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醋酸鉀知識

醋酸鉀-腐蝕馬路、綠化,融雪劑如何變環保?

安徽巢湖市世紀大道大橋,市政部門工人在橋面上撒布融雪劑。視覺中國/圖

很少有人注意到,北京的環衛工人不能將積雪都拋至綠化設施里。

《北京市掃雪鏟冰應急預案(2023版)》規定,含有融雪劑的積雪,禁止堆入有可能影響植物生長的地區;融雪劑只允許在重點、一級、二級道路使用,人行便道、住宅小區、公園景區原則上不使用氯鹽類融雪劑。

目前市面主流的融雪劑產品的主要成分是鹽,溶于水后能顯著降低水的冰點,加速冰雪融化。氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂等氯鹽類為融雪劑的常用原料,便宜好用,但氯離子具有強氧化性和腐蝕性,能腐蝕瀝青、金屬等,還可能造成土壤鹽堿化,是馬路、橋梁、車輛底盤和綠化植物的隱形“殺手”。

融雪劑在全球使用已有近百年歷史,環境風險在20年前國內有城市就已認知。如今不少北方城市出臺了融雪劑使用的地方規范,但經濟實惠的氯鹽類融雪劑依然在市場上唱主角,相關標準規范有待嚴格執行。

積極的一面是,市政管理者正將融雪劑的環保性提到更高優先級,學界的環保融雪方案也層出不窮。

人行道“原則上不使用”氯鹽類融雪劑

2024年2月20日傍晚,北京降落龍年第一場雪,街頭銀裝素裹,浪漫美麗。過年的氣氛還未淡去,這場雪被視為“瑞雪”,但對于北京市朝陽區大屯街道的環衛工人老李而言,除雪是件辛苦的差事。

老李和另一名同伴負責一條長約800米的道路清潔任務。2月21日,凌晨四點,天沒亮他就走上街頭,用鐵鍬鏟除人行道上的積雪。

一鍬又一鍬,寒風中,老李的頭上冒出了細密的汗珠。鏟了4個小時后,他和同伴在街道兩側的人行道開辟出兩條通路,早高峰開始了,人們得以在去往地鐵站、辦公室的路上安全通行。

在汽車行駛的主路上,除雪需要依靠專業的車輛。環衛工人王大哥是司機之一,他工作的時間比老李更長。

王大哥的手機上裝著一款特殊的天氣預報軟件,“預測特別準確,定位特別細致”。在軟件預報要下雪前,他就要把除雪車停到路旁等待。一收到上級的指令,他便駕駛車輛開始作業。專門撒融雪劑的車輛先出場,作業方式類似灑水車,接著是帶著鏟子、滾刷的除雪車上陣。

“雪下多長時間,我們就要干多長時間。就跟打仗一樣。”王大哥說。雪剛下時一般用固體融雪劑,積雪較多時會用液體融雪劑。道路還有優先級之分,高架橋和坡面匝道上風大、氣溫低,更容易結冰,需要優先處理,重點關注。

根據北京市的上述預案,人行道不允許使用氯鹽類融雪劑。只能“硬鏟”,但規定寫的是“原則上不使用”,“如果之后雪大了,可能還是得需要融雪劑。”老李說。

北京曾遭受過融雪劑帶來的傷害。據媒體報道,1979年建成并投入使用的北京原西直門立交橋,不到20年便重新修建。專家調研發現,除去先天施工、設計的因素,撒布氯鹽類融雪劑造成的鋼筋腐蝕、混凝土凍融破壞,是路橋過早報廢的原因之一。

據原北京市園林局不完全統計,2005年冬末春初,北京11000余株行道樹、149萬余株灌木、近20萬平方米草坪遭受嚴重鹽害或死亡,直接經濟損失達3000萬元以上。園林專家對北四環路邊的殘雪及周邊土壤進行了取樣,發現含鹽濃度比正常值高392倍,氯離子、鈉離子等的濃度也大幅超標。

時至今日,融雪劑對市政設施的危害還在發生。2024年1月,大連當地媒體報道,冬天幾場大雪過后,大連出現兩千余處道路破損、坑洼。大連市市政公用事業服務中心工作人員稱,融雪劑確實會對市政設施造成一定的影響。

有名無實的“環保型融雪劑”

越缺少什么,就越愿意強調什么。這個原則也適用于融雪劑。

打開電商和短視頻平臺,商家打出的廣告都紛紛強調“環保型融雪劑”。但南方周末記者致電詢問時,許多商家直言,只是產品名字叫“環保型融雪劑”,但主要原料僅是普通的無機鹽。

這聽起來就像小品的段子,海參炒面里面沒有海參,而是廚師名字叫“海參”。

“目前市面上銷售的大多數融雪劑都不環保。”一家鹽業公司經理何銀(化名)坦言,“產品的生產門檻很低,往往是用工業廢鹽加化學品調出來的,有的甚至還‘有毒’。”

“有毒”指的是工業廢鹽不純,可能含有重金屬、亞硝酸鹽等有害成分。

2月中下旬,受寒潮影響,何銀的電話被“打爆了”。最忙時,他一天接了兩百多個求購電話。由于原材料緊張,融雪劑的市場價一度從500元/噸被炒到1500元/噸。他公司的融雪劑銷量比往年冬天多出50%。

融雪劑火爆源自全國大范圍雨雪天氣。北京、河北、河南等北方省份普降雨雪,湖北、湖南、安徽等南方省份也下起凍雨。湖北襄陽高速提前準備了近百噸固體融雪劑,堆放在高速公路兩側。

