湖泊生态警钟：冬季道路除冰作业，过度用盐对水源地和地下水的影响
海湿·编者按
冬季为了给道路除冰，经常会在路上撒盐。那么，这些盐分的增加，对地下水和湖泊造成了怎样的影响？市政交通部门每年在保障交通安全的同时，是否也在不经意中危害了周围环境？已有研究显示，随着盐分的大量使用，加拿大安大略省的地下水和湖泊正在出现“非常迅速的盐化”现象。
“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到一项最新研究，加拿大研究人员呼吁减少道路盐分，以保护地下水和湖泊。此项研究基于湖泊威尔科克斯湖的实际情况。研究员菲利普·范·卡波伦以该湖为研究焦点，通过对湖水中溶解盐分的测量以及过去30年来的变化趋势进行分析，揭示了冬季道路除冰使用盐分增加对地下水和湖泊的影响。通过实地研究，他提出了减少道路盐分的紧迫性，并呼吁各地政府设定具体的减盐目标，以防止进一步的环境问题。为助力全球环境治理、为我国学者提供信息供决策参考，编译分享信息如下，供感兴趣的读者们参阅。
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积累效应@加拿大的
水源与湖泊淡水生态系统
2023年11月27日，《Ground Water Canada》报道了滑铁卢大学的研究员菲利普·范·卡波伦的一项关于减少冬季道路盐分的研究。该研究指出，由于长期使用盐分来除冰，安大略省的地下水和湖泊正呈现出“非常迅速的盐化”现象。卡波伦强调，尽管盐分在确保道路、人行道和停车场冰雪畅通方面非常有效，但却给水源和湖泊带来了严重的负面影响。研究的焦点是对里士满山威尔科克斯湖的研究，发现湖水中的溶解盐分在过去30年里急剧增加，伴随着氧气水平的下降。此外，文章还提到了卡波伦呼吁各地政府制定道路盐分减少目标的建议，力求在未来五年内将盐分使用减少25%。
的驱动因素：威尔科克斯湖的研究
为了搞清楚以上报道的学术背景，“海洋与湿地”（OceanWetlands）又进一步查找文献，拜读了2022年该研究人员发表在《Science of The Total Environment》上的一项研究。该研究表明，湖泊盐分的增加成为城市湖泊富营养化症状加剧的主要因素。这项研究对湖泊长达22年的水文、土地利用和气候数据进行了详细分析，结果显示城市化对湖泊的盐分增加产生了深远的影响，引发湖泊层化加剧和内部磷（P）的加载。
威尔科克斯湖是一座位于安大略省南部的浅水水库湖，自20世纪初以来，湖泊周边的土地利用一直受到人类定居和居住区发展的多个阶段性变化。城市增长与水质恶化同步进行，包括藻类水华的频发和水中溶解氧（DO）的减少。
在这项研究中，通过主成分分析（PCA）和多元线性回归（MLR），研究人员分析了1996~2018年期间的22年水文、土地利用和气候数据，旨在识别气候、城市化和养分负荷对水文变化的“贡献”。
研究结果显示，根据水化学数据得出的四个主要PCA组分的观测时间趋势中，水柱层化、磷（P）的分布以及叶绿素-a（作为藻类丰度的代理）的变化占据了76％。MLR的结果进一步表明，层化强度，通过布朗特-维塞拉频率量化，成为水质变化的主要预测因素。同时，解释氮（N）和磷（P）分布以及DO浓度变化的其他重要因素包括流域不透水性和湖泊氯化物浓度，它们与盐分浓度密切相关。
综合研究得出结论，过去二十年湖泊水质的观测趋势与城市化有关，主要是由于不透水覆盖面积的扩大引起的盐分增加，而非外部磷（P）负荷的增加。盐度的上升促使水柱层化，降低了下层的氧合作用，并增强了水柱对磷的内部加载。因此，为了管理寒冷气候地区湖泊中的富营养化症状，有必要考虑对除冰盐的使用和径流实施更为严格的控制。
盐常常被用来作除冰剂，其主要作用是降低水的冰点，从而防止在寒冷天气中形成冰层、或者加速路面冰层的融化。卡波伦的这个研究，为我们揭示了这一问题的深层次影响，让人反思大量盐分的撒播，给环境和水源地安全可能带来的负面影响。
从这项研究看，盐分的过度使用对水源和湖泊造成的危害不容忽视。文章中提到的威尔科克斯湖的研究，为我们提供了一个具体案例。湖水中溶解盐分的急剧增加，导致水体密度的增加，使得湖水混合变得更加困难。湖水的混合是维持湖泊生态平衡的关键，但随着盐分增加，湖水中的氧气流失，只有微生物能够在缺氧环境中存活。这种变化，不光是影响了湖泊的生物多样性，还限制了湖泊中对人类和其他动植物生存必需的可“居住”的区域。
道路盐分的过度使用问题是一个需要关注和解决的复杂环境挑战。这篇文章中提到的卡波伦的建议，也是值得关注的。他呼吁：各地政府设定减少道路盐分使用的具体目标，提出在未来五年内将减盐目标定在25%。这一建议强调了问题的紧迫性，并指出这不是可以再拖延的事情。道路盐分的使用已经成为一个亟待解决的环境问题，而设定具体的减盐目标是推动解决方案的关键一步。这也促使我们反思，是否可以通过采用更环保的除冰方法来平衡交通安全与环境保护的关系。
笔者还注意到，报道中提到，一些地方政府已经在尝试使用替代品来给冰封的道路除冰。卡尔加里和温尼伯使用包含甜菜汁的混合物，而威斯康星州一些地方，则尝试使用奶酪盐水（cheese brine）。这种替代方法的尝试表明，有可能能找到更环保、更有效的除冰方式，而不仅仅局限于传统的盐分使用。这对于其他地区政府提供了有益的参考和启示，激发了对创新解决方案的探索。
文章中提到，加拿大的一些地方政府在减少盐分使用方面已经采取了一些行动，例如：滑铁卢地区在得知暴风雪即将来临时采取了盐水溶液铺设，以减少挖掘时撒布的岩盐量。这种实际的举措表明，加拿大政府部门已经开始认识到问题的严重性，并在努力平衡环境保护和公共安全方面取得了一些进展。这也为其他地区政府提供了可供参考的案例。
©绿会融媒·海洋与湿地
Q1: 西方的道路除冰的“先进经验”早已经引入到世界各国，包括我国。该研究警告，随着盐分在冰雪除冰中的广泛应用，对地下水和湖泊的盐化速度正呈加速趋势。在寻求替代品时，是否可以推动更深入的研究，以了解过度盐分对水体生态系统的长期影响，并探索更环保和可持续的冰雪除冰解决方案？
Q2：道路盐分减少的迫切性日益凸显，但在寻找创新替代品时，我们是否应该启动更广泛的跨学科合作，整合环境科学、工程技术等领域的专业知识，以推动新型、高效的冰雪除冰方法的研发？这是否需要政府、学术界和行业联手，共同推动城市交通管理的可持续发展？
Q3：该研究显示，减少道路盐的使用应成为保护寒冷气候城市湖泊的优先事项。那么，对于中国东北（黑龙江、辽宁、吉林）、以及华北地区省市（比如北京市）的道路除冰工作来说，有何启示？
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来源 | Science of The Total Environment
编译 | 王芊佳
审核 | Linda
排版 | 绿叶
海湿·往期相关报道
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
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