融雪劑危害性的分析與探討
摘要在我國(guó)北方寒冷地區(qū)城市，積雪對(duì)城市發(fā)展和交通安全運(yùn)營(yíng)的制約因素越來(lái)越受到各界人士的關(guān)注。有關(guān)部門引進(jìn)并使用融雪劑去除冰雪，融雪劑在提高清除冰雪效率的同時(shí)，也給城市的基礎(chǔ)設(shè)施和生態(tài)環(huán)境帶來(lái)潛在危害。為了正確合理的使用融雪劑，了解融雪劑的特性和融雪機(jī)理是十分必要的，在此基礎(chǔ)上提出減輕危害的對(duì)策，為今后正確使用融雪劑提供參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞融雪劑危害性環(huán)保
清除積雪一直是一個(gè)世界難題。當(dāng)前，各國(guó)除雪的方式有物理和化學(xué)兩種方式。物理方式就是機(jī)械鏟雪、掃雪車輛清雪和人工清雪等，其方式環(huán)保，但受機(jī)械設(shè)備和人工效率低等制約�；瘜W(xué)方式就是使用融雪劑，該方式簡(jiǎn)便實(shí)用，相對(duì)有效，但易對(duì)環(huán)境造成影響，使用后易給路邊綠化及農(nóng)田造成毀滅性打擊，對(duì)路面及橋梁也造成腐蝕。
融雪劑具有一定的危害性，減小融雪劑的危害目前仍是世界性難題。各種品牌融雪劑實(shí)際上只是所用的氯化鈉和氯化鈣比例的變化。這幾年融雪劑都加上了“環(huán)保型”字樣。事實(shí)上，融雪劑環(huán)保的提法是不妥的，是缺乏科學(xué)依據(jù)的。融雪劑對(duì)綠化和工程有一定破壞作用，它所造成的生態(tài)環(huán)境的危害尤其是潛在的危害是不容忽視的。國(guó)外使用氯鹽類融雪劑的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)值得我們認(rèn)真吸取。
1融雪劑的分類和融雪機(jī)理
1.1融雪劑的分類
國(guó)內(nèi)外使用的融雪劑一般分為三大類：一類是以醋酸鉀為主要成分的有機(jī)融雪劑;另一類則是以氯鹽為主要成分的無(wú)機(jī)融雪劑，如氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀等，通稱作“化冰鹽”;還用一類是以氯鹽加非氯鹽或阻銹劑的混合型融雪劑。氯鹽類融雪劑，其效果好、速效性高、原料易得、價(jià)格低廉、使用廣泛，但它對(duì)大型公共基礎(chǔ)設(shè)施的腐蝕和生態(tài)環(huán)境的破壞很嚴(yán)重。我們常見(jiàn)的融雪劑就屬于這類，用的最多的是氯化鈉(即食鹽)。有機(jī)類融雪劑沒(méi)有什么腐蝕損害，但由于其冰點(diǎn)較高，不易在氣溫偏低地區(qū)使用，極大地限制了其應(yīng)用范圍和地域，同時(shí)費(fèi)用較高，通常是氯鹽類的15～30倍，經(jīng)濟(jì)上難以負(fù)擔(dān)，一般只在機(jī)場(chǎng)跑道等具有特殊要求的場(chǎng)所使用。
1.2融雪劑的融雪機(jī)理
融雪劑的融雪原理是：融雪劑溶于水(雪)后，其冰點(diǎn)在零度下，如，氯化鈉(食鹽主要成分)溶于水后冰點(diǎn)在-10℃，氯化鈣在-20℃左右，醋酸類可達(dá)-30℃左右。鹽類的溶解需要吸熱以外，還有一個(gè)作用就是鹽水的凝固點(diǎn)較低，因此在雪水中溶解了鹽之后就難以再形成冰塊。此外，融雪劑溶于水后，水中離子濃度上升，使水的液相蒸氣壓下降，但冰的固態(tài)蒸氣壓不變。為達(dá)到冰水混和物固液蒸氣壓等的狀態(tài)，冰便溶化了。
我們知道，水是一種特殊的物質(zhì)，即結(jié)冰后密度變小(一般物質(zhì)固態(tài)下的密度大于液態(tài)下的密度)，因此，壓強(qiáng)越大，冰的熔點(diǎn)越低。常常見(jiàn)到，車輪碾過(guò)的地方雪往往易于融化就是這個(gè)道理。積雪的路面上灑上融雪劑后，再經(jīng)車輛的碾壓就更易使雪融化。
