化學融雪劑對生態(tài)環(huán)境的影響
本文關鍵詞:化學融雪劑對生態(tài)環(huán)境的影響,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
當前位置:首頁 >> 林學 >> 化學融雪劑對生態(tài)環(huán)境的影響
生態(tài)學雜志 Chinese Journal o f Eco logy 2008 , 27 ( 12): 2209- 2214
化學融雪劑對生態(tài)環(huán)境的影響
嚴 霞
1
*
李法云
4
1 , 2
劉桐武
2
3<
br />
張
營
1
馬溪平
1
王效舉
3
4
( 1 遼寧 大學環(huán)境學院 , 沈陽 110036 ; 沈陽 110013;
湖南農業(yè)大學資源環(huán)境學院 , 長沙 410128;
沈陽市環(huán)境衛(wèi)生工程設計研究院 ,
日本埼玉縣環(huán)境科學國際中心 , 日本埼玉 347 0115)
摘 要 化學融雪劑用于清除道路積雪具有操作簡便、 價格低廉及融雪效果良好等優(yōu)點, 在國內外的寒冷地區(qū)應用廣泛。 隨著化學融雪劑施用量的逐年增加, 其對生態(tài)環(huán)境危害已 日益凸現(xiàn)。 本文結合近年來中國和其他國家有關化學融雪劑對生態(tài)環(huán)境影響的研究進展, 闡述了化學融雪劑對土壤環(huán)境 、 地表水、 地下水 、 植物和動物等的影響, 并提出了今后該領 域的研究建議, 以期為化學融雪劑對城市環(huán)境污染和生態(tài)影響的防治技術研究提供科學依 據(jù)。 關鍵詞 化學融雪劑 ; 生態(tài)環(huán)境; 土壤 ; 水環(huán)境; 動物 ; 植物 中圖分類號 S963 文獻標識碼 A 文章編號 1000 - 4890( 2008) 12 - 2209 - 06
1 1, 2
Effects of deicing chem icals on ecological environm ent . YAN X ia , L I F a yun , L I U T ong 3 1 1 4 1 w u , ZHANG Y ing , MA X i p ing , WANG X iao ju ( School of Environm en ta l Science, L iaoning 2 University, Shenyang 110036 , China; School of Resources and Environ m ent, H unan A gricultural 3 University, Changsha 410128 , China; Shenyang Institute of Environm enta l Sanitation Eng ineer 4 ing and D esig n, Shenyang 110013 , Ch ina; Center for E nvironm ental Science in Saitam a, Saita m a 3470115 , Japan ). Chinese Journal of E co logy, 2008 , 27 ( 12) : 2209- 2214. Abstract : De icing che m icals are w ide ly used to c le ar the pavem ent snow in th e co ld areas of Chi na and m any other countries , because o f th e ir si m ple operat io n , low price , and excellent snow m e lt ing e ffec. t W ith th e in creasing applicat io n o f de icing che m ic als, their negative effects on eco system and env iron m ent have appeared in creasing ly . Based on th e related researches in China and other countries , this paper summ ar ized the i m pacts of de icin g che m ica ls on soi, l surface w a ter , g round w ater , p lants and ani m a ls , etc . , and put forw ard som e suggestions for the further re search in this field to prov id e a sc ientific basis for the po llu t io n prevention of deic ing chem icals on urban env ironm ent and related ecosyste ms . K ey words : deic ing chem icals; ecolog ical env ironm en; t plan. t 從世界范圍來看, 化學融雪劑用于清除道路積 雪始于 20 世紀 30 年代 , 在 20 世紀 60 年代得到了 廣泛應用。資料表明, 化學融雪劑在國外一些國家 的寒冷地區(qū)已得到了廣泛的應用。加拿大每年氯化 鈉型融雪劑的使用量約為 900 萬 ~ 1 000 萬 , t 氯化 鈣型融雪劑的使用量為 30 萬 ,t 估計 1 年中高速公 路融雪劑的使用量超過 50 t km
