De branden in Los Angeles veroorzaakten giftige nanodeeltjes. Hij maakte er zijn missie van om ze op te sporen.

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op Inside Climate News en is onderdeel van de Climate Desk -samenwerking. Het is het derde artikel in een reeks over gezondheidsrisico's na de bosbranden in Los Angeles die Pacific Palisades en Altadena verwoestten. Dit artikel werd mede mogelijk gemaakt door het Pulitzer Center .

Nicholas Spada was gewend om dringende verzoeken te beantwoorden wanneer de rook van bosbranden steden bedekte. Maar dit waren niet de gebruikelijke oproepen.

Ten eerste was het nog niet eens brandseizoen.

De winter zou een rustige periode moeten zijn waarin de bosbranden afnemen en onderzoekers als Spada onderhoud aan hun instrumenten uitvoeren, subsidieaanvragen schrijven en naar huis gaan om te eten.

In plaats daarvan begon het zogenaamde tussenseizoen van 2025 op 7 januari, toen de Santa Ana-winden over Los Angeles raasden, met windstoten van meer dan 160 kilometer per uur, na meer dan acht maanden zonder noemenswaardige regenval.

Tegen de avond waren duizenden huizen in de chique wijk Pacific Palisades in Los Angeles en in de wijk Altadena ten noorden van de stad verdwenen.

De volgende ochtend werd Spada op de Universiteit van Californië in Davis de ene na de andere oproep beantwoord door collega-luchtvaartonderzoekers van universiteiten door het hele land. Zij waren bezig met het inpakken van instrumenten en andere apparatuur om naar Los Angeles te vertrekken, velen op eigen kosten.

Ze zouden stadsbranden bestuderen – geen gewone bosbranden of zelfs branden op de grens tussen stad en natuur – maar stadsbranden waarbij de meeste brandstof door de mens werd geproduceerd: chemicaliën voor gazons, asbestisolatie, loodverf, lithiumbatterijen. Met andere woorden: zeer giftige stoffen.

Ze vroegen Spada welke instrumenten hij mee moest nemen, welke metingen hij moest doen, waar hij zich moest opstellen voor de wind en wanneer hij er zou zijn. De gesprekken mondden al snel uit in een WhatsApp-groep die nog steeds actief is, aangezien de resultaten na al die maanden nog steeds sporadisch binnenkomen.

Spada, een slanke, energieke man met een kortgeknipte baard en rood haar, is projectwetenschapper bij het Air Quality Research Center van UC Davis. Hij is een van de weinige wetenschappers ter wereld die bedreven is in het gebruik van een nucleaire methode om giftige stoffen in luchtdeeltjes te detecteren en zo inzicht te krijgen in hun impact op de menselijke gezondheid en het milieu.

Spada gebruikt protonen om naar nanodeeltjes te kijken, die 1/100e van de breedte van een mensenhaar hebben. Het is misschien moeilijk te geloven dat zoiets kleins je pijn kan doen, maar luchtvervuiling is in werkelijkheid vier tot vijf keer gevaarlijker als het minuscuul is.

Deeltjes van die grootte kunnen gemakkelijk diep in het menselijk lichaam doordringen en in de cellen van belangrijke organen, zoals het hart, de longen en zelfs de hersenen, terechtkomen.

Sinds de branden in Los Angeles heeft Spada het tot zijn missie gemaakt om te bepalen hoe groot de blootstelling van inwoners van Los Angeles in januari is geweest. Hij concentreert zich zowel op vernevelde giftige stoffen – zoals loodverf, weerbestendige artikelen bedekt met PFAS ('forever chemicals') en lithiumbatterijen – waarvan de deeltjes giftig zijn, ongeacht hun grootte – als op nanodeeltjes, die van nature gevaarlijk zijn vanwege hun grootte en zich gemakkelijk vormen bij de extreme temperaturen van bosbranden.

Intern kunnen nanodeeltjes grote schade aanrichten, de normale lichaamsfunctie verstoren en het aantal gevallen van kanker, auto-immuunziekten en dementie drastisch verhogen. Zelfs normaal gesproken veilige elementen kunnen giftig worden in deze kleine omvang.

