北京
來源：科技日報
科技日報記者 張夢然
歐洲大部分地區的天空正變得越來越“臟”。
一項刊發于最新一期《自然》的研究，給歐洲空氣質量治理敲響了警鐘。研究顯示，2012年至2021年的十年間，歐洲大部分地區的礦物粉塵濃度持續上升，南歐與地中海沿岸的增幅最為顯著。科學家認為，這一趨勢與大氣環流模式調整、北非長期荒漠化進程加快直接相關。
持續攀升的粉塵污染，也給歐洲的空氣質量目標和公眾健康防護，帶來新的挑戰和壓力。
十年數據勾勒“粉塵版圖”
礦物性沙漠粉塵是大氣顆粒物的重要組成部分。這些細小的固體顆粒可以被風攜帶數千公里，穿越國境和海洋，最終沉降在遠離源頭的地區。當它們進入人體呼吸系統后，會引發一系列健康問題，包括哮喘發作加劇、心血管疾病風險上升，甚至在短期內推高人群死亡率。盡管歐洲部分地區已報告多次粉塵事件，但這一趨勢是否遍及整個歐洲大陸以及其驅動因素究竟是什么，一直以來尚不明確。
為填補這一空白，瑞士保羅謝勒研究所科學家匯總了來自歐洲103個城鄉監測點、約18500條與沙塵相關的金屬（鋁、鈦、硅、鈣和鐵）日觀測數據，并據此構建了2012年至2021年期間日沙塵濃度的機器學習模型。其中鋁、鈦受本地源干擾最小，是追蹤遠程沙漠粉塵的最可靠示蹤劑；鈣、鐵則易受到本地交通磨損、建筑施工、土壤再懸浮排放的影響。這也是目前歐洲覆蓋站點最廣、時間分辨率最高的沙塵濃度反演數據集之一。
團隊采用了隨機森林算法。測算結果顯示，研究期內歐洲大部分地區的粉塵濃度均呈上升趨勢，其中意大利、亞得里亞海和愛琴海地區的增幅最為顯著，年均增速達0.074微克/立方米，歐洲大部整體年均增速為0.055微克/立方米。到2021年，在歐洲南部，飄入的粉塵占世界衛生組織年度PM10指導值的31%。該地區居民平均每年經歷約46次粉塵事件，這些事件期間的粉塵水平與每日死亡率上升約0.67%相關。
科學家發現，盡管粉塵污染事件的發生頻率并未顯著增加，但在南歐部分地區，其嚴重程度卻有所加劇。北歐的情況則略有不同：當地背景粉塵水平的上升速度，幾乎是粉塵入侵事件期的兩倍。原本受入侵粉塵影響較小的北方地區，也不能擺脫整體粉塵污染的問題。
冰芯記錄揭示“雙重推手”
為驗證近十年的粉塵污染上升趨勢是否對應更長期的演變規律，科學家加入了對阿爾卑斯山冰芯的分析。
本次研究的冰芯采樣點位于瑞士—意大利邊境的科爾尼費蒂冰川，海拔4450米，保存了過去數百年的大氣粉塵沉積記錄。結果表明，自工業革命前以來，粉塵沉積量增加了約110%。統計結果表明，粉塵的長期增加與北非日益干旱以及大氣環流模式的變化有關。數據還揭示，冰芯鈣離子濃度與撒哈拉西北部源區的帕爾默干旱指數呈強負相關：源區越干旱，可被風吹起的松散物質越多，遠程輸送的粉塵量也越高。
除長期荒漠化因素外，區域環流的模式也是一個重要因素，在中短期尺度上影響著粉塵輸送：北大西洋濤動、撒哈拉振蕩、地中海振蕩等氣候指數均與輸歐粉塵量顯著相關——比如北大西洋濤動正相位時，更強的中緯度西風會把更多撒哈拉粉塵吹向法國、西班牙，但同時會減少向中、東歐的輸送。這類環流模式的調整，也是近十年歐洲粉塵分布變化的重要“推手”。
健康威脅呼喚監測升級
粉塵污染不僅是環境問題，更是迫切的公共健康威脅，其健康影響存在明顯人群差異：科學家基于流行病學數據測算，粉塵事件期間15歲以上人群呼吸科日住院率上升0.73%，0—14歲兒童群體的升幅高達2.47%，兒童作為敏感人群受沖擊更突出。
粉塵污染正在成為歐洲公共衛生和空氣質量目標面臨的一個日益嚴峻的挑戰。與此同時，科學家指出，歐洲部分地區，包括東北歐、巴爾干半島和斯堪的納維亞半島的監測覆蓋范圍依然有限，按照現行歐盟空氣質量指令要求，這類薄弱環節的監測能力有待提高，才能更精準地評估風險、發布預警。
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