- 1
so i;l aquat ic env ironm en; t an i m a;l
al. , 2005)。美國每年化學融雪劑 的使用量也高達 千萬噸 ( Godw in et al. , 2003)。目前, 國外有關融雪 劑的環(huán)境影響研究多數(shù)集中于地表水、 地下水 ( Can cilla et al. , 2003 ; T hunqvis,t 2004 ) 和 土 壤 的 研 究 ( Norrstrom & Bergsted, t 2001 ; L undm ark & O lo fsson , 2007) , 而 對 水 生 生 態(tài) 系 統(tǒng) ( Jackson & Jobbagy , 2005 ; Kausha ll et al . , 2005 ) 、 兩 棲 動 物 ( Sanzo & H ecnar , 2006 ) 和陸 地 植被 ( V iskar i & Karen la m p,i 2000) 等的研究相對 較少。近年 來, 在中國 北方地 區(qū)融雪劑除雪以其簡便的操作方式、 低廉的價格及 良好的融雪效果而得到廣泛應用。據(jù)統(tǒng)計, 2003 2004 年 度 沈 陽 市 市 區(qū) 化 學 融 雪 劑 的 使 用 量 為
( Ram akrishna et
* 沈陽市科技局優(yōu)秀 學科帶 頭人研 究項目 ( 1063305 1 00 ) 、 國 家重 點基礎研究發(fā)展計劃項目 ( 2004CB418506) 、 國家 十一五 科技支撐 計劃項目 ( 2006BAD 03A 0203) 。遼寧省高校污染控 制與環(huán)境 修復重 點實驗室與遼寧省環(huán)境保護開放實驗室資助基金。 * * 通訊作者 E m ai: l lifayun @ lnu . edu. cn 收稿日期 : 2008 06 18 接受日期 : 2008 08 04
2210 6 000 , t 2004 2005 年 度 超 過 8000 , t 2005 2006
生態(tài)學雜志
第 27 卷
第 12 期
導致營 養(yǎng) 物質 和重 金 屬從 路 表轉 移 到 地表 水 中 ( D efourny , 2000)。 L undm ark 和 O lofsson( 2007) 用 3 種不同的方法研究土壤中氯沉積作用和分配規(guī)律, 結果表明 , 在距離公路 0 ~ 100 m 大約有 45 % 的融 雪劑沉降在地表, 而且土壤滲透能力直接決定土壤 中氯濃度。 目前 , 融雪劑對土壤的影響研究主要集中在偏 遠地 區(qū) 的 公 路 附 近 土 壤 ( V iskari & Karen la m p,i 2000 ; Norrstrom & B ergsted, t 2001) , 融雪劑對環(huán)境造 成的危害主要是沿著路表通過簡單的鹽分擴散轉移
年度為 9000 t 以上;瘜W融雪劑使 用量的逐年遞 增 , 對生 態(tài) 環(huán) 境 危害 已 日 益 凸 現(xiàn) ( Ram akrishna et al. , 2005; 嚴霞等, 2007)。因此 , 研究化學融雪劑對 生態(tài)環(huán)境的影響具有一定的緊迫性和重要性。本文 綜合國內外學者的部分研究成果, 探討了化學融雪 劑對生態(tài)環(huán)境的影響, 以期為我國化學融雪劑的科 學合理使用提供科學依據(jù)。 1 化學融雪劑對土壤環(huán)境的影響 化學融雪劑使用于環(huán)境后, 通過土壤進入地
實現(xiàn)的, 其破壞程度與遠離公路距離呈反比 , 而關于 鹽分沿著路表的擴散距離、 擴散機制和擴散后土壤 中剩余量等方 面研究較少。隨著城市和郊 區(qū)的擴 大, 融雪劑的使用量也在逐年增加。城市系統(tǒng)相對 比較復雜 , 使用的融雪劑種類繁多 , 包括一些價格比 較昂貴的 CMA 和 M gC l2, 這些化學物質影響環(huán)境的 方式不同于氯化鈉。因此, 研究城市環(huán)境中鹽分的 蓄積情況具有重要的 意義。 Cunn ingham 等 ( 2007) 研究城市土壤中融雪劑蓄積情況 , 結果表明 , 偏遠地 區(qū)公路附近土壤中融雪劑的含量與遠離公路的距離 呈反比, 而城市土壤中即使距離公路較遠的地區(qū)融 雪劑含量仍然比較高, 其中土壤中 M g 含量最高, 而 Na 含量低于 M g , 主要是由于 N a 滲透性能較 好, 能夠滲透到地表水或者地下水 ; 半郊區(qū)土壤鹽分 含量較高 , 已經(jīng)危害到陸地植物和土壤原生動物。 化學融雪劑大量使用也能引起土壤中的重金屬 發(fā)生遷移轉化。融雪劑融化后, 其中的陽離子取代 + 2+ 并活化土壤中金屬離子。 N a 和 M g 在土壤中的 蓄積能力主要取決于土壤密度、 粘土含量和現(xiàn)有的 土壤 膠 體 物 質 ( B ackstrom et al. , 2004 )。 盡 管 2+ 2+ + Mg 、 Ca 對環(huán)境的危害比 Na 小 , 但在土壤中易 發(fā)生各種反應 , 取代土壤中的營養(yǎng)物質并活化金屬 活性 ( Ram akr ishna et al. , 2005) 。當氯化鈉被有機 物和膠體 物質吸附 時, 能夠 釋放 土壤中 的 C r 、 Pb 、 + Ni 、 Fe 、 Cu 等重金屬 , 而且 N a 濃度越高, 釋放的越 多。影響遷移主要因素包括離子交換能力、 p H 值的 降低、 氯 絡合 物 的形 成和 膠 體擴 散 ( Backstrom et al. , 2004)。 CMA 影響土壤的方式不同于氯化鈉型 融雪劑。 CMA 融化后進入土壤, 使得土壤中含有大 量的醋酸鹽離子, 醋酸鹽容易被土壤微生物降解 , 產 生 CO 2、 H 2O 和碳酸氫鹽, 形成金屬碳酸鹽沉積物。 碳酸鹽和碳酸氫鹽提高了土壤 pH 值 , 使得金屬活 性降 低 ( Novo tn y , 1998) 。目 前 提 出用 CMA 代 替