2融雪劑的危害
2.1融雪劑對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響
融雪劑通常含有染色劑和其它化學(xué)成分，會(huì)導(dǎo)致樹(shù)木死亡。2002年冬季，北京遭遇了強(qiáng)降雪天氣，為了盡快清除積雪而大量使用了融雪劑，第二年春天，卻發(fā)現(xiàn)大量的綠籬、喬灌木、草坪干枯死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)千萬(wàn)元，一些科研人員在對(duì)殘雪及周邊土壤取樣分析后發(fā)現(xiàn)，土壤含鹽量比正常值高數(shù)百倍，氯離子更是高出上千倍，而土壤全鹽度和Na+、Cl-濃度也均超標(biāo)20～30倍。同時(shí)在對(duì)死樹(shù)木做分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，所有枯死樹(shù)的根系已經(jīng)全部腐爛，這種現(xiàn)象在植物學(xué)上就是土壤全鹽度過(guò)量超標(biāo)的表征。在我市，今年高速公路的行道樹(shù)法桐自4月中旬以來(lái)，大量出現(xiàn)葉片發(fā)黃、回芽等現(xiàn)象，經(jīng)對(duì)立地土壤分析化驗(yàn)，土壤鹽分嚴(yán)重超標(biāo)，與冬季撒施融雪劑有著極大的關(guān)系。
使用融雪劑后的積雪堆積在道路兩旁的綠化帶或農(nóng)田，開(kāi)春后其鹽類殘留物全部堆積在農(nóng)田和綠化帶里，農(nóng)作物和樹(shù)木怕鹽，將會(huì)造成綠化植物大量死亡，甚至是毀滅性的。即使重新補(bǔ)植，也要全部換土才行，農(nóng)田就更是在劫難逃，其損失不言而喻。
鹽類物質(zhì)進(jìn)入地下以后，勢(shì)必會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐牡叵滤Y源造成污染，食用被融雪劑污染的水也會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。
2.2融雪劑對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的破壞
西方國(guó)家早期在路、橋上大量使用氯鹽化冰雪，后來(lái)陸續(xù)出現(xiàn)(使用5-15年內(nèi))以鋼筋腐蝕為主要特征的破壞現(xiàn)象。據(jù)報(bào)道，1981年，美國(guó)50萬(wàn)座橋中，已有1/4受到腐蝕破壞;到了1993年，受到腐蝕破壞者超過(guò)1/2，有40%已承載力不足。據(jù)悉，近年來(lái)美國(guó)僅橋梁修復(fù)費(fèi)已高達(dá)1550億美元。這類“鹽害”已經(jīng)成為社會(huì)問(wèn)題、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題和與人民生活與安全緊密相關(guān)的大問(wèn)題。美國(guó)曾發(fā)出與此“鹽害”作斗爭(zhēng)的號(hào)召。
加拿大大面積使用“化冰鹽”，基礎(chǔ)設(shè)施的腐蝕破壞特別突出。有報(bào)告說(shuō)，全部修復(fù)被腐蝕破壞的基礎(chǔ)設(shè)施，整個(gè)費(fèi)用要超過(guò)5000億美元!
英國(guó)也有受化冰鹽危害的典型事例，如1972年，在20公里長(zhǎng)的高速公路段上建了11座橋，因撒鹽，幾年后就出現(xiàn)混凝土順?shù)摻铋_(kāi)裂，15年的修復(fù)費(fèi)已是建橋費(fèi)的1.6倍,，到2004年,累計(jì)修復(fù)費(fèi)達(dá)到建橋費(fèi)的6倍!
