一下雪,北京就成了北平;我们去后海看雪,就回到明清。
诗人尹丽川的这首诗,近几年广为流传。也诞生了类似的话语——安就变成了长安,南京就变成了金陵,苏州就变成了姑苏……
丰年好大雪,瑞雪兆丰年。一场大雪覆盖了城市,整个城市都慢了下来,喧嚣嘈杂的世界变得纯洁而安宁。不仅如此,这也是一种文化记忆。人们怀念的,是过去科技和工业化尚未广泛形塑和改变人们传统生活方式的种种闲适和优点。
但是,现代人同样要面对大雪天气后的出行难题——路面积雪、融化、结冰,导致路面湿滑,容易摔伤。
于是,快速除雪、保通保畅的产品——工业融雪剂就出现了。
目前我国开发的融雪剂种类较多,按物态分为固体和液体;按组成主要分为无机融雪剂和有机融雪剂。
常见的融雪剂就是以氯盐为主要成分的无机融雪剂,如氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等,通称作化冰盐。其优点是价格便宜,仅相当于有机类融雪剂的1/10。但它对大型公共基础设施的腐蚀是很严重的。
由于工业盐对钢筋混凝土桥梁存在一定腐蚀作用,一些融雪剂中会加入亚硝酸盐作为缓蚀剂。亚硝酸盐是强氧化剂,短时间内经口摄入(误食或超量摄入)较大量的亚硝酸盐,则容易引起急性中毒。这类添加亚硝酸盐缓蚀剂的融雪剂,通常只在钢筋混凝土桥梁上使用,避免污染土壤水源。
另一类是以醋酸钾为主要成分的有机融雪剂,该类融雪剂融雪效果好,对基础设施基本没有腐蚀作用,但由于价格太高,一般只用于机场等重要场所。
融雪剂的工作原理,主要是利用盐类溶解需要吸热,以及盐水的凝固点较低的原理。
因为,在雪水中溶解了盐之后就难以再形成冰块。此外,雪融剂溶于水后,水中离子浓度上升,使水的液相蒸气压下降,但冰的固态蒸汽压不变。为达到冰水混和物固液蒸汽压等的状态,冰便溶化了。实际上,这一原理也能很好地解释了盐水不易结冰的道理。
融雪剂是可溶的盐类,其作用都是使冰点(水结冰时的温度)下降。水中加入氯化钠后,冰点最低可达到约-20℃;加入氯化钙的话,甚至可达到-50℃以下。虽然在实际使用条件下会打一些折扣,但它们的融雪效果还是很明显的。
在突降大雪的天气,为了人们出行便利、安全而使用,考虑的是短期的交通需求,能够有效避免车祸和交通拥堵。正因此,每到大雪之时,很多城市都会撒融雪剂。
正如前文所说,无机融雪剂有危害,事实上,它的危害并不小。
一是造成绿植死亡。
使用融雪剂后的积雪常常堆积在道路两旁的绿化带或农田,开春后其盐类残留物全部堆积在农田和绿化带里。北方土地一般含盐,因此北方植物本身就能抗盐、抗碱,即使这样也难承受融雪剂带来的危害,更何况南方喜酸土壤植物,根本承受不了盐碱带来的危害。
2005年冬末春初,北京八个城区曾出现大批草木枯死的状况。据北京市园林局的不完全统计,共有11000余株行道树、149万余株绿篱、色块等灌木、近20万平方米草坪遭受严重盐害或死亡, 直接经济损失在3000万元以上。园林专家曾对北四环路边的残雪及周边土壤进行了取样,发现含盐浓度比正常值高392倍,氯离子、钠离子等的浓度也大大超标。
二是缩短道路特别是寿命。
氯盐化冰剂对混凝土和钢筋最具腐蚀性,最容易被破坏的是桥和路。
桥梁以钢筋混凝土为主,所有的融雪剂都破坏混凝土。由于它们降低冰点,使冻融循环次数更多,结果使混凝土剥落,加速碱集料反应、钢筋腐蚀。气候与氯盐的联合作用,导致腐蚀和钢筋混凝土桥的破坏。
沥青混凝土路面,盐类物质与沥青会产生化学反应,将大大折减沥青材料与沙石料的握裹能力,造成沥青表面脱落,在行车荷载的作用下进而大面积路面破损。而且盐类遇水以后,会发生盐涨现象,又会造成道路路基破坏,直接造成道路寿终正寝,这将给后期道路维护大大加大难度。
北京原西直门立交桥1979年建成并投入使用,结果不到20年便重新修建。在对路桥的耐久性问题做了详尽的调查研究和试验之后,得到基本一致的看法是:除去先天施工、设计的因素,就环境影响而言,撒布氯盐类融雪剂造成的钢筋腐蚀、混凝土冻融破坏,是路桥过早报废的主要原因。
三是腐蚀机动车轮胎和底盘。
氯化盐融雪剂对金属的腐蚀性比其他物质更大,这种融雪剂对车辆,尤其是轮胎和底盘有较大的腐蚀,对发动机和变速器也会产生一定影响。
融雪剂对底盘的腐蚀会使底盘生锈,长时间腐蚀容易造成底盘损坏,而对轮胎的腐蚀主要表现在使轮胎氧化、出现裂纹,降低轮胎的使用寿命,因此最好的解决办法就是待积雪融化后及时洗车,用清水清洗轮胎和底盘等部位。
四是污染地下水资源。
常用融雪剂以盐类为主,盐类物质进入地下以后,有可能会对当地的地下水资源造成污染,而一旦饮用了被融雪剂污染的水会对人体健康产生严重危害。
2008年雪灾后,广东韶关京珠高速沿线一些村庄的村民反映,他们的饮用水变苦、变咸了,一些居民饮用后出现发烧、呕吐、喉咙痛的症状。当地环保部门调查后发现,村民们饮用水中的氯离子含量已经接近饮用水上限标准,这与当时破冰除雪、撒下千吨融雪剂不无关系。
融雪化冰是关系到国计民生的大问题,使用氯盐类融雪剂需要战略选择与正确对策。科学在发展,但人类使用氯盐融雪剂仍属于“无奈之举”。对这把“双刃剑”需要小心使用,更需要具有正确的认识和科学的态度。
融雪剂使用时并非越多效果越好,需要针对不同的情况精确计算使用量并进行均匀铺撒。因此发达国家禁止人工撒布融雪剂,要求必须用撒布机进行机械式撒布。但在中国,多数情况下还是依靠铁锹等工具人工撒布融雪剂,因此根本无法做到均匀精确,无形之中造成了巨大的浪费。缺乏适当的清雪机械,试图用大量融雪剂融化积雪,再靠人工清理积雪的做法是造成国内融雪剂使用过量的根本原因。
防止和减少“化冰盐”负面影响,有不少方法。比如,为防止融雪后的盐水渗入地下或污染地表水(避免腐蚀地下管道和破坏地表植被),一些国家采取“汇集盐水”的方法。如英国,在城市的路、桥旁铺设专用管道,用以收集融雪后的盐水,最终引流到污水处理厂。这无疑是一个好方法,但需要总体谋略与规划。
改良“化冰盐”,如加阻锈成分、与非氯盐型混合使用等,有可能减少其腐蚀影响,这方面已有不少研究者,但在腐蚀降低程度对环境的影响方面,尚缺乏公认的评价方法。
目前,世界各国一方面在努力寻取减少“化冰盐”负面影响的方法,研究性能价格可行的新型融雪成分;另一方面,也在大力发展其他除冰雪方法,包括机械、人工、热能等方法。在除冰雪方法方面的突破之举,都是解决这一世界性难题的重大贡献。
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