道路盐对地球的危害其实相当大

道路盐对地球的危害其实相当大

沼泽、溪流和湖泊遍布北美许多蜿蜒曲折的道路和高速公路。植物和动物栖息在这些水体中,并可能接触到我们在道路上撒的许多物质,包括道路盐。岩盐有助于在冬季风暴来袭时保持道路安全,减少冬季道路事故。但它也会对水生生态系统产生严重的负面影响。高浓度的盐对一些水生动物来说是致命的。盐还会改变水的混合方式,导致湖底附近形成盐袋,形成生物死区。当天气转冷时,北美许多城市和市政当局都依靠盐来除冰。这种岩盐类似于食盐,由钠和氯化物组成,但更粗糙。它在道路上很快溶解,氯化物通过径流和浸出进入附近的水域。事实上,几乎所有来自道路盐的氯离子最终都会进入下游水道。低浓度的氯化物相对无害。但随着浓度的上升,它可能对水生生物产生毒性,包括栖息在内陆湖泊中的浮游生物和鱼类。这些生态变化会影响水质。

在盐水中

一项针对北美湖泊的研究发现,湖泊 500 米范围内的陆地面积只要有 1% 被铺设(或以其他方式防渗),就会增加长期内湖泊变咸的风险。

基本上,少量开发就会导致大量盐分进入水体。美国约 27% 的大型湖泊至少有 1% 的湖岸经过开发。

道路盐会影响湿地生物群落,从最小的藻类到较大的动物。(USFWS Mountain-Prairie/flickr)

最近的一项研究表明,到 2050 年,美国许多湖泊的盐浓度将超出水生植物、动物和微生物健康所必需的范围,也无法达到饮用好水的水平。

加拿大可能也会面临同样的问题。根据冬季的严寒程度,加拿大道路每年要撒大约 500 万吨盐。安大略省南部的许多城市每年要撒超过 10 万吨盐。

加拿大的道路用盐始于 20 世纪 50 年代。要充分了解氯化物浓度的增加对湖泊生态系统的影响,我们必须回顾过去。但关于这些湖泊的长期数据很少,我们无法查阅。

相反,我们通过钻入湖底并利用湖泊沉积物中保存的信息来研究过去的环境条件。

回顾过去

周围环境中的粘土、淤泥、沙子、花粉、化学物质和其他物质会缓慢而持续地堆积在湖底的各层中。这些沉积物为过去的状况提供了天然的档案。例如,含有大量木炭的沉积层可能表明该地区的森林火灾有所增加。

科学家利用保存在该档案中的信息来了解环境条件在很长一段时间内(从数年到数个世纪)是如何变化的。

安大略省中部的马斯科卡地区以湖泊、河流和小屋而闻名,自 1950 年代以来一直在使用道路盐。该地区湖泊沉积物中所含的藻类和微小动物(称为浮游动物)的残骸向我们表明,这些湖泊发生了变化,这与该地区开始使用道路盐的时间相吻合。

现在耐盐浮游动物种类比道路用盐广泛使用之前更多。这种转变的影响尚不完全清楚。但我们知道,当食物网较低层次发生变化时,整个生态系统可能会感受到影响。

举个例子,假设一条鱼已经适应了以某种浮游动物为食。如果突然被另一种浮游动物(也许是更大的浮游动物)取代,它可能会遇到麻烦。

氯化物对浮游动物有毒性。浓度较低时,氯化物会产生亚致死效应——使个体虚弱,并提高卵的死亡率。鱼类通常对增加的盐浓度更耐受,但它们暴露在高浓度氯化物中的时间越长,毒性就越大。许多幼鱼以浮游生物为食,如果它们失去食物来源,它们将无法茁壮成长。

盐水替代品

北美的一些社区正在寻找对环境安全的道路盐替代品。

甜菜废水(甜菜加工后剩下的)、奶酪盐水、泡菜汁和土豆汁是正在测试的一些非常规除冰剂。

甜菜废水中的碳水化合物或糖分使其在低温下比单独的盐水或浓盐水更有效,将冰的熔点从-10℃降低到-20℃以下,并减少了施加在道路上的氯化物量。

但也有缺点。一些社区不喜欢甜菜废水的气味,人们把它比作酱油、糖蜜或陈咖啡的味道。它还会给水生生态系统增加糖分,这可能会促进细菌生长。

一些工程师不再使用盐和盐添加剂,而是试验道路自动清除积雪和冰。早期的测试表明,太阳能电池板可以代替沥青融化冰,通过加热埋在道路中的管道中的水,从而消除对道路盐的需求。

其他人则在寻找更有效的方法来使用岩盐,并减少进入水生态系统的岩盐量。岩盐在撒上路面时会从路面上弹起,因此卡车往往会撒出比需要更多的岩盐。将路面弄湿并撒上盐水溶液有助于盐附着在路面上,这意味着城市和市政当局可以减少盐的使用量。

科学家还在帮助确定我们的湖泊能够承受多少盐分、哪些物种处于危险之中以及哪些湖泊对道路盐分最敏感,以找到一种方法来保证人类在道路上的安全以及湖泊、溪流和湿地中的动植物的安全。

Jamie Summers 是安大略省皇后大学的博士后研究员,Robin Valleau 是该校的硕士生。本文最初发表于 The Conversation。

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