猶他州的科學家發現，該湖日益暴露的湖灘沉積物具有更高的”氧化潛能”，這表明對人類健康的風險增加了。隨著猶他州大鹽湖的不斷縮小，露出了更多的乾涸湖床，人們對裸露湖床釋放出的灰塵越來越擔心。然而，科學家目前缺乏足夠的數據來完全確定這些空氣顆粒中的污染物。

一場雷暴席捲大鹽湖濕地。圖片來源：猶他大學Kevin Perry

猶他大學的研究人員正試圖解決這個問題，最新的研究結果令人擔憂。根據最近在線發表在《大氣環境》雜誌上的一項研究，該湖裸露的灘塗中的沉積物可能比影響瓦薩奇前線空氣品質的其他主要粉塵源更有害。

與從猶他州瓦薩奇前沿主要人口中心上風向的其他地點收集的沉積物相比，這些沉積物在氣溶膠作用下顯示出更高的反應性和生物利用率。化學分析還表明，這些沉積物中含有多種金屬，砷和鋰的含量超過了美國環保署的土壤住宅區域篩選水準。

「我們描述的是一個非常大的粉塵源，它位於非常多的人口旁邊，而且錳、鐵、銅和鉛的含量都升高了。」資深作者、化學工程教授凱裡-凱利（Kerry Kelly）說：「鉛是一個令人擔憂的發育問題。錳、鐵和銅是過渡金屬，對肺部的刺激性很大。一旦受到刺激，就會導致整個發炎反應。這就是微粒物質問題的一部分，也是氣喘等不良健康影響的一部分。

大鹽湖是一個終端水體，接收來自猶他州北部和其他三個州部分地區的廣闊流域的徑流。來自自然界和人為幹擾的金屬從流入或大氣沉積中被推入湖中，這些物質在湖床中累積。潛在的有害粉塵污染已成為猶他州官員的首要任務，他們發布了一份旨在解決這一問題的優先事項清單。

社會學教授Sara Grineski 最近領導的另一項研究發現，湖床產生的灰塵對鹽湖縣的貧困社區造成了極大的影響。

湖床沉積物研究

在猶他大學生物學家邁克爾-沃納（Michael Werner）實驗室領導的另一項即將進行的研究中，另一個研究小組描述了在2021 年創紀錄的低水位年對湖泊進行取樣時沉積在湖床沉積物中的有毒金屬的含量，並指出了這些含量自猶他州採礦時代以來的變化。鉛和鋅等一些金屬的濃度似乎有所下降，這可能反映了該地區採礦活動的減少，而汞的含量卻出乎意料地增加了。

研究人員提醒說，他們還不能斷定這些污染物是否真的在大風天氣時被吹到了居民區，因為捕捉這些灰塵的監測設備還沒有充分部署到湖的下風向。大多數大風天氣都是從西南方向吹來的，會在幾個小時內從湖面向北吹到韋伯縣或伯克希爾德縣，然後隨著鋒面的通過而轉向南方。

為了進行這項已發表的研究，專門研究空氣品質的凱裡凱利實驗室與猶他大學理學院的研究人員合作。他們研究了先前從大鹽湖收集的沉積物樣本，並將其與大盆地其他沙塵源的沉積物進行了比較，這些沙塵源包括猶他州西部的塞維爾湖、魚泉湖和西沙漠以及加州東北部的圖勒湖。眾所周知，這些地方都是到達鹽湖城的沙塵污染源。

近年來，該研究的共同作者、大氣科學教授凱文-佩里（Kevin Perry）騎著自行車走了數百英里，並有系統地收集了裸露的湖床沉積物。他先前的研究發現了湖灘上的”熱點”，這些地方似乎富含潛在的有毒元素。

據佩里稱，只有9% 的裸露湖床，即175 平方公里（約43,000 英畝）的湖床結殼被擾動的區域在散發灰塵。湖床的其餘部分覆蓋著一層天然硬化層，使沉積物保持在原位。佩里正在進行的研究將探討隨著時間的推移，湖床結殼會發生什麼變化。他說，他的初步研究結果表明，破碎的地層很容易復位，這表明該濕地對空氣品質的威脅可能不像以前想像的那麼嚴重。

氧化潛能與健康風險

最新研究首次分析了灰塵的”氧化潛能”，這是衡量灰塵與氧氣反應能力的指標。

凱利說：”當吸入真正具有反應性的東西時，它會與肺內的細胞發生作用，造成損傷。”

在實驗室中，研究小組對沉積物樣本進行了氣溶膠處理，以分離出小到足以吸入並留在肺組織中的顆粒，即小於10 微米的顆粒或PM10。

這些微粒會被過濾器捕獲，並透過一種名為電感耦合等離子體質譜儀的方法進行進一步分析，以確定其元素組成，並透過其他測試確定其氧化潛能（OP）和生物可及性。

佩里說：”我們設計了一種用腐蝕性越來越強的酸溶解金屬的方法，以弄清這些金屬從顆粒中浸出的程度。事實證明，來自大鹽湖城的塵埃中生物可利用的可浸出金屬比我們希望的要多。

同時，在與某些金屬（包括銅、錳、鐵和鋁）相關的灰塵中檢測到高OP。

編譯自/ ScitechDaily

DOI: 10.1016/j.atmosenv.2024.120728