När skogsbrandsrök täcker stora delar av Australien, det är dags att undersöka vad denna komplexa kemiska blandning är gjord av, för att bättre förstå vad det gör med både våra kroppar och planeten.

Jag forskar om de kemiska processer som skapar föroreningar i lågor, och vad som händer när de släpps ut i luften vi andas.

Bushfires är inte den enda rökkällan vi utsätts för i våra vardagsliv. Vi andas rök från cigaretter, vedeldade värmare, kolkraftverk och fordon.

Men rök från skogsbränderna ansamlas över städer i koncentrationer som sällan setts tidigare i Australien, illa påverkar städer inklusive Sydney, Melbourne och Canberra. Detta innebär risker för folkhälsan och miljön. Läs vidare för att ta reda på exakt vad du andas in.

Det är i stort sett vatten

Först, det är mycket vatten i bushbrand rök. När eld sliter genom en skog brinner den av vattnet som finns i träden, skicka rullande ångmoln upp i atmosfären.

Vatten kan verka ofarligt, men det gör det faktiskt möjligt för skogsbränder att bilda sitt eget väder. Vattenånga kondenserar på rökpartiklar och bildar enorma pyrocumulonimbusmoln. Vi såg dessa stormar i den nuvarande brandkrisen. De kan komplicera släckningsarbetet genom att orsaka vind- och blixtnedslag men orsakar tyvärr sällan regn.

Dessa moln injicerar också rök högt i atmosfären varifrån den kan cirkulera jorden. Vi såg nyligen detta när rök från skogsbränder i Australiens sydöstra del drev till Nya Zeeland och sedan vidare till Sydamerika. Rök som lyfts upp i stratosfären påverkar klimatet genom att blockera rörelsen av ljus och värme, och kan till och med störa kemin i ozonskiktet.

Klimateffekten

Rök innehåller även gaser, framför allt kolmonoxid (CO) och koldioxid (CO ₂ ). Koldioxid är slutprodukten av förbränning och är den mest betydande bidragsgivaren till den globala uppvärmningen som skapas av människor.

Skogar avlägsnar massiva mängder kol som trä och annat organiskt material och mycket av detta släpps tillbaka till atmosfären som koldioxid när det bränns.

Inom ungefär ett år, dessa molekyler kan finnas var som helst i jordens atmosfär. CO ₂ är så långlivad att många av dessa samma molekyler kommer att fortsätta cirkulera runt jorden i hundratals år.

Denna skogsbrandsäsong, mer än 10 miljoner hektar mark har redan brunnit. Uppskattningar baserade på satellitdata sätter den efterföljande CO ₂ släpp på 400 miljoner ton. Detta är nära Australiens totala årliga utsläpp av växthusgaser på cirka 500 miljoner ton CO ₂ likvärdig.

Vår planets klimatnödsituation gör redan Australien varmare och torrare, med mer frekventa extrema väderhändelser. De efterföljande bränderna släpper i sin tur tillbaka kol till atmosfären, bildar en farlig positiv feedbackloop.

Det giftiga syskonen

Medan CO ₂ utgör ett långsiktigt hot mot oss alla, dess giftiga syskon kolmonoxid (CO) är en mer omedelbar oro för dem som direkt utsätts för rök. Kolmonoxid bildas när förbränningen avbryts på sin väg för att göra koldioxid.

Vid de höga koncentrationer som finns i rök, kolmonoxid kan vara dödligt. Det binder starkt till vårt hemoglobin - molekylen i röda blodkroppar som transporterar syre runt kroppen. Med cirka 100 ppm i luft kan den svälta människokroppen på syre, kväva sina offer.

Kolmonoxidförgiftning genom rökinandning är ett direkt bekymmer för brandmän och dem som skyddar sig från lågor. De som bekämpar skogsbränder arbetar ofta långa pass, ibland under flera veckor, med ansiktsmasker som erbjuder begränsat skydd.

Men det är inte allt

Förutom dessa två gaser, rök innehåller spårhalter av många andra föroreningar såsom svaveldioxid (SO ₂ ) och kvävedioxid (NO ₂ ). I en skogsbrand, dessa produceras genom förbränning av svavel och kväve i växter.

(Dessa gaser produceras också genom förbränning av fossila bränslen. Under evigheter, gamla träd fossiliseras till olja och kol men behåller lite svavel och kväve).

Båda SÅ ₂ och nej ₂ irritera våra andningsorgan. Atmosfärisk SO ₂ är också problematiskt eftersom det med tiden omvandlas i luft till svavelsyra, bildar surt regn. NEJ ₂ , å andra sidan, bryts ner i solljus vilket gör att skadligt marknära ozon bildas.

Vi lär oss fortfarande om andra farliga spårgaser i rök. Till exempel, under det senaste decenniet har vi insett att mycket giftig isocyansyra från rök kan förekomma i stadsluften i koncentrationer som närmar sig de som är kända för att påverka vår hälsa. Tyvärr, lite forskning finns tillgänglig för australiska förhållanden.

Glöm inte de små partiklarna

Den sista komponenten i röken vi måste tänka på är de fasta partiklarna, eller partiklar (PM). Detta är både sot som byggs upp vid förbränning, och aska som bryts ner från resterna av bränt bränsle.

Det vi ser efter en skogsbrand är oftast de större partiklarna, som minskar synligheten och sätter sig på bilar och byggnader. Men den farligaste komponenten för vår hälsa är mikroskopiska partiklar runt en miljondels meter i storlek.

Dessa partiklar kan tränga djupt in i våra lungor och ta sig in i vårt blodomlopp, kan påverka nästan alla kroppsliga system.

Dessutom, på grund av sin storlek är det mer sannolikt att de stannar uppe i luften och transporteras bort från källan.

Partiklar mindre än 2,5 mikrometer, känd som PM2.5, bosatt sig på Canberra under de senaste veckorna – ett problem som är så allvarligt vissa dagar att staden kan göra anspråk på att ha den mest förorenade luften i världen.

Var redo

Bushfire rök är en komplex kemisk blandning som kan påverka människor på många sätt. När bränder blir allt vanligare över hela vår kontinent, vi måste bli mer bekanta med vad vi andas in.

Australiens unika sårbarhet för klimatförändringar, som har varit uppenbart denna buskesäsong, innebär att vi också bör leda världen när det gäller att minska utsläppen av växthusgaser.

På samma gång, Australiensare måste anpassa sig. Detta innebär att utrusta våra byggnader med sensorer och renare för att reagera på luftföroreningar och utbilda allmänheten om hur man kan vara säker under en nödsituation med luftkvalitet. Det är klart att vi måste förbereda oss på många rökfyllda somrar som kommer.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.