地质学家绘制了金属污染物如何穿过城市的地图

导读 匹兹堡的钢铁工业可能在很大程度上已经过去,但它的遗产仍然存在于城市土壤中。由皮特地质学家领导的新研究表明,历史上的焦化和冶炼是如何...

匹兹堡的钢铁工业可能在很大程度上已经过去,但它的遗产仍然存在于城市土壤中。由皮特地质学家领导的新研究表明,历史上的焦化和冶炼是如何在匹兹堡的土壤中排放有毒金属的,尤其是在该市的东半部。

“我认为人们不需要害怕,但我认为他们需要意识到这一点,”现在是博士学位的亚历山德拉·马克西姆 (A&S '19G) 说。乔治亚理工学院的学生,他以皮特硕士生的身份领导了这项研究。“确保你测试你的土壤,并考虑你的园艺和你的孩子在某些地区玩耍。”

虽然最严重的土壤铅含量来自浓缩来源,但这些并不是使污垢对花园或玩耍有害的唯一因素,尤其是在匹兹堡这样具有工业历史的城市。

“当你想到城市金属时,本能的反应是认为它都是汽油铅或油漆铅,只要你照顾好这些,你的状态就很好,”合著者丹尼尔贝恩说,他是纽约大学的副教授。 Kenneth P. Dietrich 艺术与科学学院。“但我们对其他不太常见或更广泛的铅来源并不了解。”

贝恩补充说,要了解这些其他来源,需要将目光从房屋和道路转向土壤相对未受干扰的地区——而且直到最近,用于测试土壤样本的工具才变得足够普遍,研究人员可以从最集中和最令人担忧的污染源中分支出来。

卡内基梅隆大学的学生和阿勒格尼县保护区的乔纳森·伯吉斯收集了来自城市周围 56 个公园、墓地和其他地点的样本,该团队能够查明其中一些污染因素。他们最近在《环境研究通讯》杂志上发表了他们的研究结果。

研究小组发现,城市东端的土壤金属浓度普遍较高,这可能是风模式的结果,而且城市的地理位置也起到了一定的作用。在匹兹堡纵横交错的两个大而平坦的山谷中,水位较高:阿勒格尼河和莫农加赫拉河的历史路径。

这些山谷仍然影响着当地的天气模式,作为温度反转的地点,将污染困在靠近地面的地方。该团队推测,随着空气污染的恶化,倒置可能使历史工业遗址中的重金属有机会从空气中沉降到土壤中。

“所有的工业活动都沿着河流进行,如果你考虑一下烟雾和风的模式,它们会定居在这些山谷中是有道理的,”马克西姆说。

为了将污染确定为可能的来源,该团队测量了不同污染物的比率,并将它们与不同工业过程的输出进行了比较。对于 Maxim 而言,这不仅意味着学习统计和绘图技术,还意味着对历史资料进行分类和交叉引用,以定位过去的焦化厂和冶炼厂。她还必须确定它们释放到空气中的金属。

即使进行了艰苦的工作,团队所能拼凑的东西也是有限的。“我们真的不得不挖掘,我觉得我只是触及了这些记录的表面,”马克西姆说。“这是一次非常迷人的经历——通过这项研究,我觉得我以一种非常亲密的方式了解了匹兹堡。”

该团队搜索了几种污染物,包括砷、镉、锌和铜。虽然铅往往在关于土壤金属的讨论中占据主导地位,但其他金属经常被忽视——比如镉,它可以取代骨骼中的钙,增加骨折的几率。

“镉存在于煤中,它的沸点与焦煤的沸点大致相同,这在匹兹堡有着悠久的历史,”贝恩解释道。“所以这可能是我们应该更关心的事情。”

贝恩说,该团队发现的浓度并没有立即令人担忧——大多数都远低于监管机构用来确定是否需要解决问题的行动水平。但是那些园艺或有小孩的人可能仍然希望检查他们的土壤。他指出了阿勒格尼县保护区为有兴趣了解其土壤的人提供的资源。

马克西姆提出了另一个建议。她现在住在亚特兰大,发现自家后院的铅含量很高,这让她担心因为她 13 个月大的孩子。她指出了新兴领域“植物修复”带来的希望:利用植物锁定有害污染物。

她说:“如果你有高植被,可以将土壤保持在原位而不让它移动,那会有所帮助。” “向日葵等其他植物可以吸收金属。除了草坪之外,我们还可以对环境做一些事情。我们有保护自己安全的途径。”

该团队正在对匹兹堡污染物的精确形式进行进一步测试——它们是否对人类有害,或者被锁定在阻止它们进入生物体内的化合物中。贝恩说,虽然还有更多需要学习,但确保安全仍然没有坏处。

“我认为我们不需要挖掘整个城市并用新鲜的土壤取而代之,”贝恩说。“但这种方式让人们明白人们应该利用现有的公共卫生措施。”

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