運載災難的沙塵暴

黃步紅

沙塵暴不僅使農(nóng)民失去土地，使兒童咳嗽，它還可以改變國家的命運，決定戰(zhàn)爭的勝敗，甚至可以毀滅整個世界。

最直接地，它是眾多有害物質的運載工具。

每年，非洲薩赫勒地區(qū)的沙塵暴都會將大量塵?！s5億～10億噸，卷入大氣層，升到4000米的高空。與此相比，1991年的皮納土波火山大爆發(fā)也只噴出了2900萬噸火山灰。

2001年4月，起源于蒙古戈壁沙漠的一場巨大的沙塵暴越洋跨海，經(jīng)阿留申群島抵達太平洋西北，橫掃了整個北美洲。這讓人們真正開始認識到，沙塵暴的影響是全球性的。

科普作家漢娜·霍姆斯在《沙塵暴的行蹤》一書中寫道：“它可以改變天氣、影響氣候、危害無窮……它能把整個世界毀了?！痹诨鹦巧?，沙塵暴有時持續(xù)上百天之久，影響到整個星球。

沙塵暴還可以改變國家的命運，決定戰(zhàn)爭的勝敗。而最基本、最直接的危害是，沙塵暴是眾多有害物質的運載工具。

更危險的亞洲浮塵

塵埃顆粒的大小是沙塵暴很重要的一個特征。相對來說，小直徑顆粒對人的危害更大。

直徑達到10微米的浮塵會在肺部氣管中沉積，造成支氣管堵塞。直徑在4.0微米以下的顆?？梢噪S呼吸氣流運動，這意味著它們可以進入到肺部氣體交換區(qū)，影響肺的正常工作。

直徑在2.5微米以下的顆粒，也稱為微小顆粒，被認為對人類健康危害最大。這些顆?？梢源┻^肺部入口的過濾機制，將病毒直接帶入肺部組織，或在肺部內(nèi)表面形成一層膜，影響肺的正常工作。如果微小顆粒使肺泡發(fā)炎，使血液變得粘稠，會危及心血管疾病患者，甚至導致死亡。

由于浮塵漂移的距離跟顆粒大小有關——越微小的顆粒漂移距離越遠。因此，外來沙塵暴所帶來的風險要比本地的地表浮塵還大。

非洲浮塵中的礦物質成分更增加了其危害性。研究結果表明，浮塵中的微小鐵顆?！侵薷m呈現(xiàn)紅色的原因——會在肺部表面形成羥基化游離基，經(jīng)長時間作用，會損傷肺部組織，并降低其效率。

與非洲相比，亞洲的浮塵云團所含由人類活動產(chǎn)生的污染物更多，如硫酸鹽。由于這一原因，亞洲的浮塵云團也會造成更多的問題，它攜帶了大量的工業(yè)污染物。

根據(jù)霍姆斯在《沙塵暴的行蹤》的說法，全世界每14個人中就有1人死于吸入有害的大氣污染物。而吸入不潔凈空氣引起的肺炎是造成中國兒童死亡的第一原因。

霍姆斯估計，中國每年有100萬人死于大氣浮塵的危害。她說：“年復一年，總數(shù)相當于整個緬因州的人口就這樣死于浮塵中毒?！?/p>

從浮塵中分離出200多種活的細菌和真菌

洲際浮塵云團的另一個重要特征就是其攜帶的微生物。以往，人們曾一度認為細菌在漂洋過海的旅途中無法存活，但這一看法正在改變。現(xiàn)在，人們已經(jīng)知道細菌和真菌可以附著到浮塵顆粒上并引起過敏反應和疾病，這可能與近期的哮喘病發(fā)病率上升有關——哮喘病可能是最容易因沙塵暴而惡化的呼吸道疾病之一。

新的研究結果提供了更多的證據(jù)來證明洲際沙塵暴可能會傳播各種病原體。美國地質測繪局的微生物學家戴爾·格里芬對從非洲飄到美洲的浮塵樣本進行化驗，以確定經(jīng)過長時間的紫外線照射后有無存活下來的細菌。結果表明，格里芬等人成功分離出了200多種活的細菌和真菌。在此之前，研究工作者一直認為，由于從非洲到圣約翰島要經(jīng)過5～7天的紫外線照射，這種傳播是不可能的。

