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融雪剂,用与不用都需要勇气

2016-05-30张来仪

环境 2016年2期
关键词:氯盐融雪剂融雪

张来仪

2016年1月24日, 新中国成立以来广州城区首次下雪,这让很多市民惊呼:“人生第一次见到雪,居然是在广州!”

而在其他地区,这次来势凶猛的超级“寒潮”也让全国多个地区大雪纷飞——重庆迎来1991年以来最明显降雪、广西60个县降雪、山东大范围降雪、济南开启“速冻”模式……而在最为寒冷的西北和东北,一场大雪过后,积雪厚度往往能达到数十厘米,给人们的生产生活、交通出行都带来极大困扰。

所以在一些城市,每当大雪过后,除了利用人工清扫、沙土覆盖和铲雪车辅助的方式,人们也会使用融雪剂来清除道路上的积雪。那么融雪剂到底是种什么样的物质?对环境是否也会造成一定影响呢?

一起认清融雪剂

融雪剂顾名思义,作用就是融雪化冰。融雪剂的原理是通过降低冰雪融化温度来融化道路上的积雪,因为盐水的凝固点比水的凝固点低,在雪水中溶入了盐之后就难以再形成冰块。此外,融雪剂溶于水后,水中离子浓度上升,使水的液相蒸气压下降,但冰的固态蒸气压不变,达到冰水混和物固液蒸气压等的状态,冰便融化了,这一原理也能很好地解释了盐水不易结冰的现象。简单地说,融雪剂有效降低了水的冰点,使其更容易融化。

而且压强越大,水的冰点也越低,车轮碾过地方的雪往往更易于融化就是这个道理。积雪的路面上洒上融雪剂后,再经车辆的碾压就更易使雪融化。所以融雪剂多在城市道路、高速公路、机场、港口、桥梁等位置和设施使用,有的融雪剂还可用作建筑工程冬季施工是融化冰雪的速融剂和防冻外加剂等。

早些时候,普遍常见的融雪剂成份主要是醋酸钾和氯盐,如氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等,通称作“化冰盐”。其优点是价格便宜,仅相当于有机类融雪剂的1/10,原料易得,播撒处效果明显。但研究发现,富含盐类的融雪剂残留物可腐蚀路面和汽车橡胶轮胎,融化后的雪或冰变成液体,流入下水设施、绿化带和农田等地,会对环境造成很大危害。

产生的危害不容小觑

在沥青混凝土路面,盐类物质与沥青会产生化学反应,这将大大折减沥青材料与砂石料的黏合能力,造成沥青表面脱落,在行车荷载的作用下,更会造成大面积路面破损。盐类和路基上的铁等金属也会形成原电池,加快路面破损。

而且当盐类遇水以后,会发生盐涨现象,造成道路路基破坏,给道路维护增加了难度。氯盐渗透到混凝土中,会促进混凝土的冻融。但它最主要的破坏作用还是对钢筋的腐蚀。当氯离子到达钢筋表面并超过一定临界值时,原来处于钝化状态的钢筋,就会活化、腐蚀。锈蚀产物的体积会膨胀2~6倍,使混凝土保护层出现顺钢筋开裂、脱落的状况,导致结构承载力下降或丧失。

国外在这方面的教训远比我们深刻得多。据统计,美国每年由氯盐腐蚀破坏环境产生的成本可占GNP的4%,相当于美国的国防开支。美国公路系统的58万多座桥梁中,有10万多座被确定为结构不足,修复成本为780亿~1120 亿美元;在1972年英国修建的11座桥梁中,15年后已经花了相当于建桥资金1.6倍的维修费;在丹麦哥本哈根调查的102座桥梁中,50%的桥梁钢筋被严重腐蚀,美国有资料表明,化冰盐的平均价格为153美元,而每用1吨化冰盐所造成的腐蚀损失是:基础设施615美元,汽车113美元,其他75美元,合计803美元,相当于化冰盐成本的5倍多——这些都是使用氯盐融雪剂所致。在我国这方面的问题也十分突出,北京市的西直门桥、大北窑桥等早期建的21座城区立交桥腐蚀破坏非常严重,有些后期建成的预应力混凝土桥,防渗能力好于以往,但同样无法摆脱钢筋被腐蚀的厄运。

而且氯盐还会给道路两旁的农田、绿化带和饮用水造成严重影响。使用融雪剂后的积雪常常堆积在道路两旁的绿化带或农田中,开春后其盐类残留物全部堆积在农田和绿化带里,农作物和树木由于怕盐,可能将大量死亡,其结果是毁灭性的,即使重新补植,也要全部换土才行。

农田就更在劫难逃,由于北方土地一般含盐,因此北方植物本身就能抗盐、抗碱,即使这样也难承受融雪剂带来的损害,更何况南方喜酸土壤植物,根本承受不了盐碱的刺激,其损失不言而喻。

