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融雪劑應(yīng)用引起的環(huán)境問題

侵蝕高速公路路面，造成路基破壞，縮短高速公路壽命水泥混凝土中有活性骨料，氯鹽中的鈉離子將促進混凝土中的堿骨料反應(yīng)，使混凝土膨脹開裂，導(dǎo)致表面混凝土保護層脫落、鋼筋外露銹蝕；融雪劑與瀝青產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，大幅折減瀝青材料和砂石料的握裹能力，造成瀝青表面脫落，在車輛荷載作用下，形成大面積的路面破損；融雪劑中的鹽類遇水后發(fā)生的鹽漲現(xiàn)象，則會造成路基破壞。據(jù)報道，應(yīng)用NaC1融雪劑使普通公路壽命縮短1/2以上。美國氯鹽融雪劑腐蝕破壞環(huán)境成本占GNP的4%（相當(dāng)美國的國防開支），每年用于修復(fù)道路橋梁的費用大于2000億美元，是初建費的4倍。

腐蝕橋梁金屬構(gòu)件和車輛底盤及車身嚴重

氯離子是一種高效活化劑，不僅對橋梁金屬構(gòu)件和車輛底盤及車身腐蝕嚴重，而且能夠在極低濃度下破壞鋼筋表面的鈍化膜，通過一定的環(huán)境條件共同作用，進而引起混凝土內(nèi)鋼筋銹蝕。由于氯離子利于混凝土內(nèi)部保持濕潤，從而減小混凝土的電阻率，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的鋼筋加速銹蝕，嚴重時體積膨脹，使混凝土中鋼筋處出現(xiàn)縱向裂縫，最終使混凝土保護層剝落，截面承載力失效。

鹽化路邊綠化帶土壤，燒傷綠化植物葉片，嚴重威脅綠化植物生長含氯鹽融雪劑大量使用對植物傷害，一是抑制植物種子萌發(fā)，減少土壤種子庫效應(yīng)；二是造成土壤鹽堿化和對植物形成“生理干旱”，就是植物很難吸收土壤中高鹽濃度中的水分；三是破壞植物細胞膜和植物光合作用等生理過程，導(dǎo)致植物失綠和整體死亡。Na+、K+、CI-等離子使植物細胞內(nèi)某種離子濃度增高，抑制了對一些營養(yǎng)元素吸收，破壞了植物細胞內(nèi)部離子平衡，產(chǎn)生單鹽毒害。當(dāng)濃度大于0.2%～0.3%鹽水浸入綠地，植物即會因生理性缺水導(dǎo)致生物量減少、葉黃、枯枝或死亡。據(jù)報道，融雪劑對公路綠化帶樹木植物損害高達5%～10%。北京市2004年冬季噴灑融雪劑8000t，至2003年春季市城區(qū)近3000株行道樹、5萬多平米草坪和40余萬株綠籬枯死，直接經(jīng)濟損失近1500萬元；至2005年春天，約1.1萬株行道樹、20萬m2草坪和149萬余株綠籬等灌木遭重度鹽害或死亡，直接經(jīng)濟損失3000萬元。

污染土壤和水資源含融雪劑雪水通過各種途徑進入土壤和水體，造成公路兩側(cè)土壤鹽漬化、硬化、板結(jié)、貧瘠，還會導(dǎo)致地表及地下水污染。長期飲用被融雪劑污染的水源，容易導(dǎo)致高血壓等多種疾患，危害人體健康。據(jù)北京市園林局調(diào)查，2005年死傷植物的土壤中和周邊殘雪里的含鹽量嚴重超標(biāo)，成分與融雪劑一致。

緩解融雪劑環(huán)境危害的對策與途徑

制定生產(chǎn)融雪劑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，北歐國家均制定了法規(guī)，嚴格控制融雪劑的成分和使用量，美國針對普通道路和機場制定了不同融雪劑標(biāo)準(zhǔn)。我國推薦性標(biāo)準(zhǔn)《道路除冰融雪劑》（GB/T23851-2009），突出了對融雪劑的腐蝕和污染技術(shù)指標(biāo)及其控制措施的要求。2002年10月北京市出臺我國首個融雪劑地方標(biāo)準(zhǔn)，特別突出融雪劑環(huán)保性能方面要求，如無令人不快的氣味、對設(shè)施的腐蝕率必須低于氯化鈉50%、pH值（酸堿度）適中等，另外對于融雪劑中汞、鉛、砷等5種具有腐蝕性的重金屬含量也做了嚴格界定，如融雪劑汞含量須低于0.05mg/kg，砷和鎘含量必須低于5mg/kg，對融雪劑生產(chǎn)，加工和品質(zhì)測控起到了約束作用。遼寧省沈陽市制定融雪劑的地方標(biāo)準(zhǔn)。