Titanium, een doorgaans inert element dat wordt gebruikt in bijvoorbeeld medische implantaten, en witte pigmenten die in alles voorkomen, van plastic tot kinderkrijtjes, zijn hier een voorbeeld van. Nanodeeltjes die ontstaan ​​wanneer het pigment, titaniumdioxide, wordt blootgesteld aan extreme hitte, zijn bijzonder gevaarlijk. Het titaniumdioxide verandert in titaniummonoxide, een veel minder stabiele vorm en daardoor schadelijker voor lichaamsweefsels.

Wetenschappers beginnen pas net te begrijpen welke ernstige gevolgen deze steeds vaker voorkomende grote bosbranden en stadsbranden voor de gezondheid hebben. Spada is vastbesloten om overlevenden niet in het ongewisse te laten.

Candace Tsai, expert in risicobeoordeling van nanodeeltjes en universitair hoofddocent industriële hygiëne aan de Universiteit van Californië in Los Angeles, sloot zich aan bij de bezorgdheid. "Er is geen veilig blootstellingsniveau bekend voor dit soort ultrafijnstof", zei ze. "Ze blijven niet buiten – ze komen binnen, ze dringen cellen binnen. En we beginnen hun toxicologische effecten nog maar net te begrijpen."

Spada's werk wordt geleid door de filosofie dat 'lucht alles is', dat mensen het recht hebben om te weten en dat wetenschap macht moet geven, niet verwarren.

"Je kunt niet kiezen wat je inademt. Dus moeten we het meten, zichtbaar maken en bruikbaar maken," zei hij. "Als je geen doctoraat hebt, mag dat je niet diskwalificeren om te begrijpen wat er in je lucht zit. Dus maak ik spiekbriefjes. Ik schrijf het op zoals ik het aan mijn kind zou uitleggen."

Spada probeert nu anderen te helpen antwoorden te vinden op veel van de vragen die hij zich herinnert als kind in Lompoc, Californië, stelde. Hij groeide op in de schaduw van een vermiculietverwerkingsfabriek die de buurt bedekte met fijn wit stof.

"Iedereen had een hoestbui," zei hij. "Er was een verwaarloosd gebied waar binnen een straal van ongeveer anderhalve kilometer rond de fabriek niets groeide. Alles was bedekt met dit fijne witte vermiculietpoeder. Het was alsof de fabriek zijn eigen dorre maanlandschap had gecreëerd."

Nicholas Spada spreekt met een student aan het Crocker Nuclear Lab van UC Davis.

Foto: Nina Dietz

Toen de fabriek uiteindelijk werd gesloten vanwege overtredingen van de milieuwetgeving, liet dat een verwoestende impact achter: economisch, ecologisch en menselijk. "Veel mensen zaten plotseling zonder werk. Dakloosheid nam toe. Het voelde alsof we een verkeerde keuze hadden gekregen: vervuiling of armoede."

Spada wilde een betere optie vinden.

Terwijl hij na de branden in Los Angeles verder werkte, zorgde hij ervoor dat hij de code volgde die hij in Lompoc had ontwikkeld. Hij wil inzicht krijgen in de vervuiling die gezinnen treft die wanhopig proberen zichzelf te beschermen en hun huizen te ontgiften van elementen in de lucht en de as die alles bedekt, wat Spada echt alarmerend vond.

"Er is een verantwoordelijkheid als mensen je iets geven dat van het kussen van hun kind is gevallen," zei hij. "Je neemt het serieus."

Zes dagen na het begin van de branden laadde Spada vier luchtmonsternemers, een extra pomp en een partij gelabelde filters. Hij had al contact opgenomen met zijn contacten in Los Angeles, waaronder Jeni Knack, een milieuactiviste, en Melissa Bumstead, een al lang actieve activiste voor gezinnen in de buurt van het Santa Susana Field Laboratory. Zij namen het voortouw bij het vinden van mensen die bereid waren Spada's meetsystemen een maand of langer te huisvesten.

