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融雪剂对生态环境影响不可小觑

你可曾注意过,雪后路面上堆积的白花花颗粒状物质,不是雪,而是融雪剂?融雪剂对雪后人们的交通和出行的确有帮助,但是它对环境和人体健康的影响却被忽视了。

从世界范围来看,化学融雪剂(主要是醋酸钾和氯盐)用于清除道路积雪始于20世纪30年代,在20世纪60年代得到了广泛应用。加拿大每年氯化钠型融雪剂的使用量约为900万~1000万吨,氯化钙型融雪剂的使用量为30万吨,估计1年中高速公路融雪剂的使用量超过50吨/公里。美国每年化学融雪剂的使用量也高达千万吨。

近年来,在中国北方地区,融雪剂除雪因其简便、低廉及良好的融雪效果而得到广泛应用。据统计,2005~2006年度,仅沈阳市市区化学融雪剂的使用量就达到为9000吨以上。融雪剂施用后会进入土壤和水体,对生态环境影响显而易见。

播撒融雪剂

化学融雪剂对土壤环境的影响

融雪剂施用后,通过不同的方式影响着我们的生态环境:

  • 通过土壤进入地下水或者地表水,临时或长期地滞留在土壤中,对土壤和地下水造成污染;冰雪融化后通过地表径流直接进入环境;
  • 暴雨后通过下水道从陆地系统进入排水沟;
  • 被植物吸收,临时或长期地停留在植物组织中,对植物造成危害;
  • 被灰尘颗粒物或者液态水滴所吸附并发生转移,对生态环境产生影响。

融雪剂对土壤的危害最为直接。渗透到土壤中的盐类物质长时间地滞留,使土壤很难恢复到原来的状态。氯化钠型融雪剂融化后,氯离子和钠离子在土壤中有较高的溶解度,容易在土壤中蓄积,导致土壤盐度上升。同时造成土壤的理化性质也发生改变,比如导致土壤的渗透能力下降,造成土壤板结。渗透到土壤中的盐不仅能够影响到植物的生长,而且也会对地下水造成污染。

随着城市和郊区的扩大,融雪剂的使用量也在逐年增加。城市系统相对比较复杂,使用的融雪剂种类繁多,包括一些价格比较昂贵的CMA和氯化镁,这些化学物质影响环境的方式不同于氯化钠。但是有关这些融雪剂的研究还比较少。

化学融雪剂大量使用也能引起土壤中的重金属发生迁移转化。当氯化钠被有机物和胶体物质吸附时,能够释放土壤中的铬、铅、镍、铁、铜等重金属,而且钠离子浓度越高,释放得越多。

化学融雪剂对水体环境的影响

对地表水的影响

地表水是个复杂的生态系统,不断地进行着各种物理和化学循环。路面上喷洒的融雪剂,被雨水冲刷后与路面排水一起流入河流或湖泊水域。向环境中施入大量的盐,生态系统需要很长时间适应这种环境变化,生态系统一旦失去平衡,就会严重影响水质。大量的研究已经表明,融雪剂的大量使用导致地表水中盐含量较高。

化学融雪剂进入水体后,主要通过以下几个方面影响水体:

  • 影响水体各层的流动。正常情况下水体各层要不断地流动,使湖泊中的溶解氧和营养物质均匀分布,维持生态系统平衡。化学融雪剂进入水体后改变了水体密度,消耗大量的溶解氧,改变了湖泊的物理和生态特征。如果地表径流中含有大量的盐分,流入水的密度上升,使得流入水滞留在湖泊的底层,从而抑制春季湖水对流运动的发生。
  • 氯离子浓度上升。加拿大环境部报道,其地表径流中的氯浓度己经超过18000毫克/升,城市湖泊氯浓度达到5000毫克/升。
  • 刺激藻类生长。研究者认为当钠离子浓度超过40毫克/升时就会引起蓝藻的过分增长,打破水体的生态平衡。
  • 为了保证较好的融雪效果,融雪剂中往往含有一些含量较低的防腐剂、阻锈剂和表面活性剂等添加剂,这些微量的添加剂也会对环境造成污染。
  • CMA被认为是比较理想、无污染的融雪剂,但是CMA中的醋酸盐易生物降解,消耗水体中溶解氧,造成潜在的危害。
  • 目前飞机场使用的融雪剂主要成分是乙二醇、丙二醇和尿素的混合物。乙二醇和丙二醇和CMA一样能够消耗水体中的溶解氧;尿素大量使用则导致水体富营养化。

