Con campioni prelevati da un aereo e dati un livello senza precedenti di analisi offline, I ricercatori di Yale hanno prodotto uno sguardo molto dettagliato sulla composizione chimica e sulle trasformazioni di un pennacchio in evoluzione di fumo di incendio boschivo, risultati che potrebbero contribuire a una migliore comprensione dell'inquinamento atmosferico in molte parti del mondo.

Un team di ricercatori nel laboratorio di Drew Gentner, professore associato di ingegneria chimica e ambientale, ha eseguito un'analisi altamente dettagliata di un pennacchio di fumo in evoluzione da un incendio boschivo. I risultati mostrano una chiara evidenza della formazione di composti organici in fase particellare contenenti ossigeno, azoto, e zolfo - relativamente poco lavoro precedente è stato fatto sulla struttura, formazione, e gli impatti di questi composti. Hanno anche scoperto che alcune caratteristiche strutturali che facevano parte di questi composti aumentavano significativamente man mano che il pennacchio di fumo si evolveva in un periodo di quattro ore. Lo studio, guidato dalla dottoressa Jenna Ditto, un ex dottorato di ricerca studente del laboratorio Gentner, è pubblicato oggi in Chimica e fisica dell'atmosfera .

Studi precedenti hanno utilizzato la spettrometria di massa per studiare il fumo degli incendi. Però, non hanno catturato completamente questi composti complessi e le loro trasformazioni chimiche in questi pennacchi di fumo. Il laboratorio Gentner ha utilizzato un approccio unico di spettrometria di massa tandem ad alta risoluzione per un'analisi più precisa del pennacchio di fumo in evoluzione, dove le molecole bersaglio sono frammentate per esaminare le loro caratteristiche strutturali sottostanti. Questo livello di dettaglio è un passo importante verso il miglioramento delle capacità di modellazione e la nostra comprensione degli impatti sulla salute e sull'ambiente del fumo che brucia da biomassa.

Conoscere la precisa composizione del fumo di questi fuochi è particolarmente importante, poiché gli esperti prevedono che gli incendi boschivi diventeranno sempre più diffusi e gravi a causa dei cambiamenti climatici. I risultati di questo studio incentrato sugli incendi sui percorsi chimici sono rilevanti anche per i luoghi nelle regioni in via di sviluppo o nelle città molto grandi in cui è comune la combustione di biomassa residenziale.

"Fornisce prove della formazione di questi composti organici poco studiati con l'ossigeno, azoto, e zolfo che potrebbero essere rilevanti in altre regioni con una notevole combustione di biomassa e combustibili fossili, come le grandi città del mondo in via di sviluppo, " ha detto Gentner. " Insieme ad altri ricercatori, abbiamo visto quantità significative di questi composti in altri siti sul campo in passato, ma spesso si interrogano sui loro percorsi di formazione e sulle strutture chimiche sottostanti, e questo pennacchio di combustione della biomassa del mondo reale ha offerto una grande opportunità per studiarli".

Lo studio fa parte di una collaborazione in corso tra il laboratorio di Gentner con Environment &Climate Change Canada, l'agenzia nazionale per l'ambiente.

I campioni sono stati raccolti durante due voli di ricerca aeronautica da Environment &Climate Change Canada come parte del suo programma di ricerca sull'inquinamento atmosferico. Questi voli hanno campionato due pennacchi di fumo di incendi boschivi della foresta boreale che hanno avuto origine vicino a Lac La Loche nel nord del Saskatchewan. L'incendio è stato un fuoco di superficie a bassa intensità con condizioni di combustione senza fiamma. Le particelle sono state raccolte su filtri, posto in un congelatore e inviato al laboratorio di Gentner.