"Het leek wel sneeuw," zei Bumstead. "De as lag op de schommel van mijn dochter - toen wist ik dat we iets moesten doen."

Spada reed naar het zuiden, vergezeld door een afspeellijst die zijn oudste zoon James speciaal voor de reis had gemaakt, en alle koffie die hij nodig had om wakker te blijven.

Om 16.00 uur installeerde hij de eerste unit in een achtertuin bij een vrijwilligerswoning in West Hills. Bumstead en Knack hadden geholpen bij het verkennen en beveiligen van verschillende van de eerste meetlocaties in de windrichting van de branden van 7 januari, de Palisades- en Eaton-branden.

Spada is een van de twee onderzoekers ter wereld met expertise in 'tijdsgesorteerde cascading impactor air monitoring'. De 'DRUM'-sampler, een naar Spada's mening nogal afschuwelijk acroniem, staat voor 'Davis Rotating Unit for Monitoring'.

Elk exemplaar is ongeveer zo groot als handbagagekoffer, wordt volgens de specificaties van het Davis-team gemaakt en weegt tussen de 9 en 23 kilo. Hiervoor zijn eigen standaards op maat gemaakt.

Nicholas Spada installeert de DRUM-sampler op 13 juni in een woning in Los Angeles.

Foto: Nina Dietz

De sampler gebruikt een pomp om continu lucht door een reeks van acht filters te persen, variërend in grootte van PM10 tot PM0,09. Elk filter vangt kleinere deeltjes op dan het vorige – van 10 micrometer, of micron, tot 9 honderdsten van een micron. Om deze getallen in perspectief te plaatsen: de Environmental Protection Agency gebruikt bij het reguleren van luchtvervuiling PM2,5 als meeteenheid, en 2,5 micron is ongeveer 30 keer kleiner dan de dikte van een mensenhaar.

De DRUM-filters roteren met door de gebruiker opgegeven intervallen en schakelen meestal elke drie uur over naar een nieuw filtergedeelte. Maar in Los Angeles koos Spada ervoor om de rotatie om de twee uur in te stellen voor nauwkeurigere gegevens.

Dankzij deze unieke bemonsteringsmethode kon hij de ontwikkeling van dynamische luchtkwaliteitssituaties veel gedetailleerder volgen dan met andere methoden.

De monitoren moesten een maand blijven staan. Het zou nog anderhalve maand duren voordat hij tijd in de deeltjesversneller kon boeken. De voorlopige resultaten zouden minstens zes maanden op zich laten wachten.

Om te begrijpen wat er wel en niet ongebruikelijk was, vergeleek Spada eerst de resultaten van de asmonsters van de brand in Los Angeles met een gewone bosbrand die op hetzelfde moment plaatsvond: de Hurst Fire, een bosbrand die ruim 200 hectare aan vegetatie in de buurt van Sylmar in Los Angeles County verwoestte en die ook op de ochtend van 7 januari begon.

"De brand in Hurst heeft een klein deel van de begroeiing langs de weg verwoest. Er zijn geen huizen afgebrand, geen voertuigen, niets van dat alles," zei hij. "Het is een soort surrogaat, waarbij het net als de vegetatie is, maar ook beïnvloed wordt door het stedelijke landschap van Los Angeles. Maar het is niet besmet door brandende gebouwen of voertuigen of zoiets."

De monsters van de Hurst-brand bevatten verhoogde concentraties van zowel lood, afkomstig van loodhoudende benzine, als arseen, een van de meest voorkomende natuurlijk voorkomende zware metalen in de oppervlaktebodem van Californië. Maar er was een opvallend verschil tussen die resultaten en de resultaten van de branden in Eaton en Palisades.

Deze stadsbranden produceerden luchtvervuiling met aanzienlijk meer lood, een neurotoxine. Andere zorgwekkende stoffen waren cadmium , antimoon en asbest , allemaal bekende of waarschijnlijke kankerverwekkende stoffen.

