Avec des échantillons prélevés dans un avion et bénéficiant d'un niveau d'analyse hors ligne sans précédent, Les chercheurs de Yale ont produit un examen très détaillé de la composition chimique et des transformations d'un panache de fumée de feu de forêt en évolution, des résultats qui pourraient contribuer à une meilleure compréhension de la pollution de l'air dans de nombreuses régions du monde.

Une équipe de chercheurs du laboratoire de Drew Gentner, professeur agrégé de génie chimique et environnemental, ont effectué une analyse très détaillée d'un panache de fumée en évolution provenant d'un incendie de forêt. Les résultats montrent clairement la formation de composés organiques en phase particulaire contenant de l'oxygène, azote, et le soufre - relativement peu de travaux antérieurs ont été effectués sur la structure, formation, et les impacts de ces composés. Ils ont également constaté que certaines caractéristiques structurelles faisant partie de ces composés augmentaient considérablement à mesure que le panache de fumée évoluait sur une période de quatre heures. L'étude, dirigé par le Dr Jenna Ditto, un ancien Ph.D. étudiant au laboratoire Gentner, est publié aujourd'hui dans Chimie et physique de l'atmosphère .

Des études antérieures ont utilisé la spectrométrie de masse pour étudier la fumée des incendies de forêt. Cependant, ils n'ont pas complètement capturé ces composés complexes et leurs transformations chimiques dans ces panaches de fumée. Le laboratoire Gentner a utilisé une approche unique de spectrométrie de masse en tandem à haute résolution pour une analyse plus précise du panache de fumée en évolution, où les molécules cibles sont fragmentées pour examiner leurs caractéristiques structurelles sous-jacentes. Ce niveau de détail est une étape importante vers l'amélioration des capacités de modélisation et notre compréhension des impacts sur la santé et l'environnement de la fumée de combustion de la biomasse.

Connaître la composition précise des fumées de ces incendies est particulièrement important, puisque les experts prédisent que les incendies de forêt deviendront de plus en plus fréquents et graves en raison du changement climatique. Les résultats de cette étude sur les voies chimiques axées sur les incendies de forêt sont également pertinents pour les endroits dans les régions en développement ou les très grandes villes où la combustion de biomasse résidentielle est courante.

"Il fournit des preuves de la formation de ces composés organiques peu étudiés avec l'oxygène, azote, et le soufre susceptibles d'être pertinents dans d'autres régions où la combustion de biomasse et de combustibles fossiles est importante, comme les grandes villes du monde en développement, " a déclaré Gentner. "Avec d'autres chercheurs, nous avons vu des quantités importantes de ces composés sur d'autres sites de terrain dans le passé, mais s'interrogent souvent sur leurs voies de formation et leurs structures chimiques sous-jacentes, et ce panache de combustion de biomasse dans le monde réel a fourni une excellente occasion de les étudier. »

L'étude fait partie d'une collaboration continue entre le laboratoire de Gentner et Environnement et Changement climatique Canada, l'agence nationale de l'environnement.

Des échantillons ont été prélevés lors de deux vols de recherche en avion par Environnement et Changement climatique Canada dans le cadre de son programme de recherche sur la pollution atmosphérique. Ces vols ont échantillonné deux panaches de fumée d'incendies de forêt boréale qui ont pris naissance près du lac La Loche, dans le nord de la Saskatchewan. Le feu était un feu de surface de faible intensité avec des conditions couvantes. Les particules ont été recueillies sur des filtres, placé dans un congélateur et envoyé au laboratoire de Gentner.