آتش Eaton ممکن است نزدیک به 7 میلیون نفر را در معرض سطوح بالای سرب قرار داده باشد

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

دانشمندان Caltech اولین تجزیه و تحلیل دقیق ذرات اتمسفر در توده دود ناشی از آتش سوزی ایتون را منتشر کرده اند که بسیاری از شهر آلتادنا در دره سن گابریل کالیفرنیای جنوبی و مناطق اطراف آن را در ژانویه 2025 ویران کرد.

نتایج ماهیت شیمیایی بسیار متفاوت دود تولید شده توسط آتش سوزی شهری را در مقایسه با ستون ناشی از یک آتش سوزی معمولی تایید می کند. در مراحل اولیه آتش سوزی، زمانی که بسیاری از سازه ها و وسایل نقلیه در حال سوختن بودند، غلظت فلزات سمی در جو به طور چشمگیری افزایش یافت.

این علامت شیمیایی، که توسط یک ایستگاه نظارت بر هوای پیشرفته واقع در پایین باد آتش‌سوزی اندازه‌گیری شد، سپس با انتقال آتش از مناطق شهری به سمت کوه‌های بالای آلتادنا، بخشی از جنگل ملی آنجلس، تکامل یافت.

دانشمندان دریافتند که در مقایسه با دود آتش سوزی، توده شهری بیش از 50 برابر از نظر سرب، هفت برابر از نظر کلر و برم و سه برابر در آرسنیک غنی شده است. در واقع، بر اساس داده ها، آنها تخمین می زنند که در اوج سوزاندن ساختار آتش Eaton، نزدیک به 7 میلیون نفر در منطقه شهری لس آنجلس در معرض غلظت سرب 24 ساعته 80 برابر بیشتر از مقادیر معمولی قرار گرفتند.

این نتایج جزو اولین نتایجی است که هوای ساکنین را در هنگام آتش‌سوزی‌های شهری تنفس می‌کند و می‌تواند مدل‌های مورد استفاده برای تعیین واکنش اضطراری به آتش‌سوزی‌های شهری آینده را مشخص کند.

مقاله ای که این کار را توصیف می کند در 28 اکتبر در مجله Science Advances منتشر شد. نویسنده اصلی این مطالعه هارولا بالیکا (Ph.D. '27) است.

بالیاکا می‌گوید: "توده‌های آتش‌سوزی شهری از نظر شیمیایی از آتش‌سوزی‌های جنگلی متمایز هستند. اکنون که این داده‌های رصدی را در مورد تفاوت آنها در اختیار داریم، می‌توانیم به عقب برگردیم و مدل‌های خود را برای تخمین دقیق‌تر چگونگی تأثیر دود بر مردم تنظیم کنیم." دود سفر می‌کند؛ این فقط مربوط به ناحیه سوختگی نیست. برای افرادی که کیلومترها از آتش دور هستند اما دود را دریافت می‌کنند، چه معنایی دارد؟ ما برای آتش تخلیه می‌کنیم، اما برای قرار گرفتن در معرض دود تخلیه نمی‌کنیم.

بالیاکا با رایان وارد (Ph.D. '25) دانشجوی سابق کال‌تک و یکی از نویسندگان آن برای راه‌اندازی یک ایستگاه پایش هوا در شهر پیکو ریورا، واقع در 11 مایلی (18 کیلومتری) جنوب آلتادنا، کار کرد که داده‌های مربوط به دود را در سراسر آتش سوزی ایتون جمع‌آوری می‌کرد. این ایستگاه شامل مجموعه‌ای از چهار ابزار تحلیلی پیشرفته است که تقریبا 24 ساعت شبانه‌روز و 365 روز در سال کار می‌کنند و داده‌های مربوط به شیمی و خواص فیزیکی ذرات معلق در هوا را جمع‌آوری می‌کنند.

آئروسل‌ها ذرات ریز معلق در هوا هستند که معمولا در گزارش‌های کیفیت هوا درباره آن‌ها می‌شنویم (اگرچه آن‌ها معمولا فقط در مورد PM2.5 گزارش می‌دهند - ذرات با قطر 2.5 میکرون یا کمتر).

این ایستگاه که در یک ایستگاه پایش کیفیت هوا که توسط ناحیه مدیریت کیفیت هوا در ساحل جنوبی اداره می‌شود، یکی از ۱۲ ایستگاهی است که شبکه اندازه‌گیری علوم و شیمی جوی (ASCENT) را تشکیل می‌دهند. ASCENT توسط Nga Lee (Sally) Ng (Ph.D. '07)، Elizabeth W. Gilloon استاد علوم و مهندسی محیط زیست و مهندسی شیمی و نویسنده مرتبط مقاله جدید مدیریت می شود.