"Dit waren geen sporen van natuurbranden", zei Spada. Wat er te zien was, waren "dingen die je verwacht in oude isolatie, oude verf. Dit was bouwafval, geen boomschors."

Het meest verontrustende aan de vervuilende stoffen van Eaton en Palisades was hun grootte: giftige metalen waren niet zomaar aanwezig – ze kwamen al voor in de kleinste deeltjes, kleiner dan 0,1 micron. Ultrafijn. Inhaleerbaar. Blijvend.

Mohammed Baalousha, een onderzoeker van nanodeeltjes in het milieu aan de Universiteit van South Carolina en medewerker van Spada die ook deeltjesmonsters van de branden in LA heeft onderzocht, bevestigde het gevaar.

"Hoe kleiner de deeltjes, hoe dieper ze in de longen doordringen en hoe moeilijker ze te verwijderen zijn", zei hij. "Daarom is dit soort analyse belangrijk. We hebben het over onzichtbare verontreinigende stoffen met gevolgen voor de gezondheid op de lange termijn."

Al begin februari ontving Spada asmonsters uit Altadena en de Palisades van zijn contacten in LA, Bumstead en Knack.

De twee vrouwen organiseerden niet alleen droplocaties – in de weken na de brand waren ze zelf ook in het veld om monsters te verzamelen. Bumstead en Knack vielen daarbij op hoe weinig mensen de juiste beschermende kleding droegen.

"We zagen ploegen... die aan het opruimen waren – ze graven door de as zonder enig masker," zei Knack. Bumstead voegde eraan toe dat veel vrijwilligers "niet eens handschoenen droegen."

Het duo, gekleed in P100-ademhalingsmaskers, Tyvek-pakken en dubbele handschoenen, probeerde mensen te informeren over de gevaren, maar was geschokt door de minachting voor de gezondheid van de vrijwilligers. "Ze hielpen – met de beste bedoelingen", zei Bumstead. "Maar niemand had hen gewaarschuwd dat de as giftige metalen of erger zou kunnen bevatten."

Het contrast tussen de protocollen waarin Spada hen had getraind en wat ze in het veld zagen, maakte een blijvende indruk. "Nick legde ons uit hoe we het goed moesten doen", zei Knack.

Spada was extra voorzichtig, legde Bumstead uit, omdat zijn mentor was overleden aan gezondheidscomplicaties door blootstelling aan de luchtkwaliteit die hij had onderzocht. "Handschoenen over handschoenen, plakband, kruisbesmetting voorkomen. Hij nam het serieus, en wij ook", aldus Knack.

Een monster dat na de branden in Los Angeles werd verzameld, is te zien in het Crocker Nuclear Lab.

Foto: Nina Dietz

Maar tegelijkertijd "voelde het alsof we met open ogen keken hoe mensen het gevaar tegemoet liepen - en dat niemand hen tegenhield", zei ze.

Ruim een ​​week na Spada's eerste bezoek greep het duo elke gelegenheid aan om in het veld as te verzamelen, te praten met radeloze bewoners, te werken rond werk- en familieverplichtingen, en te proberen zoveel mogelijk asmonsters te verzamelen vóór de regenval in januari. Spada stuurde deze monsters door naar South Carolina, waar zijn collega Baalousha ze analyseerde.

Spada is eraan gewend dat mensen zijn werk niet begrijpen. Naast het volgen van de concentratie van deeltjes van slechts enkele moleculen, speurt hij in zijn monitoringwerk naar een scala aan giftige stoffen, waarvan vele volkomen veilig zijn totdat ze nanoschaal bereiken.

De EPA heeft nooit blootstellingslimieten vastgesteld voor deze klasse materialen, veilig op macroschaal, extreem gevaarlijk op nanoschaal. Gezien het gebrek aan duidelijke limieten van toezichthouders, hebben Spada en zijn medewerkers hun eigen oordeel en het weinige beschikbare onderzoek moeten gebruiken om een ​​eigen reeks ad-hocrichtlijnen op te stellen. Ze moesten slechts op een paar literatuurstukken vertrouwen om aanbevelingen te doen voor stoffen zoals magnesium en titaanmonoxide.