+ 2+ + 2+
下水或者地表水 , 臨時或長期地滯留在土壤中 , 對土 壤和地下水造成污染; 冰雪融化后通過地表徑流 直接進入環(huán)境; 入排水溝; 暴雨后通過下水道從陸地系統(tǒng)進 被植物吸收, 臨時或長期地停留在植物
組織中 , 對植物造成鹽害脅迫; 被灰塵顆粒物或者 液態(tài)水滴所吸附并發(fā)生轉移 , 對生態(tài)環(huán)境產生影響 ( Cunn in gha m et al . , 2007) 。 融雪劑對土壤的危害最為直接。目前 , 國內外 主要在氯化鈉型融雪劑對土壤理化性質、 K 和 Na 等主要離子含量分布及土壤中重金屬的遷移轉化等 方面進行了研究 , 尤其對土壤中主要離子分布的影 響研究較多 , 但對鈣鎂乙酸鹽 ( CMA ) 和其他混合型 融雪劑的研究相對較少 , 且研究地點也主要集中在 公路附近土壤, 對農田土壤和城市近郊土壤的研究 則更少。 滲透到土壤中的鹽類物質長時間地滯留而使土 壤很難恢復到原來的 狀態(tài)。氯化鈉 型融雪劑融化 后 , N a 和 C l 在土壤中有較高的溶解度, 容易在土 壤中蓄積, 導致土壤鹽度上升。土壤鹽分增加的同 時 , 土壤的理化性質也發(fā)生了改變。隨著氯化鈉的 滲入, Na 通 過離 子交換 置換土 壤中 Ca 、 Mg 、 K 等離子 , 高濃度 N a 能分散土壤中有機顆粒和無 機顆粒 , 會導致土壤的滲透能力下降 , 造成土壤板結 ( 駱虹等 , 2004) , 而且地面漫流和土壤侵蝕都能加 劇土壤滲透能力的下降 ( Ram akrishna et al. , 2005) 。 滲透到土壤中的鹽臨時滯留在土壤表面和地下水之 間的一層滲透區(qū) , 不僅能夠影響到植物的生長而且 也會對地下水造成污染。土壤中蓄積的鹽分含量主 要取決于滲透時間、 滲透地點和滲透作用原理。融 雪劑中的大部分離子主要蓄積在公路邊鄰近的溝渠 底部 ( Gu ti w & Jin , 1998), 而且含有大量淤泥和腐殖 質的土壤更有利于融雪劑的蓄積。土壤侵蝕最終會
+ + + 2+ 2+ + + +
嚴
霞等 : 化學融雪劑對生態(tài)環(huán)境的影響
2211 卻經(jīng)常被忽視。 Ohno ( 1990) 檢測 了融雪劑存儲地 附近的地表水中的 Na 、 C l 和全部氰化物的濃度, + 結果表明 , Na 、 Cl 、 CN 濃度不斷上升 , 總氰化物 的濃度變化范圍在 10 ~ 200 ug L 。氰化物在光 照下發(fā)生光降解, 釋放一種有毒的氰化物 ( P aschka et al. , 1999) 。 CMA 被認為是 比較理想、 無污染的融雪劑 , 但 是 C MA 中的醋酸 鹽易生物降解 , 消耗水體 中溶解 氧, 造成潛在的危害。如果 C MA 大量使用, 醋酸鹽 的生物降解提高水體中的 BOD 含量, 導致溶解氧的 耗盡。 V elt m an 等 ( 1998) 研究表 明, 機場附 近的地 -1 表徑流中的 BOD5 達到 245 000 m g L 。目前飛 機場使用的融雪劑主要成分是乙二醇、 丙二醇和尿 素的混合物。乙二醇和丙二醇生物耗氧量大, 能夠 消耗水體中的溶解氧 ; 尿素大量使用導致水體富營 養(yǎng)化 , 藻類繁殖過快 , 破壞生態(tài)環(huán)境。雪融化后隨著 地表徑流進入水體 , 導致機場附近的支流中無脊椎 動物減少 , 而能充分利用尿素的細菌種類繁多, 對水 質和生態(tài)環(huán)境造成污染。尿素在環(huán)境中發(fā)生如下反 應: ( NH 2 ) 2 CO+ H 2 O2 NH 3 + CO2; NH 3 + H 2O NH 3 H 2 O NH 4 + OH , 導致河流中 NH 4 大量增加, 污 染水體 ( Turnbu ll& B evan , 1995) 。 2 2 化學融雪劑對地下水的影響 地表水的特征是流速和空間 釋放能力沒有限 制, 而地下水空間卻有限。目前國外關于融雪劑對 水體的影響研究多集中于地表水 , 而對地下水的研 究較少。融雪劑融化后滲透到土壤 , 進入地下水從 而污染水體。影響地下水鹽濃度分布的主要因素包 括土壤性質、 土壤滲透性能、 離子交換能力、 植被覆 蓋率、 離子類型、 土壤濕度和地下水位高度。融雪劑 對地下水的影響主要是污染飲用水水質 , 改變口感, 咸度變大 , 對人體 健康有害 , 如誘發(fā)高血壓 等疾病 ( Serrano & Gax iola , 1994) 。 Breedve ld 等 ( 2003) 研 究廢棄機場附近的土壤和地下水水質, 結果發(fā)現(xiàn) , 土 壤中的融雪劑添加劑苯并三唑 ( BT ) 濃度為 0 33 m g - 1 -1 kg , 雪樣中濃度為 0 66 m g kg , 溝渠沉積物 中的濃度達到 13 m g
- 1 + + - 1 + -
