Stof in de lucht: Hoe steden natuurlijke luchtdeeltjes veranderen

Luchtvervuiling door stof wordt een groeiend probleem voor de bewoners van Utah en andere westelijke staten, vooral nu het blootgestelde meerbed van het Great Salt Lake mogelijk gevaarlijker wordt naarmate het meer opdroogt. Natuurlijk stof waait vanuit de Great Basin en komt neer langs de westelijke rand van de Wasatch Front, het belangrijkste bevolkingscentrum van Utah, en de omliggende bergen.

Volgens nieuw onderzoek van de Universiteit van Utah, dat de invloed van stedelijke omgevingen op tijdelijk stof onderzoekt, mengt het stof zich met lokale door mensen gemaakte materialen, wat kan leiden tot besmetting van nabijgelegen watersystemen en andere negatieve gevolgen. De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Reports.

Een onderzoeksteam onder leiding van de Utahse atmosferische wetenschapper Kevin Perry en Jeff Munroe, een geologieprofessor aan Middlebury College, bestudeerde de “Critical Zone” van de aarde, een laag dicht bij het oppervlak waar organismen interageren met steen, lucht, bodem en water. Stofprocessen zoals depositie, erosie en transport beïnvloeden de Critical Zone.

Stofdeeltjes zijn doorgaans divers in samenstelling omdat ze worden beïnvloed door natuurlijke omgevingen. Echter, landbouw, begrazing, off-road rijden, bouw, mijnbouw en andere menselijke activiteiten veranderen de stofsamenstelling, met belangrijke implicaties voor gebieden zoals de dichtbevolkte Salt Lake Valley in Utah.

“Het probleem is dat er veel stofbronnen zijn in de stedelijke gebieden. Wanneer het waait en stof van het Great Salt Lake en andere plaatsen stroomopwaarts opneemt, mengt het zich met lokaal stof dat veel meer verontreinigingen bevat,” aldus Perry. “Dus als we denken aan de verontreinigende stoffen van belang in het stof van het Great Salt Lake, en we voegen daar extra verontreinigingen van het lokale stof aan toe, maakt dat het gewoon veel potentere stof, en niet op een goede manier.”

De Wasatch Front, waar 2,5 miljoen mensen wonen, of driekwart van de bevolking van Utah, is bijzonder vatbaar voor stofvervuiling. Dit gebied biedt een ideaal laboratorium om de interacties tussen natuurlijk en stedelijk stof te onderzoeken, volgens de studie.

“Ons stof komt uit verschillende bronnen. We hebben natuurlijke bronnen zoals de West Desert, de Bonneville Salt Flats, Sevier Lake, maar we hebben ook veel stof van het Great Salt Lake en antropogene stofbronnen, zoals de steengroeve bij Point of the Mountain en de Staker-groeve in North Salt Lake,” zei co-auteur Derek Mallia, een assistent-professor atmosferische wetenschappen.

“Dit kan lokaal zijn, maar je kunt ook stofimpact krijgen van bronnen aan de andere kant van de Great Basin. Een gevolg van het aan de oostzijde van de Great Basin zijn, is dat we gewoon in de windrichting van een heleboel stofbronnen zitten.”

Het onderzoeksteam analyseerde 29 stofmonsters die door Munroe waren verzameld tijdens vier afzonderlijke seizoensperioden van 2020 tot 2022. Deze monsters kwamen van vijf passieve verzamelaars over een gebied van 500 vierkante mijl ten westen van de Wasatch Front, twee binnen Salt Lake City en Provo, en een ander aan de voet van Little Cottonwood Canyon, de skibestemming net buiten de stad.

De trays vangen alle deeltjes die in deze apparaten vallen. Onderzoekers haalden periodiek de kralen op en waste het stof eraf, dat ze analyseerden om de geochemische samenstelling, massastroom, kleur en korrelgrootte te bepalen. “Het stof in de stad was veel meer verontreinigd met allerlei metalen en andere stoffen dan het natuurlijke stof,” zei Perry.

Hun resultaten identificeerden hogere concentraties van zink, calcium, molybdeen, cadmium, koper, lood, kobalt en arseen in het stedelijke stof. Veel van deze elementen zijn terug te voeren op mijnbouw en smelting, voertuiguitstoot en zware industrie. Opmerkelijk is dat de concentraties van arseen en kobalt de regionale screeningsniveaus van de Amerikaanse Environmental Protection Agency overschrijden. Bovendien zijn zink, calcium en koper bijzonder schadelijk voor oppervlaktewateren in de regio Wasatch Front.

“Veel van het stof eindigt in de sneeuwbedekking, en wanneer de sneeuwbedekking smelt, loopt het af in de wateren,” zei Perry. Onderzoeksteamlid Greg Carling, een geologieprofessor aan de Brigham Young University, analyseert de lente-afvoer van de Wasatch om de instroom van metalen naar beken en uiteindelijk naar het Great Salt Lake te meten.