Los incendios forestales naturales crean grandes columnas de humo que se transportan a varios cientos de millas de distancia en la atmósfera, exponiendo a muchas personas a contaminantes que afectan la salud pública.

Todos los años, miles de hectáreas de tierra están envueltas por incendios forestales en todo el mundo. Solo durante los primeros tres trimestres de 2020, más de 2,6 millones de hectáreas en los Estados Unidos occidentales han sido consumidas por los incendios. Como la biomasa en los árboles, arbustos césped, y se quema turba, grandes cantidades de humo, Hollín, y otros contaminantes se emiten a la atmósfera. El humo puede elevarse varios kilómetros de altitud y extenderse por grandes regiones continentales. contaminando el aire de áreas distantes. Por ejemplo, muchos residentes en los estados de California, Washington y Oregon han experimentado recientemente la mala calidad del aire del humo brumoso.

El profesor de química Marcelo Guzman de la Universidad de Kentucky dirige un proyecto de investigación de la National Science Foundation, que está estudiando cómo las emisiones de la quema de biomasa, incluidos los incendios forestales, cambia con el tiempo en la atmósfera para crear nuevos químicos que impactan la salud de las sociedades y el clima de la Tierra. Guzman, junto con el estudiante de posgrado Sohel Rana, estudió cuidadosamente en el laboratorio la heterogénea química atmosférica de los metoxifenoles, que se encuentran entre las moléculas más abundantes emitidas durante la quema de biomasa. El equipo destacó que cuando los metoxifenoles reaccionan en las interfaces, es decir, como en la superficie de las nubes y las aguas de niebla, así como las partículas de aerosol de la contaminación, Se favorecen los procesos de transferencia de electrones y protones para convertir rápidamente moléculas aromáticas en productos altamente solubles en agua.

Cuando se observan los mecanismos que experimentan estos metoxifenoles cuando se exponen al gas de fondo de ozono y a los radicales libres de hidroxilo durante el transporte atmosférico, puede comenzar a explicar la observación común de ácidos carboxílicos multifuncionales como especies abundantes en muchas partículas en el aire que respiramos. El informe identifica canales de reacción únicos que se pueden utilizar para distinguir la contribución del procesamiento atmosférico de las emisiones de combustión de biomasa sobre otras posibles fuentes de ácidos carboxílicos multifuncionales. dijo el profesor Guzmán. "El trabajo no solo es fundamentalmente interesante, sino que identifica firmas específicas para la transformación diurna de los metoxifenoles emitidos por los incendios forestales a medida que envejecen en la atmósfera".

Para hacer esto, los investigadores han utilizado un instrumento especial en el laboratorio que replica la reacción rápida entre los marcadores de metoxifenoles de combustión de biomasa y el gas ozono en la interfaz del aire con gotas de agua de tamaño micrométrico. Luego, varían las concentraciones y la acidez en los experimentos para ver cómo cambia la química interfacial para las diferentes condiciones que ocurren en el medio ambiente.

'Estamos tratando de comprender las transformaciones dominantes de los metoxifenoles del humo en la atmósfera, determinar su vida, y establecer cómo evolucionan químicamente en las interfaces, dijo el profesor Guzmán. “Queremos contribuir a una nueva comprensión de sus impactos en la salud humana y el clima. ¿Son las moléculas envejecidas más tóxicas? ¿Cómo contribuyen los cambios estructurales de las moléculas a crear partículas que interactúan con la luz solar afectando el clima? '

Un hallazgo clave del trabajo es que el material liberado por los incendios forestales puede volverse más soluble en agua y probablemente tóxico durante las dos semanas que el humo puede transportarse a la atmósfera. Mientras están en el aire, los metoxifenoles del humo reaccionan con el ozono y los radicales hidroxilo para oxidarse y volverse altamente reactivos. Una persona que inhala estos compuestos reactivos puede sufrir daño oxidativo de las células, especialmente en la vía respiratoria y los pulmones. Además, estos compuestos reactivos pueden hacer que algunas personas sean más propensas a otros problemas de salud.

El profesor Guzmán también afirma que caracterizar el procesamiento químico de la contaminación de los incendios forestales y la quema de leña doméstica puede ayudar a determinar si el llamado carbón marrón en el hollín emitido por los incendios contribuye a absorber más calor del sol o no. `` Si bien las numerosas moléculas pequeñas del carbono marrón se pueden fotoblanquear rápidamente, las moléculas más grandes son mucho más resistentes, posiblemente contribuyendo a calentar la atmósfera, ' él dijo.