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Cientistas mostram como a fumaça do incêndio aumenta a poluição do ozônio
Usando dados coletados de um jato especialmente equipado que passou um mês voando e estudando as plumas de incêndios florestais, os cientistas têm uma melhor compreensão agora de como a fumaça do incêndio afeta a qualidade do ar.
Por Robert Perkins - 11/12/2021

Crucialmente, eles encontraram um mecanismo para prever a produção do poluente ozônio - que, no nível do solo, pode criar más condições respiratórias e também prejudicar os ecossistemas. Além disso, a equipe descobriu que misturar fumaça de incêndio florestal com poluição urbana aumenta a produção de ozônio, o que significa que incêndios florestais contra o vento nas cidades são uma receita para problemas de qualidade do ar.

Fumaça de fogo selvagem

"É claro que é bem sabido que os incêndios florestais reduzem a qualidade do ar. Mas é importante entender os mecanismos químicos e físicos pelos quais eles fazem isso, para que possamos prever com mais eficácia como os incêndios individuais afetarão as comunidades a favor do vento", disse Paul O. Wennberg , R. Stanton Avery Professor de Química Atmosférica e Ciências Ambientais e Engenharia.

Wennberg é o autor correspondente de um artigo sobre a pesquisa publicado pela Science Advances em 8 de dezembro.

O artigo baseia-se em dados coletados por meio do projeto NASA / NOAA FIREX-AQ , que passou

um mês voando missões fora de Boise, Idaho, durante o verão de 2019. (O projeto posteriormente estudou incêndios agrícolas no meio-oeste). Montando um DC-8 que havia sido convertido em um laboratório voador, os cientistas voaram através de plumas de fumaça e coletaram informações de instrumentos montados no avião. Incluídos na carga estavam dois instrumentos da Caltech operados pelos alunos de graduação em química Krystal Vasquez e Hannah Allen, o cientista John Crounse e o autor principal Lu Xu, que concluiu o trabalho como cientista no laboratório de Wennberg e agora é um cientista pesquisador da Instituto Cooperativo de Pesquisa em Ciências Ambientais  (CIRES) da Universidade de Colorado Boulder trabalhando no Laboratório de Ciências Químicas da NOAA.

“A fumaça é difícil de estudar”, diz Xu. "A química e a mistura evoluem em escalas muito menores do que a resolução normalmente disponível por sensoriamento remoto. Além disso, é operacionalmente difícil amostrar até mesmo de aeronaves, devido à falta de visibilidade e aos desafios com o controle de tráfego aéreo. O FIREX-AQ superou a maioria dessas barreiras com uma aeronave muito bem equipada com planejamento de vôo altamente coordenado com o controle de tráfego aéreo local e os oficiais de controle de incidentes no combate aos incêndios ”.

O projeto FIREX-AQ coletou informações detalhadas sem precedentes sobre a evolução da química nas plumas do incêndio florestal. Isso incluiu observações importantes que explicam a química que produz ozônio nessas plumas de fogo. As descobertas desta análise ajudam os pesquisadores a entender por que as plumas de fogo têm uma química amplamente diversa: apenas a favor do vento do fogo, a produção de ozônio é vigorosa, mas a taxa de sua formação diminui à medida que a pluma se mistura com o ar ambiente. Inicialmente, a pluma é preparada com um ácido nitroso químico (HONO, também escrito como HNO2) que, uma vez emitido na atmosfera, é convertido pela luz solar em radical hidroxila (OH) e óxido nítrico (NO) - ambos os ingredientes principais que conduzem a formação de ozônio a partir de compostos orgânicos voláteis (COVs, que são produtos da combustão ineficiente da madeira e do solo).

Xu, Wennberg e seus colegas analisaram os dados e demonstraram que a produção de ozônio pode ser prevista em função da quantidade de HONO emitida pelo fogo, da quantidade de VOCs e da quantidade de NO. À medida que a pluma de fogo fica sem NO e HONO, a química fica paralisada, mas o mais importante, o combustível para a formação de ozônio - os VOCs - permanece elevado. Como tal, quando essas plumas de fogo se misturam em atmosferas urbanas ricas em óxido nítrico - que é produzido pela combustão de combustível fóssil, por exemplo, de carros e caminhões - a formação de ozônio começará novamente impactando a qualidade do ar da cidade, a formação de ozônio começará novamente impactando a qualidade do ar da cidade.

"Incêndios florestais aumentam o ozônio regional em todo o oeste dos EUA durante a temporada de incêndios. A natureza episódica dos incêndios florestais pode resultar em impactos mais severos em áreas próximas aos incêndios florestais, como nós no oeste dos EUA frequentemente experimentamos nos últimos anos", disse Xu.

Em seguida, a equipe planeja continuar explorando os dados FIREX-AQ para obter informações adicionais. “Ainda há muito mais descobertas sobre a química do fogo e a qualidade do ar nas informações coletadas por meio deste projeto”, diz Wennberg.

O artigo da Science Advances é intitulado " Química do ozônio nas plumas de incêndio florestal do oeste dos EUA " . Existem vários coautores da Caltech; NOAA; NASA; o Instituto Nacional de Aeroespacial, Universidade do Colorado, Boulder; Florida State University; Instituto de Tecnologia da Geórgia; a Associação de Pesquisa Espacial das Universidades; Colorado State University; o Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA; a Universidade de Oslo na Noruega; a Universität Innsbruck na Áustria; Universidade da cidade de Yokohama no Japão; e a Universidade de Montana. Esta análise e muitos dos dados coletados foram financiados pela NASA.

 

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