德國(guó)柏林市有一座大型立交橋,由于使用氯鹽融雪劑,不到20年，鋼筋腐蝕破壞嚴(yán)重，不得不在其旁邊重新建一座新立交橋。此一舉，除經(jīng)濟(jì)損失外，在修復(fù)和重建過(guò)程中，還造成交通問(wèn)題和影響市容與人民生活等問(wèn)題。
位于北歐的丹麥，以哥本哈根地區(qū)為主，調(diào)查了102座橋，其中50%有嚴(yán)重鋼筋腐蝕破壞，其主導(dǎo)原因是使用了化冰鹽。
美國(guó)有資料表明，化冰鹽的平均價(jià)格為153美元，而每用1噸化冰鹽所造成的腐蝕損失是：——基礎(chǔ)設(shè)施—615美元;——汽車—113美元;——其他——75美元。合計(jì)803美元，相當(dāng)化冰鹽成本的5倍多。這更具體的表明，使用化冰鹽的危害性和對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響。國(guó)外使用氯鹽類融雪劑的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)值得我們認(rèn)真吸取。
在我國(guó)，北京市政工程部門對(duì)三元橋、大北窯橋、月壇南、北橋、東直門橋和舊西直門橋進(jìn)行了氯化物的侵入和鋼筋銹蝕檢測(cè)后認(rèn)為，除冰鹽水直接可以沖刷到梁蓋及墩柱上，造成這些部位因鋼筋銹蝕而損壞，或者說(shuō)由于氯化物侵入而引起鋼筋銹蝕是影響橋梁耐久性的一個(gè)主要因素。西直門橋有落水口的墩柱氯化物含量，是混凝土重量的0.29%(最大值)，侵入深度超過(guò)80毫米，是保護(hù)層厚度的2～3倍，該處設(shè)計(jì)鋼筋已嚴(yán)重銹蝕，失重率達(dá)23%。據(jù)相關(guān)媒體報(bào)道，因高速公路沿途拋灑了千噸融雪劑，融化的雪水流向公路兩旁，廣東韶關(guān)乳源大橋鎮(zhèn)水源地造成污染，致使當(dāng)?shù)卮迕耧嬎щy。同期，南京市部分城市道路因融雪劑侵蝕、大型掃雪機(jī)械和裝上防滑鏈車輛的碾壓，產(chǎn)生了很多坑洞，部分行道樹(shù)和綠化帶出現(xiàn)枯萎發(fā)黃。
3國(guó)內(nèi)外采取的相應(yīng)措施
北京在融雪劑的使用上進(jìn)行了改進(jìn)，采用“機(jī)械除雪為主、融雪劑融雪為輔”的除雪作業(yè)方式，不但嚴(yán)格控制使用量，而且要求任何單位和個(gè)人不得將清除的冰雪堆積和拋撒到車行道上，嚴(yán)禁將含有融雪劑的冰雪堆放于綠地、樹(shù)池及其他融化后有可能影響植物生長(zhǎng)的地區(qū)內(nèi)，黑冰黑雪應(yīng)及時(shí)清除外運(yùn)。
為防止融雪后的鹽水滲入地下或污染地表水(避免腐蝕地下管道和破壞地表植被)，一些國(guó)家采取“匯集鹽水”的方法。如英國(guó)，在城市的路、橋旁鋪設(shè)專用管道，用以收集融雪后的鹽水，最終引流到污水處理廠。這無(wú)疑是一個(gè)好方法，但需要總體謀略與規(guī)劃。針對(duì)融雪劑驚人的破壞力，美國(guó)政府提出與“鹽害”作斗爭(zhēng)，并頒布相應(yīng)法律、法規(guī)。一方面，規(guī)范“化冰鹽”的使用和市場(chǎng);另一方面，因?yàn)椤盎}”仍要繼續(xù)使用，遂將戰(zhàn)略重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到“強(qiáng)化防范”上來(lái)。政府大力提倡“以防為主”、主動(dòng)采取防“鹽害”技術(shù)、管理措施。實(shí)踐多年，取得了很好的成效。
4使用融雪劑時(shí)應(yīng)采用的環(huán)保措施