 

2024年1月31日,鄭州市中州大道農業路立交橋,融雪劑提前放置,以應對即將到來的雨雪、冰凍天氣。視覺中國/圖

大雪來了,“就想先把問題解決了,別的都是次要的。”何銀說,買家往往不在乎融雪劑是否環保,甚至不在乎有沒有質檢報告。

融雪劑的環境影響已是共識,不少地方有規定,融雪劑要科學適度使用,只用在重要交通路段。

2021年,大連市城管局在答復市人大代表建議時表示,市城管局要求各區除了對正常交通影響較大的坡彎路、高架橋引橋及重要交通節點外,其他路段原則上不使用融雪劑。

但監管難度顯然很大。

上述大連市城管局的答復中還提到,在實際作業中,由于指揮調度水平和作業技術等原因,存在融雪劑使用范圍和撒布未能精準控制用量的情形。市城管局表示將在除雪過程加大執法力量,依據《大連市冬季除運雪檢查考核扣分標準》嚴格實施處罰,累計扣分超過20分以上的企業納入信用評價名單中,在以后的環衛招標中建議一票否決。

監管融雪劑科學規范使用,在其他城市也是難題。

王大哥回憶,在他開車出發前,同事已經配好了融雪劑,所以他不清楚自己撒了多少。組長、檢查員等會來檢查除雪情況,融雪劑是檢查的項目之一。

成本高十倍

更環保的融雪解決方案并不復雜,例如主要原料為醋酸鉀的融雪劑,不添加氯鹽類成分;添加緩蝕劑也能降低腐蝕影響。

生物環保型融雪劑是另一種方案。2023年底,吉林市本地媒體報道,使用非氯鹽類生物環保型融雪劑,主要成分是碳、氫、氧元素,不會對柏油路面、地下水、植被、公共設施等產生影響。

但高昂的價格是阻礙。山東某商家介紹,醋酸鉀融雪劑售價高達3000元/噸,是最低價氯化鈉融雪劑的近十倍。

近年來,也有不少學者致力開發兼具環保性和經濟性的融雪劑。

2023年,為解決湖南省高速集團提出的需求,長沙理工大學能源與動力工程學院教授賈傳坤開發了一款無氯型液態融雪劑,雖然目前成本比傳統氯鹽類融雪劑略高,但融雪效果更好。

這款融雪劑不僅能用在道路上,還可為輸電線路快速除冰。國網浙江電科院和國網紹興供電公司做了試驗,用無人機對著一座結冰的輸電塔噴灑融雪劑。“除冰效果很不錯,后續再做一些優化,對電網解決除冰難題將會是大突破。”賈傳坤對新型融雪劑的轉化前景很樂觀,未來或許可用于風電葉片和光伏設備的除冰融雪。

與賈傳坤的研發思路相似,東北林業大學化學化工與資源利用學院副教授宋海巖受哈爾濱一家市政公司的委托,研制出一款液態融雪劑。但宋海巖和市政公司的合作最終沒能談成。他正苦尋合作方。

除了開發環保型融雪劑,交科院檢測技術(北京)有限公司總經理朱寶林采取了不同的解決思路。2008年以來,他們團隊研發了抗凝冰混合料、抗凝冰涂層等產品,鋪路時,就在瀝青混合料中摻入融雪劑,此后路面投入使用后,不易結冰。雖然效果不錯,但這種產品成本較高,僅在部分道路的重點路段應用。

目前他正在推動基于氣象數據的路網級道路凝冰管理預警平臺,監控道路的氣象信息,在道路要結冰之前提前噴灑液體融雪劑。朱寶林提出,提前使用融雪劑能降低路面的冰點,不易結冰。他曾做過實驗,達到相同的效果,提前主動噴灑融雪劑的用量,是事后被動噴灑用量的1/40-1/20。

賈傳坤呼吁更多學科科研人員、企業一起合作,開發適用更多應用場景的環保型融雪劑。在知網上搜索“環保型融雪劑”,已發表的論文不少,但實際轉化成功的產品不多。

與層出不窮的環保型融雪劑產品相比,標準的落實稍顯滯后。賈傳坤建議,現有標準可增加更多環保指標,規范融雪劑市場,讓真正環保的融雪技術實現轉化。

北京市城市管理研究院生活垃圾檢測分析與評價北京市重點實驗室張旭于2021年發表的論文提到,我國有2部融雪劑相關的國家標準,2部鐵路和交通的行業標準,北京市、河北省和遼寧省還出臺了3部地方標準。

2017年修訂的國標《融雪劑》(GB/T 23851-2017),對碳鋼腐蝕率、植物種子相對受害率、重金屬含量等環保指標作出規定,但此標準為推薦標準,并非強制。此外,該標準中重金屬只規定了5種,英國融雪劑標準有10種。根據已有城市對銅和鋅的研究,張旭在論文中建議,國標可以考慮增加這兩種金屬限值。

實際上,在特定領域,嚴格的融雪劑標準已推行多年。

作為民航業標準,2008年頒布的國標《機場道面除冰防冰液》(GB/T 25356—2008)還規定了生化需氧量(BOD)、化學需氧量(COD)、總磷、硫等指標的限值。

上述山東商家提到,較貴的醋酸鉀融雪劑銷往全國各地的機場,用于跑道融雪除冰,購買者多是常年合作的老客戶。

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