运载灾难的沙尘暴

黄步红

沙尘暴不仅使农民失去土地，使儿童咳嗽，它还可以改变国家的命运，决定战争的胜败，甚至可以毁灭整个世界。

最直接地，它是众多有害物质的运载工具。

每年，非洲萨赫勒地区的沙尘暴都会将大量尘埃——约5亿～10亿吨，卷入大气层，升到4000米的高空。与此相比，1991年的皮纳土波火山大爆发也只喷出了2900万吨火山灰。

2001年4月，起源于蒙古戈壁沙漠的一场巨大的沙尘暴越洋跨海，经阿留申群岛抵达太平洋西北，横扫了整个北美洲。这让人们真正开始认识到，沙尘暴的影响是全球性的。

科普作家汉娜·霍姆斯在《沙尘暴的行踪》一书中写道：“它可以改变天气、影响气候、危害无穷……它能把整个世界毁了。”在火星上，沙尘暴有时持续上百天之久，影响到整个星球。

沙尘暴还可以改变国家的命运，决定战争的胜败。而最基本、最直接的危害是，沙尘暴是众多有害物质的运载工具。

更危险的亚洲浮尘

尘埃颗粒的大小是沙尘暴很重要的一个特征。相对来说，小直径颗粒对人的危害更大。

直径达到10微米的浮尘会在肺部气管中沉积，造成支气管堵塞。直径在4.0微米以下的颗粒可以随呼吸气流运动，这意味着它们可以进入到肺部气体交换区，影响肺的正常工作。

直径在2.5微米以下的颗粒，也称为微小颗粒，被认为对人类健康危害最大。这些颗粒可以穿过肺部入口的过滤机制，将病毒直接带入肺部组织，或在肺部内表面形成一层膜，影响肺的正常工作。如果微小颗粒使肺泡发炎，使血液变得粘稠，会危及心血管疾病患者，甚至导致死亡。

由于浮尘漂移的距离跟颗粒大小有关——越微小的颗粒漂移距离越远。因此，外来沙尘暴所带来的风险要比本地的地表浮尘还大。

非洲浮尘中的矿物质成分更增加了其危害性。研究结果表明，浮尘中的微小铁颗粒——非洲浮尘呈现红色的原因——会在肺部表面形成羟基化游离基，经长时间作用，会损伤肺部组织，并降低其效率。

与非洲相比，亚洲的浮尘云团所含由人类活动产生的污染物更多，如硫酸盐。由于这一原因，亚洲的浮尘云团也会造成更多的问题，它携带了大量的工业污染物。

根据霍姆斯在《沙尘暴的行踪》的说法，全世界每14个人中就有1人死于吸入有害的大气污染物。而吸入不洁净空气引起的肺炎是造成中国儿童死亡的第一原因。

霍姆斯估计，中国每年有100万人死于大气浮尘的危害。她说：“年复一年，总数相当于整个缅因州的人口就这样死于浮尘中毒。”

从浮尘中分离出200多种活的细菌和真菌

洲际浮尘云团的另一个重要特征就是其携带的微生物。以往，人们曾一度认为细菌在漂洋过海的旅途中无法存活，但这一看法正在改变。现在，人们已经知道细菌和真菌可以附着到浮尘颗粒上并引起过敏反应和疾病，这可能与近期的哮喘病发病率上升有关——哮喘病可能是最容易因沙尘暴而恶化的呼吸道疾病之一。

新的研究结果提供了更多的证据来证明洲际沙尘暴可能会传播各种病原体。美国地质测绘局的微生物学家戴尔·格里芬对从非洲飘到美洲的浮尘样本进行化验，以确定经过长时间的紫外线照射后有无存活下来的细菌。结果表明，格里芬等人成功分离出了200多种活的细菌和真菌。在此之前，研究工作者一直认为，由于从非洲到圣约翰岛要经过5～7天的紫外线照射，这种传播是不可能的。