制定和執(zhí)行融雪劑的安全使用規(guī)范

由于氣候、氣溫、交通量、降雪量、撒布時機和方法等多因素不同，融雪劑使用過程中難免造成使用方法不當(dāng)、用量過大等問題，使得使用效果不佳和造成植物傷害和環(huán)境問題。據(jù)調(diào)查，2008年1月河南省發(fā)生50年一遇的雨雪冰凍在災(zāi)害，為確保高速路運行而大面積使用融雪劑，K895-K995路段內(nèi)撒鹽近700t，融雪劑覆蓋路面達到0.35kg/m2。該路段同年3～4月份，樹木大面積枯萎和量死亡，經(jīng)調(diào)查綠化帶0～20cm土壤含鹽量達到0.3%～0.7%，遠高土壤鹽漬化含鹽量臨界值和植物生長受抑制限制。因此，在保障融雪劑生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的同時，各地應(yīng)根據(jù)實際，制定融雪劑使用的技術(shù)規(guī)范，加強融雪劑使用的監(jiān)督和環(huán)境治理。實踐表明，融雪劑可降低冰雪融點5～10℃，故-10℃使用效果最佳；溫度偏高、陽光充足時融雪效果較好；交通量較大時車輪碾壓作用融雪效果較好；積雪厚低于2cm厚時融雪效果較好；杜絕把被融雪劑污染后的雪水堆積到樹埯內(nèi)的傳統(tǒng)做法。

開發(fā)環(huán)境友好的新型融雪劑

研發(fā)低成本、無氯環(huán)保性的復(fù)合融雪劑是目前融雪劑研發(fā)的熱點。DOT公司研制出CMA（醋酸鈣鎂）可大幅降低對鋼筋的腐蝕，在等發(fā)達國家已逐步代替氯鹽作為融雪劑，但因價格昂貴，我國很少使用。我國有人采用不同氯鹽加合磷酸鹽、葡萄糖酸鈉、硫酸鋅、硫脲、硅酸等多種緩蝕劑進行配比，研發(fā)出PSA系列融雪劑，具有冰點低（-10℃～-35℃）、融冰速率高，對碳鋼、混凝土的腐蝕性小，對植物的損害小，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，是可與CMA相媲美的高效環(huán)保型融雪產(chǎn)品。也有學(xué)者選擇可生物降解的、低成本的醋酸廢液（木醋液）為原料，研究制備低成本CMA類融雪劑，所得產(chǎn)品為低碳混合羧酸鈣鎂鹽，其融雪溫度低（最低可達-34℃），融雪效率高（可達208m3雪/g融雪劑），對金屬、花草等基本無腐蝕和損害，各方面的性能均優(yōu)于氯化鈉等氯鹽融雪劑。

選擇種植和搭配抗旱耐鹽的植物

植物在生長過程中，從土壤中吸收養(yǎng)分離子，也逐漸形成對土壤眼見得適應(yīng)能力。按照植物分類，植物有中生植物和鹽生植物。如聚鹽類的鹽角草，它能從土壤里吸收大量可溶性鹽類，并把其積聚在體內(nèi)而不受傷害，可以種植此類植物來處理融雪劑所含鹽類。此外，植物產(chǎn)生對鹽分的忍受耐力要經(jīng)過一個適應(yīng)鍛煉過程，對逐漸上升的鹽分易適應(yīng)，對突然遭遇高鹽環(huán)境就不能適應(yīng)，可以人為的使道路兩旁的植物提高抗鹽能力；并且根據(jù)不同植物對土壤鹽分的適應(yīng)能力，合理搭配，進而提高整體綠化帶植物的抗鹽能力。

改良和提高土壤抗融雪劑的能力

土壤是生態(tài)環(huán)境的重要組成，融雪劑應(yīng)用國良引起土壤鹽堿化的治理措施多種，一般主要采用換土和土壤改良措施。由于高速公路綠化帶的土壤深度一般在50～60cm有限，長期收融雪劑侵害而采用更換客土較好，但工程量巨大，所以采用土壤改良方法更加結(jié)合實際。土壤改良措施一般采用增加有機肥，種植坑內(nèi)投放土壤化學(xué)改良劑等，以此來改良土壤，控制種植坑向上反鹽堿，為樹木提供存活的基本條件?；瘜W(xué)改良劑主要有石灰、石膏、磷石膏、高分子保水劑、氯化鈣、硫酸亞鐵、腐殖酸鈣等，視土壤的性質(zhì)而擇用?；瘜W(xué)改良技術(shù)一般與水利、農(nóng)業(yè)等措施結(jié)合取得效果較好。土壤保水劑近年來在土壤改良中應(yīng)用廣泛，它是一種能吸收和保持相當(dāng)于自身重量數(shù)百倍乃至數(shù)千倍水分的高分子聚合物，加入土壤后能增加土壤團聚體形成，有效提高土壤保水和改善土壤離子交換能力，增強土壤對養(yǎng)分的保持和植物利用，增加植物抗鹽堿能力。北京首發(fā)集團與中國礦業(yè)大學(xué)等單位合作，開發(fā)研究新型的融雪劑土壤鹽堿化復(fù)合改良材料，在實驗研究中取得明顯的效果。

本文作者：黃占斌張文胡興安孫宇軒李武楠作者單位：中國礦業(yè)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院北京首發(fā)公路養(yǎng)護工程有限公司