Naukowcy z Utah odkryli, że osady z coraz bardziej odsłoniętej plaży jeziora mają wyższy „potencjał oksydacyjny”, co sugeruje zwiększone ryzyko dla zdrowia ludzkiego.
W miarę jak Wielkie Jezioro Słone w Utah kurczy się, odsłaniając coraz więcej suchego dna, rosną obawy dotyczące pyłu uwalnianego z odsłoniętej plaży. Jednak naukowcom brakuje obecnie wystarczających danych, aby w pełni zidentyfikować zanieczyszczenia obecne w cząsteczkach unoszących się w powietrzu.
Naukowcy z Uniwersytetu Utah próbują odpowiedzieć na to pytanie, a najnowsze odkrycia są niepokojące.
Według badaczy osady w odsłoniętej plaży jeziora są potencjalnie bardziej szkodliwe niż inne główne źródła pyłu wpływające na jakość powietrza na froncie Wasatch badanie opublikowane niedawno w czasopiśmie internetowym Środowisko atmosferyczne.
Osady te, gdy są aerozolowane, wykazują wyższy poziom reaktywności i biodostępności w porównaniu z osadami zebranymi z innych miejsc pod wiatr od głównego skupiska ludności Utah wzdłuż frontu Wasatch. Analiza chemiczna wykazała również obecność wielu metali oraz zawartość arsenu i litu przekraczającą dopuszczalną zawartość gleby w glebie określoną przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska. regionalne poziomy kontroli.
Obawy dotyczące cząstek stałych unoszących się w powietrzu
„Mówisz o bardzo dużym źródle pyłu zlokalizowanym w pobliżu bardzo dużej populacji i masz podwyższony poziom manganu, żelaza, miedzi i ołowiu. Ołów budzi obawy ze względów rozwojowych” – stwierdził starszy autor Kerry Kelly, profesor inżynierii chemicznej. „Mangan, żelazo i miedź to metale przejściowe, o których wiadomo, że bardzo drażnią płuca. Gdy pojawi się podrażnienie, może to prowadzić do całej reakcji zapalnej. I to jest część problemu z cząstkami stałymi i ich niekorzystnymi skutkami zdrowotnymi, takimi jak astma.
Wielkie Jezioro Słone to zbiornik końcowy, do którego spływają spływy z rozległego zlewni obejmującego północne Utah i części trzech innych stanów. Metale ze źródeł naturalnych i działalności człowieka są wypychane do jeziora w wyniku dopływów lub osadów atmosferycznych i materiały te gromadzą się w dnie jeziora. Potencjał szkodliwego zanieczyszczenia pyłem stał się priorytetem dla urzędników stanu Utah, którzy wydali listę priorytety mające na celu rozwiązanie problemu.
Wyniki innego niedawnego badania prowadzonego przez profesor socjologii Sarę Grineski pył z dna jeziora w nieproporcjonalny sposób dotyka dzielnice znajdujące się w niekorzystnej sytuacji w hrabstwie Salt Lake.
Badania osadów dna jeziora
W osobnym nadchodzącym wydaniu badanie prowadzone przez laboratorium biologa z U, Michaela Wernerainny zespół badaczy scharakteryzował poziomy metali toksycznych zdeponowanych w zanurzonych osadach dna jeziora, pobranych w próbkach podczas rekordowo niskiego stanu wody w jeziorze w roku 2021, zwracając uwagę, jak te poziomy zmieniły się od lat ery górnictwa w Utah. Wydaje się, że stężenia niektórych metali, takich jak ołów i cynk, spadły, co prawdopodobnie jest odzwierciedleniem spadku działalności wydobywczej w regionie, podczas gdy poziom rtęci niespodziewanie wzrósł.