在世界融雪劑的生產(chǎn)使用發(fā)展進(jìn)程中，盡管有不少非氯鹽類融雪劑在不斷的被研發(fā)和創(chuàng)新，但由于經(jīng)濟(jì)因素的制約，一些發(fā)達(dá)國(guó)家也只能少量的應(yīng)用。我們是發(fā)展中國(guó)家，氯鹽類融雪劑在短期內(nèi)很可能還需大量使用，為了有效的預(yù)防因融雪劑的使用不當(dāng)造成的環(huán)境污染，在使用融雪劑時(shí)需注意和做到：
(1)相關(guān)部門在使用融雪劑時(shí)必須按照正確的方法施用,對(duì)撒融雪劑的相關(guān)人員要經(jīng)過(guò)培訓(xùn),用量一定要嚴(yán)格控制，不能隨意拋灑。目前，北京市已經(jīng)制定了融雪劑使用標(biāo)準(zhǔn)，其中規(guī)定最大施撒用量為80g/m2。
采取不同情況分別對(duì)待的方法，對(duì)于高速公路可以采用爐渣與融雪劑按比例配比后撒施，在不影響融雪效果的同時(shí)可以加大路面摩擦系數(shù)，起到防滑作用。對(duì)于城市道路可以不用或盡量少用融雪劑。
不能隨意將含融雪劑的殘雪堆放到花草樹(shù)木中，要及時(shí)清除到路外，遠(yuǎn)離道路安全設(shè)施及綠化帶，并且可以在道路中心的隔離帶。分車帶為植物安裝擋雪板，以防對(duì)其造成危害。
(2)加強(qiáng)防護(hù)。一些國(guó)家對(duì)“鹽害”采取“加強(qiáng)預(yù)防”的策略，主要是強(qiáng)化對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的防腐技術(shù)。比如，在橋梁易被侵蝕的部位加涂防護(hù)層，提高混凝土的密實(shí)性，以防氯鹽溶液接觸到鋼筋。
(3)條件允許的情況下，完善道路排水系統(tǒng)�？梢栽诼贰騻�(cè)面鋪設(shè)專門匯集含融雪劑水的下水管道或水溝，最終引入污水處理廠。
(4)嚴(yán)格規(guī)范融雪劑市場(chǎng)。廠家及媒體不要隨意對(duì)某個(gè)產(chǎn)品冠之以“環(huán)保型融雪劑”的美稱，以免誤導(dǎo)公眾。同時(shí)，相關(guān)部門應(yīng)該對(duì)其原料、配方進(jìn)行嚴(yán)格審查，及時(shí)清理“名不副實(shí)”的“環(huán)保型融雪劑”。
5結(jié)語(yǔ)
氯鹽類融雪劑是一把“雙刃劍”，特別是對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施、汽車等的腐蝕性，能夠給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成巨大損失，乃至影響可持續(xù)發(fā)展。因此，最大限度地減少腐蝕影響是至關(guān)重要的。用氯化鈣、氯化鎂代替氯化鈉，在降低腐蝕方面幅度不大，不能算作技術(shù)創(chuàng)新，更不是“新型環(huán)�！薄０p少融雪劑中氯離子含量或加入緩蝕成分在內(nèi)的措施是否有效，關(guān)鍵是確立合適的腐蝕試驗(yàn)、檢驗(yàn)方法。應(yīng)該堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀在總結(jié)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，制定出合乎科學(xué)原理、緊密聯(lián)系實(shí)際、能夠正確“把關(guān)”的試驗(yàn)、檢驗(yàn)方法。這是我國(guó)面臨的一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)。
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