Ng می گوید: "ASCENT توانایی منحصر به فردی برای اندازه گیری اجزای شیمیایی و اندازه این ذرات مختلف در زمان واقعی دارد." "ASCENT اولین شبکه در ایالات متحده است که از این فناوری های مدرن برای اندازه گیری مداوم آئروسل استفاده می کند." همه داده‌های ASCENT اکنون از طریق یک آرشیو طولانی مدت و ابزارهای تقریبا واقعی در پایگاه داده شبکه در دسترس عموم هستند.

روش استاندارد برای نمونه‌برداری از ذرات معلق در هوا، جمع‌آوری نمونه بر روی فیلتر ذرات در یک دوره 24 ساعته، هر چند روز یکبار، و سپس تجزیه و تحلیل فیلترها هفته‌ها یا ماه‌ها بعد است. با این حال، با چنین روتینی، غیرممکن است که اوج های تمرکز را که به سرعت می آیند و می روند – مثلا در عرض چند ساعت – غیرممکن است.

از آنجایی که ایستگاه‌های ASCENT به طور مداوم کار می‌کنند، دانشمندان توانستند ماهیت شیمیایی در حال تغییر ستون دود Eaton Fire را هنگامی که خود آتش به سمت کوه‌های سن گابریل حرکت می‌کند، دور از مناطق توسعه‌یافته، و از آتش‌سوزی شهری به آتش‌سوزی طبیعی تبدیل می‌شود، مشاهده کنند.

در این مطالعه، دانشمندان داده های به دست آمده در طول دو آتش سوزی مختلف را که توسط ایستگاه های ASCENT اندازه گیری شده بود، مقایسه کردند. سایت Pico Rivera اندازه‌گیری‌هایی را از آتش سوزی Eaton ارائه کرد، و سایت دیگر ASCENT در Rubidoux، کالیفرنیا، داده‌هایی را در مورد به اصطلاح آتش‌سوزی فرودگاه جمع‌آوری کرد که 24000 هکتار (9700 هکتار) از پوشش گیاهی را در شهرستان ریورساید کالیفرنیای جنوبی، واقع در شرق دره San Gabriel در سپتامبر 202، سوزاند.

بالیاکا توضیح می دهد: «در اصل، این مقایسه بین دو آتش نشان می دهد که یک آتش سوزی شهری چقدر متفاوت و از نظر شیمیایی متمایز است. با توجه به اینکه خانه‌ها، ساختمان‌ها و همه چیز در داخل آنها و همچنین وسایل نقلیه در آتش‌سوزی شهری می‌سوزند، ممکن است بصری به نظر برسد، اما در مورد مواد شیمیایی موجود در دود ناشی از آتش‌سوزی‌های شهری اطلاعات کافی وجود ندارد. در واقع، یک گزارش سال 2022 توسط آکادمی ملی علوم، مهندسی و پزشکی، با عنوان "شیمی آتش سوزی ها در رابط وحشی-شهری"، بر نیاز به داده هایی در مورد دود آتش سوزی شهری تاکید کرد.

و همانطور که توسط آتش سوزی های اخیر در لس آنجلس - و همچنین در شمال کالیفرنیا (آتش سوزی کمپ)، کلرادو (آتش سوزی مارشال)، هاوایی (آتش سوزی لاهاینا) و، در ماه اوت، در اسپوکین، واشنگتن - نشان داده شد - آتش سوزی ها به طور فزاینده ای شامل عناصر سوزاندن شهری در این رابط زمین وحشی-شهری، منطقه ای که توسعه با پوشش گیاهی برخورد می کند، می شود.

هنگامی که محققان اطلاعات ASCENT از آتش سوزی های Eaton و فرودگاه را بررسی کردند، به رابطه مهمی بین غلظت دو عنصر شیمیایی خاص، پتاسیم و سرب اشاره کردند. پتاسیم یک ماده مغذی ضروری است که گیاهان به طور طبیعی از خاک می گیرند. هنگامی که پوشش گیاهی و چوب می سوزد، مقداری از آن پتاسیم به دود آزاد می شود، و بنابراین، جای تعجب نیست که توده های آتش از مناطق وحشی و آتش سوزی شهری سطوح بالایی از پتاسیم را نشان دادند.

اما در آتش سوزی ایتون، که در عصر 7 ژانویه آغاز شد، غلظت سرب در شرق لس آنجلس و دره سن گابریل در 8 و 9 ژانویه افزایش یافت. بالاترین مقادیر سرب مستقیما در سمت باد آلتادنا اندازه گیری شد. نسبت پتاسیم به سرب در آن روزها در کمترین حد خود بود (حدود 5:1، که نشان دهنده وجود پنج برابر پتاسیم بیشتر از سرب در ستون آتش است). همانطور که آتش به سمت کوه ها حرکت کرد، نسبت به مقادیر مشابه آتش سوزی افزایش یافت (نسبتی حدود 50:1 در 11 ژانویه و سپس به صدها افزایش در 12 ژانویه).