In andere gevallen weet de academische gemeenschap al tientallen jaren dat de blootstellingslimieten van de EPA veel te hoog zijn, waardoor mensen kwetsbaar zijn voor toxische doses van gevaarlijke stoffen, zoals lood, lithium en barium. Maar regelgeving verloopt doorgaans traag, en de regering-Trump werkt er nu aan om regelgeving ongedaan te maken in plaats van toe te voegen. Dat betekent dat nieuwe normen die het meest recente onderzoek naar veilige blootstellingslimieten weerspiegelen, nog ver weg zijn. In de tussentijd heeft de academische gemeenschap moeten samenwerken om zelf best-practice blootstellingslimieten vast te stellen voor het screenen van monsters van de branden in Los Angeles.

De resultaten druppelden binnen vanuit Baalousha's laboratorium in South Carolina, waardoor de wetenschappers vaak met meer vragen dan antwoorden achterbleven. In de rapporten die Spada en Baalousha opstelden voor de families die monsters hadden ingezonden, namen ze een disclaimer op: dit waren geen diagnostische instrumenten, geen tests voor blootstellingsniveaus, maar omgevingsscreeners die werden vergeleken met conservatieve drempelwaarden die waren overeengekomen door een academisch consortium. Door een gebrek aan gegevens waren veel van deze drempelwaarden gebaseerd op inname door kinderen, niet op inademing.

Toch waren er, ondanks al die beperkingen, enkele waarden die zorgwekkend waren.

"De gegevens zijn meer gemengd dan ik had verwacht", zei Spada. "Sommige gebieden hadden verrassend weinig impact. Andere waren enorm getroffen."

Families die te horen hadden gekregen dat hun huis veilig was, stuurden e-mails met vervolgvragen. Knack en Bumstead beantwoordden tientallen berichten van buren die niet wisten wat de testresultaten betekenden – of juist niet.

"Een vrouw bleef maar vragen of het veilig was om haar aanrecht schoon te maken", zei Knack. "We moesten steeds uitleggen dat zelfs Nick die vraag niet kan beantwoorden zonder lucht- en oppervlaktetesten binnenin."

Binnen een paar weken waren de scholen weer open. Kinderen konden weer naar speelplaatsen die met een hogedrukreiniger waren schoongemaakt, maar niet getest. In sommige klaslokalen draaiden draagbare HEPA-filters (High Efficiency Particulate Air), maar zonder basisgegevens of ultrafijnstofmonitoren was er geen manier om te meten wat er nog in de lucht zat, als er überhaupt nog iets in zat.

"Ik zou willen zeggen dat het beter is," zei Spada. "Maar zonder gegevens kun je nergens vanuit gaan. Je houdt het in de gaten, of je vliegt blind."

Begin maart, terug bij UC Davis, begon Spada aan het langzame, minutieuze proces om alles te catalogiseren. Asmonsters, luchtfilters, metadatalogs – alles moest worden vergeleken, gereinigd en naar de juiste onderzoeker worden gestuurd voor onderzoek.

"Ik ben geobsedeerd door schone data", zei hij. "Ik wil nooit in een situatie terechtkomen waarin we mensen data geven die niet klopt. Daarom controleren we alles drie keer."

Als het Crocker Nuclear Laboratory van de universiteit eruitziet als een bovengrondse schuilkelder, dan is dat ook zo. Alleen is deze betonnen bunker gemaakt om het radioactieve materiaal binnen te houden.

De deeltjesversneller dateert uit de begindagen van de kernproeven en werd gebouwd voor het Manhattan Project, maar werd in de jaren vijftig verplaatst naar zijn huidige locatie op de campus van Davis. Spada deelt de protonenbundel met meer dan een dozijn andere onderzoekers, die allemaal vechten om tijd voor hun projecten.

De besturing van het Crocker Nuclear Lab dateert uit de Koude Oorlog. Hier kunnen wetenschappers de protonenbundel monitoren en controleren.