Naukowcy przestrzegli, że nie mogą stwierdzić, czy te zanieczyszczenia rzeczywiście są nawiewane na obszary zaludnione podczas silnych wiatrów, ponieważ sprzęt monitorujący wychwytujący ten pył nie został jeszcze odpowiednio rozmieszczony z wiatrem nad jeziorem. Większość silnych wiatrów nadchodzi z południowego zachodu i wieje przez kilka godzin znad jeziora na północ do hrabstwa Weber lub Box Elder, a następnie przesuwa się na południe wraz z przejściem frontu.
Aby przeprowadzić opublikowane badanie, laboratorium Kerry Kelly, które specjalizuje się w jakości powietrza, nawiązało współpracę z badaczami z U’s College of Science. Zbadali wcześniej zebrane próbki osadów z Wielkiego Jeziora Słonego, porównując je z osadami z innych źródeł pyłu w Wielkim Basenie, a mianowicie z jezior Sevier, Fish Springs Lake i West Desert w zachodnim Utah oraz z jeziora Tule w północno-wschodniej Kalifornii. Wiadomo, że te miejsca przyczyniają się do zanieczyszczenia pyłem docierającego do Salt Lake City.
W ostatnich latach współautor Kevin Perry, profesor nauk o atmosferze, systematycznie gromadził odsłonięte osady z dna jeziora, pokonując setki mil na rowerze. Jego wcześniejsze badania pozwoliły zidentyfikować „gorące punkty” na playa, które wydają się być wzbogacone w potencjalnie toksyczne elementy.
Według Perry’ego tylko 9% odsłoniętego dna jeziora, czyli 175 kilometrów kwadratowych (około 43 000 akrów), emituje pył z obszarów, w których naruszona jest skorupa dna jeziora. Pozostała część playa pokryta jest naturalną, utwardzoną warstwą, która utrzymuje osady na miejscu. Trwające badania Perry’ego sprawdzają, co dzieje się ze skorupami playa w czasie. Powiedział, że jego wstępne ustalenia wskazują, że uszkodzone warstwy dość łatwo resetują się, co sugeruje, że zagrożenie dla jakości powietrza ze strony playa może nie być tak straszne, jak wcześniej sądzono.
Potencjał oksydacyjny i zagrożenia dla zdrowia
Najnowsze badanie jako pierwsze analizuje „potencjał oksydacyjny” pyłu, będący miarą jego zdolności do reagowania z tlenem.
„Kiedy wdychasz coś, co jest naprawdę reaktywne, wchodzi to w interakcję z komórkami w płucach i powoduje uszkodzenia” – powiedziała Kelly.
W laboratorium zespół przeprowadził aerozolowanie próbek osadu, aby wyizolować cząstki wystarczająco małe, aby wdychać i osiadać w tkance płucnej, czyli te mniejsze niż 10 mikrometrów lub PM10.
Cząstki te wyłapywano na filtrach i analizowano dalej, stosując metodę zwaną masą sprzężoną indukcyjnie osocze spektrometria mas w celu określenia ich składu pierwiastkowego oraz inne badania w celu określenia ich potencjału oksydacyjnego (OP) i biodostępności.
„Opracowaliśmy sposób rozpuszczania metali przy użyciu coraz bardziej żrących kwasów, aby dowiedzieć się, na jakim poziomie metale są wypłukiwane z cząstek” – powiedział Perry. „Okazuje się, że pył z Wielkiego Jeziora Słonego zawiera więcej wymywalnych i biodostępnych metali, niż byśmy sobie tego życzyli”.
Tymczasem wysoki poziom OP wykryto w pyle związanym z niektórymi metalami, w tym miedzią, manganem, żelazem i aluminium.
Odniesienie: „Assessing the oksydacyjny potencjał pyłu z wielkiego słonego jeziora”: Reuben Attah, Kamaljeet Kaur, Kevin D. Perry, Diego P. Fernandez i Kerry E. Kelly, 8 sierpnia 2024 r., Środowisko atmosferyczne.
DOI: 10.1016/j.atmosenv.2024.120728
Badanie zostało sfinansowane przez amerykańską Narodową Fundację Naukową, Wilkes Center for Climate Science & Policy oraz Uniwersytet Utah.
