Насколько опасна пыль Большого Соленого озера? Новое исследование ищет подсказки

По мере того, как Большое Соленое озеро в Юте высыхает, обнажая все больше своих плайя, растет беспокойство по поводу пыли, которую выбрасывает высохшее дно озера. Но у ученых нет данных, чтобы полностью понять, какие загрязняющие вещества присутствуют в этих воздушных отложениях.

Исследователи из Университета Юты пытаются ответить на этот вопрос, и последние результаты вызывают беспокойство.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале, отложения на открытой поверхности озера потенциально более вредны, чем другие основные источники пыли, влияющие на качество воздуха в районе Уосатч-Фронт. Атмосферная средапод названием «Оценка окислительного потенциала пыли из Большого Соленого озера».

Эти отложения, будучи аэрозольными, показывают более высокие уровни реактивности и биодоступности по сравнению с отложениями, собранными из других мест с наветренной стороны от главного населенного пункта Юты вдоль фронта Уосатч. Химический анализ также показал наличие многочисленных металлов и уровней мышьяка и лития, которые превышают уровни скрининга почв жилых районов Агентства по охране окружающей среды США.

«Речь идет об очень большом источнике пыли, расположенном рядом с очень большой популяцией, и у вас повышенный уровень марганца, железа, меди и свинца. Свинец вызывает беспокойство по причинам, связанным с развитием», — сказал старший автор Керри Келли, профессор химической инженерии.

«Марганец, железо и медь — это переходные металлы, которые, как известно, очень раздражают легкие. Как только у вас появляется раздражение, это может привести к целой воспалительной реакции. И это часть проблемы с твердыми частицами и их неблагоприятными последствиями для здоровья, такими как астма».

Большое Соленое озеро — это конечный водоем, принимающий сток из обширного водосборного бассейна, охватывающего северную часть Юты и части трех других штатов. Металлы из природных источников и антропогенного воздействия попадают в озеро из притоков или атмосферных осадков, и эти материалы накапливаются на дне озера. Потенциал вредного пылевого загрязнения стал приоритетом для должностных лиц штата Юта, которые опубликовали список приоритетов, направленных на решение этой проблемы.

Еще одно недавнее исследование под руководством профессора социологии Сары Гринески показало, что пыль со дна озера непропорционально сильно влияет на неблагополучные районы округа Солт-Лейк-Сити.

В отдельном предстоящем исследовании, которое возглавит лаборатория биолога Майкла Вернера из Университета Юты, другая группа исследователей охарактеризовала уровни токсичных металлов, содержащихся в отложениях на дне озера, отобранных в 2021 году, когда уровень воды в озере был рекордно низким, и отметила, как эти уровни изменились со времен добычи полезных ископаемых в Юте.

Концентрации некоторых металлов, таких как свинец и цинк, по-видимому, снизились, что, вероятно, является отражением спада горнодобывающей деятельности в регионе, в то время как уровни ртути, как ни странно, возросли.

Исследователи предупредили, что они не могут сделать вывод о том, действительно ли эти загрязняющие вещества выдуваются в населенные районы во время ветровых явлений, поскольку контрольное оборудование для захвата этой пыли еще не было адекватно развернуто по ветру от озера. Большинство сильных ветров приходят с юго-запада, дуя в течение нескольких часов с озера на север в округ Вебер или Бокс-Элдер, прежде чем сместиться на юг по мере прохождения фронта.

Для проведения исследования лаборатория Керри Келли, специализирующаяся на качестве воздуха, объединилась с исследователями из Научного колледжа университета. Они изучили ранее собранные образцы отложений из Большого Соленого озера, сравнив их с отложениями из других источников пыли в Большом Бассейне, а именно из озер Севьер, Фиш-Спрингс и Уэст-Дезерт на западе Юты и озера Туле на северо-востоке Калифорнии. Известно, что эти места способствуют пылевому загрязнению, достигающему Солт-Лейк-Сити.

В последние годы соавтор Кевин Перри, профессор атмосферных наук, систематически собирал отложения на открытом озерном дне, проезжая сотни миль на велосипеде. Его предыдущие исследования выявили «горячие точки» на плайе, которые, по-видимому, обогащены потенциально токсичными элементами.

По словам Перри, только 9% открытого дна озера, или 175 квадратных километров (около 43 000 акров), испускают пыль из областей, где нарушены корки дна озера. Остальная часть плайи покрыта естественным затвердевшим слоем, который удерживает осадки на месте.

Текущее исследование Перри изучает, что происходит с корками плайи с течением времени. Он сказал, что его первоначальные результаты указывают на то, что разрушенные слои восстанавливаются довольно легко, что говорит о том, что угроза плайи качеству воздуха может быть не такой страшной, как считалось ранее.

Последнее исследование впервые анализирует «окислительный потенциал» пыли — меру ее способности реагировать с кислородом.

«Когда вы вдыхаете что-то действительно реактивное, оно вступает во взаимодействие с клетками внутри ваших легких и вызывает повреждение», — сказал Келли.

В лаборатории группа распылила образцы осадка, чтобы выделить частицы, которые достаточно малы, чтобы вдыхаться и осаждаться в легочной ткани, то есть частицы размером менее 10 микрометров или PM.₁₀.

Эти частицы были захвачены фильтрами и далее проанализированы с использованием метода, называемого масс-спектрометрией с индуктивно связанной масс-плазмой, для определения их элементного состава и других тестов для определения их окислительного потенциала (ОП) и биодоступности.

«Мы разработали способ растворения металлов с использованием все более едких кислот, чтобы выяснить, на каком уровне эти металлы выщелачиваются из частиц», — сказал Перри. «Оказывается, в пыли из Большого Соленого озера содержится больше выщелачиваемых металлов, которые биодоступны, чем нам бы хотелось».

Между тем, высокий уровень ОП был обнаружен в пыли, связанной с некоторыми металлами, включая медь, марганец, железо и алюминий.