融雪劑類型分析及對環境影響問題的探討

楊 瑩

(北京市城市管理研究院 生活垃圾檢測分析與評價北京市重點實驗室，北京 100028)

引 言

我國北方地區和世界上許多高緯度、高海拔的地區，冬季氣溫低，降雪較多，因積雪引發的問題(交通堵塞、道路封閉及交通事故率增加等)會給經濟造成重大的損失。所以為了保障道路運行通暢，緩解雪天的交通壓力，除雪化冰就變的非常關鍵。目前為止，國內外主要采用機械除雪和融雪劑融雪的除雪方式。但由于機械除雪的效率比較低，因此使用融雪劑除雪化冰成為了主要方式。但隨著融雪劑被廣泛的使用，導致其對環境的影響也慢慢的顯現出來[1]。例如：2005年北京市曾因為冬季大量使用融雪劑除雪，導致城區內20多條主干路的樹木枯損和草坪斑禿的現象非常嚴重。據相關部門不完全統計，路邊綠植(包括喬木、花灌木、草坪等)的受損數量非常龐大，至少造成1 500余萬元的經濟損失。還有我國修建不久的鋼筋混凝土設施，投入使用的時間不是很長，但卻出現了嚴重的道橋腐蝕現象，導致重大的經濟損失。例如曾經有出現混凝土剝蝕、開裂及粉化掉皮現象的北京三元橋、東直門橋等，都是由于冬季使用的融雪劑產生腐蝕現象，從而導致橋體鋼筋的銹蝕及混凝土順著鋼筋開裂。

1 融雪劑的種類及特點

1.1 氯鹽型融雪劑

我國目前使用的融雪劑主要是氯鹽型融雪劑，并且也是各國最早開始使用的融雪劑。氯鹽型融雪劑的主要成分包括NaCl、CaCl2、MgCl2、KCl等。因為氯化鈉的價格非常便宜并且無毒、融雪效果較好，所以是現在使用最多的。由于氯鹽型融雪劑有著顯著的優點(價格便宜、來源豐富、效率高、速度快等[2])，至到今天仍然是使用量最多的融雪劑。但它對道橋腐蝕和環境污染的負面效應也不容忽視。

1.2 非氯鹽型融雪劑

非氯鹽型融雪劑以20世紀80年代美國DOT公司研制的環保型融雪劑CMA(鈣鎂乙酸鹽)為主要代表，這類融雪劑主要以醋酸鹽(如醋酸鈣鎂、醋酸鉀)、尿素、二元醇等不含氯的物質為主[2]。優點是性能穩定，對環境危害小。但由于其生產成本較高，生產過程又比較復雜，因此難以大量生產和推廣應用，一般僅在機場等環保要求高的區域使用。

1.3 混合型融雪劑

將前兩種類型融雪劑混合或在融雪劑中添加阻銹劑，制成混合型融雪劑。這類融雪劑中和了氯鹽型融雪劑對環境的影響、非氯鹽型融雪劑價格昂貴的問題，降低了對道橋的腐蝕性。但這類融雪劑溶解性不如氯鹽型融雪劑，原料來源復雜且生產工藝繁瑣。加入太少的阻銹劑難以達到很好的阻銹效果，但阻銹劑加入過多又將對環境產生新的污染問題。因此，還需要進一步的研究。

2 融雪劑對環境的危害分析

2.1 融雪劑對環境的影響

融雪劑主要通過對植物、土壤和水質方面產生對環境的影響。氯鹽型融雪劑由于滲透原理對植物產生的危害，是由于含有鹽份的雪水透過土壤堆積在植物根部，破壞了原有的滲透平衡，植物細胞內的水分就會向外滲透，因此植物吸收水分困難導致生理性缺水，使植物葉子變黃、枯萎，最后導致死亡。鹽分過多也會抑制植物葉綠素，影響光合作用，破壞植物的正常代謝。同時融雪劑還會抑制植物種子的萌發。

