风中之尘：城市如何改变天然空气颗粒物（Dust in the wind: How cities alter natural airborne particles）
犹他州和美国西部其他州的居民面临着日益严重的空气粉尘污染问题，特别是随着大盐湖干涸的湖床可能变得更危险。天然粉尘从大盆地吹来，沉降在 Wasatch Front 西部边缘（犹他州的主要人口中心）和周围的山脉。
犹他大学的一项新研究表明，空气中的粉尘与当地人造材料混合，可能会污染附近的流域，并导致其他负面后果。该研究调查了城市环境对瞬态粉尘的影响。
该研究结果发表在 Scientific Reports 杂志上。
由犹他州大气科学家 Kevin Perry 和 Middlebury College 地质学教授 Jeff Munroe 领导的研究小组考虑了地球的“Critical Zone”，这是一个近地表层，生物在此与岩石、空气、土壤和水相互作用。粉尘过程，如沉积、侵蚀和迁移，会影响 Critical Zone。
粉尘颗粒的成分通常是多样化的，因为它们受到自然环境的影响。然而，农业、放牧、越野、建筑、采矿和其他人类活动改变了粉尘的成分，这对犹他州人口稠密的 Salt Lake Valley 等地区具有重要意义。
Perry 说：“问题是城市地区有很多粉尘源，当刮风时，它会从 Great Salt Lake 和其他上游地区拾起粉尘，并与当地的粉尘混合，而这些当地粉尘含有更多的垃圾。” “因此，如果我们考虑 Great Salt Lake 粉尘中令人关注的污染物，然后再加上来自当地粉尘的额外污染物，它只会使其更有效，而且不是以一种好的方式。”
Wasatch Front 拥有 250 万人口，占犹他州人口的四分之三，特别容易受到粉尘污染，因此它为研究天然粉尘和城市粉尘之间的相互作用提供了一个理想的实验室。
“我们的粉尘来自各种来源。我们有天然来源，如 West Desert、Bonneville Salt Flats、Sevier Lake，但我们也有来自 Great Salt Lake 的大量粉尘和人为粉尘来源，Point of the Mountain 的采石场，North Salt Lake 的 Staker 采石场，”合作者大气科学研究助理教授 Derek Mallia 说。
“这可能是在本地产生的，但你也可能受到来自 Great Basin 另一侧的粉尘的影响。身处 Great Basin 东侧的一个不利因素是，我们恰好位于大量粉尘源的下风处。”
研究小组分析了 Munroe 在 2020 年至 2022 年的四个不同季节期间收集的 29 个粉尘样本。这些样本来自 Wasatch Front 以西 500 平方英里范围内的五个被动收集器，两个在 Salt Lake City 和 Provo 内部，另一个在 Little Cottonwood Canyon 的顶端，这是城市郊外的滑雪胜地。
作为 Munroe 领导的名为 DUST^2（或 Dust Squared）的长期项目的一部分，该团队使用一种低技术含量的临时系统收集粉尘样本，该系统使用内衬槽的托盘，托盘中装满了大型玻璃珠。 Munroe 已在美国西南部的大多数山顶地点安装了该设备，包括本研究中使用的八个地点。
（点击此处观看 Munroe 在 2024 年 10 月对犹他州、内华达州和爱达荷州南部的所有 20 个收集地点进行的风景视频之旅。）
这些托盘捕获落入这些设备中的任何颗粒。研究人员定期取回珠子并清洗掉灰尘，他们对其进行分析以确定其地球化学成分、质量通量、颜色和粒度。
Perry 说：“城市中的粉尘比天然粉尘受到各种金属和其他物质的污染更严重。”
他们的研究结果表明，城市粉尘中锌、钙、钼、镉、铜、铅、钴和砷的浓度较高。这些元素中的许多可以追溯到采矿和冶炼、车辆排放和重工业。值得注意的是，砷和钴的浓度超过了美国环境保护署的 Regional Screening Levels。此外，锌、钙和铜对 Wasatch Front 地区的地表水特别有害。
Perry 说：“很多粉尘最终进入了积雪中，然后当积雪融化时，它会流入水中。”研究团队成员、Brigham Young University 地质学教授 Greg Carling 正在分析来自 Wasatch 的春季径流，以测量其携带到溪流并最终进入 Great Salt Lake 的金属流入量。
**更多信息：**Jeffrey S. Munroe 等人，美国犹他州北部 Wasatch Front 沿线的天然粉尘和城市粉尘的混合，Scientific Reports (2025)。DOI: 10.1038/s41598-025-88529-9
期刊信息： Scientific Reports
由 University of Utah 提供