Пыль на ветру: как города изменяют природные атмосферные частицы
Загрязнение воздуха пылью становится всё более серьёзной проблемой для жителей Юты и других западных штатов США. Особую опасность представляет обнажающееся дно высыхающего Большого Солёного озера. Природная пыль переносится из Большого Бассейна и оседает вдоль западного края Уосатч-Фронт — главного населённого центра Юты — и окружающих гор.
В воздухе эта пыль смешивается с местными антропогенными материалами, что потенциально загрязняет водосборные бассейны и имеет другие негативные последствия. К такому выводу пришли учёные из Университета Юты, исследовавшие влияние городской среды на переносимую пыль. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.
Исследовательская группа под руководством атмосферного учёного Кевина Перри и профессора геологии Джеффа Манро рассмотрела «Критическую зону» Земли — приповерхностный слой, где организмы взаимодействуют с горными породами, воздухом, почвами и водой. На неё влияют процессы осаждения, эрозии и переноса пыли. Состав пылевых частиц обычно разнообразен и зависит от природной среды. Однако сельское хозяйство, выпас скота, езда по бездорожью, строительство, добыча полезных ископаемых и другая деятельность человека изменяют состав пыли, что имеет серьёзные последствия для таких мест, как густонаселённая долина Солёного озера в Юте.
«Проблема в том, что в городской зоне много источников пыли, и когда ветер поднимает пыль с Большого Солёного озера и других мест выше по течению, она смешивается с этой местной пылью, в которой гораздо больше всякого "мусора"», — пояснил Кевин Перри. Уосатч-Фронт, где проживает 2,5 миллиона человек (три четверти населения Юты), особенно уязвим для пылевого загрязнения, что делает его идеальной лабораторией для изучения взаимодействия природной и городской пыли.
Команда проанализировала 29 образцов пыли, собранных Джеффом Манро в рамках долгосрочного проекта DUST^2 в четыре разных сезона с 2020 по 2022 год. Образцы были взяты с пяти пассивных коллекторов на площади 500 квадратных миль к западу от Уосатч-Фронт, двух — в городах Солт-Лейк-Сити и Прово, и одного — у истока каньона Литл-Коттонвуд. Для сбора использовалась простая система с лотками, заполненными стеклянными шариками, которые улавливали оседающие частицы. Затем пыль анализировали на геохимический состав, массовый поток, цвет и размер зёрен.
Результаты показали, что городская пыль содержит значительно более высокие концентрации цинка, кальция, молибдена, кадмия, меди, свинца, кобальта и мышьяка по сравнению с природной. Многие из этих элементов связаны с горнодобывающей и металлургической промышленностью, выбросами транспортных средств и тяжёлой индустрией. Концентрации мышьяка и кобальта превышают региональные нормативные уровни Агентства по охране окружающей среды США (EPA). Цинк, кальций и медь особенно опасны для поверхностных вод региона Уосатч-Фронт.
«Много пыли оседает в снежном покрове, а когда он тает, она попадает в водоёмы», — отметил Перри. Сейчас член исследовательской группы Грег Карлинг анализирует весенний сток с хребта Уосатч, чтобы измерить поток металлов, попадающих в ручьи и, в конечном итоге, в Большое Солёное озеро.