนเพียงพอ เช่น เมื่อฟ้าผ่าหรือท่อนไม้ถูกไฟที่ลุกไหม้แล้ว พันธะเหล่านั้นก็จะแตกออก กระบวนการที่เรียกว่าไพโรไลซิสจะปล่อยอะตอมและพลังงานออกมา

อะตอมที่ไม่ถูกผูกมัดจะสร้างก๊าซร้อน ปะปนกับอะตอมออกซิเจนในอากาศ ก๊าซที่เรืองแสงนี้ – และไม่ใช่ตัวเชื้อเพลิงเอง – ทำให้เกิดแสงสีน้ำเงินที่น่ากลัวซึ่งปรากฏที่ฐานของเปลวไฟ

แต่อะตอมไม่ได้อยู่ตัวเดียวนาน: พวกมันจับกับออกซิเจนในอากาศอย่างรวดเร็วในกระบวนการที่เรียกว่าออกซิเดชัน เมื่อคาร์บอนจับกับออกซิเจน จะทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นก๊าซไม่มีสี เมื่อไฮโดรเจนจับกับออกซิเจน จะทำให้เกิดไอน้ำ แม้ว่าไม้จะไหม้ก็ตาม

ไฟจะลุกไหม้ก็ต่อเมื่อการสับเปลี่ยนของอะตอมทั้งหมดปล่อยพลังงานเพียงพอเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันในปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ยั่งยืน อะตอมที่ปล่อยออกมาจากเชื้อเพลิงจำนวนมากขึ้นรวมกับออกซิเจนในบริเวณใกล้เคียง ที่ปล่อยพลังงานมากขึ้นซึ่งปล่อยอะตอมมากขึ้น สิ่งนี้ทำให้ออกซิเจนร้อน เป็นต้น

สีส้มและสีเหลืองในเปลวเพลิงจะปรากฏขึ้นเมื่ออะตอมของคาร์บอนที่ลอยอยู่อย่างอิสระร้อนขึ้นและเริ่มเรืองแสง (อะตอมของคาร์บอนเหล่านี้ยังประกอบเป็นเขม่าดำหนาที่ก่อตัวบนเบอร์เกอร์ย่างหรือก้นหม้อที่อุ่นด้วยไฟ)

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ driverplanner.com