环保型融雪剂的研究新进展

２ 、对传统氯盐型融雪剂的改进 王小光等［１０］以传统氯盐为突破口，以 冰点降低理论、金属防腐理论、植物伤害机 理为依据，研制了 ＰＳＡ 系列新型高效环保 新型融雪剂—— ＰＳＡ 系列，并研究了 ＰＳＡ 系列不同氯盐的加合增效、冰点降低规律， 同时兼顾了其融冰化雪时的热效应，基来自百度文库 实现了开发高效环保型融雪剂的初衷。 郑州大学许秀成教授等［ １ １ ］ 提出新型 “环境友好、作物营养型融雪剂”的概 念，根据作物营养及环境友好的要求设计
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关于“环保型”融雪剂的提法，人 们当前的关注点是融雪剂渗进桥体导致钢 筋加速锈蚀问题和融雪剂损伤路旁花木植 物问题，能解决这两个问题的融雪剂就属 于“环保型”的概念。［５］
１、低成本醋酸钙镁盐类环保型融雪剂 的研究
尽管非氯盐型融雪剂在迅速发展中， 但由于成本等经济因素的制约，一些发达 国家也只能少量应用。我国是发展中国 家，非氯盐型融雪剂在短时期内更不可能 大量使用。在环保日益重要的今天，由于 现在所使用的融雪剂又有以上的问题，开 发研制出成本低且环保型的高效融雪剂就 成为摆在我们面前的重大课题。
赵音延、秦炜等人，结合醋酸稀溶 液的合理回收和利用，以生产绿色化学品 ——醋酸钙镁盐（ＣＭＡ）为目的，采用萃取 剂将醋酸富集于萃取剂相，再用钙镁的氧 化物为反萃剂，反萃生成 ＣＭＡ，系统地 进行了负载醋酸有机相反萃性能的研究［６－ ７］。
许英梅等［８］首次利用生物质废料（麦秸 杆、木屑等）气化、干馏过程中产生的醋酸 废液——黑色的木醋液作为低成本的醋酸 来源与白云石粉为原料，通过转化、脱色、 蒸发结晶等过程，制备出近乎白色低成本 的醋酸钙镁盐（ＣＭＡ）类环保型融雪剂。实 验结果表明，由生物质废液制ＣＭＡ类环保 型融雪剂，不仅可为道路除冰雪提供一种 低成本的环保型融雪剂，并根除氯害，同时 可为这类生物质废液的治理提供一个变废 为宝的新途径，对生物质资源的有效利用 有重要意义。
寇艳秋等［９］以富含醋酸的糠醛废水为 原料生产 ＣＭＡ，既降低了 ＣＭＡ 生产成 本，又降低了废水处理费用。主要采用双 效蒸发法治理糠醛废水，通过在实验室中 利用糠醛废水治理后的完成液制取环保型 融雪剂—— ＣＭＡ，形成了 ＣＭＡ 的回收工 艺，并对回收的 ＣＭＡ 进行成分测定，有
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融雪剂是由化冰盐（ｄｅｉｃｉｎｇ ｓａｌｔ）这个 名词演变而来的。用来降低冰雪冰点的盐 就被称为化冰盐。目前所用的融雪剂大致 分为三类： 一类是氯盐型，例如氯化钙、 氯化镁、氯化钠等。第二类是非氯盐型 （ 有机或无机盐、胺、醇） ，例如钙镁乙 酸盐（ Ｃ Ｍ Ａ ） 、乙酸钾等。第三类是混合 型： （１）氯盐 ＋ 非氯盐。（２）氯盐 ＋ 非氯盐 ＋ 阻 锈剂。［ １ ］ 目前为止，所使用的融雪剂主要 以氯化钠为主要成分，在美国和俄罗斯， 钙镁乙酸盐和乙酸钾有一定的应用［ ２ ］ 。氯 化钠是一种降低冰点性能好、货源充足、 价格低廉的材料，从技术资料查索，很难 找到比氯化钠更适用的融雪剂。因此，尽
一、融雪剂的使用现状
融雪剂可以说是时代发展的必然产 物。上世纪四五十年代，以美国为代表的 发达国家的经济与交通取得长足发展，城 市间的高速公路甚至逐步取代了铁路的功 能而成为经济发展的主体命脉，于是保证 城市高速公路交通畅达，成为现实而又特 别重要的任务。冬季下雪是公路、铁路交 通的“大敌”，于是就有了采用融雪剂融 冰化雪的方法。融雪剂因此便应运而生。
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表 ２ 矿样的测定结果