N aC ,l 但 CMA 對環(huán)境的影響研究, 也只是建立在實 驗室基礎上 , 而實際野外試驗研究卻較少。 2 化學融雪劑對水體環(huán)境的影響 2 1 化學融雪劑對地表水的影響 地表水是個復雜的生態(tài)系統(tǒng), 不斷地進行著各 種物理和化學循環(huán)。路面上噴灑的融雪劑 , 被雨水 沖刷后與路面排水一起流入河流或湖泊水域。向環(huán) 境中施入大量的鹽, 生態(tài)系統(tǒng)需要很長時間適應這 種環(huán)境變化 , 生態(tài)系統(tǒng)一旦失去平衡 , 就會嚴重影響 水質。大量的研究表明 , 融雪劑的大量使用導致地 表水中鹽含量較高 ( Godw in et al. , 2003 ; T hunqv is , t 2004 ; Jackson & Jobbagy , 2005; Kaushall et al ., 2005) 。 化學融雪劑進入水體后 , 主要通過以下幾個方 面影響水體 : 水體密度梯度的變化。正常情況下 水體各層要不斷地流動 , 使湖泊中的溶解氧和營養(yǎng) 物質均勻分布, 維持生態(tài)系統(tǒng)平衡;瘜W融雪劑進 入水體后改變了水體密度 , 消耗大量的溶解氧 , 改變 了湖泊的物理和生態(tài)特征。如果地表徑流中含有大 量的鹽分, 流入水的密度上升, 使得流入水滯留在湖 泊 的 底 層, 從 而 抑 制 春 季 湖 水 對 流 運 動 的發(fā) 生 ( Jones& Jeffrey , 1992)。 C l 濃度上升。目前 , 國 外對水體中氯含量的研究較多 , 理論相對比較成熟。 影響 C l 濃度分布的主要是時間因素和空間因素。 由于稀釋作用, 較大流域中的 C l 濃度要明顯低于 較小流域。因此 , 較小流域的地表水受到危害更大。 M axe( 2001) 研究 表明, 公路附 近 100 m 范 圍內約 67% 的井水中氯濃 度很高。 Godw in ( 2003) 研究發(fā) 現(xiàn) , 從 1950 1990 年, N a 和 C l 濃 度分別增加了 130 % 和 243 % , 而其他成分卻下降或 者保持不變。 加拿大環(huán)境部 ( Environm ent C anada , 2001) 報道地表 徑流中的氯濃度已經(jīng)超過 18 000 m g
- 1 + -
L , 城市湖
-1
泊氯濃度達到 5 000 mg L , 溝渠和濕地氯濃度達 -1 到 4 000 m g L 。 刺激 藻類生長。 Brigg ins 和 W alsh( 1989) 認為 N a 能夠促進藍綠藻 的生長, 當 N a 濃度超過 40 m g L 時就會引起藍藻的過分增 長。 為了保證較好的融雪效果, 融雪劑中往往含有 一些含量較低的防腐劑、 阻銹劑和表面活性劑等添 加劑, 這些微量的添加劑也會對環(huán)境造成污染。目 前融雪劑經(jīng)常存儲在沒有任何保護措施的倉庫里 , 一旦融化也會造成地表水污染 , 而在該方面的研究
+ - 1 +
kg , 井水中的濃度范圍是
-1
1 2~ 1100 g L , 雖然未造成明顯的急性毒性反 應, 但是 BT 不易被土壤基質吸附 , 不易生物降解, 活性較高且能夠長期地蓄積在土壤和地下水中。融 雪劑不合理使用造成今年春季廣東韶關發(fā)生的飲用 水源污染事件 , 人飲用后出現(xiàn)發(fā)燒、 喉嚨痛、 惡心等 癥狀 , 而目前國內有關融雪劑對地下水的污染研究
2212 還不深入, 有關水域的長期追蹤研究尚鮮有報道。 3 化學融雪劑對植物的影響 目前國內外有關融雪劑對植物生長的影響研究 已有相關報道 ( Kayam a , 2003 ; R ichburg et al. , 2001 ; V iskari& Karen la m p,i 2000) , 但是大 部分多集中于 對植物表觀特征進行研究 , 而脅迫下植株體內離子 區(qū)域化分布及幼苗植株光合特性的影響研究較少。 氯化鈉型融雪劑對植物的傷害是通過含鹽雪水在土 壤中積累, 引起土壤鹽分過高, 影響植物生理功能實 現(xiàn)的。在鹽害附近的幾米范圍的植被都受到融雪劑 的影響 ( R ichburg et al. , 2001)。融雪劑對植物的影 響因植物的種類而異, 但都會造成植物生物量的下 降、 葉片 黃 褐化 和 最 終 導 致植 株 死 亡 ( V iskar i & K arenlam p, i 2000) 。研究 表明, 城 市含鹽 量較高的 土壤中 , 植物組織中 N a 、 C l 含量較高而 K 、 Mg 2+ 和 Ca 含量卻較低 ( Kaya m a et al. , 2003) 。融雪劑 的大量使用能夠破壞陸地植被 ( V iskari& Karen la m p,i 2000), 耐鹽植物將逐漸取代不耐鹽植物, 從而使 植物種 類組 成發(fā) 生 變化 ( M iklovic & Ga latow itsch, 2005) , 改變植物群落結構 ( diTomm aso, 2004) 。 化學融雪劑對植物的不利影響是多種多樣的 , 但主要危害有以下三方面: 滲透脅迫。冬季除雪 后 , 含有鹽分的雪被堆放在路邊的綠化帶上, 積雪融 化后滲入到土壤中, 導致土壤鹽濃度上升 , 植物吸收 水分困難, 尤其是在大氣相對濕度低的情況下 , 蒸騰 作用加強, 鹽害更為嚴重。 離子毒害。土壤環(huán)境 鹽分過多就會導致某些離子濃度過 高而毒害植物 ( 曾幼玲等, 2006 ; 王素平等, 2007)。細胞膜的選擇 透過性發(fā)生變化 , 致使植物吸收某種鹽類過多而排 斥了對其他營養(yǎng)元素的吸收 , 從而導致植物細胞內 部的離子種類和濃度發(fā)生變化 , 破壞原有平衡 , 造成 植物營養(yǎng)失調, 抑制其生長 , 同時還產生單鹽毒害作 用。對植物而言 , 當土壤中 N a 增加時, 伴隨而產生 2+ + 的是對 M g 、 K 的吸收減少。叢日晨等 ( 2005) 通 過對北京城市園林植物的現(xiàn)場調查和對土壤化驗分 析表明 , 化學融雪劑大量施用, 使根系周圍 C l 含量 和全鹽量超標, 導致樹體發(fā)生較為嚴重的 C l 毒害 和鹽害 , 繼而造成新梢萎縮和整株死亡。融雪劑的 長年使用也能造成城市綠 化草坪死亡 ( 李萬 橋等, 2003) 。 V iskari和 K aren la m pi( 2000)研究蘇格蘭松樹 + 發(fā)現(xiàn)化學融雪劑的大量施用, 能夠導致 N a 和 C l 在 針葉林中的蓄積, 而且在多年生的松樹蓄積的更多。