Foto: Nina Dietz

Spada's project is een van de moeilijkste om de beam voor af te stellen. "De beam is veel te krachtig om mijn samples te verwerken, bij de basislijn," zei Spada, terwijl hij de hoeveelheid vermogen die hij nodig heeft vergeleek met een paar druppels water, "maar de beam, het is als de Niagarawatervallen."

De techniek die Spada gebruikt, deeltjesgeïnduceerde röntgenemissie (PIXE), is een gefocusseerde stroom protonen die elektronen uit atomen in het monster slaat. Naarmate die atomen stabiliseren, zenden ze röntgenstraling uit – en elk element geeft een kenmerkende energie af. "Het is net een vingerafdruk", zei Spada. "Elk metaal verschijnt in een andere kleur röntgenstraling."

Omdat PIXE niet-destructief is, kan Spada hetzelfde filter meerdere keren scannen op metalen zoals lood, arseen, cadmium en antimoon – elementen die hij regelmatig aantreft in puin van bosbranden in stedelijke gebieden. De straallijn bij Crocker is een van de weinige in het land die is uitgerust voor dit soort milieuonderzoek.

"Het is niet snel," zei Spada. "Soms duurt het een paar minuten om een ​​gebied ter grootte van een speldenknop te scannen. Maar het is nauwkeurig en het vertelt ons wat er werkelijk in de lucht zit die mensen inademen."

Spada is nog steeds bezig om elk van de filters uit zijn monitoringgebieden te onderwerpen aan thermisch-optische analyse voor organische koolstof en spectroscopie, waarmee moleculaire structuren kunnen worden gedetecteerd, naast het PIXE-proces.

Alleen al de thermisch-optische koolstofanalyse duurt een uur per monster en levert slechts twee getallen op: hoeveel elementair koolstof en hoeveel organisch koolstof.

Spada moest een heleboel monsters verwerken.

"We zetten alles om in methaan. We gebruiken een methanator, wat klinkt als iets uit Phineas en Ferb , maar het is hoe we de organische koolstoffracties detecteren," zei Spada. Elk type koolstof verbrandt bij een andere temperatuur, waardoor de oorsprong ervan wordt onthuld: bosbranden, diesel, benzine, bouwmaterialen. Omdat de sporen van de branden in Los Angeles niet overeenkwamen met typische natuurbranden, merkte hij al vroeg een vreemd patroon op in een van de monsters: een hoog zwavel- en chloorgehalte.

"We denken dat het van pvc-buizen was," zei hij. "Dat is een van de weinige materialen die beide elementen zouden opleveren. En het kwam uit de Altadena-set, dus in een woonwijk."

Hij markeerde de bevindingen voor Baalousha. Ze hebben elkaars resultaten beoordeeld als een versnelde vervanging voor formele peer review, en samen community-updates opgesteld.

"Het was heel belangrijk voor hem dat we niet alleen iets academisch publiceerden", zei Knack. "Hij wilde dat het leesbaar was – voor gezinnen, niet voor wetenschappers."

Spada publiceert sinds hij en Baalousha in maart de eerste resultaten ontvingen, doorlopend rapporten over de asmonsters. Elk rapport bevatte links naar richtlijnen voor de opruiming, aanbevelingen voor beschermende kleding en een verklarende woordenlijst.

Hij hoopt binnenkort een voorlopig rapport te kunnen publiceren over de luchtkwaliteit tijdens de branden. Medio augustus, meer dan zeven maanden nadat de branden door LA raasden, kon Spada eindelijk zijn voorlopige PIXE-gegevens bekijken terwijl hij met verlof was van zijn werk en herstellende was van een routinematige poliklinische operatie.

Tot nu toe heeft hij ontdekt dat de meeste nanodeeltjes tijdens de actieve brandfase werden gecreëerd en in de lucht circuleerden, en dat het aantal sterk daalde zodra de brand was ingedamd en overging in de smeulende fase. "In Pasadena bijvoorbeeld was het siliciumgehalte in het bereik van 0,09 tot 0,26 micrometer acht keer hoger tijdens de actieve brandperiode", aldus Spada in een e-mail.

