化学融雪剂对环境的影响和对策

化学融雪剂对环境的影响和对策
摘要：随着化学融雪剂使用量的逐年递增，其对道路和环境的危害越来越严重。

本文对氯盐型、非氯盐型和混合型三种不同化学组成的融雪剂的特点进行研究，阐述了化学融雪剂对道路和环境造成的影响，并且针对危害提出相应的对策。

关键词：化学融雪剂；道路桥梁；环境
北方的冬季气温相对较低，道路上的冰雪给人们的出行带来了不便和安全隐患。

目前，除冰雪方法主要包括机械法和融雪剂法。

其中，机械法除冰雪效率低，耗费大量人力和财力；融雪剂法具有融冰雪速度快、成本较低等特点，因此化学
融雪剂在越来越多的国家得到推广和使用[1]。

融雪剂法给人们带来了很多便利，
但它会对环境造成很大的危害。

因此，本文研究化学融雪剂对道路桥梁、土壤、水、植物和大气的影响，并提出缓解融雪剂危害的对策。

一、化学融雪剂的分类及特点
（一）氯盐型融雪剂
当前，除冰雪使用最多的融雪剂是氯盐，主要包括氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁等。

氯化钠是比较常见的融雪剂，涵盖低成本、高效率和无毒等特点；氯
化钾融雪速度最快，对金属和水泥的腐蚀相对较弱，并且其中适量的钾离子可以
改善土壤；氯化镁溶解于水中会释放热量，融冰雪效果很好，但是具有刺激性气
味和毒性；氯化钙也是一种溶解于水中会释放热量的融雪剂，在降低凝固点方面
极其突出，但是比较容易吸潮且价格较高，因此适合在道路上撒布使用。

氯化物
型融雪剂具有效率高、速度快、价格低廉、资源丰富等优点，在融雪和融冰方面
有很大的优势。

但氯离子对道路桥梁和环境存在危害，使用不当将会造成更大的
经济损失。

（二）非氯盐型融雪剂
非氯盐型融雪剂主要指醋酸盐、胺、醇等物质，并且以DOT公司开发的醋酸
钙镁(CMA)为典型代表。

起初DOT公司基于“垃圾回收利用”理念，选用垃圾中
纤维素废物和含有碳酸镁的石灰石制备醋酸钙镁。

醋酸钙镁材料不含氯离子，对
道路桥梁和环境的污染很小。

一方面，醋酸钙镁对金属能够起到很好的抑制作用；另一方面，醋酸钙镁对环境影响较小，醋酸盐可以使土壤中的微量金属(铜、锌、铬)发生沉淀，其本身也能够被生物降解。

尽管醋酸钙镁具有融冰雪效率好又环
保的优势，但其生产成本特别高，故未能得到广泛应用。

（三）混合型融雪剂
将氯盐型融雪剂和非氯盐型融雪剂按某个比例混合，使成本较低、融冰雪效
率高、环保性好等优势涵盖于一体，便形成了混合型融雪剂。

有学者选用NaCl
和CMA按某个比例制备出混合型融雪剂，这种融雪剂成本较醋酸钙镁降低很多，
对环境污染较氯化钠降低很多。

此外，有学者考虑到氯盐型融雪剂对金属的腐蚀性，选用各种添加剂(阻锈剂、缓蚀剂)掺入到混合型融雪剂，以减轻氯盐造成的
危害。

但是添加剂的用量较少不足以到达缓解效果，用量较多又将造成其他的污
染问题。

二、化学融雪剂对道路桥梁的影响
化学融雪剂对道路桥梁的破坏可以分为物理破坏和化学破坏[2]。

物理破坏方面，路面上的融雪剂会逐渐渗透到道路桥梁内部，进而形成内外浓度差，当结冰
膨胀时，因为道路结构内外之间的应力不同，使沥青和混凝土开裂，尤其是在北
方冻融循环作用次数很多的情况下，道路桥梁受到的损害更加严重。

化学破坏方面，氯盐和道路的碱性骨料会发生化学反应，促使道路整体材料的碱性下降，粘
着力变小。

集料表面的沥青逐渐剥落，路面出现坑槽、推挤变形等现象。

据学者
统计，未做任何防护处理的公路，在氯盐融雪剂融雪化冰作用下，其使用寿命将
降低50%以上。

氯盐型融雪剂对钢筋损坏的主要因素是氯离子，当钢筋表面附着
氯离子的数量超过一定数值，便会激活钝化状态的钢筋，导致钢筋受到腐蚀，并
且发生开裂和脱落的现象，最终导致大型桥梁工程处于危险状态。

