新研究敲响警钟：盐湖缩小 有毒粉尘危机迫在眉睫

犹他州的科学家们发现，该湖日益暴露的湖滩沉积物具有更高的"氧化潜能"，这表明对人类健康的风险增加了。随着犹他州大盐湖的不断缩小，露出了更多的干涸湖床，人们对裸露湖床释放出的灰尘越来越担心。然而，科学家们目前缺乏足够的数据来完全确定这些空气颗粒中的污染物。

一场雷暴席卷大盐湖湿地。图片来源：犹他大学 Kevin Perry

犹他大学的研究人员正试图解决这个问题，最新的研究结果令人担忧。根据最近在线发表在《大气环境》杂志上的一项研究，该湖裸露的滩涂中的沉积物可能比影响瓦萨奇前线空气质量的其他主要粉尘源更有害。

与从犹他州瓦萨奇前沿主要人口中心上风向的其他地点收集的沉积物相比，这些沉积物在气溶胶作用下显示出更高的反应性和生物利用率。化学分析还表明，这些沉积物中含有多种金属，砷和锂的含量超过了美国环境保护局的土壤住宅区域筛选水平。

"我们描述的是一个非常大的粉尘源，它位于非常多的人口旁边，而且锰、铁、铜和铅的含量都升高了。"资深作者、化学工程教授凯里-凯利（Kerry Kelly）说："铅是一个令人担忧的发育问题。锰、铁和铜是过渡金属，对肺部的刺激性很大。一旦受到刺激，就会导致整个炎症反应。这就是微粒物质问题的一部分，也是哮喘等不良健康影响的一部分。"

大盐湖是一个终端水体，接收来自犹他州北部和其他三个州部分地区的广阔流域的径流。来自自然界和人为干扰的金属从流入或大气沉积中被推入湖中，这些物质在湖床中累积。潜在的有害粉尘污染已成为犹他州官员的首要任务，他们发布了一份旨在解决这一问题的优先事项清单。

社会学教授 Sara Grineski 最近领导的另一项研究发现，湖床产生的灰尘对盐湖县的贫困社区造成了极大的影响。

湖床沉积物研究

在由犹他大学生物学家迈克尔-沃纳（Michael Werner）实验室领导的另一项即将进行的研究中，另一个研究小组描述了在 2021 年创纪录的低水位年对湖泊进行取样时沉积在湖床沉积物中的有毒金属的含量，并指出了这些含量自犹他州采矿时代以来的变化情况。铅和锌等一些金属的浓度似乎有所下降，这可能反映了该地区采矿活动的减少，而汞的含量却出人意料地增加了。

研究人员提醒说，他们还不能断定这些污染物是否真的在大风天气时被吹到了居民区，因为捕捉这些灰尘的监测设备还没有充分部署到湖的下风向。大多数大风天气都是从西南方向吹来的，会在几个小时内从湖面向北吹到韦伯县或伯克希尔德县，然后随着锋面的通过而转向南方。

为了进行这项已发表的研究，专门研究空气质量的凯里-凯利实验室与犹他大学理学院的研究人员合作。他们研究了之前从大盐湖收集的沉积物样本，并将其与大盆地其他沙尘源的沉积物进行了比较，这些沙尘源包括犹他州西部的塞维尔湖、鱼泉湖和西沙漠以及加利福尼亚州东北部的图勒湖。众所周知，这些地方都是到达盐湖城的沙尘污染源。

近年来，该研究的共同作者、大气科学教授凯文-佩里（Kevin Perry）骑着自行车走了数百英里，系统地收集了裸露的湖床沉积物。他之前的研究发现了湖滩上的"热点"，这些地方似乎富含潜在的有毒元素。

据佩里称，只有 9% 的裸露湖床，即 175 平方公里（约 43000 英亩）的湖床结壳被扰动的区域在散发灰尘。湖床的其余部分覆盖着一层天然硬化层，使沉积物保持原位。佩里正在进行的研究将探讨随着时间的推移，湖床结壳会发生什么变化。他说，他的初步研究结果表明，破碎的地层很容易复位，这表明该湿地对空气质量的威胁可能不像以前想象的那么严重。

氧化潜能和健康风险

最新研究首次分析了灰尘的"氧化潜能"，这是衡量灰尘与氧气反应能力的一个指标。

凯利说："当吸入真正具有反应性的东西时，它会与肺内的细胞发生作用，造成损伤。"

在实验室中，研究小组对沉积物样本进行了气溶胶处理，以分离出小到足以吸入并留在肺组织中的颗粒，即小于 10 微米的颗粒或 PM10。

这些微粒会被过滤器捕获，并通过一种名为电感耦合等离子体质谱仪的方法进行进一步分析，以确定其元素构成，并通过其他测试确定其氧化潜能（OP）和生物可及性。

佩里说："我们设计了一种用腐蚀性越来越强的酸溶解金属的方法，以弄清这些金属从颗粒中浸出的程度。事实证明，来自大盐湖的尘埃中生物可利用的可浸出金属比我们希望的要多。"

同时，在与某些金属（包括铜、锰、铁和铝）相关的灰尘中检测到高 OP。

编译自/ScitechDaily

DOI: 10.1016/j.atmosenv.2024.120728