綠色環保型融雪劑的研究進展

尚曉敏，劉 瓊，閆 俊

(吉林工程技術師范學院，吉林 長春 130052)

隨著城市經濟的發展，冬季的降雪結冰對城市的道路交通和人們的日常生活造成很大的影響，尤其是在北方的冬季。降雪后能夠及時有效的除去積雪保證道路的通暢和安全是非常重要的。到目前為止，主要的除雪方法是人工除雪、機械除雪和撒融雪劑。融雪劑除雪不需要大量的人力和物力，除雪成本較低，并且能及時的除掉冰雪，在國內外已經得到廣泛的應用。融雪劑又被稱為除冰鹽、道路防凍劑，主要成分是氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂等鹽類，主要用于冬季的公路、鐵路、機場及城市道路等地方，能夠融雪化冰和防凍。由于融雪劑的價格便宜，使用方法簡單的優點，在一些大城市中廣泛的被使用。近些年來發現，由于融雪劑中含有大量的氯離子，大量的使用融雪劑使綠色植被死亡，造成高速公路、橋梁等路面的嚴重腐蝕，融雪劑所產生的溶液進入地表，會污染周圍的水資源，破壞自然的生態環境。尋找新的綠色環保的融雪劑配方，成為近年來科學家的研究熱點。

1 融雪劑的使用現狀

融雪劑可以說是社會發展的產物，在上個世紀四五十年代，隨著發達國家經濟的發展，交通運輸飛速發展，城市間高速公路運輸逐漸地取代了鐵路運輸，成為經濟發展的主要運輸模式，保證城市間高速公路暢通成為發展經濟的重要任務。冬季下雪，影響高速公路通行。為了保證高速公路運輸，在科學家的努力下，融雪劑誕生了，于是，便有了使用融雪劑融化冰雪的方法。融雪劑最早被叫做“化冰鹽”，是一種用于降低冰雪的冰點的鹽。目前，融雪劑被分為三類，第一類是氯鹽類，如：氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣等。另一類是有機或無機鹽、醇、胺，例如鈣鎂醋酸鹽、醋酸鉀等。最后一類是混合型融雪劑：(1)氯鹽+非氯鹽；(2) 氯鹽+非氯鹽+阻銹劑[1]。到目前為止，由于價格原因，被廣泛使用的融雪劑主要以氯鹽類為主要成分，在發達國家，乙酸鉀和鈣鎂乙酸鹽有了一定量的應用。氯化鈉由于其價格低廉，貨源充足，降低冰點性能優越，從目前來看很難找到更合適的融雪劑了。所以，雖然氯化鈉有不環保、不綠色等缺點，即使是一些發達國家目前仍在使用氯化鈉為融雪劑。由于氯化鈉型融雪劑的大量使用，已經對環境造成了巨大的影響，至今仍是個讓全世界都頭疼的大問題。氯化鈉型融雪劑的大量使用，造成綠化植物的大量死亡；路面、橋面被嚴重腐蝕；地下水源被污染，汽車輪胎被腐蝕而減少使用壽命。融雪后的黑色粘稠的殘留積雪不但危害環境，對路面的行人、行車構成威脅。科學家還發現，城市噴灑鹽水還破壞了大氣臭氧層，使用氯鹽類融雪劑，氣溫升高，雪溶化后與水滴中含有的溴與氯混合，這兩種物質以氣體形式釋放，大氣中變為自由基，上升過程中破壞了低空的臭氧層[2]。由于氯鹽類融雪劑的缺點造成環境污染及經濟損失，人們不得不尋找一種既能快速融雪又環境友好的融雪劑，用來替代氯鹽類融雪劑，所以環保型融雪劑成為近年來研究的熱點。