融雪劑對土壤最直接的、也是長期性的危害是由于融雪劑中的氯化物進入土壤后，導致土壤中的鹽分累積增加，土壤造成板結，使土壤形成片狀或者塊狀的結構[3-4]，板結后的土壤含水量降低，并且融雪劑中的鹽類物質滲透到土壤后將長期地滯留在土壤中，很難再恢復到土壤原來的狀態。

隨著雪雨水的沖刷，撒布在路面上的融雪劑被帶到河流及湖泊水域中，水體被融雪劑污染而改變了密度，且融雪劑中強電解質的鹽類物質破壞了水體原有的電離平衡，使得水體的物理、生態特征發生了改變。融雪劑滲入地下水中，也會對飲用水造成影響。

2.2 融雪劑對路面、橋梁的影響

融雪劑對路面和橋梁的損害按性質可以分為物理破壞和化學破壞。物理破壞是指融雪劑中的鹽類物質滲入到混凝土和瀝青中，由于鹽的吸濕性和飽水性，因結冰體積膨脹產生大的拉應力，造成剝蝕、開裂等現象。多次反復凍融作用會產生更加嚴重的破壞現象。從混凝土表面裂縫或氣孔滲入的融雪劑溶液不斷富集，并且很難被排出，因此即使在常溫下也會產生鹽結晶壓破壞[5]。化學破壞是指融雪劑中的氯鹽與混凝土中的堿骨料發生化學反應，產生復鹽溶出，從而降低了混凝土的堿性，使混凝土的粘著力下降。也導致石料從瀝青表面剝落，使路面形成坑槽，通過汽車的碾壓等又使路面產生推擠變形[6]。正常情況下，鋼筋在混凝土的堿性環境中，表面會形成一層可使鋼筋保持幾十年到上百年不生銹的鈍化膜，但當融雪劑滲透到混凝土中后，鋼筋表面的鈍化膜被氯化物破壞，使鋼筋轉化為活化(腐蝕)狀態[3]并產生銹蝕產物(鐵銹)，鐵銹使鋼筋體積膨脹是導致混凝土出現裂縫、剝落、鋼筋外露等現象的主要原因。

2.3 融雪劑對車輛等交通工具的影響

融雪劑對車輛等交通工具的影響主要是車輛被含氯的融雪劑濺到而產生腐蝕。氯鹽與車輛底部的金屬構件發生電化學腐蝕反應,是車輛產生生銹、腐蝕的主要原因，嚴重的甚至會造成交通事故；氯鹽與輪胎也會產生化學反應，加速輪胎老化，縮短其使用壽命。

3 降低危害的措施

首先，要規范融雪劑的使用，包括使用種類、使用量等；并盡量減少使用。像停車場、單位、小區內部道路等采用機械和人工鏟雪。第二，加強路面橋梁等自身的防護性。增強基礎設施的防護性(采用防治鹽凍剝蝕技術的混凝土、采用耐腐蝕鋼筋等)；為了減少氯鹽對車輛的腐蝕作用，“底盤封塑”的處理方法被大多數汽車生產廠商采用，汽車底盤“封塑”后可以有效抵御氯化鈉等腐蝕物的侵害[3]。完善道路排水系統，在路橋兩側鋪設水溝或下水管道，引入污水處理廠處理。第三，在道路兩旁選種耐鹽植物，加強松土等措施。第四，加強研發環保型融雪劑。

4 結語

我國目前缺乏對融雪劑使用方法的相應標準，因此急需研究出臺不同種類融雪劑的施撒量、使用時機、作業方式的規定，防止融雪劑的濫用造成環境問題。環保型融雪劑的研發是一個趨勢，雖然近年來有了很大的進步，但都并未大范圍推廣使用，如今仍是以氯鹽型融雪劑為主，新型環保型融雪劑的開發還需要一個過程，并是我們急需解決的問題。