冬季道路除冰作業(yè)，過(guò)度用鹽對(duì)水源地和地下水的影響

冬季為了給道路除冰，經(jīng)常會(huì)在路上撒鹽。那么，這些鹽分的增加，對(duì)地下水和湖泊造成了怎樣的影響？市政交通部門(mén)每年在保障交通安全的同時(shí)，是否也在不經(jīng)意中危害了周?chē)h(huán)境？已有研究顯示，隨著鹽分的大量使用，加拿大安大略省的地下水和湖泊正在出現(xiàn)“非常迅速的鹽化”現(xiàn)象。

“海洋與濕地”（OceanWetlands）小編注意到一項(xiàng)最新研究，加拿大研究人員呼吁減少道路鹽分，以保護(hù)地下水和湖泊。此項(xiàng)研究基于湖泊威爾科克斯湖的實(shí)際情況。研究員菲利普·范·卡波倫以該湖為研究焦點(diǎn)，通過(guò)對(duì)湖水中溶解鹽分的測(cè)量以及過(guò)去30年來(lái)的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，揭示了冬季道路除冰使用鹽分增加對(duì)地下水和湖泊的影響。通過(guò)實(shí)地研究，他提出了減少道路鹽分的緊迫性，并呼吁各地政府設(shè)定具體的減鹽目標(biāo)，以防止進(jìn)一步的環(huán)境問(wèn)題。為助力全球環(huán)境治理、為我國(guó)學(xué)者提供信息供決策參考，編譯分享信息如下，供感興趣的讀者們參閱。

圖片上圖：減少道路鹽的使用，應(yīng)成為保護(hù)寒冷氣候城市湖泊的優(yōu)先事項(xiàng)。圖片來(lái)源：Jovana Radosavljevic等人

**過(guò)度道路撒鹽除冰，**積累效應(yīng)@加拿大的

水源與湖泊淡水生態(tài)系統(tǒng)

2023年11月27日，《Ground Water Canada》報(bào)道了滑鐵盧大學(xué)的研究員菲利普·范·卡波倫的一項(xiàng)關(guān)于減少冬季道路鹽分的研究。該研究指出，由于長(zhǎng)期使用鹽分來(lái)除冰，安大略省的地下水和湖泊正呈現(xiàn)出“非常迅速的鹽化”現(xiàn)象?？ú▊悘?qiáng)調(diào)，盡管鹽分在確保道路、人行道和停車(chē)場(chǎng)冰雪暢通方面非常有效，但卻給水源和湖泊帶來(lái)了嚴(yán)重的負(fù)面影響。研究的焦點(diǎn)是對(duì)里士滿(mǎn)山威爾科克斯湖的研究，發(fā)現(xiàn)湖水中的溶解鹽分在過(guò)去30年里急劇增加，伴隨著氧氣水平的下降。此外，文章還提到了卡波倫呼吁各地政府制定道路鹽分減少目標(biāo)的建議，力求在未來(lái)五年內(nèi)將鹽分使用減少25%。

湖泊鹽化作為城市湖泊富營(yíng)養(yǎng)化癥狀
的驅(qū)動(dòng)因素：威爾科克斯湖的研究

為了搞清楚以上報(bào)道的學(xué)術(shù)背景，“海洋與濕地”（OceanWetlands）又進(jìn)一步查找文獻(xiàn)，拜讀了2022年該研究人員發(fā)表在《Science of The Total Environment》上的一項(xiàng)研究。該研究表明，湖泊鹽分的增加成為城市湖泊富營(yíng)養(yǎng)化癥狀加劇的主要因素。這項(xiàng)研究對(duì)湖泊長(zhǎng)達(dá)22年的水文、土地利用和氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，結(jié)果顯示城市化對(duì)湖泊的鹽分增加產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，引發(fā)湖泊層化加劇和內(nèi)部磷（P）的加載。