+ + + 2+
生態(tài)學雜志
第 27 卷
第 12 期
破壞正常代謝。主要包括對植物光合作用、 呼吸作 用和蛋白質代謝等方面的影響。 K aya m a 等 ( 2003)研 究通過對公路邊云杉的研究, 結果表明 , C l 的毒性大 于 Na , 當 C l 濃度達到 50 m ol g 時, 云杉的光 合能力開始下降, 當 C l 濃度達到 125 mo l g 時, 1 /2的針葉開始脫落, 而且不同年齡的受害云杉的光 飽和速率 ( P sat ) 顯著低于正常植株。 4 化學融雪劑對動物的影響 化學融雪劑對陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響便于觀察, 研究相對深入 , 而對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響研究還處 于探索階段, 研究相對較少。水生生態(tài)系統(tǒng)中的鹽 分易于轉移, 能夠長期滯留在環(huán)境中。有研究表明, 鹽能夠蓄積在水 生生態(tài)系統(tǒng) ( Godw in et al. , 2003 ; Jackson& Jobbagy, 2005 ; Kaushall et al. , 2005) 。融 雪劑對動物的影響主要包括對兩棲動物、 水生無脊 椎動物 ( B lasiu s& M errit, t 2002)和水生脊椎動物 , 如 火蜥蜴幼體 的影響 ( Sanzo & H ecnar , 2006) 。隨著 化學融雪劑的大量使用 , 濕地鹽濃度不斷升高, 影響 動物種群結構 , 但關于融雪劑對水生生物的影響研 究較少。目前的研究表明, 鹽影響兩棲動物的生理 功能 , 主要表現(xiàn)在以下幾個方面 : 干擾滲透調節(jié)、 抑 制呼吸作用、 造成發(fā)育不正常及轉圈現(xiàn)象 ( Sanzo & H ecnar , 2006) 。 Sanzo 和 H ecnar( 2006) 研究化學融 雪劑對林蛙毒性效應時, 結果表明: 96 h 慢性毒性 實驗半致死濃度 ( LC50 ) 值是 2636 m g L , 并出現(xiàn)
- 1 -1 + - 1
活力下降、 體質量減少、 體形不正常等現(xiàn)象 , 90 d 慢 性毒性實驗發(fā)現(xiàn)蝌蚪的存活率下降, 變態(tài)時間縮短, 體質量下降, 隨著鹽濃度增加 , 體形不正,F(xiàn)象也逐 漸增加。 Cancilla 等 ( 2003) 研究 機場 附近 的水 域 時, 在魚的組織里檢測到高濃度的 4 甲基苯并三唑 和 5 甲基苯并三唑, 而苯并三唑是融雪劑中重要的 添加劑, 最大濃度高達 0 9 m g L , 已經(jīng)危害到水 生生物和人體健康。 5 對大氣質量的影響 目前 , 國內外關于融雪劑對大氣質量的影響研 究較少。融雪劑中的鹽類物質附著在粉塵顆粒中, 被吸入到呼吸道內, 會對人體造成損傷。同時融雪 劑中的氯元素也 會破壞大氣中臭氧層 ( Pedersen et al. , 2000)。因為 , 噴灑鹽水使水滴中含有的溴和氯 與雪混合 , 在氣溫升高積雪融化后 , 這 2 種物質以自 由基形式被釋放出來, 它們的上升破壞了對流層 , 因
- 1
嚴
霞等 : 化學融雪劑對生態(tài)環(huán)境的影響
2213 理, 尤其是注意化學融雪劑對生態(tài)環(huán)境影響的長期 累積效應 , 將為科學評價化學融雪劑對生態(tài)環(huán)境的 影響提供科學依據(jù)。 參考文獻
叢日晨 , 李 芳 , 古潤澤 . 2005. 融 雪劑對城 市園林 植物傷 害機理的研究 . 中 國園林 , ( 12): 60- 64. 戴樹桂 . 1997. 環(huán)境化學 . 北京 : 高等教育出 版社 . 李萬橋 , 陸慶軒 , 李 輝 , 等 . 2003. 2003 年 春季城 市中部 分綠化 植物死 亡原因 初析 . 遼寧林 業(yè)科技 , ( 6) : 3536 . 駱 虹 , 羅立斌 , 張 晶 . 2004. 融 雪劑對環(huán) 境的影 響及對 策 . 中國環(huán)境監(jiān)測 , 20 ( 1): 55- 56 . 王素平 , 郭世榮 , 胡曉輝 , 等 . 2007. N aC l脅 迫對黃 瓜幼苗 體內 K + 、 N a+ 和 C-l分布 的影響 . 生態(tài) 學雜志 , 26 ( 3): 348- 354. 嚴 霞 , 李法云 , 劉桐武 , 等 . 2007 . 化 學融雪 劑對 小麥和 玉米 種 子 發(fā) 芽 的 影 響 . 氣 象 與 環(huán) 境 學 報 , 23 ( 4 ): 62- 66. 曾幼玲 , 蔡忠貞 , 馬 紀 , 等 . 2006 . 