融雪剂类型分析及对环境影响问题的探讨

杨 莹

(北京市城市管理研究院 生活垃圾检测分析与评价北京市重点实验室，北京 100028)

引 言

我国北方地区和世界上许多高纬度、高海拔的地区，冬季气温低，降雪较多，因积雪引发的问题(交通堵塞、道路封闭及交通事故率增加等)会给经济造成重大的损失。所以为了保障道路运行通畅，缓解雪天的交通压力，除雪化冰就变的非常关键。目前为止，国内外主要采用机械除雪和融雪剂融雪的除雪方式。但由于机械除雪的效率比较低，因此使用融雪剂除雪化冰成为了主要方式。但随着融雪剂被广泛的使用，导致其对环境的影响也慢慢的显现出来[1]。例如：2005年北京市曾因为冬季大量使用融雪剂除雪，导致城区内20多条主干路的树木枯损和草坪斑秃的现象非常严重。据相关部门不完全统计，路边绿植(包括乔木、花灌木、草坪等)的受损数量非常庞大，至少造成1 500余万元的经济损失。还有我国修建不久的钢筋混凝土设施，投入使用的时间不是很长，但却出现了严重的道桥腐蚀现象，导致重大的经济损失。例如曾经有出现混凝土剥蚀、开裂及粉化掉皮现象的北京三元桥、东直门桥等，都是由于冬季使用的融雪剂产生腐蚀现象，从而导致桥体钢筋的锈蚀及混凝土顺着钢筋开裂。

1 融雪剂的种类及特点

1.1 氯盐型融雪剂

我国目前使用的融雪剂主要是氯盐型融雪剂，并且也是各国最早开始使用的融雪剂。氯盐型融雪剂的主要成分包括NaCl、CaCl2、MgCl2、KCl等。因为氯化钠的价格非常便宜并且无毒、融雪效果较好，所以是现在使用最多的。由于氯盐型融雪剂有着显著的优点(价格便宜、来源丰富、效率高、速度快等[2])，至到今天仍然是使用量最多的融雪剂。但它对道桥腐蚀和环境污染的负面效应也不容忽视。

1.2 非氯盐型融雪剂

非氯盐型融雪剂以20世纪80年代美国DOT公司研制的环保型融雪剂CMA(钙镁乙酸盐)为主要代表，这类融雪剂主要以醋酸盐(如醋酸钙镁、醋酸钾)、尿素、二元醇等不含氯的物质为主[2]。优点是性能稳定，对环境危害小。但由于其生产成本较高，生产过程又比较复杂，因此难以大量生产和推广应用，一般仅在机场等环保要求高的区域使用。

1.3 混合型融雪剂

将前两种类型融雪剂混合或在融雪剂中添加阻锈剂，制成混合型融雪剂。这类融雪剂中和了氯盐型融雪剂对环境的影响、非氯盐型融雪剂价格昂贵的问题，降低了对道桥的腐蚀性。但这类融雪剂溶解性不如氯盐型融雪剂，原料来源复杂且生产工艺繁琐。加入太少的阻锈剂难以达到很好的阻锈效果，但阻锈剂加入过多又将对环境产生新的污染问题。因此，还需要进一步的研究。

2 融雪剂对环境的危害分析

2.1 融雪剂对环境的影响

融雪剂主要通过对植物、土壤和水质方面产生对环境的影响。氯盐型融雪剂由于渗透原理对植物产生的危害，是由于含有盐份的雪水透过土壤堆积在植物根部，破坏了原有的渗透平衡，植物细胞内的水分就会向外渗透，因此植物吸收水分困难导致生理性缺水，使植物叶子变黄、枯萎，最后导致死亡。盐分过多也会抑制植物叶绿素，影响光合作用，破坏植物的正常代谢。同时融雪剂还会抑制植物种子的萌发。

融雪剂对土壤最直接的、也是长期性的危害是由于融雪剂中的氯化物进入土壤后，导致土壤中的盐分累积增加，土壤造成板结，使土壤形成片状或者块状的结构[3-4]，板结后的土壤含水量降低，并且融雪剂中的盐类物质渗透到土壤后将长期地滞留在土壤中，很难再恢复到土壤原来的状态。

随着雪雨水的冲刷，撒布在路面上的融雪剂被带到河流及湖泊水域中，水体被融雪剂污染而改变了密度，且融雪剂中强电解质的盐类物质破坏了水体原有的电离平衡，使得水体的物理、生态特征发生了改变。融雪剂渗入地下水中，也会对饮用水造成影响。

2.2 融雪剂对路面、桥梁的影响

融雪剂对路面和桥梁的损害按性质可以分为物理破坏和化学破坏。物理破坏是指融雪剂中的盐类物质渗入到混凝土和沥青中，由于盐的吸湿性和饱水性，因结冰体积膨胀产生大的拉应力，造成剥蚀、开裂等现象。多次反复冻融作用会产生更加严重的破坏现象。从混凝土表面裂缝或气孔渗入的融雪剂溶液不断富集，并且很难被排出，因此即使在常温下也会产生盐结晶压破坏[5]。化学破坏是指融雪剂中的氯盐与混凝土中的碱骨料发生化学反应，产生复盐溶出，从而降低了混凝土的碱性，使混凝土的粘着力下降。也导致石料从沥青表面剥落，使路面形成坑槽，通过汽车的碾压等又使路面产生推挤变形[6]。正常情况下，钢筋在混凝土的碱性环境中，表面会形成一层可使钢筋保持几十年到上百年不生锈的钝化膜，但当融雪剂渗透到混凝土中后，钢筋表面的钝化膜被氯化物破坏，使钢筋转化为活化(腐蚀)状态[3]并产生锈蚀产物(铁锈)，铁锈使钢筋体积膨胀是导致混凝土出现裂缝、剥落、钢筋外露等现象的主要原因。

2.3 融雪剂对车辆等交通工具的影响

融雪剂对车辆等交通工具的影响主要是车辆被含氯的融雪剂溅到而产生腐蚀。氯盐与车辆底部的金属构件发生电化学腐蚀反应,是车辆产生生锈、腐蚀的主要原因，严重的甚至会造成交通事故；氯盐与轮胎也会产生化学反应，加速轮胎老化，缩短其使用寿命。

3 降低危害的措施

首先，要规范融雪剂的使用，包括使用种类、使用量等；并尽量减少使用。像停车场、单位、小区内部道路等采用机械和人工铲雪。第二，加强路面桥梁等自身的防护性。增强基础设施的防护性(采用防治盐冻剥蚀技术的混凝土、采用耐腐蚀钢筋等)；为了减少氯盐对车辆的腐蚀作用，“底盘封塑”的处理方法被大多数汽车生产厂商采用，汽车底盘“封塑”后可以有效抵御氯化钠等腐蚀物的侵害[3]。完善道路排水系统，在路桥两侧铺设水沟或下水管道，引入污水处理厂处理。第三，在道路两旁选种耐盐植物，加强松土等措施。第四，加强研发环保型融雪剂。

4 结语

我国目前缺乏对融雪剂使用方法的相应标准，因此急需研究出台不同种类融雪剂的施撒量、使用时机、作业方式的规定，防止融雪剂的滥用造成环境问题。环保型融雪剂的研发是一个趋势，虽然近年来有了很大的进步，但都并未大范围推广使用，如今仍是以氯盐型融雪剂为主，新型环保型融雪剂的开发还需要一个过程，并是我们急需解决的问题。