威爾科克斯湖是一座位于安大略省南部的淺水水庫(kù)湖，自20世紀(jì)初以來(lái)，湖泊周邊的土地利用一直受到人類(lèi)定居和居住區(qū)發(fā)展的多個(gè)階段性變化。城市增長(zhǎng)與水質(zhì)惡化同步進(jìn)行，包括藻類(lèi)水華的頻發(fā)和水中溶解氧（DO）的減少。

在這項(xiàng)研究中，通過(guò)主成分分析（PCA）和多元線(xiàn)性回歸（MLR），研究人員分析了1996~2018年期間的22年水文、土地利用和氣候數(shù)據(jù)，旨在識(shí)別氣候、城市化和養(yǎng)分負(fù)荷對(duì)水文變化的“貢獻(xiàn)”。

研究結(jié)果顯示，根據(jù)水化學(xué)數(shù)據(jù)得出的四個(gè)主要PCA組分的觀測(cè)時(shí)間趨勢(shì)中，水柱層化、磷（P）的分布以及葉綠素-a（作為藻類(lèi)豐度的代理）的變化占據(jù)了76％。MLR的結(jié)果進(jìn)一步表明，層化強(qiáng)度，通過(guò)布朗特-維塞拉頻率量化，成為水質(zhì)變化的主要預(yù)測(cè)因素。同時(shí)，解釋氮（N）和磷（P）分布以及DO濃度變化的其他重要因素包括流域不透水性和湖泊氯化物濃度，它們與鹽分濃度密切相關(guān)。

綜合研究得出結(jié)論，過(guò)去二十年湖泊水質(zhì)的觀測(cè)趨勢(shì)與城市化有關(guān)，主要是由于不透水覆蓋面積的擴(kuò)大引起的鹽分增加，而非外部磷（P）負(fù)荷的增加。鹽度的上升促使水柱層化，降低了下層的氧合作用，并增強(qiáng)了水柱對(duì)磷的內(nèi)部加載。因此，為了管理寒冷氣候地區(qū)湖泊中的富營(yíng)養(yǎng)化癥狀，有必要考慮對(duì)除冰鹽的使用和徑流實(shí)施更為嚴(yán)格的控制。

案例點(diǎn)評(píng)

鹽常常被用來(lái)作除冰劑，其主要作用是降低水的冰點(diǎn)，從而防止在寒冷天氣中形成冰層、或者加速路面冰層的融化?？ú▊惖倪@個(gè)研究，為我們揭示了這一問(wèn)題的深層次影響，讓人反思大量鹽分的撒播，給環(huán)境和水源地安全可能帶來(lái)的負(fù)面影響。

從這項(xiàng)研究看，鹽分的過(guò)度使用對(duì)水源和湖泊造成的危害不容忽視。文章中提到的威爾科克斯湖的研究，為我們提供了一個(gè)具體案例。湖水中溶解鹽分的急劇增加，導(dǎo)致水體密度的增加，使得湖水混合變得更加困難。湖水的混合是維持湖泊生態(tài)平衡的關(guān)鍵，但隨著鹽分增加，湖水中的氧氣流失，只有微生物能夠在缺氧環(huán)境中存活。這種變化，不光是影響了湖泊的生物多樣性，還限制了湖泊中對(duì)人類(lèi)和其他動(dòng)植物生存必需的可“居住”的區(qū)域。

道路鹽分的過(guò)度使用問(wèn)題是一個(gè)需要關(guān)注和解決的復(fù)雜環(huán)境挑戰(zhàn)。這篇文章中提到的卡波倫的建議，也是值得關(guān)注的。他呼吁：各地政府設(shè)定減少道路鹽分使用的具體目標(biāo)，提出在未來(lái)五年內(nèi)將減鹽目標(biāo)定在25%。這一建議強(qiáng)調(diào)了問(wèn)題的緊迫性，并指出這不是可以再拖延的事情。道路鹽分的使用已經(jīng)成為一個(gè)亟待解決的環(huán)境問(wèn)題，而設(shè)定具體的減鹽目標(biāo)是推動(dòng)解決方案的關(guān)鍵一步。這也促使我們反思，是否可以通過(guò)采用更環(huán)保的除冰方法來(lái)平衡交通安全與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系。

