剑桥大学的研究人员称，伦敦地铁被超细金属颗粒污染，这些颗粒小到足以进入人体血液。这些颗粒如此之小，以至于在世界上最古老的地铁系统的污染调查中，它们可能被低估了。

研究人员进行了一种新型的污染分析，使用磁力来研究地下售票大厅、站台和操作员舱的灰尘样本。

研究小组发现，这些样本中含有高水平的一种名为磁赤铁矿的氧化铁。由于铁氧化成磁赤铁矿需要一段时间，结果表明，由于整个地铁通风不良，特别是在车站站台上，污染颗粒悬浮了很长一段时间。

有些颗粒的直径只有5纳米:小到足以被吸入并最终进入血液，但又小到无法被典型的污染监测方法捕获。然而，目前尚不清楚这些颗粒是否会对健康构成威胁。

其他研究着眼于地铁的整体污染水平和相关的健康风险，但这是第一次详细分析颗粒的大小和类型。研究人员建议，定期清除地下隧道中的灰尘，以及对污染水平进行磁监测，可以改善整个网络的空气质量。他们的研究结果发表在《科学报告》杂志上。

环境磁学

伦敦地铁每天载客500万人次。多项研究表明，地铁的空气污染水平比伦敦更广泛的空气污染水平要高，并且超出了世界卫生组织(WHO)规定的上限。早期的研究还表明，地铁上的大部分颗粒物都是在车轮、轨道和刹车相互摩擦时产生的，这些颗粒都是富含铁的微小颗粒。

该论文的资深作者、剑桥大学地球科学系的理查德·哈里森教授说:“由于这些空气污染颗粒大多是金属的，所以地下是测试磁力是否能有效监测污染的理想场所。”“通常情况下，我们研究磁场与行星的关系，但我们决定探索如何将这些技术应用于不同的领域，包括空气污染。”

通常使用标准空气过滤器来监测污染水平，但这些过滤器不能捕获超细颗粒，也不能检测颗粒物质中包含的颗粒类型。

剑桥大学地球科学系的首席作者哈桑·谢赫说:“我开始研究环境磁学，作为我博士学位的一部分，研究是否可以用低成本的监测技术来描述污染水平和来源。”“地下是一个定义明确的微环境，所以它是进行这类研究的理想场所。” 

谢赫和哈里森与剑桥大学材料科学和冶金系的同事合作，分析了伦敦地铁的39个灰尘样本，这些样本由伦敦交通局(TfL)提供。这些样本是在2019年和2021年从皮卡迪利、北线、中线、贝克鲁线、维多利亚线、北线、地区线和朱比利线的站台、售票厅和火车操作室收集的。抽样调查包括国王十字车站、圣潘克拉斯车站、帕丁顿车站和牛津广场车站等主要车站。

研究人员使用磁指纹、3D成像和纳米级显微镜来表征样品中所含颗粒的结构、大小、形状、组成和磁性能。早期的研究表明，地铁中50%的污染颗粒富含铁，但剑桥大学的研究小组能够更仔细地观察到细节。他们发现了大量的磁赤铁矿颗粒，直径从5到500纳米不等，平均直径为10纳米。一些粒子形成了直径在100到2000纳米之间的更大的簇。

潜在的风险?

谢赫说:“这些非常细的颗粒的含量令人惊讶。”“氧化铁的磁性能随着颗粒大小的变化而发生根本性的变化。此外，这些变化发生的大小范围与空气污染成为健康风险的范围相同。”

虽然研究人员没有研究这些磁赤铁矿颗粒是否会对健康构成直接风险，但他们表示，他们的表征方法可能在未来的研究中有用。

谢赫说:“如果你要回答这些颗粒是否对你的健康有害的问题，你首先需要知道这些颗粒是由什么组成的，它们的性质是什么。” 

哈里森说:“我们的技术可以更精确地描绘地下污染的情况。”“我们可以测量小到可以吸入并进入血液的颗粒。典型的污染监测并不能让你很好地了解非常小的东西。”

研究人员表示，由于地铁通风不良，当列车到达站台时，富含铁的灰尘会重新悬浮在空气中，使站台的空气质量比售票大厅或操作员舱内的空气质量更差。

考虑到悬浮灰尘的磁性，研究人员建议，一种有效的清除系统可能是通风、清洁轨道和隧道墙壁的磁性过滤器，或者在站台和火车之间放置纱门。

这项研究得到了欧盟、剑桥信托基金会和剑桥塞尔温学院的部分支持。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。