2 環保型融雪劑的評價標準

評價融雪劑的好壞，主要是從融雪劑融雪能力，對周圍環境的腐蝕性以及重金屬含量高低等多方面因素來綜合評價的。國內外關于評價融雪劑的標準很少，國際上主要是太平洋西北除雪協會制定的關于環保型融雪劑的技術指標，主要是針對融雪劑的比重、酸堿度、濃度和冰點的關系的曲線、氰化物、腐蝕性以及其它的一些重金屬的含量做了相關的規定。規定：環保型綠色融雪劑的pH值在6.0～8.0。腐蝕性要不大于氯鹽型融雪劑的30%。氯鹽含量要小于0.20ppm，As含量要小于5.0ppm。在國內，北京市質量技術監督局發布的關于融雪劑的北京市地方標準，主要是從顏色、含水率、氣味融雪速度、凍結溫度、融雪量、融雪速度、對金屬腐蝕作用、對瀝青路面剝落影響、對水泥路面脫皮影響、剎車指數、摩擦力測試、毒性以及對植被影響方面做出了相關規定。該標準規定環保型融雪劑氣味不能令人不愉快，無毒，對重金屬Hg、As、Pb等重金屬含量做了相關規定，例如：融雪劑中Hg含量每公斤低于0.05mg、Cd與As含量低于5mg[3]。根據國內外環保型融雪劑的評價標準，環保型融雪劑應具有低腐蝕性、融雪成本低、融雪能力強，無環境污染等特點。

3 環保型融雪劑的研制和使用情況

在融雪劑研究方面，我國始于九十年代中后期，主要研究融雪劑的主要成分，成分配比及減少對自然環境有影響的添加劑的使用。開發出合理的成分配比，降低含氯鹽型的融雪劑對周圍環境的負面影響，減少對路面、橋梁和動植物的影響，九十年代后期，主要開發有機酸鹽型融雪劑，例如醋酸鈉復合配方研究，但是由于價位高，一直沒有得到廣泛的應用。

為了開發出環境友好的融雪劑，科學家們付出很大科研經歷[4]。二十世紀八十年代末期,在美國就己經開始進行試用氯鹽阻銹型融雪劑的實驗,氯鹽阻銹型融雪劑是一種復合的融雪制劑，顯示了除冰融雪劑發展的新方向，在德國的使用量為大約為一百萬噸，在英國氯鹽阻銹型融雪劑的使用量為八十七萬噸，在法國的使用量為三十三萬噸。韓國的首爾地區和日本的北部在今時今日還在采用氯化鈉與氯化鈣復合而形成的除冰融雪劑，原料主要是從我國的河北的唐山、江蘇連云港、山東青島制鈣廠進口，在使用的范圍、數量上都會進行嚴格的控制。在二十世紀八十年代不論是歐美還是東亞地區都將除冰融雪劑的研究目的放在了氯鹽型為主的除冰融雪劑的改進、研究復合型除冰融雪劑和它的替代品的研究上。二十世紀八十年代末期至九十年代的初期,歐美一些發達國家己經開始研究乙酸鹽型融雪劑。德國的赫徹斯特股份公司里以乙酸鹽的液體除雪作基礎和借助于該乙酸鹽的液體制劑的除雪的方法申請了該項目的專利，其主要成分為乙酸鈉、乙酸鉀或者是兩者的混合型產物，美國對鎂鹽型、鈣鹽型、醋酸鹽型加入添加劑的除冰融雪劑，無論是在使用的范圍、數量和時間上都采取了嚴格的控制。對于氯化鈉型除冰融雪劑在融雪化冰時所帶來的負面影響，在歐美的一些國家早就開始了這一新型的除冰融雪劑的研究，新型的除冰融雪劑應該具有以下一些特點，比如除冰融雪劑的本身是對人的身體健康沒有害處的，第二點是除冰融雪劑融雪后對金屬的腐蝕性和對基礎設施的損壞作用較小，第三點是在進行融雪化冰時融雪劑對動植物和周圍的生態環境的負面影響較小，第四點就是除冰融雪劑要具有很好的除冰融雪的效果,成為氯化鈉型除冰融雪劑的替代品,同時還有要具有合理的性價比。

4 結束語

生態環境是人類賴以生存的必要條件，成為人們關注的熱點，在不久的將來，環保型綠色環保型融雪劑必會代替氯鹽類融雪劑，我們一定向實用、廉價、環保、節能的方向努力。