筆者還注意到，報(bào)道中提到，一些地方政府已經(jīng)在嘗試使用替代品來(lái)給冰封的道路除冰。卡爾加里和溫尼伯使用包含甜菜汁的混合物，而威斯康星州一些地方，則嘗試使用奶酪鹽水（cheese brine）。這種替代方法的嘗試表明，有可能能找到更環(huán)保、更有效的除冰方式，而不僅僅局限于傳統(tǒng)的鹽分使用。這對(duì)于其他地區(qū)政府提供了有益的參考和啟示，激發(fā)了對(duì)創(chuàng)新解決方案的探索。

文章中提到，加拿大的一些地方政府在減少鹽分使用方面已經(jīng)采取了一些行動(dòng)，例如：滑鐵盧地區(qū)在得知暴風(fēng)雪即將來(lái)臨時(shí)采取了鹽水溶液鋪設(shè)，以減少挖掘時(shí)撒布的巖鹽量。這種實(shí)際的舉措表明，加拿大政府部門(mén)已經(jīng)開(kāi)始認(rèn)識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性，并在努力平衡環(huán)境保護(hù)和公共安全方面取得了一些進(jìn)展。這也為其他地區(qū)政府提供了可供參考的案例。

?綠會(huì)融媒·海洋與濕地

【思考題】學(xué)而時(shí)習(xí)之

Q1: 西方的道路除冰的“先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)”早已經(jīng)引入到世界各國(guó)，包括我國(guó)。該研究警告，隨著鹽分在冰雪除冰中的廣泛應(yīng)用，對(duì)地下水和湖泊的鹽化速度正呈加速趨勢(shì)。在尋求替代品時(shí)，是否可以推動(dòng)更深入的研究，以了解過(guò)度鹽分對(duì)水體生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期影響，并探索更環(huán)保和可持續(xù)的冰雪除冰解決方案？

Q2：道路鹽分減少的迫切性日益凸顯，但在尋找創(chuàng)新替代品時(shí)，我們是否應(yīng)該啟動(dòng)更廣泛的跨學(xué)科合作，整合環(huán)境科學(xué)、工程技術(shù)等領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，以推動(dòng)新型、高效的冰雪除冰方法的研發(fā)？這是否需要政府、學(xué)術(shù)界和行業(yè)聯(lián)手，共同推動(dòng)城市交通管理的可持續(xù)發(fā)展？

Q3：該研究顯示，減少道路鹽的使用應(yīng)成為保護(hù)寒冷氣候城市湖泊的優(yōu)先事項(xiàng)。那么，對(duì)于中國(guó)東北（黑龍江、遼寧、吉林）、以及華北地區(qū)省市（比如北京市）的道路除冰工作來(lái)說(shuō)，有何啟示？

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來(lái)源 | Science of The Total Environment

編譯 | 王芊佳

審核 | Linda

排版 | 綠葉

【本文參考資料】

Jovana Radosavljevic, Stephanie Slowinski, Mahyar Shafii, Zahra Akbarzadeh, Fereidoun Rezanezhad, Chris T. Parsons, William Withers, Philippe Van Cappellen, Salinization as a driver of eutrophication symptoms in an urban lake (Lake Wilcox, Ontario, Canada), Science of The Total Environment, Volume 846, 2022, 157336, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157336.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722044345?via%3Dihub

https://www.groundwatercanada.com/road-salt-amounts-must-be-reduced-to-save-groundwater-and-lakes-researcher-says

https://www.theweathernetwork.com/en/news/nature/outdoors/reducing-road-salt-use-not-something-that-can-wait-researcher-says