路面上的氯盐将冰融化后,还会随雪水流淌,进入地下水,造成污染。食工业盐多含有亚硝酸盐,人饮用后会出现慢性中毒,如果量大可以致人死亡,危害不容小觑。

还没有真正意义上的环保融雪剂

随着融雪剂可能给环境造成影响的问题日益突出,目前我国开发出了多种融雪剂,按物态分为固体和液体;按组成分分为无机物和无机有机混合物,其中又以无机物与有机物的混合物为最多,这也被称为环保型融雪剂。

其中环保型的融雪剂多为不含或少含氯的MgCl2-等化学品的混合物,一般环保融雪剂的使用主要分干洒式环保融雪剂与喷洒式环保融雪剂,环保融雪剂可采用人工抛撒或机器撒布。使用过程用户可根据降雪速度、降雪量、结冰厚度、气温、交通量等不同情况而灵活掌握。预先撒布一定量的环保融雪剂效果更佳,比如抛撒溶雪剂时,根据气温来确定,一般可在一开始下雪时就撒布溶雪剂,或估计路面出现冻结之前1~2小时撒布,如果为了防止路面结成冰,正常可撒一次。

虽然目前在大力倡导使用相对环保的融雪剂产品,但毕竟其成分是用氯化钙代替氯化钠,可说是“换汤不换药”。因为对绿化和工程来讲,产生破坏作用的是融雪剂中的氯离子,因此氯化钠和氯化钙相比,后者毒性稍小,但区别不大。

融雪剂有没有可能不用氯盐呢?有一类有机化合物,如乙二醇及其衍生物融雪效果就很好:乙二醇含量为40%的水溶液,冰点为-24℃,乙二醇含量为58%的水溶液,冰点能达-48℃。它的腐蚀性较小,对植物的危害也有限,作为除冰剂与抗冻剂被广泛用于飞机、空调、太阳能、内燃机冷冻系统等。但作为普通的路面融雪剂使用无疑费用太高。所以,在没有研制出具有明确环保功能、造价又比较低的融雪剂前,只能继续使用氯盐类。

国内各地出台应对之策

每逢冬天,多个城市都会出台使用融雪剂的方案。在北京,2015年11月开始就规定将严格控制融雪剂的使用范围和使用量——全市共有141条道路禁用融雪剂,采用小型扫雪机和抛雪机作业,辅以人工清扫;机动车道适量使用融雪剂,非机动车道控制使用融雪剂,人行道严格控制使用融雪剂,门前“三包”区域和居民社区内原则上不使用融雪剂,同时划定禁用区域,推进非氯化物融雪剂使用。

所谓非氯环保融雪剂就是以玉米等植物秸秆为原料,经过发酵等深化技术加工而成,无毒无害,在自然环境中可以代谢,喷撒后对植物、环境无影响,对混凝土、钢铁也不会腐蚀。此外,非氯融雪剂还能够耐低温,可以在零下20摄氏度下正常使用。目前,北京已经在长安街、机场高速等重要路段试点使用非氯融雪剂。

而在太原,也是根据区域使用融雪剂,据太原市市容环卫局相关负责人介绍,目前,太原市所用的融雪剂主要是氯化钙、氯化钠混合添加剂制作而成,就近两日抛撒情况来看,使用的以氯化钙为主要成分的融雪剂要更多一些。环卫局对抛撒融雪剂也是有规定的,并不是所有的路面都会抛撒,覆盖面积主要还是城区一些主次干道,人行便道上主要以人工清扫为主,一般不会使用融雪剂。此外,像公园、小区里,一般也不会使用融雪剂。所以,有人说现在的雪里都有“毒”,孩子们不能再玩了,也是片面的,在这些区域,孩子们还是可以尽情玩耍的。

国外做法或可借鉴

对于城市冬季融雪问题,欧美国家目前的做法是: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置在人行道路边的绿地中,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。

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。

针对我国的实际情况,专家建议,为减少氯盐的腐蚀损害,对于市政基础设施建设来说,一是使用高性能混凝土,加大混凝土的抗渗性。二是尽量使用耐腐蚀的钢筋,或者在钢筋上使用防锈剂。三是在建筑物外涂上防渗的外涂层。

对植物的防护,解决的办法一是接近融雪剂的路旁选用耐盐植物,二是对树木和绿化采用雪季遮挡的办法,不让融雪剂跟植物接触。比如将路旁的绿化带护牙加高,以防融雪剂溅入绿化带,同时混有融雪剂的残雪不能堆积在树下,应由下水道口排走。

另外使用过程中应尽量做到严控融雪剂的使用量,同时各级政府应加大宣传力度,鼓励推广环保融雪剂的使用,并考虑给予适当经济补贴,弥补环保融雪剂的价格劣势,最终实现无机融雪剂被价格适宜、环保高效的新型融雪剂所替代。

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