بالیاکا می‌گوید: «آنچه واقعا شگفت‌انگیز بود این بود که ما توانستیم آن حرکت را به سمت یک نشانه سنتی‌تر آتش‌سوزی در یک آتش ثبت کنیم.

برای زمینه، دانشمندان خاطرنشان می کنند که از اوایل دهه 1980، زمانی که بنزین سرب دار در لس آنجلس حذف شد، غلظت معمولی سرب در حوضه لس آنجلس بیش از دو مرتبه یا حدود 99٪ کاهش یافته است. بنابراین در حالی که افزایش مقادیر سرب در مقایسه با خطوط پایه فعلی چشمگیر است، اما مطابق با آنچه قبل از دهه 1980 عادی بود، بود.

اما آنها همچنین به این نکته اشاره می‌کنند که دانشمندان هنوز از اثرات سلامتی نوعی قرار گرفتن کوتاه مدت و با غلظت بالا در معرض مواد شیمیایی سمی که میلیون‌ها آنجلنو در جریان آتش‌سوزی‌های لس‌آنجلس تجربه کردند، نمی‌دانند. متأسفانه، کالیفرنیایی‌ها همیشه در معرض آتش‌سوزی قرار می‌گیرند. همه این سموم کوتاه‌مدت اما بالا، نه فقط سرب، برای سلامتی ما چه معنایی دارند؟ بالیکا می گوید. "ما باید شروع به کشف آن کنیم."

هدف دانشمندانی که در حال حرکت رو به جلو هستند، استفاده از داده‌ها برای به‌روزرسانی مدل‌هایی است که کیفیت هوا و میزان آلاینده‌هایی را که انتظار می‌رود در اتمسفر منتشر می‌شود در نتیجه آتش‌سوزی‌های شهری و آتش‌سوزی‌های جنگلی پیش‌بینی کنند. چنین مدل‌هایی در واکنش آتش‌سوزی اضطراری برای پیش‌بینی محل حرکت توده‌های دود سمی و کمک به تعیین اقداماتی که باید برای ایمنی عمومی انجام شود، حیاتی هستند.

ریچارد فلگان، پروفسور ایرما و راس مک‌کولوم-ویلیام اچ. کورکوران از Caltech، استاد مهندسی شیمی و علوم و مهندسی محیط‌زیست، می‌گوید که واکنش به آتش سوزی ایتون و آلودگی زباله‌های باقی‌مانده در پی آن بر این اساس است که طوفان آتش‌سوزی یک رویداد آتش‌سوزی است. او می گوید: «اما آتش سوزی ایتون یک رویداد آتش سوزی شدید شهری بود.

شاید زمان آن فرا رسیده باشد که قوانین آتش‌نشانی را برای رسیدگی به احتمال وقوع طوفان‌های آتش‌سوزی شهری در مناطق پرجمعیت شهری مورد بازنگری قرار دهیم و تأثیرات سلامتی ناشی از باد و مرگ و میر بیش از حد را از جمله تأثیرات مهم چنین حوادثی در نظر بگیریم.»

محققان اذعان می‌کنند که با توجه به تعداد زیادی خانه‌ها و سازه‌های قدیمی‌تر که در آلتادنا سوخته‌اند، نشانه قوی سرب ممکن است منحصر به آتش سوزی ایتون باشد، اما امیدوارند که نتایج، مبنایی برای مقایسه با آتش‌سوزی‌های شهری آینده باشد.

Ng تأکید می‌کند که برای ایجاد درک جامع از آتش‌سوزی‌ها در رابط زمین وحشی-شهری، نیاز به ایستگاه‌های نظارت مستمر آئروسل در زمان واقعی در سراسر کشور وجود دارد. او می‌گوید: «ایستگاه‌های مانیتورینگ موجود پایه‌ای حیاتی را فراهم می‌کنند، و ASCENT نشان می‌دهد که چگونه می‌توانیم بر اساس آن برای مدرن کردن زیرساخت‌های اندازه‌گیری کیفیت هوای این کشور ایجاد کنیم.

"با ASCENT، ما نه تنها میزان ذرات معلق در هوا را می بینیم، بلکه می بینیم که از چه چیزی ساخته شده است، و می توانیم آن را در حین وقوع رویداد تماشا کنیم. این نوع اطلاعات برای ردیابی تکامل شیمیایی جوی دود آتش بسیار مفید است و به مدیران اورژانس و مقامات بهداشت عمومی کمک می کند تا درک کنند که جوامع در زمان واقعی در معرض چه چیزی قرار دارند."

هارولا بالیاکا و همکاران، آتش در مرز: فلزات سمی هوابرد از طوفان آتش‌سوزی شهری لس‌آنجلس در سال 2025، پیشرفت‌های علمی (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aei4455. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aei4455

ارائه شده توسط موسسه فناوری کالیفرنیا

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →