Thomas Fire i Kalifornien nyligen var den största skogsbranden i statens moderna historia. Det brände nästan 282, 000 hektar mellan december 2017 och januari 2018, och fungerar som en påminnelse om hur förödande sådana händelser kan vara. Nu, forskare rapporterar att skogsbränder i skogklädda vattendelar kan ha en varierande men förutsägbar inverkan på de ämnen som frigörs från jordar och rinner ut i dricksvattenkällor. Den nya forskningen ger viktiga insikter för vattenverk som utvärderar behandlingsalternativ efter allvarliga skogsbränder.
Forskarna kommer att presentera sitt arbete i dag vid det 255:e nationella mötet och utställningen av American Chemical Society (ACS).
"Vordsbränder kan ha dramatiska effekter på vattendelar, förutom att förstöra personlig egendom, " Fernando L. Rosario-Ortiz, Ph.D., säger. "Men kanske mindre uppenbara är deras potentiella effekter på dricksvattenkällor, orsakas av förändrade jordar och de grundläggande processerna i skogklädda vattendelar. Vi finner att dessa bränder kan orsaka att många ämnen släpps ut från marken till dricksvattenkällor, leder till kontaminering. Ämnenas art och mängd beror på hur allvarlig branden är."
Skogbevuxna vattendelar försörjer nästan två tredjedelar av amerikanska dricksvattenkällor och miljarder konsumenter över hela världen, enligt Statens forskningsråd. Hälsosamma skogbevuxna vattendelar i städer och på landsbygden absorberar nederbörd och snösmältning, långsam avrinning av stormen, filtrerar föroreningar och ger kritiska livsmiljöer för fisk och vilda djur. Dessutom, skogklädda vattendelar ger rekreationsmöjligheter och hjälper till att stödja lokala ekonomier.
Efter en skogsbrand, betydande förändringar kan inträffa i källvattenkvaliteten, som kan påverka vattenreningsprocesser. Dessa förändringar inkluderar ökad mobilisering av näringsämnen, sediment och löst organiskt kol (DOC), vilket kan påverka dricksvattenföretagens förmåga att producera vatten som uppfyller miljöskyddsmyndighetens (EPA) standarder. Verksamheten behöver korrekt information om dessa effekter och hur de ska reagera på dem.
Rosario-Ortiz och hans team vid University of Colorado, Boulder har studerat sambandet mellan markomvandling och skogsbränder sedan 2012, när två skogsbränder brände upper Cache la Poudre Rivers vattendelare i norra Colorado. Teamet simulerade skogsbränder av olika svårighetsgrad i laboratoriet genom att värma jordar till olika temperaturer och analyserade sedan resultaten.
"Till en viss punkt, ju varmare jorden blir, ju mer kol- och kvävehaltiga föreningar frigörs från marken, " säger Rosario-Ortiz. "Dessa föreningar, som vanligtvis karakteriseras som DOC, kan reagera med kemikalier som används för att rena vatten och omvandlas till desinfektionsbiprodukter, eller DBP, som du inte vill ha i dricksvatten." nivån på tillåtna DPB regleras av EPA. "Men vi blev förvånade över att när en skogsbrand ökar i svårighetsgrad, mängden DOC som frigörs av jorden minskar, och istället kan du få fler sediment i källvattnet, " säger Rosario-Ortiz.
Nu studerar hans team hur utsläppet av organiska föreningar från marken till vatten förändras under skogsbränder. "Vi fann att det finns en ökad frisättning av föreningar med en lägre medelmolekylvikt, innehåller både mer syre- och kvävefunktioner, jämfört med typiska förhållanden, Rosario-Ortiz rapporterar. "Resultaten från detta arbete kommer att hjälpa oss att bättre förstå de övergripande effekterna som skogsbränder har på vattenkvaliteten och i slutändan på produktionen av dricksvatten."
Rosario-Ortiz förväntar sig att hans forskning kommer att finna ökande tillämpning när antalet och svårighetsgraden av skogsbränder ökar på grund av klimatförändringar, extrem torka, markstörningar och ökade bränslebelastningar.
