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文档简介
1、除雪剂对环境的危害及对策分析 吴昊 刘勇涛 (辽宁经济职业技术学院生物系 辽宁 沈阳 110122) 吴昊电话;E-mail: 通信地址:沈阳市大东区望花南街27号卉盛家园A座232号,邮编:110044 摘 要: 本文介绍了北方冬季去除道路冰雪的除雪剂的除雪机理,分析了除雪剂的使用对植物、土壤及道路等建筑物的影响及危害,提出了削减除雪剂对环境危害的对策。 关键词: 除雪剂;植物;道路;对策 1 除雪剂的除雪机理 目前大量使用的除雪剂是以“氯盐”为主要成分的无机除雪剂,如氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等,通称作“化冰盐”。使用除雪剂避免
2、了道路因雪导致的路滑,降低了事故的发生。 氯盐类融雪剂溶于水(雪)后,溶液的冰点下降,都在零度以下。如氯化钠溶于水后冰点在-10,氯化钙在-20左右,醋酸盐类可达-30左右。盐的溶解使含盐雪水的凝固点降低,降低结冰的温度,难以再形成冰块,使降雪以水的状态流入下水道,防止地面结冰便于清扫,故洒上融雪剂可以除冰雪。 2 除雪剂的危害 2.1 危害植物和污染土壤 氯盐类融雪剂虽然便于融雪、除雪,价格也便宜。但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,使土壤盐碱化。经对撒过融雪剂的道路旁土壤检测结果表明,土壤中含盐的浓度比正常值高出2030倍,路边
3、树池中土壤受到钠盐化合物、氯离子、伴有一定量的重金属汞等的污染,破坏了土壤中的结构和性质,污染土壤,使土壤板结,改变了土壤的化学成分,这也是促成植物生理干旱的一个原因。 1融雪剂会造成绿色植物大量死亡,其危害甚至是毁灭性的。氯盐类融雪剂对植物破坏的机理就是渗透原理。生物细胞具有半透膜性质,由于这种膜的存在,植物细胞就会有选择的吸收和渗透水分,当土壤溶液的浓度低于细胞液的浓度时,植物细胞吸水;反之,植物细胞将失水。但当含有融雪剂的雪被堆放在植物周围,植物的根系部充满了盐水,盐水均可解离成相应的离子,形成电解质溶液,植物细胞外盐浓度就会迅速提高,由于细胞膜两侧的溶液浓度不同而产生巨大的渗透压,为达
4、到渗透平衡,植物细胞膜内部的水分和养分就会向反方向渗透,引起原生质脱水,造成不可逆转的伤害。除雪剂融化后还可以通过植物枝梢的皮孔、破坏处侵入植物体,破坏植物体的细胞。植物将大量失水,表现为被盐水浸渍而渴死。此外,氯化钠的积累,还会削弱氨基酸和碳水化合物的代谢作用,阻碍根部对钙、镁、磷等基本养分的吸收,同时钠离子可置换土壤中的钙、钾、镁离子的PM(金属离子浓度的负对数)值升高,导致土壤板结,通气和供水状况恶化。融雪剂的“盐害”导致植物毛细根系的死亡,是造成园林植物枯萎死亡的重要原因。 2.2 腐蚀道路、桥梁等设施 混凝土路面用除雪盐剥蚀破坏是指在有冻融循环的条件下,使用除雪盐引起的混凝土剥蚀破坏
5、。由于除雪盐的使用,将导致混凝土严重剥蚀,其破坏速度远快于普通冻融循环引起2的破坏及其它种类的破坏,从而严重影响这些路面的使用寿命。据美国的一项实验表明,一座设计寿命为50年的立交桥,如果一直使用食盐除雪,其寿命会降至25年,甚至10年。 脆性加大,减少汽车轮胎的使用寿命,使轮胎胶皮变硬,还会对汽车底盘造成非常大的腐蚀, 所造成的间接损失更加巨大。混凝土中可冻水结冰产除雪盐剥蚀破坏的根本原因是混凝土中存在可冻水。当受冻时,的体积膨胀,从而产生结晶压。当混凝土的饱水度达到或超过临界饱水度时,混凝9%生约 土就受拉开裂,并因冻融循环而不断加剧直到破坏。当使用盐时,由于盐的吸湿性和保水性,混凝土中的
6、饱水度明显比无除雪盐时高,因混凝土中将产生混凝土中将产生更高的结晶压;同时盐的浓度差,使用受冻时,而受冻时,使其最以及因分层结构产生应力差。并且盐产生的过冷水是处在不稳定状态,更大渗透压,将使冰雪覆盖层终在毛细管中结冰时将产生更大破坏力。盐使冰雪融化时吸收更多的热量, 下的混凝土温度剧降,导致额外的冻害。氯盐渗透到混凝土中,会促进混凝土的冻融。但它最主要的破坏作用还是对钢筋的腐就会活化、时,原来处于钝化状态的钢筋,(临界值)蚀。当氯离子到达钢筋表面并超过一定量26腐蚀。锈蚀产物的体积会膨胀倍,使混凝土保护层发生顺钢筋开裂、脱落的状况,导致结构承载力下降或丧失。盐类对水泥混凝土路面,尤其是沥青混
