År efter, at ildebrande brænder skove og farvande, fortsætter de forurenende stoffer med at forgifte floder og vandløb over det vestlige amerikanske – meget længere end forskere estimeret.
En undersøgelse offentliggjort i Kommunikation Jord og miljø Analyseret vandkvalitet i mere end 500 farvande over det vestlige USA og er den første store vurdering af post-wildfire-kvalitet.
Forskningen blev ledet af forskere fra Cooperative Institute for Research in Environmental Science (CIRES) ved University of Colorado Boulder.
“Vi forsøgte at se på bemærkelsesværdige tendenser inden for vandkvalitet efter wildfire i hele det amerikanske vest for at hjælpe med at informere vandforvaltningsstrategier med at forberede sig til ildebrandeffekter,” sagde Carli Brucker, hovedforfatter og tidligere CU Boulder og Western Water Assessment Ph.D. studerende.
Resultaterne viste forurenende stoffer som organisk kulstof, fosfor, nitrogen og sediment kan forringe vandkvaliteten i op til otte år efter en brand. Vandledere kan bruge disse data til at hjælpe dem med at planlægge for fremtiden og reagere korrekt, når ildebrande strejker.
Cires Fellow og Western Water Assessment Director Ben Livneh var den vigtigste efterforsker og medforfatter til undersøgelsen. Meget af hans forskning fokuserer på hydrologi eller vandforsyning på en kontinental skala. Da han indså, at han kunne bruge den samme tilgang til at forstå store tendenser inden for vandkvalitet, var han begejstret over at teste metoden.
“Der har været meget arbejde, for eksempel i den nationale klimavurdering og det internationale panel om klimaændringer, der taler om ændringer i global vandforsyning,” sagde Livneh, lektor i Institut for Civil-, Miljø- og Arkitektonisk teknik.
“Men disse vurderinger peger på dette hul i vandkvalitetsvurderinger i en kontinental skala -kontekst, mens folk som mig i fysisk hydrologi har tænkt på de kontinentale skalaudfordringer i et stykke tid.”
Forskere har længe vidst, at brand aske og jordødelæggelse bidrager til nedbrudt vandkvalitet. Alligevel har tidligere forskning i vid udstrækning været begrænset til statslige og kommunale studier – bane og byer tester vandkvalitet i lokale vandløb og floder efter store brande.
Til den nye undersøgelse analyserede teamet mere end 100.000 vandprøver fra 500 steder: halvdelen fra brændte flodbassiner og halvdelen fra uforbrændt. De målte niveauer af organisk kulstof, nitrogen, fosfor og sediment samt uklarhed eller uklarhed af hver prøve.
For at forstå ildebrande-drevne påvirkninger byggede teamet datadrevne modeller for at måle, hvor meget forurenende stoffer der ændrede sig i hvert bassin før og efter ildebrande. I det sidste trin udarbejdede de data for at finde gennemsnittet på tværs af de forbrændte bassiner for hvert før- og efter-wildfire-år og sammenlignede derefter dem med de ubrændte bassiner.
Resultaterne viste, at farvande tager længere tid at komme sig efter ildebrande end tidligere undersøgte undersøgelser. Organisk kulstof, fosfor og turbiditet er signifikant forhøjet i den første en til fem år efter ild. Nitrogen og sediment viser betydelige stigninger op til otte år efter ild. Branddrevne påvirkninger var værre i flere skovklædte områder.
“Det kan tage to år, op til otte år, for at det føles fuldt ud,” sagde Livneh. “Nogle gange kan det være en forsinket effekt, hvilket betyder, at det ikke alt sammen sker med det samme, eller nogle gange har du brug for en stor nok storm, der vil mobilisere nok af de resterende forurenende stoffer.”
Hvert farvande i undersøgelsen følte virkningerne forskelligt. Dette er sandsynligvis bundet til, hvor ilden ramte – en brand tættere på floden ville være værre end en opstrøms brand. Forskellige jord, vegetation og vejr ændrer også påvirkningen i hvert farvande, hvilket gør det vanskeligt at planlægge for fremtiden.
“Der er en enorm mængde variation i sedimenteringshastigheder,” sagde Brucker, der nu arbejder som konsulent. “Nogle vandløb er helt fri for sediment efter ildebrande, og nogle har 2.000 gange mængden af sediment.”
På trods af variabilitet på tværs af flodbassiner giver undersøgelsen konkrete tal, der giver indsigt til vandledere over de vestlige amerikanske forskere håber, at resultaterne giver bedre retning af at informere fremtidig planlægningsindsats for at øge ildstedets modstandsdygtighed.
“Jeg håber, at det er meget påvirkende for vandforvaltere at give konkrete tal,” sagde Brucker. “Du kan ikke finansiere modstandskraftforbedringer på generelle bekymringer alene. Vandledere har brug for reelle tal til planlægning, og det er det, vi leverer.”