格里芬说：“我们发现有幸存活下来的病原体可影响老年人及儿童不完善的免疫系统，大多数病原体可造成皮肤感染，包括皮疹、口疮或皮下硬结。”他们还发现了能感染棉花、桃树、水稻等作物的病原体。格里芬还在寻找柑橘枝枯病病原体。这是发生在世界上许多地区的一种地方性果树病，在亚洲和非洲都有，这一果树病在佛罗里达州偶尔爆发，毁坏柑橘作物，给生态及经济造成了极大破坏——格里芬怀疑它“搭载”沙尘暴抵达了美洲。

格里芬认为微生物之所以能够存活下来，是因为在厚厚的尘云遮盖之下，底部的紫外线暴露水平可能只有上部的一半，底层的微生物在屏蔽之下就有足够的机会存活。另外，非洲浮尘颗粒中由树叶等有机物形成的空穴在细菌着陆之前也可以给其提供安全的屏障。

它是红潮的诱因之一

美国地质测绘局的生物学家们几年前开始研究沙尘暴对海洋生态系统的可能影响。在《全球变化与人类健康》上发表的研究报告中，来自美国地质测绘局的高级地质学家吉恩·希恩等人指出，非洲萨赫勒地区20世纪70年代以来所遭受的干旱，同北大西洋有毒藻类过量繁殖之间存在某种联系。

迄今为止，最明显的就是非洲沙尘暴造成的铁沉积与藻类过量繁殖之间的关联。南佛罗里达州大学的海洋科学研究者贾森·莱内斯撰写了一份关于束毛藻的研究报告。束毛藻是一种可以生产自身所需氮元素的细菌，是过去20年来灾难性红潮的元凶。

莱内斯等人指出，束毛藻利用沉降颗粒中的铁解决了铁的缺乏——铁缺乏是束毛藻和其他多种海洋藻类生长的一个制约因素。莱内斯发现，束毛藻菌落已经形成了一种“进化来的技巧”，它们会将浮尘颗粒紧紧包住，以尽量增加细胞与铁的接触，并释放出更多的铁来满足其生长的需要。1999年，由束毛藻引发的有毒红潮造成了佛罗里达州沿海大量鱼类及100多头被列为濒危动物的海牛死亡，即使走在大型红潮附近的海滩上也会使人受到从红潮表层蒸发出的毒素的影响。另一个红潮严重的年份是2001年。

观察两次红潮的爆发，莱内斯发现了非洲沙尘暴与束毛藻之间的相关性——束毛藻在非洲夏季沙尘暴期间开始增长。

研究人员发现浮尘云团还从更广泛的角度给全世界生态系统带来影响。照射到海洋的阳光大约有80%用于蒸发水分，给地球提供淡水供应。加利福尼亚大学大气物理学家拉曼内森指出，如果这部分阳光由于云团遮蔽而减弱，那么地球的水分循环就会放慢。拉曼内森在《科学》上发表文章说，“这将影响这个星球的水资源供应”。

沙尘暴也干好事

沙尘暴并不完全一无是处，它也有“善良”的一面。大气研究者认为，浮尘云团能给亚马逊盆地及其它地区的雨林带来重要的养分。格里芬指出，一些研究结果表明，如果没有来自亚洲的浮尘带来的养分，夏威夷群岛上的雨林在那片贫瘠的土地上将无法生存。

一些浮尘研究者认为，岩石粉末在恢复土地肥力方面的效果要优于氮、磷、钾等人造肥料。氮、磷、钾肥很容易渗透到地下水中，造成含氮径流。

莱内斯说，即使是有害藻类的过度繁殖，对海洋生态系统也可能还有不为人知的利益。他用森林火灾打了个比方。过去，林业科学家们认为森林火灾是森林的灾难。但数十年的防火政策却造成了自然规律的反作用，迫使人们对森林火灾重新进行认识。现在，人们认识到，森林火灾在森林再生中起着重要作用。莱内斯说，或许，红潮也具备同样的功效。