Op al zijn vier brandmeetlocaties in Los Angeles – Pasadena, Santa Monica, Hollywood en West Hills – werden hoge concentraties anorganisch materiaal aangetroffen in de rook, wat wijst op de kunstmatige oorsprong van de brandstof. Spada en zijn team maten een lange lijst aan elementen in de lucht: natrium, magnesium, aluminium, silicium, fosfor, zwavel, chloor, kalium, calcium, titanium, ijzer, koper, zink en meer. Ze vergeleken de hoeveelheid van elk element tijdens de 'actieve brand'-fase met de 'smeulfase', op verschillende meetlocaties en met verschillende deeltjesgroottes.

Bijna elk element vertoonde hogere concentraties tijdens de brand zelf, hoewel de hoeveelheid sterk varieerde afhankelijk van het element, de locatie en de deeltjesgrootte – zonder een duidelijk patroon. Om dit te begrijpen, is het team van plan een clusteranalyse uit te voeren (een statistische methode om vergelijkbare resultaten te groeperen).

De grootste rode vlag kwam van de locatie West Hills, ook al lag die het verst van de vlammen verwijderd. Luchtmonitoren registreerden daar ongewoon hoge hoeveelheden titanium, ijzer en koper in zeer kleine deeltjes, het soort dat diep in de longen kan blijven hangen.

Dat is verrassend, aangezien West Hills minder blootgesteld zou moeten zijn geweest, ware het niet dat de rook van de Hughes-brand – een vegetatiebrand die op 22 januari een paar kilometer ten noorden van Santa Clarita ontstond en ruim 4000 hectare in de as legde voordat hij ongeveer een week later werd geblust – recht boven ons hoofd dreef.

Voor wetenschappers is deze bevinding verontrustend. Het roept meer vragen dan antwoorden op over wat mensen inademden tijdens de brand.

Tot nu toe heeft Spada alleen de tijd en middelen gehad om de monsters aan een PIXE-analyse te onderwerpen. Hoewel PIXE een solide basis biedt, is het noch de meest nauwkeurige noch de meest gedetailleerde vorm van metaalanalyse en is het tot nu toe niet gelukt om nauwkeurige metingen te leveren van bepaalde belangrijke metalen, zoals arseen, cadmium en lood.

Deze voorlopige resultaten hebben Spada geholpen bij het bepalen van zijn koers voor de volgende analysefase: hij is van plan om alle monsters te analyseren met behulp van synchrotron-geïnduceerde röntgenfluorescentie (SXRF), wat een aanvulling is op de ionenbundelanalyse die de monsters al ondergingen bij Crocker Nuclear Lab.

SXRF is een techniek die wetenschappers gebruiken om te achterhalen welke elementen er in een monster zitten, zoals as van natuurbranden of kleine zwevende deeltjes. Het begint met een synchrotron – een gigantische machine die elektronen versnelt tot ze bijna de lichtsnelheid bereiken. Terwijl ze over de baan cirkelen, zenden de elektronen krachtige bundels röntgenstraling uit. Deze röntgenstraling is veel helderder en meer gefocust dan wat een normaal laboratorium kan produceren, waardoor ze ideaal zijn voor het bestuderen van zeer kleine of complexe monsters.

Wanneer de röntgenbundel een monster raakt, slaat hij elektronen los van de atomen erin. Om zichzelf te 'fixeren', verschuiven de atomen andere elektronen naar beneden om de gaten op te vullen, waarbij energie vrijkomt in de vorm van nieuwe röntgenstraling. Elk element (ijzer, koper, titanium, enz.) geeft een uniek signaal af, bijna als een vingerafdruk. Door die signalen te meten, kunnen wetenschappers precies vaststellen welke elementen aanwezig zijn en hoeveel van elk element aanwezig is. De methode is gevoelig genoeg om zelfs sporen op te pikken en vernietigt het monster niet, wat het een krachtig hulpmiddel maakt voor milieuonderzoek.