Ｖ１ — 滴定后 ＥＤＴＡ 的溶液的体积； ｍ — 试样的质量。 （２ ）结果讨论 ① ＥＤＴＡ连续滴定测定结果的准确性 分析 为了检验 Ｅ Ｄ Ｔ Ａ 连续滴定法的准确 性，我们分别采用重量法和 ＥＤＴＡ 滴定法 对试样进行测定，然后将两者进行对比分 析，见表 ２ 所示。从该表中我们可以看 到，ＥＤＴＡ 滴定测量的数据准确而且波动 不大，完全能够满足野外探矿作业方便、 快速、价廉的要求。 ② ＰｂＳＯ４ 对 Ｚｎ＋ 的吸附 取铅标准溶液 １０ 毫升，分别加入锌标 准溶液 ５ 毫升、１０ 毫升、１５ 毫升于 ２５０ 毫 升的烧杯中，加入饱和 Ｋ２ＳＯ４１０ 毫升，以 下按分析方法进行同样的操作，实验结果 表明 Ｋ２ＳＯ４－ＰｂＳＯ４ 沉淀对锌离子没有吸附 现象。 ③ 干扰离子的影响 铅锌矿石中常常伴有少量的银、铁、 铜、钴、镉、镍和锰等元素，对铅锌含 量的测定有一定影响，含量超标就需要分 离。实验表明，每克矿物中 ０．４ｍｇ 的钴、 镍，０．６ｍｇ 的镉对铅锌含量的测定没有影 响，而一般矿石中的钴、镍、镉量甚微 可以不予考虑。而对含量较大组分可以用 相应的遮蔽剂进行遮蔽处理，以消除其对 Ｐ ｂ 、Ｚ ｎ 含量测定的影响，比如：铁可 以加入抗坏血酸进行遮蔽，使其避免与 ＥＤＴＡ 进行反应；铜和银则可以加入硫代 硫酸钠掩蔽；锰可以加入 ＮＨ４Ｆ 使锰生成 溶解度很小的 ＮＨ４Ｆ·ＭｎＦ２ 复盐沉淀等。 ④ 实验操作的影响 该实验要经历多个步骤的操作和反 应，要避免操作过程中溶液的溅失，防止 没有反应完全就进行下一步的操作。比 如：滴定反应需要较长时间，有时到达滴 定终点后，放置一段时间还有可能出现终 点回头的情况，若未能发现则会影响到测 定结果的准确性。因此，实验操作一定要 规范、谨慎，以保证测定结果的准确性。
管氯化钠有许多缺点， 但一些交通发达国家 至今仍在使用，而且多用干喷法。但氯化 钠型传统融雪剂对环境的危害至今仍是个 让全世界头痛的问题。喷洒工业盐水融化 冰雪造成城市绿化植物枯死、路面及桥面 破坏、金属受损坏、汽车轮胎的使用寿命 缩短、地下水受污染等危害，这些都已经 被人们所认识。黑粘的残雪不仅污染环 境，对行人、行车也构成威胁。美国印 第安纳州珀杜大学的科学家发现，城市喷 洒工业盐水化雪会破坏臭氧层。因为喷洒 盐水使水滴中含有的溴和氯与雪混合，在 气温升高积雪融化后，这两种物质以气体 形式被释放出来，在大气中转变成自由 基，它们上升破坏了大气中较低的臭氧层 ［３］。正是由于以氯化钠为主的融雪剂的负 面影响和所造成的巨大经济损失，促使人 们开始努力寻找一种既能尽快地除雪，同 时又不至于对环境及道路交通设施造成危 害的环保型融雪剂作为食盐的代替品。环 保型融雪剂成为研究的热点之一。
开发出的环境友好、作物营养型融雪剂为 ＫＣＩ￣ＭｇＣ１２ 一 Ｌｕｘ 系列。（Ｌｕｘ 是一种由尿 素、硝酸馁钙、硝酸钱镁及亲水型表面活性 剂所组成的低熔点、高渗透性的“乐喜复合 物），实验结果表明，该融雪剂是安全及环保 的，符合北京市关于环保型融雪剂的规定 标准，且在价格上具有一定的优势。
四、结束语
Ｈｇ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｄ 等重金属含量也做了严 格规定， 如每公斤融雪剂中Ｈｇ含量必须低 于 ０．０５ｍｇ，Ａｓ 和 Ｃｄ 的含量要小于 ５ｍｇ 等 ［４］。在新标准的 １３ 项技术中有 ９ 项都不同 程度地涉及环保指标。
总之，环保型融雪剂必须具有低腐蚀 性、无环境污染、融雪能力强、成本低 等特点。
三、环保型融雪剂的研究发展及
４． 结束语
ＥＤＴＡ 滴定法在进行 Ｐｂ、Ｚｎ 含量的 测定时，具有很高的准确度和稳定性，并
且本方法相对仪器分析法而言，具有方 便、快速、成本低廉的优点，它是野外 铅锌矿勘探作业理想的选择。
参考文献 ［１］ 北京矿冶研究总院分析室编．矿石及有 色金属分析手册［Ｍ］．北京：北京冶金工业 出版社．１９９０．６１～６７． ［２］ 朱和平．火焰原子吸收光谱法测定矿石 中高含量的铅和锌［Ｊ］．有色金属矿产与勘 查．１９９９，１０．２９５～２９７． 作者简介 李春艳（１ ９ ７ ９ ． ８ － ），实验师，毕业于 陕西科技大学过程装备与控制工程专业 学士 学位，现任教于陕西理工学院。
