道路灰尘中脱冰盐的环境行为与生态影响

日期:2026-04-01 16:00 来源:润丰矿业 作者:赵明 浏览量:3

日期:2026-04-01 16:00 作者:赵明 浏览量:3

一、引言
在冬季的寒冷地区,道路除冰是保障交通安全的重要措施。每年,数以万吨计的脱冰盐(融雪剂)被撒布在城市道路上,融化冰雪,保障车辆通行。然而,这些脱冰盐在完成除冰使命后,并没有消失。它们溶解或吸附于道路表面,随径流进入环境,成为道路灰尘中一类特殊的组分。

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脱冰盐以氯化钠、氯化钙、氯化镁等氯盐为主,具有高溶解性、高离子强度和高渗透压。它们进入道路灰尘后,改变灰尘的物理化学性质,影响其他污染物的环境行为;随径流进入土壤和水体后,可导致土壤盐渍化、水体盐度升高,对城市生态环境产生广泛影响。随着气候变化背景下极端冰雪天气的增多,脱冰盐的使用量呈现上升趋势,其环境问题日益突出。

系统认识脱冰盐在道路灰尘中的环境行为与生态影响,对于优化冬季道路除冰管理、保护城市生态环境具有重要意义。

二、脱冰盐的种类与使用特征
(一)主要类型
道路除冰用脱冰盐主要包括以下类型:

氯化钠。氯化钠是最常用的脱冰盐,来源广泛,价格低廉,融冰效果好。其融冰原理是通过降低水的冰点,使冰融化。氯化钠在-10摄氏度以上时融冰效果良好,低于-10摄氏度时效果显著下降。

氯化钙。氯化钙的融冰性能优于氯化钠,可在-30摄氏度以下使用,但价格较高,且具有较强的吸湿性,对金属腐蚀性强。

氯化镁。氯化镁的融冰性能较好,对金属和混凝土的腐蚀性相对较低,但价格较高。

醋酸钙镁。醋酸钙镁是一种环保型融雪剂,可生物降解,对金属和混凝土的腐蚀性小,对环境的影响相对较低,但价格昂贵,限制了其大规模应用。

尿素。尿素也曾用作融雪剂,但因其氮含量高,可能加剧水体富营养化,近年来使用量减少。

(二)使用特征
脱冰盐的使用具有以下特征:

季节性。脱冰盐主要在冬季使用,使用量随降雪量和气温变化。寒冷地区的城市,每年脱冰盐使用量可达数千吨至数万吨。

空间分布。脱冰盐主要撒布在城市主干道、桥梁、坡道、路口等重要路段,这些区域脱冰盐的累积量最高。

累积效应。冬季多次除冰作业导致脱冰盐在道路表面累积,春季冰雪融化后,这些盐分进入道路灰尘,成为道路灰尘中可溶性盐的主要来源。

三、在道路灰尘中的赋存与迁移
(一)赋存形态
脱冰盐进入道路灰尘后,以多种形态存在:可溶性盐以离子形态存在于道路表面的水膜中;结晶盐在干燥条件下以晶体形态附着于灰尘颗粒表面或存在于颗粒间隙中;吸附盐部分吸附于灰尘颗粒表面,特别是粘土矿物等具有吸附能力的组分。不同赋存形态的脱冰盐环境行为不同:可溶性盐最易随径流迁移,结晶盐可在风力作用下以颗粒形态迁移。

(二)对道路灰尘性质的影响
脱冰盐的存在显著改变道路灰尘的物理化学性质:

渗透压升高。可溶性盐增加道路表面水膜的渗透压,影响灰尘中微生物的活性。

离子强度增加。高离子强度改变灰尘颗粒表面的双电层结构,影响颗粒的团聚和分散行为,进而影响扬尘排放潜力。

pH值变化。某些脱冰盐(如氯化钙水解呈弱酸性)可改变道路灰尘的pH值,进而影响其他污染物的吸附和解吸行为。

离子交换作用。钠离子、钙离子、镁离子与灰尘颗粒表面的其他阳离子发生交换,改变灰尘的表面化学性质。

(三)对其他污染物环境行为的影响
脱冰盐的存在影响道路灰尘中其他污染物的环境行为:

重金属的释放。高离子强度条件下,道路灰尘中吸附的重金属可能发生离子交换释放,增加重金属的迁移性和生物可利用性。研究表明,脱冰盐可促进道路灰尘中铅、镉、锌等重金属的溶出。

有机污染物的分配。盐度变化影响有机污染物在颗粒相和水相之间的分配,高盐度可增强疏水性有机污染物的吸附,减少其溶出。

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胶体稳定性。离子强度增加导致道路灰尘中的胶体颗粒发生凝聚,影响胶体携带污染物的迁移行为。

