城市排放物与自然沙尘混合，产生更危险的空气颗粒物，威胁环境与健康。

对于犹他州及美国西部其他州的居民而言，空气中的沙尘污染正成为一个越来越棘手的问题。尤其令人担忧的是，随着大盐湖水面萎缩，裸露的湖床可能释放出更危险的颗粒物。这些源自大盆地的自然尘埃，随风飘移，最终沉降在犹他州人口密集的瓦萨奇山前地带西侧边缘以及周边的群山之中。

然而，这些尘埃在空中飘浮的过程中并非“纯净”。犹他大学的一项新研究揭示，它们会与当地人为产生的各种物质混合。这项研究深入探讨了城市环境如何影响这些“过境”的尘埃，指出这种混合可能污染附近的流域，并引发一系列其他不良后果。

该研究的详细成果已发表在《科学报告》期刊上。

这项研究由犹他大学的大气科学家 Kevin Perry 与米德尔伯里学院的地质学教授 Jeff Munroe 共同牵头。他们的目光聚焦于地球表层一个被称为“关键带”的区域——在这里，岩石、空气、土壤、水以及各类生物发生着密切的相互作用。而尘埃的沉积、侵蚀与传输等过程，正是影响这个关键地带的重要因素。

通常情况下，来自不同自然环境的尘埃，其组成成分本就各不相同，呈现出多样性。但人类活动，如农业耕作、牧场放牧、越野驾驶、工程建设乃至矿产开采等，都在深刻地改变着这些尘埃的“配方”。这对于像犹他州人口密集的盐湖谷地区来说，其潜在影响不容忽视。

Kevin Perry 解释道：“麻烦在于，城市区域本身就存在许多尘埃源头。当大风刮起，不仅会卷起大盐湖及其他上风向地区的自然尘埃，还会将其与本地那些混杂着更多污染物的尘埃混合起来。”他补充说：“想象一下，大盐湖尘埃中已经含有一些我们担心的污染物了，现在又加入了来自城市本地尘埃的额外污染物，这无疑会让混合后的尘埃‘毒性’倍增，后果显然不妙。”

瓦萨奇山前地带是犹他州的核心区域，居住着全州四分之三的人口，约 250 万居民。研究指出，这里对沙尘污染尤为敏感，因此也成为了研究自然尘埃与城市尘埃相互作用的绝佳“天然实验室”。

研究的共同作者、大气科学研究助理教授 Derek Mallia 补充说明了尘埃来源的多样性：“我们这里的尘埃来源很复杂。既有像西部沙漠、邦纳维尔盐滩、塞维尔湖这样的自然源头，也有大盐湖本身贡献的大量尘埃，还包括许多人为源头，比如 Point of the Mountain 的采石场和北盐湖的 Staker 采石场。” 他进一步解释：“这些尘埃既可能源自本地，也可能受到来自大盆地另一端尘源的影响。身处大盆地东侧意味着，我们恰好位于众多尘埃源的下风地带，不可避免地会受到影响。”

为了进行细致分析，研究团队检测了由 Jeff Munroe 在 2020 年至 2022 年间，分四个不同季节收集到的 29 份尘埃样本。这些样本的采集点分布广泛：其中五个位于瓦萨奇山前地带以西，覆盖了约 500 平方英里的区域；两个设在盐湖城和普罗沃的市区内；还有一个则安放在城外著名滑雪地——小卡顿伍德峡谷的入口处高地。

这些样本采集工作，是 Jeff Munroe 负责的一项长期项目 DUST^2(意为“尘埃平方”)的一部分。他们采用了一种巧妙而简单的自制系统来收集尘埃：在带有凹槽的托盘里铺满大颗的玻璃珠。Jeff Munroe 已经将这种装置布设在美国西南部多个地点，大部分设在山顶，本研究就利用了其中的八个采样点。

这种托盘能够有效捕获沉降其中的各类颗粒物。研究人员会定期回收这些玻璃珠，仔细清洗以收集附着的尘埃。随后，他们对这些尘埃样本进行详尽的实验室分析，测定其地球化学组成、沉降量(质量通量)、颜色以及颗粒大小等指标。

Kevin Perry 指出：“分析结果清楚地显示，城市收集到的尘埃样本，其受各类金属及其他物质污染的程度，远超那些来自自然环境的尘埃。”

检测结果证实，城市尘埃中的锌、钙、钼、镉、铜、铅、钴和砷含量显著偏高。这些元素的来源多样，很多都与采矿冶炼活动、机动车尾气排放以及重工业生产有关。特别值得警惕的是，其中砷和钴的浓度甚至超过了美国国家环保局设定的区域筛选标准限值。不仅如此，锌、钙和铜这三种元素，对瓦萨奇山前地带的地表水体也构成了尤为严重的威胁。

Kevin Perry 进一步解释了这些污染物进入水循环的途径：“大量的尘埃会沉积在冬季的积雪之上。待到春季冰雪消融，这些污染物便会随着融水进入地表径流。” 团队中的另一位成员，来自杨百翰大学的地质学教授 Greg Carling，目前正致力于分析瓦萨奇山脉的春季融雪径流，旨在精确测量有多少金属污染物通过溪流汇入，并最终流向大盐湖。

本文译自 phys.org，由 BALI 编辑发布。