鹽 分和水 分脅 迫對兩 種鹽生植物鹽爪爪和 鹽穗木 種子萌 發(fā)的 影響 , 25 ( 9): 1014 - 1018 . Backstrom M, K arlsson S, Backm an L, et al. 2004 . M ob ilisa ti on o f heavy me tals by de ic ing sa lts in a roadside environ m ent . W ater R esearch, 38: 720- 732 . B lasius BJ, M erritt RW. 2002 . F ie ld and laboratory investiga tions o f the effects of roadsalt ( N aC l) on strea m m acro inve rtebra te comm un ities . Env ironm ental Pollution, 120 : 219231. B reedve ld GD, R ose th R, Sparrevik M, et al. 2003 . P ersist ence of the de ic ing add itive benzotriazo le at an abandoned a irpo rt . W ater, A ir, and Soil Po llution: F ocus , 3: 91101. B rigg ins D, W a lsh J. 1989. T he env ironm enta l i m plications of road salting in N ova Scotia . N ova Sco tia D epa rt m en t of the Env ironm ent and N ova Sco tia D epart m ent o f T ransporta tion and Communication. Cancilla DA, Baird JC, R osa R. 2003. D e tection o f a ircra ft de icing add itives in g roundw ater and so il sa mp les fro m F a ir ch ild A ir F orce Base , a sm all to modera te user of deic ing fluids . Environm ental Contam ination and T ox icology, 70: 868- 875. Cunningha m MA, Snyder E, Y onk in D, et al . 2007. A ccumu la tion of de icing salts in soils in an urban env ironment . Ur ban E cosy stem s , 11 : 17- 37. D efourny C. 2000. Env ironm enta l risk assess m ent of deic ing sa lts / / 8 th W orld Sa lt Symposium. The H ague , T he N eth er lands , 2: 767- 770 . di T o mmaso A. 2004. G er m ination behav ior o f comm on ragweed ( Am brosia artem isiifo lia ) popu lations across a rang e of sa lin ities. W eed Science, 52: 1002- 1009. Env ironm ent Canada . 2001. Canadian Env ironm ental P ro tection
而大氣中較低的臭氧層受到了損耗。而臭氧層對人 類的生存是至關重要 的。氯和溴的 協(xié)同作用機理 為 : C l + O3 C l O + O2; Br + O3 BrO + O2; C lO + Br O Cl + Br + O2, 總 反應 : 2 O3 3O2 ( 戴樹桂, 1997)。 6 結 語
化學融雪劑對生態(tài)環(huán)境的影響是個復雜的生態(tài) 學過程 , 研究其環(huán)境影響有著重要的意義。近幾十 年來, 國內外學者對融雪劑的環(huán)境影響有大量的研 究報道 , 取得了重要的研究成果;瘜W融雪劑對環(huán) 境的影響研究主 要集中在土壤、 水體、 植物和動物 等 , 其中對土壤和地表水地下水的研究更為深入, 而 對植物特別是城市綠化植物生理生化特征的研究較 少 , 對動物的研究也主要集中在少數(shù)水生動物。目 前化學融雪劑使用的種類較多 , 成分復雜 , 其對環(huán)境 造成的影響不同。因此 , 今后應注重學科的交叉融 合 , 并在以下幾個方面加強化學融雪劑對生態(tài)環(huán)境 的影響研究 : 加強新型融雪劑對生態(tài)環(huán)境的影響 研究。融雪劑成分不同, 其對生態(tài)環(huán)境的影響不同 , 因而不同類型的融雪劑對生態(tài)環(huán)境的影響研究是今 后融雪劑研究的主要方向之一。氯型融雪劑對環(huán)境 的污染大, 其中的 C l 活性高, 在水中幾乎處于離解 狀態(tài), 腐蝕性強。非氯型融雪劑如 CMA 被認為是比 較環(huán)保的融雪劑 , 但醋酸鹽易生物降解, 消耗水體中 的溶解氧。目前研制的復合型融雪劑對環(huán)境的危害 相對較小, 但是其中微 量的添加劑也 會造成污染。 因此, 系統(tǒng)研究新型融雪劑對生態(tài)環(huán)境的影響十分 必要。 注重化學融雪劑對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響研 究。從種群水平、 群落水平上綜合研究融雪劑對兩 棲動物、 脊椎動物和無脊椎動物的毒理學與生長發(fā) 育的影響。 系統(tǒng)研究化學融雪劑對城市生態(tài)環(huán)境 的影響。其主要內容可包括抗鹽綠化樹種的篩選 , 城市環(huán)城水系、 景觀水體、 綠化土壤、 地下水等環(huán)境 介質, 確定融雪劑使用的安全濃度閾值。 加強化 學融雪劑的合理使用 技術 ( 如 施用數(shù)量、 時間和方 法等 ) 方面的研究 , 根據(jù)氣象資料、 路面結構、 除雪 量、 積雪深度和氣溫等條件 , 制定融雪劑合理使用的 相關技術規(guī)范, 減少其不合理使用所導致的環(huán)境風 險。 研究化學融雪劑對生態(tài)環(huán)境影響的區(qū)域分異 性機理。目前國內外有關區(qū)域分異性機理很少被重 視和研究, 僅有的研究也主要集中水體或者土壤方 面。研究分析融雪劑在不同區(qū)域的生態(tài)環(huán)境影響機
