巴黎城市尘埃中角闪石矿物的广泛分布：城市磨损的矿物学示踪剂？

研究人员针对城市磨损产生的颗粒物污染问题，通过矿物学分析发现巴黎城市尘埃中普遍存在角闪石矿物（如FeMg-阳起石），证实其源自道路材料磨损，并可能通过径流和空气传播进入河流沉积物。该研究为城市颗粒物溯源及环境健康风险评估提供了新指标。

　　

在城市扩张的背景下，人造基础设施的磨损不断向环境释放颗粒物，这些颗粒可能通过空气或水体迁移并最终进入沉积系统。然而，如何区分人为源与天然源矿物颗粒仍是环境科学领域的难题。巴黎作为高度城市化的区域，其沉积盆地原本不含角闪石类矿物，因此这类矿物的出现可能成为追踪城市磨损的理想标志物。

来自法国巴黎地球物理研究所（Institut de Physique du Globe de Paris）的研究团队在《Applied Geochemistry》发表论文，通过分析巴黎地区34个城市尘埃、道路沉积物及河流悬浮颗粒物(SPM)样本，首次系统揭示了角闪石矿物在都市环境中的广泛分布。研究结合粉末X射线衍射(XRD)、同步辐射衍射、单晶衍射及电子显微镜(SEM/TEM)技术，发现这些矿物主要来源于道路沥青中的骨料磨损，其晶体化学特征与FeMg-阳起石（化学式Ca_2.15Mg_2.44Fe_2.56Si₈O₂₂(OH)₂）高度吻合。

研究方法上，团队采用多尺度分析策略：通过实验室XRD和同步辐射高灵敏度衍射检测矿物组成；利用Rietveld精确定量角闪石含量（最高达17wt%）；借助单晶衍射解析晶体结构；结合SEM-EDX和TEM观察颗粒形貌与元素分布。样本涵盖十年间采集的道路骨料、暴雨蓄水池沉积物及塞纳河悬浮颗粒等。

研究结果显示：

1. 角闪石的普遍存在：在94%的样本中检测到特征8.4?衍射峰，电子显微镜证实其形态从块状颗粒（100-10μm）到微米级纤维束均有分布。
2. 道路骨料作为主要来源：富含角闪石的道路骨料（如"Jussieu街道样本"）经摩擦可沿(001)面解理产生细长颗粒，TEM观察到边缘非晶化现象。
3. 多途径迁移证据：暴雨径流将角闪石输送至蓄水池（含量达8wt%）；在建筑墙面和屋顶尘埃中的检出暗示空气传播可能；塞纳河SPM中检测到该矿物证实其已进入水系循环。

讨论部分指出，巴黎地区角闪石的年输出量估算可达18,000吨（按洪水期SPM通量计算），这种矿物标记物可量化城市扩张对沉积通量的影响。更值得关注的是，块状角闪石解理产生的微米级纤维（elongated mineral particles）可能存在环境健康风险，尽管其毒性尚未明确，但ANSES报告已警示建筑工人暴露风险。

该研究创新性地将矿物学特征应用于城市环境示踪，不仅揭示了建筑材料磨损在区域生物地球化学循环中的作用，还为评估城市颗粒物暴露提供了新视角。未来需进一步量化角闪石在大气PM_2.5中的占比，并研究其长期生态效应。