伦敦地铁研究发现了以前未知的空气污染物

他们认为，这些颗粒——一种被称为磁赤铁矿的氧化铁——由于体积很小，过去在很大程度上被忽视了。但一种新型的磁性污染分析在地铁售票大厅、站台和操作员舱内发现了这种颗粒。

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。

研究人员认为，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。

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。

剑桥大学研究员理查德·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。

研究人员分析了39个来自伦敦地铁的灰尘样本，这些样本由伦敦交通局提供。

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。

他们使用磁指纹、3D成像和纳米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细致地观察。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。

“这些非常细的颗粒的丰度令人惊讶，”主要作者说哈桑·阿夫塔谢赫。“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。

研究人员补充说，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。

一个有效的清除系统可能是通风的磁性过滤器，轨道和隧道墙壁的清洁，或者在站台和火车之间放置屏蔽门。