-
2214
A ct : P r ior ity Substance L ist A ssess m ent R epo rt R oad Sa lts . Env ironm ent Canada , Hu l, l Q uebec . G odw in KS, H afner SD, Buff M F. 2003. L ong ter m trends in sodium and chlor ide in the M ohawk R iver , N ew Y ork : The effect of fifty years of road salt app lication. Environm ental Po llution, 124: 273 - 281. G uti w PL, Jin Y C. 1998. R oadside salin ity changes by pave m ent de ice r app lication on a Saskatche w an h ighw ay . P ro ceedings of an internationa l Sy m po sium, H e ls ink,i F in land : 14- 16, 23- 30 . Jackson RB, Jobbagy EG. 2005. F rom icy roads to sa lty streams. P roceed ing s of the N ationalA cademy of Sciences of the United States of Am er ica, 102: 14487- 14488 . Jones PH, Jeffrey BA. 1992 . Env ironm enta l i m pac t o f road sa l ting / / Che m ica l D eicers and the Env ironm ent . F lor ida : Lew is Publish ing: 1 - 97. K ausha ll S, G ro ffm an P, L ikens G, et a l . 2005. Increased sa lin ization of freshw ater in the no rtheastern U nited States . Proceedings of theN ational A cademy of Sciences of the U nit ed S tates of Am erica, 102 : 13517- 13520. K aya m a M, Q uo resh i AM, K itaoka S, et al. 2003 . E ffects o f de ic ing salt on the v ita lity and hea lth o f t w o spruce spec ies , P icea ab ies K arst . , and P icea g lehnii M asters planted a long roadsides in no rthern Japan. Environmen tal Po llution, 124 : 127- 137. Lundm ark A, O lofsson B. 2007. Ch lor ide deposition and d istri bu tion in so ils a long a de iced h ighw ay assessm ent using d if ferent m ethods o fm easure m en t . W a ter, A ir, and Soil P ol lution, 182: 173 - 185. M axe L. 2001. Sources ofm a jo r che m ical constituents in surface w ater and ground wa ter . N ord icH yd ro logy, 32: 115 - 134. M ik lov ic S, G a lato w itsch S. 2005 . E ffec t of N aC l and Typha angustifo lia L. on m arsh community establishm ent : A g reenhouse study . W etland s , 24: 420- 429 . N o rrstro m AC, Be rgstedt E. 2001. The i m pac t of road de ic ing sa lts ( N aC l) on co llo id dispersion and base cation poo ls in roadside so ils . W ater, A ir, and Soil Po llution, 127: 281299 . N ovotny V. 1998 . Cyan ide and m eta l po llution by urban snowm e lt : I mpact o f de ic ing compounds . W ater Science and T echno logy, 38 ( 10): 223- 230. O hno T. 1990. L eve ls o f to tal cyan ide and sod ium in surface