格里芬說：“我們發(fā)現(xiàn)有幸存活下來的病原體可影響老年人及兒童不完善的免疫系統(tǒng)，大多數(shù)病原體可造成皮膚感染，包括皮疹、口瘡或皮下硬結?！彼麄冞€發(fā)現(xiàn)了能感染棉花、桃樹、水稻等作物的病原體。格里芬還在尋找柑橘枝枯病病原體。這是發(fā)生在世界上許多地區(qū)的一種地方性果樹病，在亞洲和非洲都有，這一果樹病在佛羅里達州偶爾爆發(fā)，毀壞柑橘作物，給生態(tài)及經(jīng)濟造成了極大破壞——格里芬懷疑它“搭載”沙塵暴抵達了美洲。

格里芬認為微生物之所以能夠存活下來，是因為在厚厚的塵云遮蓋之下，底部的紫外線暴露水平可能只有上部的一半，底層的微生物在屏蔽之下就有足夠的機會存活。另外，非洲浮塵顆粒中由樹葉等有機物形成的空穴在細菌著陸之前也可以給其提供安全的屏障。

它是紅潮的誘因之一

美國地質測繪局的生物學家們幾年前開始研究沙塵暴對海洋生態(tài)系統(tǒng)的可能影響。在《全球變化與人類健康》上發(fā)表的研究報告中，來自美國地質測繪局的高級地質學家吉恩·希恩等人指出，非洲薩赫勒地區(qū)20世紀70年代以來所遭受的干旱，同北大西洋有毒藻類過量繁殖之間存在某種聯(lián)系。

迄今為止，最明顯的就是非洲沙塵暴造成的鐵沉積與藻類過量繁殖之間的關聯(lián)。南佛羅里達州大學的海洋科學研究者賈森·萊內(nèi)斯撰寫了一份關于束毛藻的研究報告。束毛藻是一種可以生產(chǎn)自身所需氮元素的細菌，是過去20年來災難性紅潮的元兇。

萊內(nèi)斯等人指出，束毛藻利用沉降顆粒中的鐵解決了鐵的缺乏——鐵缺乏是束毛藻和其他多種海洋藻類生長的一個制約因素。萊內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)，束毛藻菌落已經(jīng)形成了一種“進化來的技巧”，它們會將浮塵顆粒緊緊包住，以盡量增加細胞與鐵的接觸，并釋放出更多的鐵來滿足其生長的需要。1999年，由束毛藻引發(fā)的有毒紅潮造成了佛羅里達州沿海大量魚類及100多頭被列為瀕危動物的海牛死亡，即使走在大型紅潮附近的海灘上也會使人受到從紅潮表層蒸發(fā)出的毒素的影響。另一個紅潮嚴重的年份是2001年。

觀察兩次紅潮的爆發(fā)，萊內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)了非洲沙塵暴與束毛藻之間的相關性——束毛藻在非洲夏季沙塵暴期間開始增長。

研究人員發(fā)現(xiàn)浮塵云團還從更廣泛的角度給全世界生態(tài)系統(tǒng)帶來影響。照射到海洋的陽光大約有80%用于蒸發(fā)水分，給地球提供淡水供應。加利福尼亞大學大氣物理學家拉曼內(nèi)森指出，如果這部分陽光由于云團遮蔽而減弱，那么地球的水分循環(huán)就會放慢。拉曼內(nèi)森在《科學》上發(fā)表文章說，“這將影響這個星球的水資源供應”。

沙塵暴也干好事

沙塵暴并不完全一無是處，它也有“善良”的一面。大氣研究者認為，浮塵云團能給亞馬遜盆地及其它地區(qū)的雨林帶來重要的養(yǎng)分。格里芬指出，一些研究結果表明，如果沒有來自亞洲的浮塵帶來的養(yǎng)分，夏威夷群島上的雨林在那片貧瘠的土地上將無法生存。

一些浮塵研究者認為，巖石粉末在恢復土地肥力方面的效果要優(yōu)于氮、磷、鉀等人造肥料。氮、磷、鉀肥很容易滲透到地下水中，造成含氮徑流。

萊內(nèi)斯說，即使是有害藻類的過度繁殖，對海洋生態(tài)系統(tǒng)也可能還有不為人知的利益。他用森林火災打了個比方。過去，林業(yè)科學家們認為森林火災是森林的災難。但數(shù)十年的防火政策卻造成了自然規(guī)律的反作用，迫使人們對森林火災重新進行認識?，F(xiàn)在，人們認識到，森林火災在森林再生中起著重要作用。萊內(nèi)斯說，或許，紅潮也具備同樣的功效。