Spada hoopt dat deze volgende analyse meer licht zal werpen op de metaalkwestie, aangezien het een bijzonder krachtige techniek is om metalen in minuscule monsters te kwantificeren. Hij zal pas weten hoe hoog de concentraties zware, giftige metalen tijdens de branden waren als die analyse is afgerond.

"Ik heb veel afwijkende resultaten gezien in de verschillende datastromen rond deze branden", aldus Spada. "Gelukkig brengt het academische consortium veel experts met uiteenlopende vaardigheden en specialismen samen. Ik denk dat deze samenwerking belangrijk zal zijn om de verschrikkelijke gebeurtenissen in januari volledig te begrijpen, zodat we ons beter kunnen voorbereiden op de toekomst."

Knack en Bumstead zijn Spada dankbaar voor zijn inzet voor de data en de mensen die erdoor beïnvloed worden. "Nick dumpt ons niet zomaar data. Hij legde dingen zoals nanodeeltjes uit, zodat we er daadwerkelijk met onze community over konden praten", aldus Bumstead.

"Hij was er echt goed in om ons door alles heen te loodsen", voegde Knack eraan toe. "Hij maakt het toegankelijk."

Spada bleef de hele zomer telefoontjes beantwoorden. Sommige kwamen van inwoners die vroegen hoe ze de resultaten moesten interpreteren. Andere van wetenschappers die hun bevindingen wilden vergelijken. Een paar kwamen van stadsambtenaren. "De meesten zeiden: 'Wat doe je nu?' Ik moest de hele opzet opnieuw uitleggen," zei hij.

Baalousha, die heeft samengewerkt met wetenschappers die dit soort branden in het hele land analyseren, verwoordde het simpel: "Dit werk gaat over rechtvaardigheid", zei hij. "Als je het niet meet, laat je onzichtbare schade voortduren. Ik doe dit omdat mensen recht hebben op schone lucht, ook al zien ze niet wat er mis mee is."

Dat is volgens Spada het punt. "Ik bouw een record op," zei hij. "Maar ik bouw ook vertrouwen op. Als mensen weten dat we de data niet gaan verbergen, komen ze de volgende keer terug. En misschien zijn we de volgende keer wel sneller klaar."

Nicholas Spada legt zijn luchtmonitoringopstelling uit, de DRUM-sampler.

Foto: Nina Dietz

Spada's werk stopt niet bij de testresultaten. Hij bekijkt wetenschappelijk onderzoek op de lange termijn en houdt altijd het waarom in gedachten.

"Ik heb nooit volledige financiering gehad," zei hij. "En ik weet niet of ik dat wel zou willen. Beperkingen houden je creatief."

Volgens hem heeft de toekomst van luchtmonitoring meer nodig dan alleen financiering. Er zijn betere prioriteiten nodig. In Spada's wereld is wetenschap geworteld in samenwerking en datatransparantie. Hij heeft draagbare samplers ontwikkeld die snel inzetbaar zijn, vrijwilligers uit de gemeenschap getraind in het veilig omgaan met as en datarapporten opgesteld met voetnoten in begrijpelijke taal.

Hij droomt van een wereld waarin elke school een basislijn voor de luchtkwaliteit heeft, elke ramp een monitoringprotocol heeft en elk kind een app kan gebruiken om realtime inzicht te krijgen in de hoeveelheid PM2.5, nanodeeltjes en vluchtige organische stoffen in de lucht.

"Ik doe dit niet alleen voor de wetenschap. Ik doe dit voor James en Ronan," zei Spada, doelend op zijn kinderen. "Als ze opgroeien in een wereld waar schone lucht een verwachting is, geen luxe, dan heb ik misschien iets goed gedaan."

Hij ziet zichzelf niet als een milieu-evangelist. "Ik probeer mensen niet bang te maken", zei hij. "Ik probeer ze te helpen meten wat er is – en te beslissen wat ze met die informatie moeten doen."

In momenten van twijfel keert Spada terug naar het lab. Niet omdat het altijd antwoorden biedt, maar omdat het hem in staat stelt vragen te blijven stellen.

"De wereld zit vol probleemoplossers", zei hij. "Zo blijf ik hoopvol."