生態(tài)學雜志
第 27 卷
第 12 期
wa ter ad jacent to road sa lt storage fac ilities. Environm ental P ollution, 67: 123 - 132. P aschka M G, G hosh R S , D zombak DA. 1999. P otentia l wa ter quality effects from iron cyan ide an ticak ing ag ents in road sa lt . W ater Environment Research, 71: 1235- 1239. P edersen LB, R andrup TB, Ingerslev M. 2000. E ffects of road distance and pro tective measures on de icing N aC l depos i tion and so il so lution chem istry in p lanted m ed ian str ips . Journal of A rboriculture, 26( 5): 238- 245. Ra m akrishna D M, V iraraghavan T. 2005. Env ironmenta l i m pact of che m ica l de icers- A rev ie w. W ater, A ir , and So il Pol lu tion, 166 : 49- 63. R ichburg JA, P atterson W A, Low enste in F. 2001. E ffects of road sa lt and Phragm ites australis invasion on the vegeta tion of a w estern M assachuse tts calcareous lake bas in fen. W et lands , 21: 247- 255. Sanzo D , H ecnar SJ . 2006. E ffects o f road de ic ing salt ( N aC l) on larv al wood frogs ( Rana sy lvatica). E nvironm ental Pol lu tion, 140 : 247- 256. Se rrano R, G ax io la R. 1994. M icrob ia l models and sa lt stress to lerance in p lants. Critical R eview s in P lant S ciences, 13: 121- 138. T urnbull DA, Bevan JR. 1995. T he i m pact of a irport de ic ing on a river : The case o f the O useburn, N ewcastle upon T yne . Env ironm ental Po llution, 88: 321- 332. T hunqv ist EL. 2004. R eg ional increase o f mean ch lo ride con cen tra tion in w ater due to the application of de ic ing sa lt . Science of the T otal Environm ent , 325: 29- 37 . V e lt m an S, Scho enberg T, Sw itzenbaum M S. 1998. P oten tia l fo r anaerob ic trea t m ent of airport de icing flu ids/ / P roceed ing of the 1998 A SCE Conference on Env ironm enta l Eng i neer ing : 239 - 244. V iskar iEL , K a renla m pi L . 2000. R oad Sco ts pine as an ind ica to r of de ic ing salt use : A com parative study fo r m tw o con secutive w inters . W ater , A ir, and SoilP ollu tion, 122: 405 - 409. 作者簡介 嚴 霞 , 女 , 1983 年生 , 碩士 研究 生。主要 從事 城市生 態(tài)環(huán) 境 方面 的 研 究。 E m a i: l yanx iafighting@ yahoo . co m. cn 責任編輯 王 偉
本文關鍵詞:化學融雪劑對生態(tài)環(huán)境的影響,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
,本文編號:177979
本文鏈接:http://sikaile.net/shengtaihuanjingbaohulunwen/177979.html