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效成分在 ８ ０ ％ 以上。通过融雪试验，得 出：外力作用下，融雪剂与雪作用 １ ０ － １５ 分钟积雪融化，可持续融雪 ５ － １０ 小 时；撒播量低于 ５０ｇ（固体用量）或 ５５６ｍｌ （液体用量）时，撒播量越大融雪效果越 好，撒播量高于 ５０ｇ（固体用量）或 ５５６ｍｌ （液体用量）时，撒播量变化对融雪效果 影响不大。双效蒸发法治理糠醛废水及醋 酸钙镁回收工艺实现了废水治理、资源回 收的双重目的，同时充分利用了废水及醛 气的热量，节约了循环冷却水用量，在资 源日益紧张的今天，具有非常重大的意 义。
２００８ 年北京奥运会举行在即，环保成 为人们关注的热点话题之一，一场雪灾唤 起了人们开发新型融雪剂的热情，在不久 的将来，新型的环保型融雪剂定会如雨后 春笋般涌现出来，鉴于此，我们应该向价 廉，实用，节能，环保的方向更加努力！
参考文献 ［１］ 韩春兰，刘宇娜，常洪林等．浅谈新型融 雪剂［Ｊ］．纯碱工业．２００４（１） ： ２４－２５． ［２］ 骆虹，罗立斌，张晶等．融雪剂［Ｊ］．中国环 境监测．２００４，２，２０（１）： ５５－５６． ［３］ 北京市质量技术监督局．北京市地方标 准［ｓ］．ｎＢ１１ 汀 １６．２００２．２００２ 一 １２ 一 ０１ ［４］ 王寿武，张茂丽，杨世刚，王东等． 新型 融雪剂的生产及性能研究［Ｊ］．浙江化工， ２００７，１３８（４）：２０－２４ ［５］ 张洋．齐虹．扬旖旎等．钢筋在氯盐环境 中的电化学行为及防腐技术［Ｊ］．河北工业 大学学报．２００３，３２（３）：１０８－１１３． ［６］ 赵音延，秦炜，戴猷元．利用醋酸稀溶液 生产绿色化学品 －－ 醋酸钙镁盐的研究［Ｊ］． 化学工程．２００３，３１（１）：６３－６６，７５ ［７］ 秦炜，赵音延，戴猷元．醋酸钙镁盐的应 用及开发［Ｊ］．现代化工．２０００，２０（９）：６１－６３ ［８］ 许英梅， 张秋民，姜慧明等．由木醋 液制醋酸钙镁盐类环保型融雪剂研究［Ｊ］． 大连理工大学学报．２００７，４７（４）：４９４－４９６ ［９］ 寇艳秋．双效蒸发法治理糠醛废水的工 艺及醋酸钙镁回收研究［Ｄ］．东北师范大学． ２００６ ［１０］ 王小光．高效环保型融雪剂的研制［Ｄ］． 郑州大学．２００７ ［１１］ 张景亚．环境友好、作物营养型融雪 剂开发研究［Ｄ］．郑州大学．２００４
二、环保型融雪剂的评价标准
评价一种融雪剂的优劣，主要是从融 雪剂的融雪性能、腐蚀性及重金属含量等 因素来多方面综合考虑的。国际国内关于 融雪剂的标准并不多，国外主要有太平洋 西北除雪协会制定的关于环保型融雪剂的 技术指标，主要对融雪剂的酸碱度、比重、 浓度和冰点关系曲线、腐蚀性、氰化物及其 他一些重金属离子的含量做了相关规定。 如该指标规定：环保形融雪剂 ＰＨ 应在 ６． ０－８．０ 之间，即基本接近中性，腐蚀性不大 于传统氯化钠型融雪剂的 ３０％，氰化物含 量不大于０．２０ｐｐｍ，Ａｓ含量不大于５．００ｐｐｍ 等。国内则有北京市质量技术监督局于 ２００３ 年 ５ 月 １８ 日在全国发布的关于融雪剂 的北京市地方生产标准。标准主要从颜色、 气味、含水率、冻结温度、融雪速度、融雪 量、对金属的腐蚀作用、对水泥路面的脱皮 影响、对沥青路面的剥落影响、摩擦力的测 试、刹车指数、毒性测定以及对植物影响 等方面做出了相关规定。如该标准要求环 保型融雪剂无令人不愉快的气味，无毒，对
环保型融雪剂的 研究新进展
李华芳 中国地质大学（北京）材料科学与工程学院 １０００８３
摘 要 概述了融雪剂的使用现状，介绍了环保型融 雪剂的评价标准，综述了关于环保型融雪剂 的研究发展史及新动态，对其应用前景作出 了展望。 关键词 雪灾；环保型融雪剂；评价标准；Ｃ Ｍ Ａ
引言
据了解，南方雪灾后消耗的融雪剂多 达数千万吨。但随后人们便发现，在雪灾中 立下了功劳的氯盐融雪剂，就像一把“双刃 剑”，其危害随着气温的逐步回升和冰雪的 消融，正在南方不少地方相继显露出来。如 饮用水被污染，变得苦咸，沥青路面在融雪 盐的腐蚀下，出现龟裂等现象，道路两边的 草木枯死等。这不禁引发出一个新的研究 热点：环保型融雪剂。