对地下水的影响

目前国外关于融雪剂对水体的影响研究多集中于地表水,而对地下水的研究较少。融雪剂对地下水的影响主要是污染饮用水水质,改变口感,咸度变大,对人体健康有害,如诱发高血压等疾病。融雪剂不合理使用曾经造成2008年春季广东韶关发生的饮用水源污染事件,原本清甜的水变成苦咸味,上万人饮水告急。人饮用被污染的水后出现发烧、喉咙痛、恶心等症状。而目前国内有关融雪剂对地下水的污染研究还不深入,有关水域的长期追踪研究更是鲜有报道。

化学融雪剂对植物的影响

氯化钠型融雪剂对植物的伤害是通过含盐雪水在土壤中积累,引起土壤盐分过高,影响植物生理功能实现的。融雪剂对植物的影响因植物的种类而异,但都会造成植物生物量的下降、叶片黄褐化和最终导致植株死亡。融雪剂的大量使用还会促使耐盐植物逐渐取代不耐盐植物,从而使植物种类组成发生变化,改变植物群落结构,进而对生态平衡产生影响。

化学融雪剂对动物的影响

水生生态系统中的盐分易于转移,能够长期滞留在环境中。融雪剂主要影响两栖动物、水生无脊椎动物和水生脊椎动物。随着化学融雪剂的大量使用,湿地盐浓度不断升高,影响动物种群结构,但关于融雪剂对水生生物的影响研究较少。

盐影响两栖动物的生理功能,主要表现干扰渗透调节、抑制呼吸作用、造成发育不正常等。有研究者对机场附近的水域调查发现,在鱼的组织里检测到高浓度的4-甲基苯并三唑和5-甲基苯并三唑,而苯并三唑是融雪剂中重要的添加剂,最大浓度高达0.9毫克/升,己经危害到水生生物和人体健康。

化学融雪剂对大气质量的影响

目前,国内外关于融雪剂对大气质量的影响研究较少。融雪剂中的盐类物质附着在粉尘颗粒中,被吸入到呼吸道内,会对人体造成损伤。同时融雪剂中的氯元素也会破坏大气中的臭氧层。因为,喷洒盐水使水滴中含有的溴和氯与雪混合,在气温升高积雪融化后,这两种物质以自由基形式被释放出来,它们的上升破坏了对流层,因而大气中较低的臭氧层受到了损耗。而臭氧层对人类的生存是至关重要的。

融雪剂对路面的破坏

除了对生态环境的影响外,融雪剂对路面本身也会有负面作用。尤其是沥青混凝土路面,盐类物质与沥青会产生化学反应,将大大折减沥青材料与砂石料的握裹能力,造成沥青表面脱落。融雪剂盐类遇水以后,会发生盐涨现象,又会造成道路路基破坏,这将给后期道路维护大大加大难度。

能不能不用融雪剂?

既然氯盐类融雪剂有这么大的危害,能不能不用融雪剂呢?雪灾造成交通困难,特别是危及人身安全。从融雪效能、速度、方便快捷到成本效益的比较可以看出,氯盐类融雪剂仍然是难以取代的,即便是现在市面上所说的环保融雪剂,其实也多是噱头而已,并不环保。

在真正环保的替代产品出现之前,我们还是需要尽量减少融雪剂的危害。比如,为防止融雪后的盐水渗入地下或污染地表水,英国采取了“汇集盐水“的方法,在城市路桥旁,铺设专用管道,收集融雪后的盐水,最终引流到污水处理厂处理后再用,值得借鉴。

还有些欧美国家采取了这样的做法:机械铲雪后,在道路上撒炭渣、粗砂、树枝渣等物质来防滑,也利用这些渣类物质的深色来吸收太阳的热量,以增加地面温度来融雪。使用后的炭渣和树枝渣可以放入道路边的绿地中,没有污染。对实在需要撒融雪剂的路面,要先用铲雪车扫掉地面上的大部分积雪,然后撒少量融雪剂来防止道路上结冰。并且充分利用地表热、太阳辐射热和汽车驾驶中自身释放的热量来帮助道路融雪。

文章来源:《生态学杂志》等

图片来源:网络

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