四、对城市生态环境的影响
(一)土壤盐渍化
春季冰雪融化后,道路灰尘中的脱冰盐随径流进入道路两侧的土壤和绿地,导致土壤盐渍化。盐分在土壤中累积,使土壤溶液渗透压升高,影响植物对水分和养分的吸收,导致植物生长受阻、叶片焦枯、甚至死亡。城市绿化带中常见的行道树(如杨树、柳树、槐树等)对盐分敏感,脱冰盐危害表现为春季萌芽推迟、叶片边缘焦黄、枝条枯死等症状。长期盐分累积还改变土壤的物理性质(如团聚体稳定性下降、孔隙度降低)和化学性质(如钠离子饱和度升高、pH值变化)。

(二)水体盐度升高
道路径流携带的脱冰盐进入城市河流、湖泊等受纳水体,导致水体盐度升高。城市水体的盐度通常远高于自然水体,脱冰盐的输入是重要原因之一。盐度升高对水生生物产生多种影响:渗透调节负担加重,能量消耗增加;离子平衡失调,生理功能紊乱;敏感物种减少,耐盐物种增多,生物多样性下降。研究表明,脱冰盐输入与城市河流大型底栖动物多样性下降存在显著相关性。

(三)对地下水的潜在影响
脱冰盐可通过下渗进入地下水,对地下水资源质量产生影响。在脱冰盐使用量大、地下水埋深浅、包气带渗透性好的地区,脱冰盐对地下水的污染风险较高。地下水盐度升高影响饮用水水质,增加水处理成本。部分地区地下水氯化物浓度超标,与冬季道路除冰活动密切相关。

(四)对植物的影响
脱冰盐对植物的影响包括直接作用和间接作用。直接作用:盐分通过叶片吸收(飞溅或飘移)和根系吸收进入植物体,造成盐害,表现为叶缘焦枯、落叶、生长抑制、甚至死亡。间接作用:土壤盐渍化改变土壤理化性质,影响养分有效性,削弱植物抗逆性,增加病虫害发生风险。

(五)对基础设施的影响
脱冰盐对道路桥梁等基础设施的腐蚀是另一重要影响。氯离子对钢筋的腐蚀作用可导致混凝土结构劣化,缩短桥梁使用寿命,增加维护成本。对金属护栏、路灯杆等设施的腐蚀也相当显著。

五、复合污染效应
脱冰盐与道路灰尘中其他污染物的复合污染效应值得关注。脱冰盐促进重金属从道路灰尘中释放,增加其进入水体和土壤的通量;脱冰盐与重金属的复合污染对水生生物产生协同毒性效应,其毒性往往大于单一污染物的毒性。脱冰盐改变有机污染物的吸附和解吸行为,影响其环境归趋。脱冰盐与微塑料的相互作用可能改变微塑料的表面性质和浮力,影响其迁移行为。

这种复合污染效应使得脱冰盐的环境影响超越了单纯的盐污染范畴,成为复杂的复合污染问题。

六、管控对策与建议
(一)优化除冰作业方式
科学规划脱冰盐的使用,根据天气预报和道路状况精准撒布,避免过量使用。推广预湿撒布技术,提高脱冰盐的利用效率,减少总用量。在桥梁、敏感生态区等特殊区域,严格控制脱冰盐使用量。优化除冰作业时间,避免在交通高峰期撒布,减少车辆对脱冰盐的飞溅扩散。

(二)推广环保型融雪剂
在敏感区域(如水源保护区、生态保护区)优先使用醋酸钙镁等环保型融雪剂。加大对环保型融雪剂的研发投入,降低其成本,提高其环境性能。建立融雪剂环境性能评价体系,对融雪剂的环境影响进行综合评估。

(三)建设盐分截留设施
结合海绵城市建设,在道路两侧建设生态沟、植被缓冲带等设施,截留和净化含盐径流。建设初期雨水截流设施,将高浓度含盐径流收集处理。在雨水排口前建设沉淀池,利用沉淀作用去除部分盐分和污染物。研究和应用盐分吸附材料,对含盐径流进行处理。

(四)加强敏感生态区保护
在水源保护区、自然保护区等敏感区域,设立脱冰盐使用限制区,优先采用机械除冰等非化学除冰方式。在敏感区域周边建设防护隔离设施,减少脱冰盐向敏感区的输入。加强敏感区域的水质和土壤监测,及时发现和处理盐污染问题。

(五)开展生态修复
对已受脱冰盐影响的土壤和水体,开展生态修复工作。采用耐盐植物进行绿化恢复,改良盐渍化土壤;通过引水稀释、植物修复等措施改善受盐水体水质;修复受损的水生态系统,恢复生物多样性。

七、结语
脱冰盐是冬季道路安全的重要保障,也是城市环境中一类特殊的污染物。它们在完成除冰使命后,进入道路灰尘,改变其性质,影响其他污染物的行为,最终通过径流进入土壤和水体,对城市生态环境产生广泛而深远的影响。在寒冷地区城市,脱冰盐的环境管理是一项系统工程,需要在保障交通安全和保护生态环境之间寻求平衡。优化除冰作业方式、推广环保型产品、建设截留设施、保护敏感区域,多管齐下,才能有效防控脱冰盐的环境风险。

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