7、凝土路面同样也存在危害,盐类物质与沥青相互作用,大大减小沥青材料与沙石料的黏合能力,造成沥青表面脱落,在行车荷载的作用下大面积路面破损。 2.3 污染水资源 常用融雪剂以盐类为主,路面上盐将冰融化后,随雪水流淌。含盐雪水直接进入地面水,会造成地面水盐度增大,水生动植物都可能受灾。含盐雪水通过下水道进入市污水管网,会腐蚀管网上的钢铁配件。含盐雪水进入污水处理站,会对处理站内微生物产生致命的影响,轻则影响污水处理厂正常运行,严重的则可能带来二次污染; 盐类物质进入地下以后,会对当地的地下水资源造成污染,食用被融雪剂污染的水会对人体健康产生严重危害。由于工业盐没有使用标准,工业盐多含有亚硝酸盐,人饮
8、用后会出现中毒,因此融雪剂的负面损害不可小视。 3 削减除雪剂对环境危害对策 3.1 最大限度减少氯盐的使用 除雪剂的使用可分为雪前喷洒和雪后喷洒两种方式。雪前喷洒可以防止雪降落后结冰于路面,将除雪剂制成水溶液,然后用专用除雪剂洒水车喷洒,在保证除雪效果的同时成倍地节省了除雪剂使用量,降低除雪成本,并加快除雪速度,减少对交通的影响。雪后喷洒除雪剂,因为除雪剂是液态,其融雪速度快,可减少交通阻塞。 氯盐类融雪剂仍然是难以取代的。应最大限度地减少使用,以人工除雪,机械除雪为主,融雪剂除雪为辅。除雪剂的施用量要根据降雪类型、雪量的大小和天气状况等条件决定。对实在需要撒融雪剂的路面,为了避免浪费,要先
9、扫除掉大部分积雪,然后撒少量融雪剂来防止道路冻结,这样就可以大大节省氯盐除雪剂的使用量。在使用融雪剂时,要严格控制单位面积使用量,加大喷洒车与道路绿化植物之间的距离,尽量避免把融雪剂直接撒入绿化池中或树坑内。 通过研制、开发、使用环保型除雪剂,可以有效减少氯盐的使用。当前除雪剂的应用必3须解决两个核心问题:一是研制出真正低腐蚀或无腐蚀的环保型除雪剂;二是解决使用环保型除雪剂的高成本问题。 在保证一定凝固点降低值的条件下,添加一些可增加热量的助剂,可以提高融雪效果。其中最常用的就是煤粉。如果在路上撒煤粉,既可以增大摩擦,又可以在白天吸收太阳能对雪加热。这样就将氯盐的使用量降低80%以上,从而大大
10、减少对环境的危害。但是该除雪剂只适合在平均气温在0左右变化的地区使用,在较低温地区并不适用。但可以充分利用地表热、太阳辐射热和汽车驾驶中自身释放的热量来帮助道路融雪。 3.2 减少对植物影响的对策 在使用除雪剂时,应严禁将带盐的雪堆放到树木根区。严格选择适宜树种,要选择抗逆性强的耐盐碱树种栽植。 融雪剂中的盐分在土壤中降解的最长时间可达15年,不但现有的园林植物可能枯死,即使补种的植物存活也依然艰难,必须进行大规模的深层换土。针对大量喷洒了融雪剂的路段,在不伤害植物根系的情况下,将道路两侧绿化带和分车带中的土壤进行更换,以防止淋溶后盐分下移对植物造成更大的危害。换土深度应不小于40厘米。 此外
11、,还可通过在土壤中埋设渗透管和打气孔等方式,来增加园林植物根系周边土壤的透气性和透水性,从而减轻含有融雪剂的雪水对园林植物的危害。 3.3 减少对混凝土构筑物影响的对策 目前,我国解决除雪剂对混凝土构筑物腐蚀问题的一般方法是在混凝土中掺入引气剂,4严格控制水灰比和选用优质抗冻骨料等。引气剂的使用从根本上改善了新拌混凝土和硬化混凝土的性能,如明显提高了混凝土的塑性和工作度,盐剥蚀破坏将大为减轻。为了得到高抗盐剥蚀的混凝土,建议水灰比应控制在0.45以下。掺入适量的硅粉,可较明显提高混凝土的抗盐剥蚀性能。要尽量限制在24小时内吸水率大于2%的骨料的使用。今后在道路桥梁等交通设施施工时,应考虑融雪盐的腐蚀性,提前对钢筋进行防腐处理,也可以通过对现有设施进行补救性防腐处理来解决这个问题。 3.4 融雪后的盐水处理 为防止融雪后的盐水渗入地下或污染地表水,英国采取了“汇集盐水“的方法,在城市路桥旁,铺设专用管道,收集融雪后的盐水,最终引流到污水处理厂处理后再用,值得我们借鉴。为了防止污染环境,环卫工人可以把尚未融化的积雪运送到垃圾填埋场处理。 我国北方地区冬季除雪任务十分艰巨,除雪剂的使用在带来便利的同时,也污染了环境,需要引起我们的高度重视。应加大对环保型除雪剂的研制及高效率的除雪方式的开发。 参考文献 1 李万桥,陆庆轩,李辉.2003年春季城市中部分绿化植物死亡原因初析.辽宁
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