三、化学融雪剂对自然环境的影响
（一）化学融雪剂对土壤的影响
融雪剂直接影响道路周边的土壤，并且是长期影响的。

融化的冰雪溶液流入土壤，导致土壤内部的钠离子和氯离子的浓度变大。

其中钠离子会取代钙离子、钾离子和镁离子，使土壤产生块状和片状结构，最终导致土壤结构恶化。

融雪剂会降低土壤的透水性，降低土壤的含水量，长时间作用下养分减少，不适合植物生长。

此外，含盐物质在土壤中停留时间长，难以清除，土壤盐分增加。

因此，在一些高速公路沿线，发现公路周围的土地已经变成盐碱地。

（二）化学融雪剂对水体的影响
在雨水冲刷作用下，路面的融雪剂依靠水流进入河流与湖泊。

这部分融雪剂会改变水体的密度，打破水体初始的电离平衡状态，并且会消耗很多溶解氧，最终改变湖泊的生态特征。

盐水渗透到地下，使水体中的氯离子浓度变大，如果地下水被用作水源，其对生活用水会产生很大影响。

此外，地表径流的水体中会积累大量盐分，水流的密度增大，流入水都停滞在湖泊底部，并且春季湖水对流运动也将受到限制。

（三）化学融雪剂对植物的影响
融雪剂对植物造成的不利影响是多样的，主要的危害有三个方面。

其一，渗透胁迫。

渗透原理是氯盐型融雪剂导致植物死亡的机理。

融雪剂和融化的冰雪混合的溶液逐渐渗透到植物根部，使根部附近水分的盐浓度变大，破坏了初始的渗透平衡状态，导致植物细胞中的营养物质和水分向外渗透。

因生理性缺水，植物将产生黄叶和枯枝的症状，最终便会凋零死亡。

其二，打破代谢。

融雪剂会影响植物光合作用与呼吸作用，氯盐融雪剂会使植物内部的叶绿素减少，进而使植物光合作用变弱。

其三，离子毒害。

随着道路桥梁表面融雪剂的不断汇入，土壤中的盐分积累得越来越多，当某些离子浓度过高时，便会使植物受到毒害。

（四）化学融雪剂对大气的影响
在干燥环境状态下，路面的融雪剂会以粉尘形式进入到人体呼吸道，然后对人体器官造成损伤。

此外，氯盐型融雪剂会破坏大气臭氧层。

喷洒的盐水融雪剂
含有氯和溴，这些物质和冰雪混合在一起，当气温升高时，它们以气体形式释放
出来，并且会上升至大气层，最终将会消耗部分臭氧层[3]。

四、缓解融雪剂危害的对策
（一）研发环保型融雪剂
优化生产工艺，降低生产成本，加强新型环保融雪剂的研发。

一方面，基于“垃圾回收利用”理念，可以将农作物和工业生产废弃物作为原材料，既降低成
本又十分环保；另一方面，研发防锈剂和缓蚀剂，对氯盐型融雪剂进行优化改进。

（二）规范融雪剂的使用
目前，我国尚未建立法律法规对融雪剂使用进行管理。

融雪剂不合理使用，
将会造成浪费和环境污染等问题。

因此，应该根据各地实际状况，出台相应的融
雪剂使用管理办法，其中包括融雪剂的选择、使用量、使用范围及禁用区域等。

（三）加强道路桥梁的防护性能
为减少融雪剂对道路桥梁的损害，通过加强道路桥梁基础设施的防护性能或
采用防护措施。

一方面，可以选用透水性沥青、高性能混凝土和耐腐蚀钢筋等；
另一方面，改善道路桥梁的排水系统，在道路桥梁两侧设置水沟，将融化的水分
引入污水处理厂集中处理。

五、结语
近年来，融雪剂给我们道路桥梁除冰雪带来诸多便利，但融雪剂对道路桥梁、土壤、水体、植物和大气等产生严重的危害。

传统的氯盐型融雪剂价格低廉，融
雪效果好，但对道路桥梁和环境危害很大；当前的环保型融雪剂对环境危害小，
但成本高，不适合道路桥梁广泛使用。

因此，开发新型环保融雪剂是摆在我们面
前亟待解决的事情。

参考文献：
[1]冯守中.融雪剂对环境的影响和评价[J].辽宁化工.2018,47(09).
[2]张旭.融雪剂的现状及对环境的影响和对策[J].环境卫生工
程.2017,25(05).
[3]赵光楠.融雪剂的危害与防治研究[J].环境科学与管理.2010,35(04).
作者简介：徐阳(1997-)，男，汉族，江西抚州人，重庆交通大学硕士研究生，研究方向：抗凝冰材料的开发和应用。